CN102171555B - 爆炸物和不正当药物检查装置、天线线圈以及爆炸物和不正当药物检查方法 - Google Patents

爆炸物和不正当药物检查装置、天线线圈以及爆炸物和不正当药物检查方法 Download PDF

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Abstract

提供一种爆炸物和不正当药物检查装置以及使用了这样的检查装置的检查方法，该检查装置小型化且能够准确地检查各种爆炸物、不正当药物，所述爆炸物和不正当药物检查装置具备：高频脉冲产生单元；将所产生的高频脉冲作为无线电波对检查对象物进行照射，并且接收检查对象物由所述无线电波激励而发出的核四极矩信号的天线线圈；以及基于所接收到的所述核四极矩信号来检查所述检查对象物中的爆炸物和/或不正当药物的检查单元，其中，所述天线线圈通过设置相互反绕的两个螺线管型线圈部，按照8字形状使用高频用同轴电缆来形成，并且被构成为使其对着检查对象物而被使用。

Description

爆炸物和不正当药物检查装置、天线线圈以及爆炸物和不正当药物检查方法
技术领域
本发明涉及一种爆炸物和不正当药物检查装置、天线线圈以及爆炸物和不正当药物检查方法，特别地，涉及一种适合于准确检查出飞机装载行李等中所隐藏的爆炸物、不正当药物的爆炸物和不正当药物检查装置、该装置中所使用的天线线圈以及使用了该装置的爆炸物和不正当药物检查方法。
背景技术
近年来，为了应对多发的爆破恐怖事件或不正当药物的走私事件等，尽管在机场等交通终点站、公共设施等中使用金属探查装置、X射线检查装置等来进行可疑物的检查，但是，存在由于难以对塑料容器中所装入的爆炸物或不正当药物等进行检查而依靠缉毒犬等的现状，并且难说取得了充分的安全对策。
在这样的状态下，近年来，提出了使用核四极共振(NQR：NuclearQuadrupole Resonance)的检查装置(以下，也称为“NQR检查装置”)(例如，对比文件1)。
NQR检查装置通过由发送线圈将包括检查对象物所固有的频率即共振频率的高频脉冲作为无线电波来进行照射而激励检查对象物的核四极矩，并由接收线圈接收、放大无线电波照射后所诱导的核四极矩信号(以下，也称为“NQR信号”)并且对其进行解析，来执行物质的识别、检查。由此，可以检查出塑料容器中所装入的爆炸物或不正当药物等。
但是，现有的NQR检查装置在使检查对象物位于装置的螺线管型的收发线圈中的状态下来执行测量。
而且，照射无线电波的频率为500kHz～4MHz，在该无线电波带中外部噪音(噪声)较大，该噪声对检查信号造成了不良影响。由此，在检查时需要执行噪声对策，在现有的NQR检查装置中，为了完全地遮蔽环境的噪声，需要在收发线圈的外侧设置电磁屏蔽。
这里，图9示出了作为现有的NQR检查装置的一个示例的随身行李检查装置。在图9中，21是天线线圈。而且，22、23是隧道构造的电磁屏蔽，其完全地覆盖了天线线圈21。另外，在电磁屏蔽23的底部设置有带式运送机(未图示)。24是个人计算机(PC)。此外，将这些部件配置在容纳了电子电路的设置台上。
将装有检查对象物26的包25搬运到隧道构造的电磁屏蔽23的内部，并且使其通过由电磁屏蔽22、23遮蔽了外部噪声的天线线圈21的内部。此时，天线线圈21将给定波长的无线电波照射到装有检查对象物26的包25，然后接收NQR信号。由PC24对接收到的NQR信号进行处理。当处理的结果为检查出爆炸物或不正当药物时，在PC24的画面上进行显示。另外，根据需要，还存在点亮未图示的警告灯的情况。
专利文献1：日本特开平5-223758号公报
但是，由于如前述的，现有的NQR检查装置通过使检查对象物位于装置的螺线管型收发线圈中来进行测量，天线线圈、电磁屏蔽较大，检查装置成为了大型的装置。另外，近年来，检查对象物的尺寸变得更大，需要更大型的检查装置。另外，对身体检查、鞋子检查的要求正在变高。由此，希望开发小型化且能够准确地检查各种爆炸物、不正当药物的NQR检查装置。
