DE10321969A1 - Material detection method for detecting a predefined material within a container, e.g. travel baggage, wherein a sensor with a transceiver is inserted into the bag so that any signals from material present can be remotely detected - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufspüren eines vorgegebenen Stoffs in einem Behälter, insbesondere in einem Gepäckstück.The The invention relates to a method and a device for detecting a given substance in a container, especially in a piece of luggage.
Wegen der Zunahme terroristischer Anschläge besteht in jüngerer Zeit das Bedürfnis, zu transportierende Waren und Gepäckstücke auf deren Inhalt hin zu überprüfen. So werden an Flughäfen routinemäßig Gepäckstücke mittels Röntgenstrahlung geprüft. Damit können insbesondere Gegenstände unterschiedlicher Dichte identifiziert werden. Mittels herkömmlicher Röntgenuntersuchungen können u.a. metallische Gegenstände ohne weiteres erkannt werden. Insbesondere flüssige, gelförmige, plastische oder pulverförmige Sprengstoffe unterscheiden sich in ihrer Dichte kaum von der Dichte beispielsweise von Lebensmitteln. Sie sind mittels herkömmlicher Röntgenverfahren in der Praxis kaum zu identifizieren. Sofern derartige verdächtige Stoffe in einem Gepäckstück anhand ihrer Geometrie identifiziert werden, ist eine manuelle Durchsuchung des Gepäckstücks erforderlich. Dazu muss besonders geschultes Personal bereitgehalten werden. Infolge manueller Untersuchungen von Gepäckstücken kommt es zu unerwünschten Verzögerungen. Abgesehen davon kann es auch bei einer manuellen Durchsuchung geschehen, dass geschickt versteckte Stoffe nicht aufgefunden werden.Because of There has been a recent increase in terrorist attacks the need, Check the goods and luggage to be transported for their content. So are at airports routinely luggage by means of X-rays checked. In order to can especially objects of different Density can be identified. Using conventional X-ray examinations, metallic objects can be easily recognized. In particular liquid, gel, plastic or powder explosives hardly differ in density from density, for example of food. They are in practice using conventional X-ray methods hard to identify. If such suspicious substances in a piece of luggage based on their geometry identified is a manual search of the baggage is required. Specially trained personnel must be kept ready for this. As a result manual inspections of baggage comes it to undesirable Delays. Apart from that, it can also happen with a manual search, that cleverly hidden substances are not found.
Neben herkömmlichen Röntgenverfahren ist es bekannt, Röntgenkleinwinkelstreuungsverfahren (EDX) insbesondere zum Aufspüren pulverförmiger Sprengstoffe einzusetzen. EDX-Verfahren sind ebenfalls nicht dazu geeignet, flüssige, ein- und oligokristalline Sprengstoffe zu identifizieren. Auch mit dem Einsatz von EDX-Verfahren wird die Häufigkeit manueller Durchsuchungen von Gepäckstücken nicht wesentlich vermindert.Next usual X-ray method it is known to use X-ray small angle scattering (EDX) especially for tracking powder explosives use. EDX processes are also not suitable for liquid, single and to identify oligocrystalline explosives. Even with the stake of EDX procedures the frequency Manual searches of luggage are not essential reduced.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es sollen insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, mit denen sicher und zuverlässig vorgegebene Stoffe identifizierbar sind. Nach einem weiteren Ziel der Erfindung soll damit die Häufigkeit manueller Durchsuchungen von Gepäckstücken vermindert werden.task the invention is to overcome the disadvantages of the prior art remove. In particular, a method and a device are intended are specified with which certain and reliably specified substances can be identified are. According to a further object of the invention, the frequency should be manual Searches of luggage reduced become.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 13 und 15 bis 26.This Object is solved by the features of claims 1 and 14. Appropriate configurations result from the features of claims 2 to 13 and 15 to 26.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren zum Aufspüren eines vorgegebenen Stoffs in einem Behälter, insbesondere einem Gepäckstück, mit folgenden Schritten vorgesehen:
- a) Bereitstellen einer einen Sensor zur spezifischen Erfassung des Stoffs und eine erste Sende-/Empfangseinrichtung umfassenden Erfassungseinheit,
- b) Einbringen der Erfassungseinheit in den Behälter,
- c) Bereitstellen einer Ausleseeinheit mit einer zur ersten Sende-/Empfangseinrichtung korrespondierenden zweiten Sende-/Empfangseinrichtung,
- d) Erzeugen eines das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Stoffs anzeigenden ersten Signals mittels einer Erfassungseinheit und Empfangen des ersten Signals mittels der Ausleseeinheit
- e) Erzeugen eines zweiten Signals mittels der Ausleseeinheit, wenn das erste Signal das Vorhandensein des Stoffs anzeigt.
