RO131585B1 - Detector mobil şi metodă de detecţie a substanţelor cu risc exploziv, a explozivilor şi a drogurilor pe baza efectului rezonanţei nucleare cuadripolare () - Google Patents

Detector mobil şi metodă de detecţie a substanţelor cu risc exploziv, a explozivilor şi a drogurilor pe baza efectului rezonanţei nucleare cuadripolare () Download PDF

Info

Publication number
RO131585B1
RO131585B1 ROA201600350A RO201600350A RO131585B1 RO 131585 B1 RO131585 B1 RO 131585B1 RO A201600350 A ROA201600350 A RO A201600350A RO 201600350 A RO201600350 A RO 201600350A RO 131585 B1 RO131585 B1 RO 131585B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
signal
frequency
detection
nqr
substance
Prior art date
Application number
ROA201600350A
Other languages
English (en)
Other versions
RO131585A0 (ro
Inventor
Sandel-Aurelian Zaharia
Marian Apostol
Silviu Ioniţă
Vasile-Gabriel Iana
Cristian Monea
Laurenţiu-Mihai Ionescu
Daniel-Constantin Anghel
Mădălin-Eugen Ilie
Alexandru Florian Varga
Original Assignee
Mira Technologies Group S.R.L.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mira Technologies Group S.R.L. filed Critical Mira Technologies Group S.R.L.
Priority to ROA201600350A priority Critical patent/RO131585B1/ro
Publication of RO131585A0 publication Critical patent/RO131585A0/ro
Priority to US16/302,040 priority patent/US10921271B2/en
Priority to PCT/RO2017/000009 priority patent/WO2018124905A1/en
Publication of RO131585B1 publication Critical patent/RO131585B1/ro

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N24/00Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
    • G01N24/08Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance
    • G01N24/084Detection of potentially hazardous samples, e.g. toxic samples, explosives, drugs, firearms, weapons
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/441Nuclear Quadrupole Resonance [NQR] Spectroscopy and Imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/14Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electron or nuclear magnetic resonance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

Invenția se referă la o metodă pentru detectarea de substanțe și materiale explozive și de droguri, pe baza principiului rezonanței nucleare cuadripolare, destinată verificării bagajelor și persoanelor în punctele de trecere a frontierei din aeroporturi, porturi, gări și din alte obiective care reclamă un control riguros împotriva acțiunilor teroriste și a traficului cu substanțe interzise din gama explozivilor și a drogurilor.
Este cunoscut faptul că efectul rezonanței nucleare cuadripolare se manifestă în substanțe care conțin, în principal, atomi de azot (14N), clor (35CI), potasiu (K). Azotul este prezent în toate substanțele explozive, precum și în unele droguri, clorul este prezent, de asemenea, în anumite droguri, iar potasiul se găsește în substanțe cu risc exploziv. în aceste substanțe, efectul rezonanței nucleare cuadripolare apare exclusiv prin excitarea atomilor de azot, clor sau potasiu cu câmpuri de radiofrecvență având frecvența specifică fiecărei substanțe precis determinată și recepționarea semnalului de răspuns (dezexcitare a substanței) exact pe aceeași frecvență. Fenomenul intim al procesului de excitare-dezexcitare a nucleelor cuadripolare în substanțe are origine cuantică și a fost descris teoretic și evidențiat experimental de mai mulți ani (1).
Sunt cunoscute detectoare NQR pentru detecția de substanțe explozive și droguri care sunt alcătuite din următoarele componente; generator de impulsuri de radiofrecvență, amplificator de putere, circuit rezonant bobină-condensator (LC), amplificator cu zgomot redus, sistem de comutare emisie-recepție, sistem de prelucrare a semnalelor, sistem de afișare a rezultatului scanării, carcasă pentru ecranarea electromagnetică a întregului sistem. Principalele neajunsuri ale acestora sunt legate în general de nivelul mare al puterii de RF cu care se lucrează, care impune soluții de ecranare electromagnetică costisitoare și foarte grele, și, implicit, dimensiuni de gabarit mari. De exemplu, este cunoscută soluția din brevetul rusesc RU 2247361 (C1), care prezintă un detector NQR ce are o unitate de recepție și de prelucrare a semnalului, camere video, dispozitiv de prelucrare informații optice, platformă de greutate, cântar, traductor NQR și un indicator, aparat de emisie, dispozitiv de amortizare și un dispozitiv de reglare a circuitului traductor NQR. Persoana care este inspectată este plasată într-o cabină termopan, pe platforma de greutate, în interiorul cabinei, al cărui perete interior este realizat din material dielectric care servește ca un ecran. Circuitul traductor NQR este poziționat între pereții cabinei.
