МОБИЛЬНЫЙ ИНСПЕКЦИОННО-ДОСМОТРОВЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2021 года по МПК G01N23/04 

Изобретение относится к области технических средств бесконтактного рентгеновского досмотра крупногабаритных объектов (КГО) и может использоваться для обнаружения в них незаконных скрытых вложений, например, наркотических средств, взрывчатых веществ, оружия и др., на таможенных и полицейских пунктах пропуска и контроля.

Известны три вида инспекционно-досмотровых комплексов (ИДК): стационарные, легковозводимые, перебазируемые и мобильные. Наиболее дешевыми, эффективными и удобными в эксплуатации считаются мобильные инспекционно-досмотровые комплексы (МИДК) [1].

Современные МИДК имеют единый принцип работы (сканирование объекта контроля узким веерообразным пучком рентгеновских лучей) и типовой набор функциональных систем, входящих в их состав [2].

Все известные МИДК как российского, так и зарубежного производства [3, 4] в рабочем состоянии разворачивают стрелу с детекторной линейкой, при этом источник рентгеновского излучения (ИРИ) и детекторная линейка образуют, так называемые, П-образные «ворота», в створе которых размещаются КГО, например, контейнеры или различные транспортные средства. Перед началом сканирования П-образные «ворота» опускаются как можно ближе к поверхности рабочей площадки. Это необходимо для просвечивания рентгеновским пучком не только верхних, но и нижних частей КГО (в частности, колес автомобилей), т.е. для уменьшения «мертвой» зоны МИДК. Опускание данного оборудования осуществляется за счет сброса давления воздуха во всех пневматических рессорах (пневматических подушках) автомобильного шасси МИДК до его минимально-допустимого значения.

Однако при сбросе давления воздуха до минимально-допустимого значения ухудшаются амортизационные свойства пневмоподушек и стабилизация (или горизонтирование) в пространстве П-образных «ворот» при перемещении МИДК во время сканирования по рабочей площадке с имеющимися на ней неровностями практически сводится к минимуму.

Такая ситуация возникает часто при досмотре КГО в полевых условиях на грунтовой рабочей площадке (например, сотрудниками ГИБДД и оперативными работниками полиции) или на бетонной площадке таможенного пункта пропуска, но имеющей большую наледь в весенне-зимний и осенне-зимний периоды эксплуатации.

В свою очередь, ухудшение стабилизации оборудования приводит к неизбежному возникновению, в основном, поперечного раскачивания П-образных «ворот» относительно неподвижного КГО. Раскачивание же «ворот» может снизить качество получаемого рентгеновского изображения объекта за счет «смазывания» и искажения отдельных его фрагментов. Так как габариты и масса «ворот» существенны, то их раскачивание и «смазывание» изображения также могут быть значительными.

Раскачивание П-образных «ворот» связано с тем, что они через поворотный механизм жестко связаны с шасси автомобильного тягача. К раскачиванию «ворот» может привести также и воздействие ветра на их конструкцию, несмотря на идеально ровную поверхность рабочей площадки.

Таким образом, несмотря на относительную простоту конструкции аналогов, они могут получать рентгеновские изображения КГО не высокого качества, что будет затруднять проведение эффективного анализа изображения оператором МИДК.

Следует отметить, что кроме пневматических рессор в автомобильных тягачах МИДК имеются еще и амортизаторы, которые при совершении марша МИДК по дорогам общего пользования также гасят колебания всего комплекса при относительно глубоких ямах или существенных выступах на дорогах. Кроме того, амортизаторы демпфируют возможные длительные колебания (или раскачивания) на пневмоподушках оборудования МИДК, когда возникает, так называемый, эффект «мячика».

Для исключения раскачивания «ворот» необходимо:

а) применять МИДК на идеально ровной рабочей площадке (хотя и в этом случае иногда могут быть их раскачивания от ветра);

б) использовать соответствующие системы стабилизации ИРИ с развернутой стрелой.

Первый путь далеко не всегда выполним, так как МИДК применяются, как указывалось выше, и в полевых условиях, на заснеженных рабочих площадках, где неизбежно будут кочки, выбоины, ухабы и т.п.

Второй путь предпочтительнее, так как позволяет использовать МИДК на различных по качеству рабочих площадках и с ветровыми нагрузками. Однако введение в состав мобильных комплексов различных систем стабилизации «ворот» соответствующим образом усложняет их конструкцию. В качестве примера можно привести следующие аналоги [5, 6].