- a) providing a detection unit comprising a sensor for the specific detection of the substance and a first transmitter / receiver device,
- b) inserting the registration unit into the container,
- c) providing a read-out unit with a second transmitter / receiver device corresponding to the first transmitter / receiver device,
- d) generating a first signal indicating the presence or absence of the substance by means of a detection unit and receiving the first signal by means of the readout unit
- e) generating a second signal by means of the readout unit when the first signal indicates the presence of the substance.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann sicher und zuverlässig ein in einem Behälter enthaltener Stoff aufgespürt werden. Es kann insbesondere auf ein manuelles Durchsuchen von Gepäckstücken verzichtet werden. Das vorgeschlagene Verfahren ist relativ einfach und kostengünstig durchführbar. Es lässt sich ohne weiteres mit herkömmlichen Röntgenverfahren zur Gepäckkontrolle kombinieren. Bei einer geeigneten Ausgestaltung des Verfahrens ist es sogar denkbar, dass damit herkömmliche Röntgenverfahren ersetzt werden können.With The proposed method can be done safely and reliably in a container contained substance detected become. In particular, there is no need to search through luggage manually become. The proposed method is relatively simple and inexpensive to carry out. It can be easily with conventional X-ray method for luggage inspection combine. With a suitable design of the method it is even conceivable that conventional X-ray method can be replaced.
Unter einem "Behälter" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein von einer Hülle umgebener Raum verstanden, bei dem auf Grund der Umhüllung ein Austausch von darin befindlichen Gasen mit der Umgebung nicht oder nur erschwert möglich ist. Im Raum enthaltene für den aufzuspürenden Stoff spezifische Gase weisen im Raum eine höhere Konzentration als in der Umgebung auf.Under A "container" is used in the sense of the present Invention of a case understood space, where due to the wrapping Exchange of gases in the environment or not only possible with difficulty is. Included in the room for the one to be tracked down Substance-specific gases have a higher concentration in the room than in the room Environment.
Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung werden die vom Sensor erfassten Werte drahtlos von der Erfassungseinheit an eine Ausleseeinheit übertragen. Damit ist eine besonders einfache und flexible Prüfung auf vorgegebene Stoffe in Behältern möglich. Eine solche Erfassungseinheit kann einem Passagier beispielsweise zusammen mit dem Ticket mit der Weisung ausgehändigt werden, dieses in dem zu transportierenden Gepäckstück zu verstauen.To An essential feature of the invention is that detected by the sensor Wirelessly transmit values from the registration unit to a readout unit. This is a particularly simple and flexible test specified substances in containers possible. A such a detection unit can be combined with one passenger, for example be handed over with the ticket with the instructions, this in the stow luggage to be transported.
Vorteilhafterweise wird eine den Sensor enthaltende Messeinrichtung mittels eines Funksignals nach dem Schritt lit. b eingeschaltet. Damit wird sichergestellt, dass eine in der Erfassungseinheit enthaltene Stromversorgungseinrichtung geschont wird. Eine Manipulation durch den Passagier wird ausgeschlossen.A measuring device containing the sensor is advantageously operated by means of a radio signal after step lit. b switched on. This ensures that a power supply device contained in the detection unit is protected. The passenger is manipulated closed.