Metodele cunoscute pentru detectarea substanțelor prin metoda NQR se bazează pe anumite scheme de impulsuri de emisie pentru excitarea nucleelor atomice, detecția în cuadratură, acumularea și medierea semnalelor de răspuns recepționate de la substanță, urmate de prelucrarea în frecvență a semnalului rezultat (folosind transformata Fourier). Identificarea propriu-zisă a unei anumite substanțe căutate se face pe baza comparării amplitudinii semnalului în frecvență, respectiv în timp, cu niveluri cunoscute prestabilite. Un neajuns principal al metodelor de detecție NQR este legat de influența semnificativă pe care o are temperatura efectivă a substanței scanate asupra frecvenței specifice NQR, corecția frecvenței cu temperatura nefiind posibilă în general, deoarece nu se poate măsura exact temperatura substanței aflată, de regulă, în bagaje.
Din cererea de brevet US 5233300 A sunt cunoscute o metodă și un sistem de detectare sensibilă a explozivilor și narcoticelor prin rezonanță nucleară cuadripolară (NQR), care este realizată la putere RF redusă prin asigurarea că intensitatea câmpului RF este mai mare decât cea a câmpului magnetic local. Acest lucru este realizat printr-o dimensionare corespunzătoare a bobinei.
Mai este cunoscută, de asemenea, soluția din cererea internațională de brevet WO 20111265594 A, care folosește microprocesoare pentru comanda generatorului desemnai, dar care nu corectează frecvența de scanare cu temperatura ambientală obținută prin măsurarea temperaturii din exteriorul detectorului și suplimentar, prin modificarea schemei de impulsuri.
RO 131585 Β1
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în posibilitatea de a realiza 1 corecția frecvenței cu temperatura și acordul automat pe frecvențele specifice de lucru.
Soluția pentru rezolvarea acestei probleme este reprezentată de o metodă pentru 3 detecția substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor, ce include următoarele etape: 5
- măsurarea temperaturii ambientale cu un senzor;
- conversia digitală a valorii temperaturii și citirea acesteia în programul de aplicație 7 ce comandă sistemul de procesare radio;
- calculul frecvenței NQR folosind coeficientul de variație specific fiecărei substanțe 9 de scanat și transmiterea valorii respective (fQ) la un generator programabil de semnal de radiofrecvență; 11
- comanda, prin programul de aplicație, a unor impulsuri de RF cu o anumită durată (TRF) pe parcursul căreia frecvența semnalului se va schimba crescător în 10 trepte într-un 13 interval prestabilit Af în jurul lui f0, respectiv fQ ± Af/2;
- identificarea substanței prin discriminarea în timp real a semnalului recepționat cu 15 un set de patru criterii combinate aplicat la răspunsul spectral obținut prin metoda transformatei Fourier rapide FFT. 17
Conform unui alt aspect al invenției, cele patru criterii se raportează la caracteristicile semnalului recepționat, precum amplitudinea și poziția vârfului spectral maxim, poziția 19 relativă a eventualelor vârfuri secundare și valoarea medie, impunând ca pozițiile și amplitudinile vârfurilor, respectiv media, să se încadreze în intervale numerice determinate 21 în funcție de amplitudinea vârfului spectral maxim.