发明内容
作为对上述课题专心研究的结果，本发明人发现通过以下所示的手段能够解决上述的课题，并完成了本发明。
第一方面的本发明，提出了一种爆炸物、不正当药物检查装置，具备：高频脉冲产生单元；通过具有交叉二极管、可变电容器的匹配单元来输入所产生的高频脉冲作为无线电波对检查对象物进行照射，并且接收所述检查对象物由所述无线电波激励而发出的核四极矩信号的天线线圈；以及基于所接收到的所述核四极矩信号来检查在所述检查对象物中的爆炸物和/或不正当药物的检查单元，其中，所述天线线圈通过设置相互反绕多次且处于相同平面上的两个螺线管型线圈部，按照8字形状使用高频用同轴电缆来形成，在连接所述两个螺线管型线圈部的所述高频用同轴电缆的屏蔽部设置切口部，并且所述天线线圈被构成为使其对着检查对象物而被使用。
本发明人考虑到通过可以无需使检查对象物位于装置的收发线圈中来进行测量，并且利用简便的方法来大幅地降低天线线圈所受到的噪声，能够使装置小型化，专心研究出了具体的方法。
结果，发现：通过使天线线圈对着检查对象物而被使用，并且通过设置相互反绕的两个螺线管型线圈部，按照8字形状使用高频用同轴电缆来形成该天线线圈，无需如现有技术那样设置覆盖天线线圈的电磁屏蔽，而能够大幅地降低噪声。也就是，由于高频用同轴电缆是导线的外侧由电磁屏蔽件覆盖的电缆，通过高频用同轴电缆的使用，能够降低附近的电场噪声，并且通过按照8字形状形成相互反绕的两个螺线管型线圈部，能够降低来自远处的磁场噪声。
由此，由于能够大幅地降低天线线圈所受到的噪声，即使使天线线圈的尺寸变小，也能够确保充分的检查灵敏度，与此相伴地，由于还能够使构成电子电路等天线线圈以外的检查装置的各部件小型化，可以使整个检查装置小型化。
然后，通过使天线线圈变小，可以从随身行李检查装置等现有的有限利用方法变为多种多样的利用方法。例如，在使天线线圈从装置主体分离并通过电缆对其进行接合的便携式身体检查器(bodychecker)的情况下，能够检查出衣服或身体中所隐藏的爆炸物或不正当药物。
上述的便携式检查装置可以用作机场或海关等中的行李检查装置，在进口物品的检查中，通过仅将小型且重量轻的天线线圈靠近检查对象物，除了不使电波通过的金属以外，其能够检查出木材、陶器、塑料等中所隐藏的爆炸物或不正当药物。
另外，尽管现在在美国等国，在爆炸物检查中规定了在脱鞋状态下进行X射线检查的义务，但是存在爆炸物等的探查即使是在脱鞋状态下进行X射线检查也存在一定困难的实际情况。但是，在利用了本发明的检查装置的情况下，仅通过穿着鞋登上装置，就能够准确地检查出爆炸物，并且能够非常简便地进行检查。
在本发明中所使用的天线线圈的螺线管型线圈部的形状和直径可以根据各个检查装置的用途来适当地决定。例如，在身体检查器用的检查装置、地雷探查用的检查装置的情况下，其均为圆形，其直径分别为大约15cm和大约26cm。另外，在鞋子检查装置的情况下，与鞋底的形状一致，使用椭圆形的形状。另外，螺线管型线圈部的线圈的卷绕数如果过多，则电感和电缆的容量会变得过大，并且无法调谐到进行收发的NQR信号的频率上。由此，优选地，使用卷绕数为2次的螺线管型线圈部。
通过在高频用同轴电缆的屏蔽部中设置切口部，磁通变得易于通过，并且可以使检查的灵敏度更为上升。
优选地，将切口部设置在天线线圈的中心部一个位置。另外，对于高频用同轴电缆，如果过细则屏蔽特性、耐压性下降，如果过粗，则可弯曲性下降。一般地，直径10mm的高频用同轴电缆是优选的。
第二方面的发明，根据第一方面所记载的爆炸物、不正当药物检查装置，其特征在于：其是身体检查用、鞋子检查用或地雷探查用的检查装置。
