NO313898B1 - FremgangsmÕte og anordning for Õ detektere kjemikalier pÕ bakken - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og en anordning for å detektere kjemiske forurensningsstoffer på bakken. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte og en anordning for å utføre detekteringen fra et kjøretøy i bevegelse.

Ved ulykker vedrørende kjemi og atomenergi, slik som frigivelse av giftige og farlige sammensetninger og ved radioaktivt nedfall og kjemisk angrep under krig, er trygg og hurtig detektering og kartlegging vesentlig for det uavbrutte arbeide. Kjøretøy som er utstyrt med personlig beskyttelse for mannskapet, slik at kjøretøyene kan anvendes i områder som er forurenset med kjemiske kampstoffer eller radioaktivt nedfall, er tidligere kjent. Utstyr for å kartlegge radioaktive nedfallstilfeller er relativt velkjent, men tilstedeværelse av kjemikalier med lav flyktighet på bakken kan være vanskelig å detektere. Kjemiske kampstoffer spres som smådråper, og kan ved lave temperaturer forbli i en betraktelig tid i form av bakkeforurensning og medføre en presserende fare - kontaktrisiko - selv om fordampingen, og som konsekvens konsentrasjonen i omgivelsesluften, er lav. Utstyret som anvendes i våre dager for kjøretøysbasert, bevegelig detektering av kjemiske kampstoffer som er tilstede i form av bakkeforurensning baseres på prinsippet at en prøve tas først fra bakkens overflate, dvs. med et spesielt silisiumhjul som etter prøvetakingen løftes og analyseres (Fuchs), eller ved å måle sammensetninger i form av damp i omgivelsesluften i forskjellige høyder over bakkens flate. Britisk patent 2 259 572 vedrører utstyr av den sistnevnte type.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forenklet fremgangsmåte og en forenklet anordning for kjøretøysbasert, bevegelig detektering av kjemiske forurensningsstoffer på bakken og også å muliggjøre detektering av små mengder sammensetninger med ekstremt lav flyktighet og under vanskelige forhold, slik som lave temperaturer.

Oppfinnelsen baserer seg på anerkjennelsen at når et kjøretøy drives gjennom et kjemisk forurenset område, f.eks. på en vei eller i terrenget, vil kjøretøyet bli mer eller mindre spruttet, forurenset, av den aktuelle kjemikalie. All transport fra den forurensede bakke til kjøretøyet er forårsaket av hjulene eller belter som er i kontakt med bakken. Sprutting er hovedsakelig rettet bakover mot området hvor bilene vanligvis har skvettlapper. Ifølge oppfinnelsen har dette faktum vært anvendt for å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for å detektere kjemiske forurensningsstoffer på bakken.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at et kjøretøy med hjul eller med belter med en prøvetakingsskjerm anordnet som skvettlapp i forbindelse med i det minste et hjul/et belte på kjøretøyet kjøres på bakken som skal undersøkes, hvorved nevnte prøvetakingsskjerm forurenses av partikler som kastes oppover fra bakken, og at en luftstrøm som bærer stoffer som fordamper fra nevnte partikler, bevirkes til å strømme fra nevnte prøvetakingsskjerm gjennom en ledning via en detekteringsenhet i kjøretøyet.

For å øke fordampingen av stoffer fra partiklene har prøvetakingsskjermen fortrinnsvis en oppvarmingsanordning.

Luftstrømmen som bærer fordampede stoffer til detekteringsenheten, kan være resultat av kjøretøyets hastighet eller være tilveiebrakt ved hjelp av en vifte/luftpumpe i ledningen.

Ved tørre forhold kan en sprinkleranordning anvendes for å fukte hjulet med en væske for å øke spruting av partikler, og som konsekvens detekteringens følsomhet.

Kjøretøyet kan være en bil, et terrengkjøretøy, et pansret personkjøretøy osv., men det kan også være en tilhenger som er utstyrt for dette formål. Beltet/hjulet i kjøre-tøyet som anvendes for spruting av partikler mot prøvetakingsskjermen behøver ikke nødvendigvis å være et av de vanlige belter/hjul i kjøretøyet, men det kan danne en separat enhet. Når kjemiske kampstoffer eller lignende giftige sammensetninger skal detekteres, kan kjøretøyet være utstyrt med en såkalt kollektiv beskyttelse for mannskapet. Dette betyr at kjøretøyet er tett, og et overtrykk kan opprettholdes i passasjerrommet og innkommende ventilasjonsluft filtreres gjennom et absorpsjonsfilter for kjemiske stoffer.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan svært små mengder av bakke-forurensingskjemikalier detekteres raskt mens kjøretøyet kjører rundt over området. P.g.a. oppvarmingen av prøvetakingsskjermen kan også ekstremt iherdige sammensetninger detekteres, og detekteringen kan utføres om vinteren med lave temperaturer.