Conform unui alt aspect al invenției, se folosesc următoarele valori specifice pentru 23 detecția RDX și a materialelor explozive pe bază de RDX:
- frecvența de excitație NQR de bază fQ = 3,410 MHz corectată cu temperatura, 25 intervalul prestabilit pentru corecția frecvenței în 10 trepte Af = 2 KHz;
- durata impulsului de RF TRF = 130 ps;27
- timpul de așteptare pentru achiziție Tde!ay = 175 ps;
- timpul de achiziție Tacq = 350 ps;29
- timpul dintre impulsurile de RF Tin1pulsun = 600 ps;
- timpul efectiv de așteptare până la emiterea următorului impuls se calculează CU 31 relația ~ Tîrnpiiisuri^racq-Tclelay-TRF^
- numărul de impulsuri în secvența de scanare n = 20;33
- numărul de secvențe de scanare aplicate k = 100, durata dintre secvențe Tr6p>T.,, unde Ti = 13 ms.35
Conform unui alt aspect al invenției, unitatea de stocare, prelucrare a datelor și interfață comandă, la interfața amplificatorului de putere, un nivel de putere al impulsului de 37 RF de 30 W și regimul de întrerupere a amplificării prin funcția „Mute, astfel încât amplificarea să fie tăiată periodic pe întreaga durată de așteptare Twait, pe durata destinată 39 achiziției de date Tacq, blocul comandă o fereastră de recepție prin închiderea comutatorului cu un semnal, permițând astfel semnalului de răspuns să fie amplificatîn bandă de frecvență 41 de interes cu un lanț de amplificare, filtrare, respectiv amplificare, rezultând un semnal RF recepție care intră în sistemul de procesare printr-un bloc de conversie digitală a semnalului 43 radio unde este convertit în date.
Conform unui alt aspect al invenției, datele achiziționate succesiv conform secvenței 45 de detecție se mediază pentru eliminarea zgomotului și rezultatul final se supune unui proces de demodulare în cuadratură cu separarea componentelor reală, respectiv imaginară, 47 semnalul demodulat complex fiind transformat din domeniul timp în domeniul frecvență cu algoritmul transformatei Fourier rapide (FFT) și supus analizei cu sistemul de patru criterii 49 pentru discriminarea prezenței substanței de interes.
RO 131585 Β1
Metoda de detecție conform invenției prezintă următoarele avantaje:
- detectorul poate fi instalat cu operativitate în diverse locuri datorită mobilității și a gabaritului redus;
- costuri de producție și de exploatare mai reduse datorate inclusiv consumului mai mic de energie și materiale;
- puterea necesară de emisie este mai redusă datorită soluțiilor tehnice adoptate la nivel de sistem și metodă;
- procesul de detecție este automat pentru o listă de substanțe selectate de utilizator, din baza de date a detectorului;
- realizarea corecției de frecvență prin măsurarea-estimarea temperaturii și variației frecvenței de excitație garantează creșterea probabilității de detecție în situații reale;
- tehnica propusă de corecție a frecvenței cu temperatura permite stocarea datelor valide (perechea temperatură-frecvență) pentru substanțele de interes în baza de date a detectorului, pentru recunoașterea lor ulterioară;
- sistemul de criterii de interpretare și decizie, aplicat semnalului de răspuns NQR pentru discriminare, conferă o probabilitate ridicată de detecție.
Se dau, în continuare, două exemple de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1...6, care reprezintă:
- fig. 1, vedere schematică a detectorului mobil de detecție a substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor pe baza efectului rezonanței nucleare cuadripolare (NQR), conform invenției;
- fig. 2, vedere de ansamblu a detectorului mobil a substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor pe baza efectului rezonanței nucleare cuadripolare (NQR), conform invenției;
- fig. 3, schema unității centrale a detectorului mobil al substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor pe baza efectului rezonanței nucleare cuadripolare (NQR), conform invenției;
- fig. 4, organigrama metodei de detecție a substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor pe baza efectului rezonanței nucleare cuadripolare (NQR), conform invenției;
- fig. 5, secvența generică de aplicare a metodei de detecție;
- fig. 6 a, b, interfață utilizator.
