КОМПЛЕКС ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ НА ПАЛЬЦАХ РУК В ПРОЦЕССЕ ДАКТИЛОСКОПИЧЕСКОГО БИОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЛИЧНОСТИ Российский патент 2010 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к областям газового анализа и биометрического контроля личности и предназначено для обнаружения взрывчатых веществ (ВВ) на пальцах рук в процессе дактилоскопического биометрического контроля личности.

Известна система обнаружения ВВ методом спектроскопии многократно нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО) в процессе биометрической идентификации, состоящая из системы идентификации личности на основе оптического биометрического сканера с установленным на его рабочей поверхности прозрачным основанием и системы обнаружения ВВ методом МНПВО [1].

Недостатком системы является низкая надежность обнаружения ВВ, обусловленная ограниченными возможностями существующих приборов, реализующих метод МНПВО, по селекции (выделению) сигналов от ВВ на фоне сигналов от многочисленных бытовых веществ.

Известно устройство для обнаружения следовых количеств малолетучих веществ на пальцах рук, содержащее газоанализатор, прогреваемый газовый канал, нагреватель, управляемый источник тока, датчики температуры окружающего воздуха и/или поверхности нажатия, механизма запуска устройства в виде нажимного кнопочного механизма с контактной пластиной, в которой имеется отверстие, и датчиком ее положения [2].

Недостатком устройства является низкая надежность обнаружения ВВ, обусловленная недостаточной для интенсивного парообразования в ВВ температурой нагрева контактной пластины, ограниченной болевым температурным порогом для кожи человека, сложностью нагрева до этой температуры в зависимости от показаний датчиков температуры, интенсивности использования устройства и местных турбулентных потоков, сложностью очистки контактной пластины и прогреваемого газового канала от микрочастиц ВВ после завершения цикла обследования и невозможностью обнаружения ВВ на пальцах рук при наличии перчаток или напальчников.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности обнаружения ВВ с сохранением возможности одновременного проведения дактилоскопического биометрического контроля личности.

Поставленная задача решается тем, что в комплексе для обнаружения ВВ на пальцах рук в процессе дактилоскопического биометрического контроля личности, содержащем газоанализатор-детектор ВВ, нагреватель, механизм запуска, контактную пластину с отверстием и систему контроля личности на основе дактилоскопического биометрического сканера, контактная пластина с температурой плавления, большей, чем температура разложения ВВ, толщиной 0.003…0.01 ширины пальца взрослого человека размещена на или над рабочей поверхностью считывающего блока дактилоскопического биометрического сканера на высоте 0…10 толщины пластины и снабжена механизмом перемещения в модуль с нагревателем и газоанализатором-детектором ВВ, при этом модуль с нагревателем и газоанализатором-детектором ВВ снабжен устройством охлаждения пластины. Для тепловых и емкостных прокатных дактилоскопических биометрических сканеров площадь контактной пластины составляет 70…92 площадей рабочей поверхности считывающего блока сканера, а площадь отверстия в пластине - 0.008…0.013 площади рабочей поверхности считывающего блока этого сканера. Для оптических и емкостных оттискных дактилоскопических биометрических сканеров площадь контактной пластины составляет 0.28…2.74 площади рабочей поверхности считывающего блока сканера, а площадь отверстия в пластине - 0.1…0.8 площади рабочей поверхности считывающего блока этого сканера. Для оптических прокатных дактилоскопических биометрических сканеров площадь контактной пластины составляет 0.47…1.58 площади рабочей поверхности считывающего блока сканера, а площадь отверстия в пластине - 0.07…0.18 площади рабочей поверхности считывающего блока этого сканера. При этом контактная пластина может быть выполнена с шероховатой контактной поверхностью, с разрывами поверхности или состоять из нескольких сегментов, снабжена устройством ее натяжения, а механизм запуска может быть выполнен на основе одного или нескольких датчиков усилия, размещенных под считывающим блоком дактилоскопического биометрического сканера.

Проведенный анализ заявленного решения показал, что повышение надежности обнаружения ВВ с сохранением возможности одновременного проведения дактилоскопического биометрического контроля личности обеспечивают за счет размещения контактной пластины с температурой плавления, большей, чем температура разложения ВВ, толщиной 0.003…0.01 ширины пальца взрослого человека на или над рабочей поверхностью считывающего блока дактилоскопического биометрического сканера на высоте 0…10 толщины пластины и снабжения ее механизмом перемещения в модуль с нагревателем и газоанализатором-детектором ВВ. При этом модуль с нагревателем и газоанализатором-детектором ВВ должен быть снабжен устройством охлаждения пластины.