Oppfinnelsen vedrører også en anordning for å utføre fremgangsmåten ifølge det selvstendige krav 5.

Oppfinnelsen vil nå beskrives i større detalj med henvisning til de vedlagte tegninger. Fig. 1 er et sideriss av et kjøretøy med hjul ifølge oppfinnelsen. Et snittriss viser skjulte detaljer for føring av en luftstrøm via en detekteringsenhet.

Fig. 2 er et sideriss av en prøvetakingsskjerm ifølge oppfinnelsen.

Tilsvarende detaljer i de to figurer er gitt de samme henvisningstall.

Fig. 1 viser en utførelse av et kjøretøy 1 med hjul og utstyrt for detektering av kjemiske forurensningsstoffer på bakken. En prøvetakingsskjerm 2 er anordnet i form av en skvettlapp på et av forhjulene i kjøretøyet. Skjermen er forurenset med partikler som kastes oppover fra bakken når kjøretøyet passerer et område som skal undersøkes. Midler er anordnet for å lede en luftstrøm fra prøvetakingsskjermen 2 via en detekteringsenhet 4 i kjøretøyet. I utførelsen som vises består disse midler av et luftinntak 5, en ledning 6 og en vifte eller luftpumpe 7. Ledningen 6 fører luftstrømmen fra luftinntaket 5, og inn i kjøretøyet via detekteringsenheten 4 og den slutter i en luftutgang 9 på utsiden av kjøretøyet. Viften/luftpumpen 7 er anordnet i ledningen 6 for å øke strømningshastigheten. Luftstrømmen kan også tilveiebringes av vindens trykk mot prøvetakingsskjermen, men en gjennomstrømningshastighet som er uavhengig av kjøretøyets bevegelse er foretrukket. Viften/luftpumpen er montert på egnet måte i ledningen etter detekteringsenheten, slik at luft suges fra inntaket via detekteringsenheten. Videre er en strupeventil 8 anordnet i ledningen 6 og den anvendes kombinert med viften/luftpumpen for å regulere strømingshastigheten. I tilfelle små mengder fordampede stoffer kan en redusert strømningshastighet være nødvendig for å fa detekterbare konsentrasjoner.

Ved tørre forhold kan en sprinkleranordning 10 anvendes for å fukte hjulet med en væske for å øke sprutingen, og som konsekvens detekteringens følsomhet. Væsken kan være vann, etanol, eller blandinger av disse, eller vann og en egnet frostvæske.

Fig. 2 viser i detalj et riss av prøvetakingsskjermen 2 med hjelpeutstyr.

En oppvarmingsanordning 11 varmer prøvetakingsskjermen og partiklene 3 som er anbrakt på skjermen opp, for å øke hastigheten til stoffordampingen. Oppvarmingen kan være utført elektrisk eller, som vist i figuren, med et sirkulerende oppvarmingsmedium, dvs. kjølemiddel fra kjøretøyets motor. Oppvarmingsanordningen som vises består av en kasse koblet til baksiden av prøvetakingsskjermen. Kjølemiddelet føres inn og ut gjennom koblingen 12 og bevirkes til å sirkulere gjennom et kanalsystem i kassen. Hele prøvetakings-skjermen og også luftinntaket 5 oppvarmes av oppvarmingsanordningen, slik at fordampede stoffer ikke vil kondensere på kalde overflater.

Luftinntaket 5 er utformet for å lede luftstrømmen mot ledningen 6, slik at luft-strømmen vil bringe stoffer som er fordampet fra partiklene 3 på den forurensede skjerm. I den viste utførelse er luftinntaket utformet som en hette på den øvre del av prøvetakingsskjermen, og den strekker seg over hele bredden til skjermen.

Ledningen 6 kan være utstyrt med en oppvarmingsanordning 13, dvs. elektriske varmetråder, som vil varme opp ledningen i det minste mellom luftinntaket og detekteringsenheten, slik at gjentatt avsetning av fordampede stoffer og hukommelseseffekter unngås.