Weiter hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass als erstes Signal ein Ja-/Nein-Signal bereitgestellt wird. Es wird also bereits in der Erfassungseinheit, z. B. mittels eines geeigneten Mikroprozessors, entschieden, ob der aufzuspürende Stoff in dem Behälter enthalten ist oder nicht. Das Ergebnis wird an die Ausleseeinheit übermittelt. Ferner kann mittels der ersten Sende-/Empfangseinrichtung ein die Erfassungseinheit identifizierendes Identifikationssignal übermittelt werden. Damit wird sichergestellt, dass die Erfassungseinheit authentisch ist. Es wird eine Manipulation oder ein Austausch der Erfassungseinheit unterbunden.Further it has proven useful that a yes / no signal is provided as the first signal. It will So already in the registration unit, e.g. B. by means of a suitable Microprocessor, decided whether the substance to be detected contained in the container is or not. The result is transmitted to the readout unit. Furthermore, by means of the first transmitting / receiving device Identification unit identifying identification signal transmitted become. This ensures that the registration unit is authentic is. There is a manipulation or an exchange of the registration unit prevented.
Das Identifikationssignal wird zweckmäßigerweise gemeinsam mit dem ersten Signal an die Ausleseeinheit übermittelt. Das ermöglicht eine besonders schnelle Auswertung.The Identification signal is expediently together with the first signal transmitted to the readout unit. That enables one particularly quick evaluation.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung können mittels des Sensors eine Vielzahl verschiedener vorgegebener Stoffe spezifisch erfasst und das erste Signal kann erst nach einem Vergleich des/der erfassten Stoffs/Stoffe mit einer in der Erfassungseinheit enthaltenen Stoffbibliothek gemäß einer vorgegebenen Regel erzeugt werden. Insbesondere bei der Kontrolle von Gepäckstücken ist es in der Praxis zweckmäßig, dass der Sensor zum Aufspüren einer Vielzahl von Stoffen oder Stoffgemischen geeignet ist. Bei den Stoffen kann es sich um Sprengstoffe, Rauschgift, giftige Substanzen oder dgl. handeln. Vom Sensor identifizierte Stoffe können zunächst mit einer Stoffbibliothek abgeglichen werden, in der vorgegeben ist, bei welchen Stoffkombinationen ein erstes Signal ausgelöst wird. Die Empfindlichkeit des vorgeschlagenen Verfahrens wird damit erhöht. Ein Fehlalarm wird vermieden.To In a particularly advantageous embodiment, a sensor can be used A large number of different specified substances are specifically recorded and the first signal can only be obtained after a comparison of the detected one or more Substances / substances with a substance library contained in the registration unit according to one specified rule are generated. Especially when it comes to control of luggage it is appropriate in practice that the sensor for tracking a variety of substances or mixtures of substances is suitable. at The substances can be explosives, drugs, toxic substances or the like. Substances identified by the sensor can initially be used be matched to a substance library that specifies which combinations of substances trigger a first signal. This increases the sensitivity of the proposed method. On False alarm is avoided.
Als Sensor wird zweckmäßigerweise ein Halbleiter-Gassensor oder ein aus einer Mehrzahl von Halbleiter-Gassensoren gebildetes Sensorarray verwendet. Derartige Halbleiter-Gassensoren sind nach dem Stand der Technik bekannt. Es wird dazu beispielsweise auf LEMME, Helmuth "Sensor schnuppert Bratenduft", Elektronik 17/2002, Seiten 42 bis 48 verwiesen. Der Inhalt dieser Veröffentlichung wird hiermit einbezogen.As Sensor is expedient a semiconductor gas sensor or one of a plurality of semiconductor gas sensors formed sensor array used. Such semiconductor gas sensors are known in the art. For example, it will on LEMME, Helmuth "sensor sniffs Roast fragrance ", electronics 17/2002, pages 42 to 48. The content of this publication is hereby included.