Выполнение контактной пластины из материала (металла или диэлектрика) с температурой плавления, большей, чем температура разложения ВВ, обеспечивает возможность ее нагрева без разрушения до температуры разложения ВВ (не менее 200°С) с соответствующей очисткой поверхности от попавших на нее микрочастиц ВВ. Приведенные параметры толщины пластины обеспечивают достаточную механическую прочность пластины, возможность ее быстрого нагрева и последующего охлаждения. При этом ширина пальца человека определяется среднестатистическими данными и составляет, например, для большого пальца взрослого человека значение 17…26 мм. Размещение пластины на или над рабочей поверхностью считывающего блока дактилоскопического биометрического сканера обеспечивает возможность одновременного обследования человека на предмет контакта с ВВ и проведения дактилоскопического биометрического контроля его личности, в том числе контроля наличия у человека перчаток или напальчников. При этом размещение пластины над рабочей поверхностью считывающего блока сканера повышает долговечность этой поверхности в ходе многочисленных циклов прижатия пальцев к пластине и ее последующего перемещения в модуль с нагревателем и газоанализатором-детектором ВВ. Снабжение пластины механизмом перемещения в модуль с нагревателем и газоанализатором-детектором ВВ с относительно замкнутым объемом обеспечивает простоту и стабильность процесса нагрева пластины до рабочей температуры 50…120°С независимо от показаний датчиков температуры, надежности управляемого источника тока (от них в данной конструкции можно отказаться), интенсивности использования устройства и местных турбулентных потоков. Нагрев пластины в рассматриваемом комплексе осуществляется без нагрева рабочей поверхностью считывающего блока сканера. При этом отпадает необходимость в прогреваемом газовом канале, который практически исключал возможность применения эффективных систем для дистанционного отбора воздушных проб, например [3], и значительно усложнял очистку устройства в случае попадания в него микрочастиц ВВ. Снабжение модуля с нагревателем и газоанализатором-детектором ВВ устройством охлаждения пластины, например, в виде вентилятора обеспечивает возможность быстрого охлаждения пластины до температуры менее 50°С после завершения цикла обследования.

Приведенные соотношения площадей контактной пластины и отверстия в ее центральной части для различных типов дактилоскопических биометрических сканеров обеспечивают, с одной стороны, достаточную поверхность для сбора с подушечек пальцев микрочастиц ВВ, а с другой стороны, возможность надежной работы сканера по биометрическому контролю личности. Шероховатая контактная поверхность пластины обеспечивает увеличение площади ее контакта с подушечкой пальца, увеличивая тем самым вероятность сбора микрочастиц ВВ. Выполнение пластины с разрывами поверхности или из нескольких сегментов, особенно в местах, критичных для надежной работы сканера, может повысить эффективность работы сканера и всего комплекса в целом. Устройство натяжения пластины, например, пружинного типа обеспечивает ограничение времени ее контакта с рабочей поверхности считывающего блока сканера в ходе многочисленных циклов эксплуатации. Выполнение механизма запуска на основе одного или нескольких датчиков усилия, например, в виде тензодатчиков, размещенных под считывающим блоком сканера, обеспечивает возможность запуска работы комплекса с одновременным контролем за усилием и/или временем прижатия пальца к пластине для обеспечения переноса на нее следовых количеств ВВ, достаточных для их надежного выявления с помощью детектора газоанализатора-детектора ВВ, и контролем за попытками умышленного или неумышленного повреждения конструкции в результате приложения чрезмерных усилий.

На фиг.1 приведена схема комплекса для обнаружения ВВ на пальцах рук в процессе дактилоскопического биометрического контроля личности, на фиг.2 - один из вариантов исполнения контактной пластины в плане.

Комплекс для обнаружения ВВ на пальцах рук в процессе дактилоскопического биометрического контроля личности состоит укрупненно из модуля 1, в котором размещены газоанализатор-детектор ВВ (например, спектрометр приращения ионной подвижности), нагреватель (например, инфракрасный) и устройство охлаждения пластины, контактной пластины 2, устройства ее натяжения 3, датчиков усилия 4, механизма перемещения 5 пластины 2 в модуль 1 и системы контроля личности на основе дактилоскопического биометрического сканера со считывающим блоком 6 и блоком анализа 7.

В предлагаемом комплексе в качестве сканера могут использоваться все типы данных приборов: тепловые, емкостные и оптические прокатные (протяженные), оптические и емкостные оттискные дактилоскопические биометрические сканеры.

На фиг.2 приведены абсолютные размеры контактной пластины 2. Ее толщина составляет 0.1…0.2 мм. В качестве материала пластины 2 в основном используется легированная сталь. Форма отверстия в пластине 2 определяется типом сканера и может быть в виде круга, эллипса, прямоугольника, ромба или комбинации этих форм.

