СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 1994 года по МПК G01N24/00 

Изобретение относится к способам обнаружения взрывчатых веществ и может быть использовано при дистанционном обнаружении взрывчатых веществ, содержащих ядра азота.

Известен способ обнаружения взрывчатых веществ, включающий воздействие на обследуемый объект сериями радиочастотных импульсов и регистрацию сигнала отклика, по которому определяют присутствие искомого вещества [1].

Недостатком данного способа является малая чувствительность, обусловленная малой интенсивностью наблюдаемых сигналов. Данный способ позволяет обнаруживать взрывчатые вещества на расстоянии ≈60 см.

Наиболее близким по технической сущности является способ обнаружения взрывчатых веществ, включающий двухчастотное воздействие на обследуемый объект двумя линейно-частотно-модулированными импульсами со средней частотой заполнения, равной частоте одного из переходов и с девиацией, обеспечивающей возбуждение всей линии, и одним радиочастотным импульсом с частотой заполнения, равной частоте другого перехода и регистрацию сигнала отклика, по которому судят о присутствии искомого вещества [2].

Однако этот способ обладает также сравнительно малой чувствительностью. Им можно обнаружить взрывчатые вещества на расстоянии ≈1,2 м .

Задачей данного изобретения является разработка способа обнаружения взрывчатых веществ, позволяющего повысить чувствительность.

При обнаружении взрывчатых веществ, содержащих ядра азота, на обследуемый объект воздействуют двумя линейно-частотно-модулированными импульсами со средней частотой заполнения, равной частоте одного из переходов и с девиацией, обеспечивающей возбуждение всей линии, и одним радиочастотным импульсом с частотой заполнения, равной частоте другого перехода и регистрацию сигнала отклика, по которому судят о присутствии искомого вещества, причем сначала воздействуют двумя линейно-частотно-модулированными импульсами с временным интервалом τ₁ между ними, а затем через время τ₂ радиочастотным импульсом, а регистрацию сигнала отклика производят на частоте одиночного импульса, при этом τ₁ и τ₂ устанавливают меньше времени поперечной и продольной релаксации.

На фиг. 1 приведена схема квадрупольной спин-системы ядер ¹⁴N; на фиг. 2,3 - импульсные программы возбуждения сигналов эха; на фиг. 4 - блок-схема устройства, с помощью которого реализован предлагаемый способ; на фиг. 5 - спектр исследуемого вещества.

Рассмотрим возбуждение сигналов по импульсным программам на фиг. 2,3.

Первое РЧ-поле воздействует на средней частоте ω_0,+1, а второе - на частоте ω_0,-1 (см. фиг. 2).

Первое радиочастотное поле воздействует на средней частоте ω_0,-1, а второе поле - на частоте ω_0,+1 (см. фиг. 3).

Амплитуды наблюдаемых сигналов пропорциональны средней частоте первого РЧ-поля. Чем больше эта средняя частота, тем интенсивнее амплитуда наблюдаемого сигнала.

Устройство для реализации способа содержит программатор 1, блок 2 управления задающими генераторами, первый 3 и второй 4 задающие генераторы, первый 5 и второй 6 стробируемые усилители, первый 7 и второй 8 широкополосные усилители мощности, двухчастотную резонансную систему 9, выполненную в виде антенны, предварительный усилитель 10, приемник 11 сигналов, индикатор 12.

Устройство работает следующим образом. Программатор 1 обеспечивает необходимую импульсную последовательность, т.е. позволяет установить необходимые длительности импульсов, их количество, временные интервалы между ними, частоту следования импульсной последовательности, различные импульсы для блока управления задающими генераторами, строб-импульсы для стробируемых усилителей, а также синхроимпульс.

С помощью блока управления задающими генераторами 2 устанавливают необходимые частоты ω_0,+1 и ω_0,-1 первого 3 и второго 4 задающих генераторов, а также девиацию частоты первого 3 и второго 4 генераторов в зависимости от условий возбуждения.

Первый стробируемый усилитель 5 и первый широкополосный усилитель мощности 7 формируют и обеспечивают ЛЧМ-импульсы с необходимой амплитудой. Средняя частота заполнения ЛЧМ-импульсов равна ω_0,+1. Второй стробируемый усилитель 6 и второй широкополосный усилитель мощности 8 формирует импульс с необходимой амплитудой и с частотой заполнения, равной ω_0,-1.

Воздействие радиочастотными импульсами на объект осуществляется с помощью двухчастотной резонансной системы 9, выполненной в виде антенны (из двух витков связи: каждый виток связи для своей частоты). Сигнал отклика усиливается предусилителем 10, который одновременно является и селектором сигналов. В приемнике 11 отклик усиливается до необходимой амплитуды (если нужно и накапливается), затем подается на индикатор 12, который выполнен в виде звукового сигнализатора.

На фиг. 5 приведен спектр вещества, на котором реализован данный способ. Верхние частоты этих линий (частоты ω_0,+1) занимают примерно от 860 до 900 кГц, а нижние частоты (ω_0,-1) - 730-810 кГц. Поэтому в случае а) средняя частота заполнения ЛЧМ импульсов должна изменяться от 850 до 950 кГц, а в случае б) - средняя частота заполнения ЛЧМ-импульсов должна изменяться от 720 до 850 кГц. При этом необходимо девиацию частоты устанавливать ≈20% от средней частоты заполнения ЛЧМ импульсов.

Временные интервалы τ₁ (между ЛЧМ-импульсами) и τ₂ (между вторым ЛЧМ-импульсом и одиночным импульсом) устанавливают меньше времен поперечной и продольной релаксации.

Предложенным способом можно обнаружить взрывчатые вещества на расстоянии 1,2-10 м. Эта величина во многом зависит от массы взрывчатых веществ, частот заполнения ЛЧМ-импульсов, мощности излучения, конструкции антенны и т.д.

Использование: при дистанционном обнаружении взрывчатых веществ. Сущность изобретения: на обследуемый объект сначала воздействуют двумя линейно-частотно-модулированными импульсами с временным интервалом τ₁ между ними, со средней частотой заполнения, равной частоте одного из переходов и с девиацией, обеспечивающей возбуждение всей линии. Затем через время τ₂ воздействуют радиочастотным импульсом с частотой заполнения, равной частоте другого перехода, причем τ₁ и τ₂ устанавливают меньше времен поперечной и продольной релаксации. Регистрацию сигнала отклика производят на частоте одиночного импульса. 5 ил.

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ, включающий двухчастотное воздействие на обследуемый объект двумя линейно частотно-модулированными импульсами со средней частотой заполнения, равной частоте одного из переходов и с девиацией, обеспечивающей возбуждение всей линии, и одним радиочастотным импульсом с частотой заполнения, равной частоте другого перехода, и регистрацию сигнала отклика, по которому судят о присутствии искомого вещества, отличающийся тем, что сначала воздействуют двумя линейно частотно-модулированными импульсами с временным интервалом τ₁ между ними, затем через время τ₂ - радиочастотным импульсом, а регистрацию сигнала отклика производят на частоте одиночного импульса, при этом τ₁ и τ₂ устанавливают меньше времен поперечной и продольной релаксации соответственно.