Insbesondere zur routinemäßigen Kontrolle einer Vielzahl von Behältern, insbesondere Gepäckstücken, hat es sich als zweck mäßig erwiesen, dass der Behälter an der Ausleseeinheit, vorzugsweise mittels eines Förderbands, vorbeigeführt wird. Der Behälter kann dabei kontinuierlich bewegt werden. Das ermöglicht einen Durchsatz einer Vielzahl von Behältern. Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die erste Sende-/Empfangseinrichtung einen Transponder auf und das erste Signal wird mittels der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung aus dem Transponder ausgelesen. Damit kann eine erhebliche konstruktive Vereinfachung der Erfassungseinheit erreicht werden. Die Erfassungseinheit kann in diesem Fall in Form eines beispielsweise die Größe einer Zigarettenschachtel aufweisenden Kästchens ausgeführt werden.In particular for routine control of a Variety of containers, especially luggage it turned out to be useful that the container on the readout unit, preferably by means of a conveyor belt, past becomes. The container can be moved continuously. This enables a throughput of one Variety of containers. According to a further embodiment, the first transmitting / receiving device a transponder and the first signal is generated by means of the second Transceiver read out from the transponder. In order to can significantly simplify the design of the registration unit can be achieved. In this case, the registration unit can be in the form one for example the size of a Box of cigarettes are executed.
Insbesondere zur Untersuchung einer Vielzahl von Gepäckstücken ist es zweckmäßig, dass infolge der Erzeugung des zweiten Signals das Gepäckstück, vorzugsweise automatisch, ausgesondert wird. Die ausgesonderten Gepäckstücke können beispielsweise einer manuellen Durchsuchung unterzogen werden.In particular to examine a large number of pieces of luggage, it is advisable that due to the generation of the second signal, the baggage, preferably automatically, is discarded. The discarded pieces of luggage can, for example undergo a manual search.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mittels einer Röntgenvorrichtung die Dichteverteilung im Behälter erfasst wird. So können beispielsweise in Gepäckstücken enthaltene Metallteile identifiziert werden. Insbesondere Waffen können so sicher und zuverlässig erkannt werden. Bei Abweichung einer vorgegebenen Dichteverteilung kann der Behälter, vorzugsweise automatisch, ausgesondert werden. Zu diesem Zweck können bei Gepäckstücken Waffen beispielsweise mittels eines vorgegebenen Mustererkennungsverfahrens identifiziert und das entsprechende Gepäckstück kann dann automatisch ausgesondert werden.To Another embodiment provides that by means of a X-ray device the density distribution in the container is recorded. For example contained in luggage Metal parts can be identified. Weapons in particular can do this safe and reliable be recognized. If a specified density distribution deviates, the container, preferably automatically, be discarded. For this purpose, at Luggage of weapons for example by means of a predetermined pattern recognition method identified and the corresponding piece of luggage can then be automatically discarded become.
Der Behälter kann ferner mittels Röntgenkleinwinkelstreuung untersucht und bei einer Abweichung von vorgegebenen Werten ausgesondert werden. Damit ist es möglich, im Behälter, insbesondere in Gepäckstücken, enthaltene pulverförmige Sprengstoffe zu identifizieren.The container can also by means of small angle X-ray scattering examined and discarded in the event of a deviation from specified values become. It is possible in the container, especially contained in luggage powdery To identify explosives.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass die Erfassungseinheit zu Kalibrierung einer Röntgenvorrichtung ein Kalibriermittel umfasst. Bei einem solchen Kalibriermittel kann es sich um Metalldrähte, Metallfolien oder dgl. handeln. Das ermöglicht eine automatische Kalibrierung einer Röntgenvorrichtung. Damit ist eine besonders genaue und effektive Röntgenuntersuchung des Behälters möglich.As It has proven particularly advantageous that the registration unit for calibration of an x-ray device comprises a calibration means. With such a calibration device it’s metal wires, Act metal foils or the like. This enables automatic calibration an x-ray device. This enables a particularly precise and effective X-ray examination of the container.
Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Aufspüren eines vorgegebenen Stoffs vorgesehen mit
- aa) einer Erfassungseinheit, welche einen für den Stoff spezifischen Sensor und eine erste Sende-/Empfangseinrichtung zur Übermittlung eines das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein des Stoffs anzeigenden ersten Signals umfasst und
- bb) einer Ausleseeinheit, welche eine zur ersten Sende-/Empfangseinrichtung korrespondierende zweite Sende-/Empfangseinrichtung zum Empfangen des ersten Signals aufweist.
- aa) a detection unit which comprises a sensor specific for the substance and a first transmitting / receiving device for transmitting a first signal indicating the presence or absence of the substance, and
- bb) a read-out unit which has a second transmitting / receiving device corresponding to the first transmitting / receiving device for receiving the first signal.
Mit einer solchen Vorrichtung ist ein einfaches und kostengünstiges Aufspüren eines in einem Behälter ggf. enthaltenen vorgegebenen Stoffs möglich. Wegen der drahtlosen Übertragung des das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein des vorgegebenen Stoffs anzeigenden ersten Signals ist es möglich, die Behälter unabhängig von der Auswerteeinheit zu bewegen. Das ermöglicht die schnelle Prüfung einer Vielzahl von Behältern nacheinander.With such a device is simple and inexpensive track down one in a container any specified substance possible. Because of the wireless transmission of the presence or absence of the given Substance indicating the first signal, it is possible to independent of the container to move the evaluation unit. This enables a quick check Variety of containers successively.
Wegen der vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmale wird auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Die dort beschriebenen Merkmale finden sinngemäß auch auf die Vorrichtung Anwendung.Because of The advantageous design features are based on the previous one Description referred. The features described there are also found accordingly the device application.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist selbstverständlich nicht nur auf die Prüfung von Gepäckstücken, beispielsweise an Flughäfen, beschränkt. Es ist beispielsweise auch möglich, die erfindungsgemäße Erfassungseinheit zur Überwachung von Fertigungsprozessen zu verwenden. So kann die Erfassungseinheit verwendet werden, um eine Aushärtereaktion von Kunststoffen, das Vulkanisieren von Gummi oder dgl. anzuzeigen. Grundsätzlich kann jede chemische Reaktion überwacht werden, die in einem Behälter durchgeführt wird. Zur Übermittlung eines das Vorhandensein des aufzuspürenden Stoffs anzeigenden ersten Signals ist es nicht erforderlich, eine Wand des Behälters zu durchbrechen, um so eine Kabelverbindung zur Ausleseeinheit herzustellen. Die vorgeschlagene Vorrichtung ist universell einsetzbar.The Application of the device according to the invention is self-evident not just on the exam of luggage, for example at airports, limited. For example, it is also possible the detection unit according to the invention for surveillance of manufacturing processes. So the registration unit used to set a curing reaction of plastics, the vulcanization of rubber or the like. Basically can monitors every chemical reaction be in a container is carried out. For transmission a first to indicate the presence of the substance to be detected Signal it is not necessary to break through a wall of the container, in order to establish a cable connection to the readout unit. The The proposed device can be used universally.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:following is an embodiment of the Invention with reference to the drawing explained. It demonstrate:
In
Die
Funktion der Auswerteeinheit ist folgende:
Im Behälter enthaltene
Stoffe entlassen in die Gasatmosphäre über die Zeit eine bestimmte
Anzahl von Molekülen.