В мобильный инспекционно-досмотровый комплекс [5] введен стабилизирующий механизм, состоящий из неподвижной и подвижной (качающейся) платформ, соединенных между собой посредством стержня, позволяющем вращаться подвижной платформе в одной плоскости (поперечной) относительно неподвижной. Неподвижная платформа жестко связана с автомобильным шасси, а подвижная платформа - с поворотным механизмом ИРИ и «ворот». Между платформами по их периметру вертикально установлены дополнительные пневматические рессоры (подушки) и амортизаторы, которые и стабилизируют П-образные «ворота» от поперечных раскачиваний.

Одним из недостатков данного аналога является то, что в нем устраняются только лишь поперечные раскачивания П-образных «ворот». Очевидно, что при движении МИДК по неровной площадке будут возникать и их продольные раскачивания, хотя они будут значительно меньше поперечных. Однако эти, вроде бы незначительные, продольные раскачивания «ворот» будут приводить к механическим воздействиям на обе платформы и стержень стабилизирующего механизма, что может привести в последствии к их разрушению. Вторым важным недостатком аналога является сложность его конструктивного исполнения.

В мобильном инспекционно-досмотровом комплексе [6] в стабилизирующем механизме подвижная и неподвижная платформы соединены между собой по типу сферического (шарового) шарнира с жестко установленными между ними пневматическими стойками (стойка - это совмещенное техническое исполнение в одном функциональном узле пневмоподушек (рессор) и амортизаторов). Шарнирное соединение позволяет П-образным «воротам» раскачиваться в любых вертикальных плоскостях без каких бы то ни было механических воздействий на конструктивные узлы стабилизирующего механизма, что существенно повышает его надежность. Однако данный аналог, как и предыдущий, имеет сложное конструктивное исполнение стабилизирующего механизма и всего МИДК.

Наиболее близким техническим решением является мобильный инспекционно-досмотровый комплекс [4], который имеет конструкцию существенно проще аналогов, рассмотренных выше в [5, 6].

Прототип может находиться в двух состояниях: походном (или маршевом) и рабочем (или развернутом). Он состоит из оборудования комплекса, размещенного на автомобильном шасси, источника рентгеновского излучения, стрелы, поворотного механизма ИРИ со стрелой, пневматических рессор (или пневматических подушек) по количеству колес в комплексе (в рассматриваемом случае - шесть колес и шесть пневморессор) и амортизаторов (также по количеству колес в комплексе).

В походном состоянии при передислокации МИДК является обычным транспортным средством, которое передвигается по автодорогам общего пользования. При этом плавность хода обеспечивает штатная пневматическая подвеска автомобильного шасси, которая позволяет нивелировать резкие удары и незначительные вибрации во время передвижения МИДК по некачественным дорогам.

В рабочем состоянии, как отмечалось выше, для максимального охвата КГО по высоте при его сканировании комплекс размещают в максимально нижнее положение, для чего осуществляется сброс давления сжатого воздуха во всех пневморессорах до минимально-допустимого значения. Но сброс давления в пневморессорах неизбежно приводит к резкому снижению их рабочих характеристик по обеспечению плавности хода МИДК на площадке или, иными словами, по обеспечению стабилизации в горизонтальном положении ИРИ и П-образных «ворот» при сканировании объекта контроля. Это, в свою очередь, приводит к раскачиванию ИРИ и «ворот» и, как следствие, к некоторому искажению рентгеновского изображения КГО, т.е. к снижению его качества. В этом и заключается основной недостаток прототипа.

Целью изобретения является повышение эффективности рентгеновского досмотра КГО за счет уменьшения «мертвой» зоны МИДК без снижения качества рентгеновских изображений КГО.

Поставленная цель достигается тем, что в мобильный инспекционно-досмотровый комплекс, содержащий оборудование комплекса, установленное на автомобильном шасси, источник рентгеновского излучения, стрелу с детекторной линейкой, образующие в рабочем положении комплекса П-образные «ворота», в створе которых располагается крупногабаритный объект контроля, поворотный механизм ИРИ и «ворот», а также пневматические рессоры и амортизаторы автомобильного шасси по количеству колес в автомобильном тягаче, введен дополнительный съемный амортизатор, который, при сканировании КГО на неподготовленной поверхности рабочей площадки или при сильной ветровой нагрузке, жестко крепится внизу с внешней стороны вертикальной части «ворот», а к подвижной части этого амортизатора соответствующим образом также с внешней стороны на ось крепится колесо, которое имеет внешний радиус, равный внешнему радиусу колес автомобильного тягача, и которое касается поверхности рабочей площадки и катится по ней при движении МИДК во время сканирования КГО.

