Способ обнаружения взрывчатых веществ с использованием ядерного квадрупольного резонанса Советский патент 1993 года по МПК G01N24/00 

Способ предназначен для обнаружения скрытых закладок взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использован при таможенном досмотре, в криминалистике и в других случаях, когда требуется определить наличие В В внутри предметов без нарушения целостности оболочки.

Цель изобретения - сокращение времени обследования при сохранении высокой достоверности результатов.

Способ обнаружения В В включает в себя облучение обследуемого предмета на частоте ЯКР многоимпульсной последовательностью, когерентное накопление ЯКР- сигнала, обработку накопленного сигнала и сравнение полученного результата обработки с пороговым значением, дополнительное облучение предмета многоимпульсной последовательностью, частота заполнения радиоимпульсов в которой отличается от частоты заполнения радиоимпульсов при первом облучении на величину 1 /(2 т), (где г - период следования радиоимпульсов в последовательностях), обработку накопленного сигнала и дополнительное сравнение

результата второго накопления с первоначально выбранным порогом.

Вывод о присутствии В В делают при превышении полученного результата величины порогового значения в одном из облучений.

На фиг.1 приведена структурная схема макета устройства, реализующего предлагаемый способ.

Макет устройства на фиг. 1 работает следующим образом. Синтезатор частоты (СЧ) 1 (например, типа 46-31) вырабатывает колебания с частотой fi, близкой к частоте ЯКР ВВ, поступающие на вход формирователя радоимпульсов 2, который по сигналам от устройства управления и обработки сигнала (УУОС), в качестве которого использовалась ЭВМ типа 1N-1200 (Франция), формирует серию когерентных радиоимпульсов с длительностью tw и периодом следования г. Усилитель мощноеiи 3 усиливает радиоимпульсы до уровня, необходимого для создания напряженности магнитного поля около 10-20 Гс в обследуемом объеме Усиленные импульсы поступают на датчик 4 Обычно

Ј

для создания магнитного поля используют катушку индуктивности, входящую в резонансный контур. С контура датчика 4 принятый сигнал ЯКР поступает на приемное устройство (ПУ) 5, осуществляющее его уси- ление и квадратурное детектирование, для чего на ПУ 5 от СЧ 1 подаются опорные напряжения, фаза одного из которых сдвинута на тг/2 относительно фазы другого с помощью фазовращателя 6. После фильтра- ции низкочастотные сигналы квадратурных каналов поступают на УУОС 7, которое осуществляет аналого-цифровое преобразование и когерентное суммирование сигналов. По окончании последовательности импуль- сое УУОС 7 производит обработку накопленного сигнала и сравнение результата обработки с порогом, величина которого устанавливается исходя из требуемых вероятностей пропуска ложного срабатывания И, При превышении порогового значения УУОС 7 вырабатывает сигнал индикации наличия ВВ в обследуемом предмете для блока сигнализации 8. Если же порог не превышен, то УУОС 7 выдает на СЧ 1 коман- ду установки частоты, равной h f 1 ±1 /(2 т и производится повторное облучение предмета многоимпульсной последовательностью, накопление и повторное сравнение результата обработки накопленного сигна- ла ЯКР, полученного при втором облучении В случае превышения результата второго облучения над порогом принимается реше ние о наличии ВВ в обследуемом предмете. В противном случае УУОС 7 вырабатывает сигнал для БС 8, указывающий на отсутствие конкретного типа ВВ

При проверке на наличие нескольких типов ВВ указанная последовательность операций повторяется для каждого ВВ, при этом СЧ1 и контур датчика 4 перестраиваются на частоту, соответствующую резонансной частоте ВВ подлежащего обнаружению

Сравнительные испытания по данному способу и по способу-прототипу заключались в проведении двух серий по 100 обследований каждым способом, при этом в одной из серий обследования упаковка размером 350x350x50 мм содержала закладку гексогена массой 10 г а во второй серии закладка отсутствовала. Для идентификации гексогена использовалась линия f 3410 кГц При обследовании по данному способу цикл обследования содержал еле- дующие этапы размещение упаковки в датчике, облучение ее последовательностью из 9000 импульсов с периодом следования г - 630 мкс и чэстоюй заполнения fi --3410 кГц, когерентное накопление ЯКР-от- кликов. Фурье-преобразование (ФП) накопленного сигнала, вычисление интеграла модуля ФП и сравнение полученного значения с пороговым значением Величина по- рогэ была выбрана исходя из обеспечения вероятностей 0,05. Если при первом облучении величина порога не превышена, то через 1 сек проводилось облучение второй последовательностью с таким же количеством импульсов и периодом следования, но с частотой заполнения радиоимпульсов fa 3410,8 кГц. Если V после второго облучения порог не был превышен, принималось решение об отсутствии закладки. Решение о наличии закладки принималось в случае превышения порога хотя бы в одном из двух измерений. При проведении серии из 100 обследований с упаковкой, содержащей закладку гексогена, в 43 случаях закладка ВВ была обнаружена при первом измерении, в остальных 57 случаях потребовалось два измерения, и среднее время на обследование одной упаковки составило

Тобсл ср - (43 х 5,67 с + 57 х (11,34 с +

1 1 с)/100-9,47с

При проведении обследований по известному способу(прототипу) для обеспечения тех же вероятностей ложного обнаружения a 0,05 и пропуска закладки / 0 05 потребовалось увеличить количество импульсов в последовательности до 170000 при том же периоде следования т 630 мкс, и время обследования на одну упаковку составило:

to6cn 107,1 С

т.е. данный способ позволяет сократить время обследования для гексогена более чем в 10 раз.

Аналогичные испытания, проведенные на октогене и тетриле показали, что способ позволяет сократить время обследования в 3,6 раза для октогена и в 4,5 раза для тетрила.

Формула изобретения Способ обнаружения взрывчатых веществ с использованием ядерного квадру- польного резонанса (ЯКР), включающий облучение обследуемого объекта на частоте ЯКР многоимпульсной последовательностью, когерентное накопление ЯКР-сиг- нала, обработку накопленного сигнала и сравнение полученного результата обработки с пороговым значением, отличающийся тем, что целью повышения экс- прессности при одновременном сохранении

5 18245596

достоверности обнаружения, производят1/2 т. где т - период следования радиоимдополнительное облучение объекта много-пульсов в последовательностях, а вывод о

импульсной последовательностью, частотаприсутствии взрывчатых веществ делают

заполнения радиоимпульсов в которой от-при превышении полученного результата

личается от частоты заполнения радиоим-5 величины порогового значения в одном из

. пульсов при первом облучении на величинуоблучений.

Сущность изобретения: обследуемый предмет облучают двумя многоимпульсными последовательностями, которые отличаются частотой заполнения радиоимпульсов, осуществляют последующее накопление и обработку сигнала.