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, е криминалистике и в других случаях, когда требуется определить наличие ВВ внутри предметов без нарушения целостности оболочки.

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

На чертеже приведена структурная схема макета устройства, реализующего предлагаемый способ..Макет устройства на чертеже работает следующим образом. Синтезатор частоты (СЧ) 1 (например, типа 46-31) вырабатывает колебания с частотой 2 f0, близкой к удвоенной частоте ЯКР ВВ, поступающие на делитель 2, выполненный на триггерах. С выходов делителя 2 колебания с частотой fo с фазами (р - 0° и р 180° подаются на мультиплексор 3, который пропускает на выход- колебания с одной из фаз в зависимости

от управляющего сигнала, вырабатываемого устройством управления и обработки данных (УУОД), в качестве которого использовалась ЭВМ типа IN-1200 (Франция). Формирователь радиоимпульсов 4 по сигналам от УУОД формирует из непрерывных колебаний серию когерентных радиоимпульсов с длительностью tw и периодом следования г. Усилитель мощности 5 усиливает радиоимпульсы до уровня.необходимого для создания напряженности магнитного поля около 10-20 Гс в обследуемом объеме. Усиленные импульсы поступают на датчик 6. Обычно для создания магнитного поля используют катушку индуктивности, входящую в резонансный контур. С контура датчика 6 принятый сигнал ЯКР поступает на приемное устройство (ПУ) 7, На ПУ поступают также два опорных напряжения с частотой fo, отличающиеся по фазе на 90°. ПУ 7-осуществляет усиление, детектирование и фильтрацию принятого ЯКР-сигналэ, С выходов квадратурных каналов ПУ 7 ЯКР-сигнал поступает на УУОД 8, которое осуществляет аналого-цифровое преобразование и когерентное суммирование сигналов. По окончании последовательности импульсов УУОД 8 производит обработку накопленного сигнала и сравнение результата обработки с порогом, величина которого устанавливается исходя из требуемых значений вероятностей пропуска и ложного срабатывания. При превышении порогового значения УУОД 8 вырабатывает сигнал, указывающий на наличие В В в обследуемом предмете для блока сигнализации 9.

Способ, например, при обнаружении гексогена, осуществляется следующим образом. Обследуемый предмет помещают в катушку датчика, облучают последовательностью радиочастотных импульсов типа

оо

(Р° -г)п(гдеР° -импульс с нулевой фазой,

г- период следования импульсов, п -- количество импульсов в последовательности), с частотой заполнения f0 3410 кГц, производят когерентное накопление ЯКР-сигнала, по окончании облучения производят Фурье- преоброазование (ФП) накопленного сигнала, вычисление интеграла от модуля ФП и сравнивают полученное значение с пороговым значением, величина которого устанавливается исходя из заданных вероятностей ложного обнаружения а и пропуска закладки / для данного количества импульсов п. Если при первом облучении величина порога не превышена, производят второе облучение на той же частоте

следовательноетью (Р° - г - Р - г -) когерентное-накопление сигнала (при этом отклики после нечетных импульсов складываются с положительным знаком, а после четных импульсов складываются с отрицательным), ФП накопленного сигнала, интегрирование полученного спектра, и дополнительное сравнение яолу.че.нного значения с тем же пороговым значением. Если и после второго облучения величина

порога не превышена, принимается решение об отсутствии В В в обследуемом предмете. Решение о наличии закладки ВВ принимается в случае превышения порога

хотя бы в одном из двух облучений.

Проведенные сравнительные обследования по данному способу и по прототипу показали преимущество данного способа. В частности, при проведении обследований

на наличие гексогена при массе закладки 10 г, объеме обследуемого предмета 4 дм3, частоте заполнения импульсов f0 3410 кГц периоде следования импульсов г 550 мкс время обследования в нескольких замерах

составило в среднем 7,8 с на один предмет. При этом обеспечивались значения вероятностей « 0,05 и/ 0,05. В измерениях по известному способу время равнялось 102 с. Таким образом, данный способ позволил

сократить время обследования более чем в 13 раз.

Формула изобретения Способ обнаружения взрывчатых веществ с использованием ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР), включающий облучение обследуемого объекта на частоте ЯКР многоимпульсной последовательностью, когерентное накопление ЯКР-сигнала, обработку накопленного сигнала и сравнение полученного результата с пороговым значением, отличающийся тем, что, с целью повышения экспрессное™ при одновременном сохранении достоверности обнаружения, производят дополнительное

облучение объекта многоимпульсной последовательностью.с той же частотой заполнения радиоимпульсов, при этом фаза радиочастотного заполнения четных или нечетных импульсов в одной из последовательностей от фазы четных или нечетных импульсов в другой на 180°, а вывод о присутствии взрывчатых веществ делают при превышении полученного результата величины порогового значения в одном из облучений.

Использование: при таможенном контроле позволяет обнаруживать скрытые закладки взрывчатых веществ в малогабаритных упаковках. Сущность изобретения: облучают обследуемый предмет на частоте ЯКР двумя многоимпульсными последовательностями, отличающимися фазой радиочастотного заполнения, осуществляют последующее накопление сигнала и его обработку. 1 ил.