Способ обнаружения зараженности атмосферы токсичными химическими веществами пассивными инфракрасными спектрометрами дистанционного действия с учетом изменения направления ветра Российский патент 2020 года по МПК G01N21/35 G01J3/02 

Предлагаемый способ относится к оптическим методам измерения физико-химических характеристик газовых сред и может быть использован для оперативного обнаружения зараженности приземных слоев атмосферы токсичными химическими веществами (ТХВ) пассивными инфракрасными (ИК) спектрометрами дистанционного действия с учетом изменения направления ветра.

В современных условиях идет интенсивное развитие дистанционных средств наблюдения за контролем зараженности атмосферы различными ТХВ на основе пассивных инфракрасных спектрометров. Но вопросы полной автоматизации данного процесса являются до настоящего времени недостаточно решенными.

Для определения зараженности атмосферы ТХВ используются различные подходы (авт. свид. СССР №953, 997; патенты на полезную модель №46.858, 123, 527; патенты РФ №2.155.954, 2.180.126, 2.313.779, 2.342.648, 2.377.597, 2.374.667, 2.385.473, 2.441.220, 2.474.811, 2.469.335, 2.649.094; патенты США №№4.725.773, 5.315.115, 6.477.907; патент WO №93/19.357; Сивцов Г.А. и др. Система технических средств химической разведки и химического контроля армий стран НАТО. М.: ВУ РХБЗ, 2003, 120 с.; Морозов А.Н. Основы Фурье-спектрорадиометрии. Под ред. Васильева С.К. - М: Наука, 2006 и другие). Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является способ дистанционного обнаружения тонкодисперсных аэрозолей токсичных веществ в местах их хранения и уничтожения при возникновении нештатных ситуаций с помощью пассивных инфракрасных спектрометров (патент РФ №2.441.220, GO 1N 21/35, 2012), который и выбран в качестве прототипа.

Данный способ обнаружения ТХВ в атмосфере основан на сканировании облака ТХВ, содержащего мелкодисперсный аэрозоль, с помощью сигнала пассивных ИК спектрометров, а идентификация веществ осуществляется по максимальному коэффициенту корреляции спектра сигнала с образцовыми спектрами базы данных ТХВ. Представленный способ реализуется в приборе химической разведки дистанционного действия (ПХРДД-2).

Одной из основных характеристик ПХРДД-2 является диапазон введения химического наблюдения по азимуту 360°. При этом время, затрачиваемое на круговой обзор, составляет 5 минут. Угол сканирования в ПХРДД-2 задается вручную и в дальнейшем его корректировка осуществляется таким же образом.

Вместе с тем известно, что распространение облака ТХВ происходит, как правило, по направлению ветра, следовательно, в целях своевременного его обнаружения измерительный инфракрасный канал оптико-механического блока ПХРДД-2 должен быть направлен навстречу ветру. При заданном секторе обзора с определенным углом химическое наблюдение будет осуществляться только в пределах этого сектора. В этом случае данный режим исключает возможность учета изменения направления ветра, постоянно изменяющегося, как во времени, так и в пространстве. В соответствии с статистикой, за сутки оно может поменяться минимум два раза. Это обусловлено разницей температуры и атмосферного давления над сушей и водной поверхностью в дневное и ночное время. Суша, в отличие от водной поверхности, быстро нагревается днем и быстро остывает ночью. В дневное время на суше пониженное давление, а над водной поверхностью повышенное, ночью - наоборот. Поэтому дневной ветер дует со стороны водной поверхности на более теплую сушу, а ночью с более охлажденной суши в сторону воды. Как было отмечено выше, в известном способе изменение направления ветра в течение суток не учитывается, что снижает вероятность своевременного обнаружения облака ТХВ.

Технической задачей изобретения является повышение вероятности своевременного обнаружения облака ТХВ путем автоматической корректировки угла обзора прибора химической разведки дистанционного действия с учетом изменения направления ветра. Поставленная задача решается выбором угла обзора прибора химической разведки дистанционного действия в 180 градусов, а также поступлением информации о направлении ветра, в режиме реального времени, на поворотный механизм прибора для корректировки угла обзора в автоматическом режиме.

Структурная схема устройства для корректировки сектора обзора учетом изменения направления ветра представлена на фиг.1, где введены следующие обозначения:

1 - прибор химической разведки дистанционного действия (ПХРДД-2);

2 - автоматизированный метеокомплект (АМК);

3 - устройство согласования;

4 - поворотный механизм;

5 - автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора. Информация о направление ветра с АМК (2) в режиме реального времени поступает не только на АРМ (5) оператора но и на устройство согласования (3), где осуществляется ее обработка и выдача сигнала на поворотный механизм (4) ПХРДД-2 для корректировки сектора обзора с устройством изменения направления ветра.

Таким образом, предлагаемый способ, по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения, обеспечивает повышение вероятности своевременного обнаружения облака ТХВ. Это достигается выбором угла обзора в 180 градусов, позволяющем гарантированно зафиксировать распространения облака ТХВ, а также автоматической корректировкой угла обзора прибора химической разведки дистанционного действия с учетом изменения направления ветра.

Изобретение относится к области измерения физико-химических характеристик газовых сред и касается способа обнаружения зараженности атмосферы токсичными химическими веществами. Способ включает в себя использование инфракрасного спектрометра дистанционного действия и автоматизированного метеокомплекта. Угол обзора прибора химической разведки составляет 180 градусов. Информация о направлении ветра, получаемая с помощью автоматизированного метеокомплекта, поступает на автоматизированное рабочее место оператора и одновременно на устройство согласования, где осуществляется ее обработка и формирование сигнала, который направляется на повторный механизм прибора для корректировки сектора обзора с учетом изменения направления ветра. Технический результат заключается в повышении вероятности своевременного обнаружения облака токсических химических веществ. 1 ил.

Способ обнаружения зараженности атмосферы токсичными химическими веществами пассивными инфракрасными спектрометрами дистанционного действия с учетом изменения направления ветра, отличающийся выбором угла обзора прибора химической разведки дистанционного действия в 180 градусов, поступлением информация о направлении ветра, получаемой с помощью автоматизированного метеокомплекта, не только на автоматизированное рабочее место оператора, но и одновременно на устройство согласования, где осуществляется ее обработка и формирование сигнала, который направляется на повторный механизм указанного прибора для корректировки сектора обзора с учетом изменения направления ветра.