由于本发明所涉及的检查装置被小型化，可以容易地使其成为可搬运型的检查装置，并且其适合于用作身体检查用、鞋子检查用或地雷探查用的检查装置。在使用这些检查装置的情况下，仅通过使不需要电磁屏蔽且大幅地降低了噪声的小型且重量轻的天线线圈在身体检查用、鞋子检查用的情况下对着检查对象物，在地雷检查用的情况下使其对着地面适当移动，能够准确地确认爆炸物、不正当药物检查的存在。
第三方面的发明，提出了一种爆炸物、不正当药物检查装置用的天线线圈，其是在根据第一方面或第二方面所记载的爆炸物、不正当药物检查装置中所使用的天线线圈，所述天线线圈通过设置相互反绕多次且处于相同平面上的两个螺线管型线圈部，按照8字形状使用高频用同轴电缆来形成，在连接所述两个螺线管型线圈部的所述高频用同轴电缆的屏蔽部设置切口部，并且所述天线线圈被构成为使其对着检查对象物而被使用。
根据该第三方面的发明是从天线线圈的方面对本发明所涉及的爆炸物、不正当药物检查装置进行的特别指定，其效果如同已经描述过的。
第四方面的发明，提出了一种爆炸物、不正当药物检查方法，具备：使第三方面所记载的天线线圈对着检查对象物的对置工序；由所述天线线圈将使用高频脉冲产生单元所产生的高频脉冲作为无线电波对所述检查对象物进行照射的照射工序；由所述天线线圈接收由于所述无线电波的照射而激励的由所述检查对象物发出的核四极矩信号的接收工序；以及基于由所述天线线圈所接收到的所述核四极矩信号来检查在所述检查对象物中的爆炸物和/或不正当药物的检查工序。
该第四方面的发明是与第一方面所记载的发明相对应的方法发明，通过使用通过设置相互反绕的两个螺线管型线圈部，按照8字形状形成的小型、重量轻的天线线圈，能够简便且准确地对爆炸物或不正当药物进行检查。
根据本发明，可以提供一种检查装置和使用了这样的检查装置的检查方法，该检查装置小型化且能够准确地检查各种爆炸物或不正当药物。
附图说明
图1是示出了本发明的一个实施方式所涉及的爆炸物、不正当药物检查装置的天线部的基本构成的示意图。
图2是示出了本发明的一个实施方式所涉及的爆炸物、不正当药物检查装置的天线部的基本原理的框图。
图3是示出了RDX和TNT的NQR信号的电平与距离的关系的曲线图。
图4是示出了本发明的一个实施方式所涉及的随身行李检查装置的天线部的外观的图。
图5是示出了本发明的一个实施方式所涉及的利用身体检查器检查的状态的示意图。
图6是示出了本发明的一个实施方式所涉及的鞋子检查装置的天线部和检查台的外观的图。
图7是示出了本发明的一个实施方式所涉及的利用地雷探查装置探查的状态的示意图。
图8是示出了本发明的一个实施方式所涉及的地雷探查装置的外观的图。
图9是现有的利用核四极共振的随身行李检查装置的构造的示意图。
具体实施方式
以下，将说明本发明的实施方式。另外，本发明并不限定于以下的实施方式。在与本发明相同以及均等的范围内，可以对以下实施方式进行各种变更。
1.本发明的实施方式所涉及的爆炸物和不正当药物检查装置的构成
最初，将说明本发明的实施方式所涉及的爆炸物、不正当药物检查装置的基本构成。
(1)天线部的基本构成
首先，将基于图1来说明爆炸物、不正当药物检查装置的天线部的基本构成。图1是示出了本发明的一个实施方式所涉及的爆炸物、不正当药物检查装置的天线部的基本构成的示意图，图1(a)、图1(b)分别示出了天线线圈的形状、将天线线圈的中心部扩大后的图。在图1(a)中，1是由一根高频用同轴电缆形成的天线线圈，其设置有左右两个螺线管型线圈，其两端通过连接部3与匹配盒(matching box：MB)2连接。
图1(b)中，1a是铜等导电性优良的导线，1b是由PET等形成的绝缘体，1c是导电性的电磁屏蔽件，1d是铠装(sheath)保护覆盖物。如图1(b)所示，在天线线圈1的中心部的1处没有电磁屏蔽件1c和铠装保护覆盖物1d，而设置有内侧的绝缘体1b露出的切口部1e。由此，磁通易于通过天线线圈1的内侧。