Detectorul NQR mobil pentru detecția substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor este alcătuit dintr-o carcasă 15 cu dimensiuni de gabarit reduse, având o compartimentare specială în care se află unitatea centrală UC, la care se conectează o unitate USPI de stocare și prelucrare a datelor, și o interfață prevăzută cu o consolă pentru utilizator și cu un cap CS1 de scanare a substanțelor explozive/droguri la nivelul picioarelor, respectiv un cap GS2 de scanare a obiectelor suspecte din sol sau care nu pot fi deplasate.
Carcasa 15 este o incintă de ecranare pentru radiația electromagnetică în banda 0,4...6 MHz construită pe un cadru din profile metalice. Aceasta este compusă din patru compartimente adiacente: compartimentul A al bobinei 1 de scanare, alăturat - pe același nivel un alt compartiment A' al condensatoarelor CV1 și, respectiv, CV2 variabile, un al treilea compartiment B al unității UC centrale cu sistemul SPR de procesare radio, un al patrulea compartimente care include un sistem de recepție 3, un amplificator de putere AP, o interfață de comandă a amplificatorului de putere IAP, o sursă de alimentare cu acumulatori 7, un modul de încărcare a acumulatorilor 8, două motoare M1, M2 electrice prevăzute cu sisteme de transmisie cu pinion 13 și curea 14, și o sursă de alimentare a motoarelor M1, M2.
RO 131585 Β1
Compartimentul A și compartimentul A' formează împreună un subansamblu unitar 1 cu pereții alcătuiți din mai multe straturi de materiale diferite. De la interior spre exterior pereții sunt formați dintr-un strat de cauciuc cu grosimea de 3 mm, un strat de tablă de cupru 3 cu grosimea de 3 mm, un strat de tablă de fier cu grosimea de 1,5 mm, poziționat la o distanță de 30 mm de stratul precedent, un strat de cauciuc gros de 3 mm, un strat de pâslă 5 absorbantă conductivă și un strat de tablă de fier zincatâ cu grosimea de 0,3 mm. Pereții compartimentelor B și C sunt din tablă de fier groasă de 1,5 mm pe care se lipește pâslă 7 absorbantă conductivă pe partea interioară, iar partea exterioară se acoperă cu vopsea alchidică. 9
Bobina 1 de scanare poate fi interschimbată cu bobine din aceeași categorie, dar cu caracteristici electrice diferite pentru scanarea picioarelor sau a unor obiecte suspecte care 11 nu pot fi deplasate.
Unitatea UC centrală reprezintă partea principală a detectorului; aceasta are o 13 construcție compactă și include toate modulele hardware și componentele software necesare funcționării detectorului conform metodei de detecție. Unitatea UC este alcătuită, cu referire 15 la fig. 3, dintr-un sistem SPR de procesare radio care conține un generator DDS programabil de semnal de radiofrecvență ce transmite impulsuri de RF la un amplificator de putere AP 17 cuplat cu o interfață IAR de comandă a câștigului și de achiziție a nivelului de semnal reflectat, un circuit CA de acord serie-paralel format dintr-o bobină spirală plană L prevăzută 19 cu un miez central de ferită, și două condensatoare CV1, CV2 variabile, acționate de motoarele electrice de tip pas-cu-pas Ml, M2 care sunt comandate de un modul MAA de 21 acord și adaptare automată, prin intermediul unor interfețe de comandă în principiu cunoscute. Interfața IAR de comandă a câștigului și de achiziție a nivelului de semnal 23 reflectat pentru controlul amplificatorului AP de RF este compusă dintr-un circuit programabil și un atenuator variabil, aceasta fiind comandată de programul de control al detectorului 25 rezident în unitatea USPI de stocare, prelucrare și interfață. Semnalul de RF livrat de amplificatorul AP de putere se aplică circuitului de acord CA prin intermediul unui filtru FTS-P 27 de putere și al unui circuit CIZ de protecție.