Принцип действия мобильного инспекционно-досмотрового комплекса поясняется фиг. 1, на которой изображен его вид сбоку и сзади в походном положении; фиг. 2, на которой представлен вид сзади МИДК в рабочем положении: а) - без крепления к вертикальной части детекторной линейки «ворот» дополнительного съемного стабилизирующего амортизатора, б) - с жестко прикрепленным к «воротам» съемным стабилизирующим амортизатором); фиг. 3, на которой представлен один из примеров крепления и фиксации стабилизирующего съемного амортизатора к вертикальной части П-образных «ворот» МИДК.

Мобильный ИДК включает в себя оборудование комплекса 1, размещенное на автомобильном шасси 2, источник рентгеновского излучения 3, стрелу 4 с детекторной линейкой, поворотный механизм ИРИ и «ворот» 5, пневматические рессоры (подушки) по количеству колес в автомобильном тягаче 6_1-6, амортизаторы (также по количеству колес в тягаче) 7_1-6 и дополнительный съемный стабилизирующий амортизатор 8 с облегченным колесом 9.

На фиг. 3 цифрами также обозначено: 10 - хомуты, 11 - фиксаторы, 12 - упор.

Дополнительный съемный амортизатор представляет собой обычный амортизатор, к подвижной части которого внизу крепится специальная ось. При использовании амортизатора в МИДК на эту ось соответствующим образом надевается и фиксируется облеченное колесо (типа мотоциклетного). Для удобства амортизатор 8 и колесо 9 могут храниться и перевозиться отдельно друг от друга.

Мобильный ИДК работает следующим образом.

В качестве крупногабаритного объекта контроля на фиг. 2 показано, например, автотранспортное средство.

В походном положении (фиг. 1) стрела 4 сложена и расположена вдоль оси симметрии автомобильного тягача МИДК, давление воздуха в пневматических подушках шасси 6_1-6 номинальное, дополнительный стабилизирующий амортизатор 8 и колесо 9 хранятся, например, в техническом отсеке комплекса.

По прибытии на место проведения сканирования КГО происходит перевод МИДК из походного (маршевого) положения в рабочее, а именно:

- поворот ИРИ со стрелой с помощью механизма 5 перпендикулярно оси симметрии автомобильного тягача;

- раскладывание стрелы 4 с детекторной линейкой и образование П-образных «ворот»;

- опускание ИРИ и П-образных «ворот» вниз к рабочей площадке путем снижения давления воздуха в пневматических рессорах 6_1-6 до минимально-допустимого значения.

После проведения данных операций МИДК готов к сканированию крупногабаритных объектов (фиг. 2).

Если поверхность рабочей площадки ровная, то при сканировании КГО дополнительный стабилизирующий амортизатор 8 не пристыковывается к вертикальной части П-образных «ворот» внизу с внешней стороны и сканирование объектов осуществляется обычным порядком (фиг. 2-а): КГО не подвижен и расположен в створе «ворот», водитель-оператор перемещает МИДК относительно него (вперед или назад), узкий веерообразный пучок рентгеновских лучей проходит сквозь КГО, фиксируется детекторами линейки, выходной сигнал детекторов преобразуется соответствующим образом в видеосигнал с отображением его на мониторе. Полученное на экране монитора рентгеновское изображение анализируется оператором.

Если сканирование осуществляется на неподготовленной площадке или при сильном ветре, то дополнительный стабилизирующий амортизатор 8 с надетым на него колесом 9 соответствующим образом крепится внизу с внешней стороны вертикальной части детекторной линейки (П-образных «ворот»). На вертикальной части амортизатор должен крепиться на такой высоте от поверхности рабочей площадки, чтобы колесо ее касалось.

В качестве примера здесь показан вариант крепления амортизатора с помощью хомутов 10, которых должно быть не менее двух (фиг. 2-6). Безусловно, вариантов крепления стабилизирующего амортизатора может быть большое количество и в описании изобретения они не рассматриваются.

Для жесткости крепления амортизатора хомуты должны располагаться в специальных углублениях как на самом амортизаторе, так и на «воротах», а также фиксироваться специальными фиксаторами 11. Кроме того, на «воротах» можно изготовить специальный упор 12, расположенный строго над верхней частью амортизатора, что будет дополнительно исключать его нежелательные вертикальные перемещения (фиг. 3).

Далее начинается процесс сканирования КГО, как описывалось выше. При этом низ вертикальной части П-образных «ворот» находится не в воздухе, а опирается на поверхность площадки колесом 9 амортизатора 8. При перемещении МИДК относительно КГО вертикальная часть «ворот» катится на колесе 9 по рабочей площадке. Все неровности рабочей площадки (выбоины или кочки) сглаживает именно стабилизирующий амортизатор 8. Очевидно, что все раскачивания П-образных «ворот» будут практически исключены.