Diese Moleküle
werden auf den äußerst empfindlichen
Halbleiter-Gassensoren des Sensorarrays
The substances in the container release a certain number of molecules into the gas atmosphere over time. These molecules are on the extremely sensitive semiconductor gas sensors of the sensor array
In
In
einem ersten Schritt erhält
der Passagier zusammen mit der Bordkarte eine Erfassungseinheit, wie
Sie in
In einem zweiten Schritt muss der Passagier nun die Erfassungseinheit in das aufzugebende Gepäckstück einpacken. Dieser Vorgang lässt sich ohne weiteres schnell und einfach be wältigen. Das Gepäckstück mit der darin aufgenommenen Erfassungseinheit gelangt dann über ein Förderband in die Gepäckverteilung des Flughafens.In In a second step, the passenger must now use the registration unit wrap in the checked baggage. This process leaves manage themselves quickly and easily. The piece of luggage with the detection unit received therein then arrives via conveyor belt in the baggage distribution of the airport.
In einem dritten Schritt wird mittels eines Funksignals kurze Zeit nach dem Aufsetzen des Gepäckstücks auf das Förderband die Erfassungseinheit eingeschaltet. Die Erfassungseinheit führt einen Selbsttest durch und liefert an eine (hier nicht gezeigte) Auswerteeinheit ein Signal, mit der der ordnungsgemäße Betrieb angezeigt wird. Falls ein solches Signal von der ersten Auswerteeinheit nicht empfangen wird, wird das Gepäckstück automatisch aussortiert und ggf. manuell durchsucht.In A third step is a short time using a radio signal after putting the luggage on The conveyor belt the registration unit switched on. The registration unit carries out a self-test through and delivers to an evaluation unit (not shown here) a signal indicating proper operation. If such a signal is not received by the first evaluation unit, the baggage will be automatically sorted out and, if necessary, searched manually.
Sofern
die Erfassungseinheit einen ordnungsgemäßen Betrieb anzeigt, wird das
Gepäckstück zu seinem
Bestimmungsort weiter transportiert. Dabei vergehen in der Regel
30 bis 60 Minuten. In dieser Zeit lösen sich von jedem sicherheitsrelevanten
Stoff so viele Moleküle,
dass sie mittels des Sensorarrays
Sofern
ein Antwortsignal nicht erzeugt wird, d.h. ein vorgegebener Stoff
ist im Gepäckstück nicht enthalten,
wird das Gepäckstück auf dem üblichen Weg
weiter zum Flugzeug transportiert (Schritt
Das vorgeschlagene Verfahren kann selbstverständlich mit einer herkömmlichen Röntgenüberprüfung der Gepäckstücke kombiniert werden. Ferner ist es möglich, zusätzlich EDX-Rönt genverfahren zur weiteren Prüfung der Gepäckstücke einzusetzen.The The proposed method can of course be carried out using a conventional method X-ray inspection of the Luggage combined become. It is also possible additionally EDX X-ray method for further examination of the luggage.
Vor dem Verladen des Gepäckstücks in das Flugzeug wird die Erfassungseinheit mittels eines Funksignals wieder ausgeschaltet.In front loading the baggage onto the aircraft the detection unit is switched off again by means of a radio signal.
Nach Ankunft des Passagiers am Bestimmungsort und bei Entgegennahme des Gepäckstücks muss nun lediglich die Erfassungseinheit wieder entnommen und beispielsweise bei der Passkontrolle abgegeben werden.To Arrival of the passenger at the destination and upon receipt of the Piece of luggage now only the registration unit is removed again and for example be handed in at passport control.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren können Gepäckstücke mit hoher Zuverlässigkeit auf alle sicherheitsrelevanten Stoffe schnell und kostengünstig untersucht werden. Die in den vorgeschlagenen Erfassungseinheiten vorgesehenen Sensoren sind derart sensitiv, dass es nahezu ausgeschlossen ist, dass ein in einem Gepäckstück aufgenommener sicherheitsrelevanter Stoff unerkannt bleibt.With The proposed method allows luggage with high reliability quickly and inexpensively examined for all safety-relevant substances become. The envisaged in the proposed registration units Sensors are so sensitive that it is almost impossible that one in a piece of luggage safety-relevant substance remains undetected.
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