При прикладывании пальца к контактной пластине 2 последняя прогибается до упора в рабочую поверхность 8 считывающего блока 6 сканера. При достижении оптимального усилия нажатия и времени контакта пальца с пластиной 2, контролируемого с помощью датчиков усилия 4, запускается работа сканера. После получения с блока анализа 7 сканера сигнала об отсутствии на руках перчаток или напальчников и о завершении процесса считывания информации с подушечки пальца комплекс выдает сигнал на убирание пальца с контактной пластины 2. Факт убирания пальца с пластины 2 также контролируется с помощью датчиков усилия 4. После чего пластина 2 с помощью механизма перемещения 5 перемещается в модуль 1, где производится ее нагрев до температуры 50…120°С в течение фиксированного отрезка времени. Одновременно с этим и после этого производится включение газоанализатора-детектора ВВ. При отсутствии сигнала тревоги со стороны газоанализатора-детектора ВВ пластина 2 охлаждается и возвращается в исходное положение над рабочей поверхностью 8 считывающего блока 6 сканера. В случае обнаружения паров ВВ газоанализатор-детектор ВВ выдает соответствующий сигнал тревоги, осуществляется с помощью нагревателя нагрев пластины 2 до температуры 200°С, при которой происходит очистка пластины 2 от ВВ путем его разложения, и выдерживание пластины 2 при этой температуре в течение 5…10 с. После чего на несколько десятков секунд включается устройство охлаждения пластины 2, и пластина 2 возвращается в исходное положение. Процесс обработки и анализа информации, полученной с помощью дактилоскопического биометрического сканера, может продолжаться вплоть до возвращения пластины 2 в исходное положение. Цикл обследования личности закончен, и комплекс готов к новой работе.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает повышение надежности обнаружения ВВ с сохранением возможности одновременного проведения дактилоскопического биометрического контроля личности.

Источники информации

1. Система обнаружения ВВ методом спектроскопии многократно нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО) в процессе биометрической идентификации - Патент РФ на полезную модель №62458, МПК⁸ G01J 3/30, G01N 21/64, 2006.

2. Устройство для обнаружения следовых количеств малолетучих веществ на пальцах рук - Патент РФ на изобретение №2335755, МПК⁸ G01N 1/22, 2007.

3. Система для дистанционного отбора воздушных проб - Патент РФ на изобретение №2279051, МПК⁸ G01N 1/22, 2004.

Изобретение относится к комплексу для обнаружения взрывчатых веществ на пальцах рук в процессе дактилоскопического биометрического контроля личности. Комплекс содержит газоанализатор-детектор взрывчатых веществ, нагреватель, механизм запуска, контактную пластину с отверстием и систему контроля личности на основе дактилоскопического биометрического сканера. Контактную пластину выбирают с температурой плавления, большей, чем температура разложения взрывчатых веществ. Толщина пластины составляет 0.003-0.01 ширины пальца человека. Пластину размещают на или над рабочей поверхностью считывающего блока дактилоскопического биометрического сканера на высоте 0-10 толщины пластины. При этом пластина снабжена механизмом перемещения в модуль с нагревателем и газоанализатором-детектором взрывчатых веществ. Модуль с нагревателем и газоанализатором-детектором взрывчатых веществ снабжен устройством охлаждения пластины. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении надежности обнаружения взрывчатых веществ с сохранением возможности одновременного проведения дактилоскопического биометрического контроля личности. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Комплекс для обнаружения взрывчатых веществ на пальцах рук в процессе дактилоскопического биометрического контроля личности, содержащий газоанализатор-детектор взрывчатых веществ, нагреватель, механизм запуска, контактную пластину с отверстием и систему контроля личности на основе дактилоскопического биометрического сканера, отличающийся тем, что контактная пластина с температурой плавления большей, чем температура разложения взрывчатых веществ, толщиной 0,003-0,01 ширины пальца человека размещена на или над рабочей поверхностью считывающего блока дактилоскопического биометрического сканера на высоте 0-10 толщины пластины и снабжена механизмом перемещения в модуль с нагревателем и газоанализатором-детектором взрывчатых веществ, при этом модуль с нагревателем и газоанализатором-детектором взрывчатых веществ снабжен устройством охлаждения пластины.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что для тепловых и емкостных прокатных дактилоскопических биометрических сканеров площадь контактной пластины составляет 70-92 площадей рабочей поверхности считывающего блока сканера, а площадь отверстия в пластине - 0,008-0,013 площади рабочей поверхности считывающего блока этого сканера.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что для оптических и емкостных оттискных дактилоскопических биометрических сканеров площадь контактной пластины составляет 0,28-2,74 площади рабочей поверхности считывающего блока сканера, а площадь отверстия в пластине - 0,1-0,8 площади рабочей поверхности считывающего блока этого сканера.

4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что для оптических прокатных дактилоскопических биометрических сканеров площадь контактной пластины составляет 0,47-1,58 площади рабочей поверхности считывающего блока сканера, а площадь отверстия в пластине - 0,07-0,18 площади рабочей поверхности считывающего блока этого сканера.

5. Комплекс по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что контактная пластина выполнена с шероховатой контактной поверхностью.

6. Комплекс по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что контактная пластина снабжена устройством ее натяжения.

7. Комплекс по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что контактная пластина выполнена с разрывами поверхности или из нескольких сегментов.

8. Комплекс по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что механизм запуска выполнен на основе одного или нескольких датчиков усилия, размещенных под считывающим блоком дактилоскопического биометрического сканера.