这样构成的天线线圈1由于由高频用同轴电缆构成，可以使电场噪声降低，另外，由于左右两个螺线管型线圈相互反绕，能够消除来自远处的磁场噪声。由此，不需要如现有技术那样与天线线圈分开地设置电磁屏蔽。
由此，通过使天线线圈1小型化并使噪声降低，可以使天线线圈1直接对着检查对象物来使用，由于不需要如现有技术那样使检查对象物位于天线线圈1中，可以简便地进行检查。
(2)天线部中的收发基本原理
接下来，将基于图2来说明天线部中的收发基本原理。图2是示出了天线部的基本原理的框图。在图2中，1、2、3与图1相同，4是功率分配器(power divider)，5、5’是交叉二极管(クロスダイオ一ド)。
于是，由发送侧将从高频脉冲产生单元(未图示)中所产生的高频脉冲通过交叉二极管5、功率分配器4和匹配盒2传送到天线线圈1，并且从天线线圈1将其作为无线电波对检查对象物进行照射。由天线线圈1接收由于无线电波的照射而激励的爆炸物、不正当药物所发出的NQR信号，与发送时相反，将其通过匹配盒2、功率分配器4和交叉二极管5’传送到接收侧。另外，在匹配盒2中设置有可变电容器2a，并且在NQR频率处进行阻抗匹配。
2.本发明的实施方式所涉及的利用爆炸物、不正当药物检查装置的检查
接下来，如图3所示，将说明使用本发明的实施方式所涉及的爆炸物、不正当药物检查装置进行的具体检查的结果。
使用设置了图1所示的天线线圈的检查装置来执行作为爆炸物的一种的RDX(Cyclotrimethylene trinitramine：环三亚甲基三硝胺)和TNT(Trinitrotoluene：三硝基甲苯)的探查。另外，作为天线线圈，使用了直径(内径)为22cm、卷绕数为3、连接部3长度为10cm的天线线圈。
然后，将RDX、TNT各300g作为检查对象物，将累计时间设为10分钟，测量出离检查对象物的距离和NQR信号的电平的关系。图3示出了测量结果。另外，●示出了RDX的NQR信号的电平，而■示出了TNT的NQR信号的电平。
如图3所示，通常环境下的噪声(噪音)的电平是25a.u.，由于其超过RDX和TNT的NQR信号的电平，照这样，即使在很近的地方也难以检查出NQR信号。但是，在本实施方式所涉及的检查装置中，由于可以使噪声降低到1.3a.u.，因此，在RDX情况下即使在距离200mm以上处，在TNT的情况下即使在距离大约100mm处，也能够检查出NQR信号。
3.本发明的实施方式所涉及的爆炸物、不正当药物检查装置的具体使用示例
接下来，将举出本发明的实施方式所涉及的爆炸物、不正当药物检查装置的具体使用示例，更具体地进行说明。
(1)随身行李检查装置
在本示例中，在用于检查随身行李或货物等中所隐藏的爆炸物、不正当药物的检查装置中使用了图1所示的天线线圈。
图4是示出了检查装置的天线部10的外观的图。在图4中，天线部10的整体由外罩(cover)覆盖，在外罩的内部容纳有图1所示的天线线圈和匹配盒。另外，天线部10通过电缆7与检查装置的主体(未图示)连接。
根据本实施方式，无需使随身行李或货物等通过检查装置内部，而是仅仅使天线部10与随身行李或货物等接触，如果其在金属以外的物体的内部，则能够快速地对其进行检查。另外，由于天线部10是小型、重量轻且便携的，操作容易且能够方便地挪动，并且能够在所希望的任何场所进行检查。
(2)身体检查器
在本示例中，在用于检查人所穿衣服或体内所隐藏的爆炸物、不正当药物的身体检查器中使用了天线线圈。
图5是示出了使用身体检查器来进行人的检查的状态的示意图。由于天线部10是小型、重量轻且便携的，仅通过容易地从所穿衣服的上方开始推碰天线部10，能够快速地进行检查。另外，尽管在本示例中也使用了图4所示的带有外罩的天线部，但是在图5中，为了易于说明作为本发明的要点的天线线圈的形状，省略了覆盖天线部10的外罩。另外，6是身体检查器主体，7是连接天线部10和身体检查器主体6的电缆。
(3)鞋子检查装置
在本示例中，在用于检查鞋子中所隐藏的爆炸物、不正当药物的鞋子检查装置中使用了天线线圈。