Важным моментом здесь является следующее: внешний радиус облегченного колеса 9 должен быть равным внешнему радиусу колес автомобильного шасси. Только в этом случае скорость перемещения вертикальной части «ворот» будет равна скорости перемещения самого МИДК при сканировании КГО. Если же, например, внешний радиус колеса 9 будет меньше, то тогда вертикальная часть «ворот» будет отставать от автомобильного шасси МИДК, конструкция «ворот» будет испытывать «излом», а колесо 9 будет не катиться, а волочиться по поверхности площадки. Это может привести к аварийным ситуациям.

Таким образом, достоинствами предлагаемого мобильного инспекционно-досмотрового комплекса являются:

1. Исключительная простота внедрения изобретения во все существующие МИДК. Для его реализации не надо изменять конструкцию всего МИДК, потребуется лишь минимальные изменения в конструкции съемного амортизатора, разработка его крепления на вертикальной части «ворот» и изготовление соответствующего облегченного колеса.

2. Минимальная стоимость внедрения изобретения.

3. Масштабность внедрения изобретения.

4. Исключение любых раскачиваний П-образных «ворот».

5. Расширение функциональных возможностей МИДК.

6. Повышение качества рентгеновских изображений объектов контроля и повышение эффективности применения МИДК.

Источники информации

1. Малышенко Ю.В. и др. Начальная подготовка персонала инспекционно-досмотровых комплексов: учебник. - Владивосток: Владивостокский филиал Российской таможенной академии, 2010. - 460 с.

2. Вербов В.Ф. и др. Таможенное дело: практика и теория применения инспекционно-досмотровых комплексов: учебник. - Ростов-на-Дону: Ростовский филиал Российской таможенной академии, 2019. - 360 с.

3. Вербов ВФ. и др. Таможенное дело: инспекционно-досмотровые комплексы России и зарубежных государств: учебное наглядное пособие. - Ростов-на-Дону: Ростовский филиал Российской таможенной академии, 2015. - 147 с.

4. Мобильный инспекционно-досмотровый комплекс СТ-2630М: техническое описание и инструкция по эксплуатации. Санкт-Петербург: издательство ООО «Скантроник Системе», 2018 (прототип).

5. Вербов В.Ф. и др. Мобильный инспекционно-досмотровый комплекс. Патент Российской Федерации на изобретение №2623199, 2017.

6. Вербов В.Ф., Карасев А.В. Мобильный инспекционно-досмотровый комплекс. Патент Российской Федерации на изобретение №2683138, 2019.

Использование: для рентгеновского досмотра крупногабаритных объектов. Сущность изобретения заключается в том, что мобильный инспекционно-досмотровый комплекс (МИДК) содержит оборудование комплекса, установленное на автомобильном шасси, источник рентгеновского излучения (ИРИ), стрелу с детекторной линейкой, образующие в рабочем положении комплекса П-образные «ворота», в створе которых располагается крупногабаритный объект (КГО) контроля, поворотный механизм ИРИ и «ворот», а также пневматические рессоры и амортизаторы автомобильного шасси по количеству колес в автомобильном тягаче, при этом в его состав введен дополнительный съемный амортизатор, который, при сканировании КГО на неподготовленной поверхности рабочей площадки или при сильной ветровой нагрузке, жестко крепится внизу с внешней стороны вертикальной части «ворот», а к подвижной части этого амортизатора также с внешней стороны соответствующим образом на ось крепится колесо, которое имеет внешний радиус, равный внешнему радиусу колес автомобильного тягача, и которое касается поверхности рабочей площадки и катится по ней при движении МИДК во время сканирования КГО. Технический результат: повышение достоверности рентгеновского досмотра КГО. 3 ил.

Мобильный инспекционно-досмотровый комплекс (МИДК), содержащий оборудование комплекса, установленное на автомобильном шасси, источник рентгеновского излучения (ИРИ), стрелу с детекторной линейкой, образующие в рабочем положении комплекса П-образные «ворота», в створе которых располагается крупногабаритный объект (КГО) контроля, поворотный механизм ИРИ и «ворот», а также пневматические рессоры и амортизаторы автомобильного шасси по количеству колес в автомобильном тягаче, отличающийся тем, что в его состав введен дополнительный съемный амортизатор, который, при сканировании КГО на неподготовленной поверхности рабочей площадки или при сильной ветровой нагрузке, жестко крепится внизу с внешней стороны вертикальной части «ворот», а к подвижной части этого амортизатора также с внешней стороны соответствующим образом на ось крепится колесо, которое имеет внешний радиус, равный внешнему радиусу колес автомобильного тягача, и которое касается поверхности рабочей площадки и катится по ней при движении МИДК во время сканирования КГО.