En renseanordning 14, f.eks. i form av vaskestråler, kan være anordnet ved prøve-takingsskjermen 2 for å rense skjermen, når det er nødvendig, fra avsatte partikler. Vann, etanol, eller blandinger av disse, eller vann og egnet frostvæske kan anvendes som vaskefluid.

Flere instrumenter kan måle, og i noen tilfelle også identifisere forskjellige typer av kjemiske sammensetninger når de er tilstede som damp i luften, og de kan anvendes som detekteirngsenhet 4 i oppfinnelsen. Eksempler på instrumenter som kan anvendes er AP2C (GIAT) basert på flammefotometri, M90 (Environics OY) basert på ionmobilitet, CAM eller GID-3 (Graseby Dynamics) basert på ionmobilitet.

Anvendelsen av oppfinnelsen illustreres ved det følgende eksempel:

En avstand på 25 meter på en gruslagt vei var forurenset med tributilfosfat i en mengde på 5 til 10 g/m<2>. Tributilfosfat er en sammensetning med en flyktighet som kan sammenlignes med nervegass VX. En anordning ifølge fig. 1 med en oppvarmet prøvetakingsskjerm og en APC2 som detekteringsenhet var anvendt. Direkte etter spredningen var kjøretøyet kjørt på den aktuelle vei med en hastighet på 50 km/t, noe som umiddelbart ga en indikasjon. Med gjentatte krysninger etter noen få timer var detekteringen blitt usikker. Tørre forhold rådet. Etter at sprinkel-anordningen 10 i kjøretøyet var startet, kunne positive detekteringer utføres i flere dager etter spredningen.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for detektering av kjemiske forurensningsstoffer på bakken, karakterisert ved at et kjøretøy (1) med hjul eller belter med en prøvetakingsskjerm (2) anordnet som skvettlapp i forbindelse med i det minste et belte/hjul i kjøretøyet kjøres på bakken som skal undersøkes, hvorved nevnte prøvetakingsskjerm forurenses av partikler (3) som kastes oppover fra bakken, og at en luftstrøm som bærer stoffer som har fordampet fra nevnte partikler bevirkes til å strømme fra nevnte prøvetakingsskjerm gjennom en ledning (6) via detekteringsenheten (4) i kjøretøyet.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at prøvetakingsskjermen (2) er oppvarmet ved hjelp av en oppvarmingsanordning (11).

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte belte/hjul i kjøretøyet er fuktet ved hjelp av en sprinkleranordning (10).

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at prøvetakingsskjermen (2) er renset, når det er nødvendig, ved hjelp av en renseanordning (14).

5. Anordning for detektering av kjemiske forurensningsstoffer på bakken, omfattende et kjøretøy med belter eller hjul tilpasset for å kjøres på bakken som skal undersøkes, karakterisert ved en prøvetakingsskjerm (2) montert som skvettlapp i forbindelse med i det minste ett belte/hjul i kjøretøyet og tilpasset for å forurenses med partikler som kastes oppover fra bakkens overflate, og anordninger (5, 6, 7) for å lede en luftstrøm som bærer stoffer som er fordampet fra nevnte partikler, fra nevnte prøvetakingsskjerm (2) via en detekteirngsenhet (4) i kjøretøyet.

6. Detekteringsanordning som angitt i krav 5, karakterisert ved en oppvarmingsanordning (11) for å varme opp prøvetakingsskjermen (2).

7. Detekteringsanordning som angitt i krav 5, karakterisert ved en sprinkleranordning (10) for å fukte kjøretøyets belte/hjul.

8. Detekteringsanordning som angitt i krav 5, karakterisert ved en renseanordning (14) for å rense prøvetakings-skjermen.

9. Detekteringsanordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at nevnte anordninger for å lede en luftstrøm fra prøvetakingsskjermen omfatter et luftinntak (5) anordnet til å samle en strømning av luft fra den forurensede overflate i prøvetakingsskjermen, og en ledning (6) som forløper fra nevnte luftinntak inn i kjøretøyet, via nevnte detekteringsenhet (4) og som slutter på utsiden av kjøretøyet.

10. Detekteringsanordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at nevnte ledningsanordning ytterligere omfatter en vifte eller en luftpumpe (7) anordnet i ledningen (6).

11. Detekteringsanordning som angitt i krav 10, karakterisert ved en strupeventil (8) anordnet i ledningen (6).

12. Detekteringsanordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at nevnte ledning er utstyrt med en oppvarmingsanordning (13) for å varme opp ledningen (6) mellom luftinntaket (5) og detekteringsenheten (4).