图6是示出了本示例的鞋子检查装置的天线部8和检查台8a的图，在检查台8a的内部，对着检查台8a的上表面容纳有天线线圈。
根据本实施方式，仅仅通过穿着鞋子登上检查台，就能够简便地进行检查。
(4)地雷探查装置
在本示例中，在用于探查地下所埋设的地雷的地雷探查装置中使用了天线线圈。
图7是示出了本示例中的地雷探查的状态的示意图。另外，图8是本示例的地雷探查装置的天线线圈、以及匹配电路与前置放大器的容纳盒外观的图。如图7所示，根据本示例，能够从地表探查地下所埋设的地雷。也就是，在天线线圈1向地面照射无线电波的同时，沿地表移动。在天线线圈1达到地下所埋设的地雷的上方时，通过由天线线圈1接收由无线电波激励的地雷13内部的爆炸物所发出的NQR信号，能够探查出地雷。
根据本实施方式，由于图8所示的将天线线圈(带有外罩)11、匹配电路和前置放大器的容纳盒12合起来的地雷探查装置的重量能够小型轻量化为大约5kg，易于将地雷探查装置装载在机器人臂上，由于人无需靠近检查区域而可以通过遥控操作来探查，因此能够安全地进行检查。
符号说明
1、11、21    天线线圈
1a           导线
1b           绝缘体
1c           电磁屏蔽件
1d           铠装保护覆盖物
1e           切口部
2            匹配盒
2a           可变电容器
3            连接部
4            功率分配器
5、5’       交叉二极管
6            身体检查器本体
7            电缆
8、10        天线部
8a           检查台
12           匹配电路与前置放大器的容纳盒
13           地雷
22、23       电磁屏蔽
24           个人计算机
25           包
26           检查对象物

Claims (4)

1.一种爆炸物和不正当药物检查装置，具备：
高频脉冲产生单元；
天线线圈，其通过具有交叉二极管、可变电容器的匹配单元来输入所产生的高频脉冲作为无线电波对检查对象物进行照射，并且接收所述检查对象物由所述无线电波激励而发出的核四极矩信号；以及
检查单元，其基于所接收到的所述核四极矩信号来检查所述检查对象物中的爆炸物和/或不正当药物，
其中，所述天线线圈，以设置相互反绕多次且处于相同平面上的两个螺线管型线圈部的方式，按照8字形状使用高频用同轴电缆来形成，在连接所述两个螺线管型线圈部的所述高频用同轴电缆的屏蔽部设置切口部，并且所述天线线圈被构成为对着检查对象物而被使用。
2.根据权利要求1所述的爆炸物和不正当药物检查装置，其中，其是身体检查用、鞋子检查用或地雷探查用的检查装置。
3.一种爆炸物和不正当药物检查装置用的天线线圈，其是在权利要求1或2所述的爆炸物和不正当药物检查装置中所使用的天线线圈，
所述天线线圈，以设置相互反绕多次且处于相同平面上的两个螺线管型线圈部的方式，按照8字形状使用高频用同轴电缆来形成，在连接所述两个螺线管型线圈部的所述高频用同轴电缆的屏蔽部设置切口部，并且所述天线线圈被构成为对着检查对象物而被使用。
4.一种爆炸物和不正当药物检查方法，具备以下工序：
使权利要求3所述的天线线圈对着检查对象物的对置工序；
由所述天线线圈将使用高频脉冲产生单元所产生的高频脉冲作为无线电波对所述检查对象物进行照射的照射工序；
由所述天线线圈接收由于所述无线电波的照射而激励的由所述检查对象物发出的核四极矩信号的接收工序；以及
基于由所述天线线圈所接收到的所述核四极矩信号来检查所述检查对象物中的爆炸物和/或不正当药物的检查工序。
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