Partea de bază care intră în contact cu substanța (proba) este bobina L de 29 radiofrecvență prin care se emite semnalul de excitație RF și se recepționează un semnal de răspuns NQR. Parametrii circuitului CA de acord sunt menținuți în limitele optime prin 31 intermediul modulului MAA de acord și adaptare automată. Semnalul NQR reprezentând răspunsul substanței este achiziționat prin intermediul lanțului de recepție alcătuit dintr-un 33 comutator SW-R de recepție, un amplificator Alde zgomot redus, un ansamblu de filtre FTJFTS și un amplificator A2 final, fiind adus în parametri optimi pentru conversia digitală cu 35 ajutorul blocului DRM de conversie digitală a semnalului radio și a prelucrării în cadrul blocului NQR DSP de comandă și prelucrare. Toate aceste elemente funcționale ale unității 37 UC sunt comandate de modulul USPI pentru stocarea, procesarea semnalului și interfațarea cu utilizatorul. Acest modul se află la distanță și se conectează la o consolă de comunicație 39 om-mașină. Unitatea USPI este constituită dintr-un sistem de calcul cu microprocesor în principiu cunoscut, pe care rulează un software care are ca funcții principale: 41
- prelucrarea datelor de la sistemul SPR de procesare radio cu algoritmul de bază pentru transformata Fourier rapidă FFT; 43
- evaluarea spectrului de frecvență cu patru criterii și combinarea acestora în filtrul
FTJ-FTS logic de discriminare pentru prezența substanțelor de interes; 45
- gestionarea bazei BD de date cu substanțe și a interfeței grafice cu utilizatorul;
RO 131585 Β1
- comanda interfeței IAP de comandă a câștigului și de achiziție a nivelului de semnal reflectat pentru controlul amplificatorului de RF;
- corectarea frecvenței de scanare cu temperatura ambientală, prin modificarea parametrilor impulsurilor, folosind frecvențe purtătoare multiple care variază între limite prestabilite în jurul temperaturii date și o durată mai mare a impulsurilor.
- execuția unui program de aplicație care comandă secvența de scanare la SPR.
Este cunoscut faptul că frecvențele NQR variază cu temperatura substanțelor. Pe intervale de câteva grade, această variație este de regulă liniară. Fiecare substanță are în general un coeficient propriu de variație a frecvenței NQR cu temperatura, de regulă acesta fiind negativ. Pentru a crește probabilitatea de detecție, frecvența de scanare se corectează automatîn funcție de temperatura ambientală măsurată în locul de staționare a bagajului și suplimentar prin modificarea compoziției de frecvență și a duratei impulsurilor. Astfel, se folosesc impulsuri mai lungi, cu frecvențe purtătoare multiple care variază între limite prestabilite (impulsuri „colorate). în final, substanța scanată se identifică folosind un sistem de criterii combinate - de amplitudine, și spectrale - aplicate semnalului de răspuns.
Corecția frecvenței de lucru cu temperatura se realizează prin două metode: (1) măsurarea temperaturii ambientale cu un senzor, conversia digitală a valorii temperaturii, citirea acesteia în programul de aplicație ce comandă SPR, calculul frecvenței NQR folosind coeficientul de variație specificfiecărei substanțe de scanat și transmiterea valorii respective (fQ) la blocul de sinteză digitală a frecvenței DDS, respectiv (2) programul de aplicație va comanda impulsuri de RF cu o anumită durată (TRF), pe parcursul căreia frecvența semnalului se va schimba crescător în 10 trepte Într-un interval prestabilit Af în jurul lui f0, respectiv f0 ± Af/2. identificarea substanței se face prin discriminarea în timp real a semnalului recepționat cu un set de patru criterii combinate, aplicat la răspunsul spectral obținut prin metoda FFT. Criteriile se raportează la caracteristicile semnalului recepționat, precum amplitudinea și poziția vârfului spectral maxim, poziția relativă a eventualelor vârfuri secundare și valoarea medie, impunând ca pozițiile și amplitudinile vârfurilor, respectiv media, să seîncadrezeîn intervale numerice determinate în funcție de amplitudinea vârfului spectral maxim. Metoda de identificare constă în deosebirea spectrului semnalului recepționat de cel obținut în cazul unei scanări în care este prezentă altă substanță sau nu există substanța scanată aleasă de utilizator, situație în care se obțin numeroase vârfuri spectrale, cu amplitudini comparabile, care indică absența substanței scanate alese. Prin faptul că se raportează la caracteristicile semnalului recepționat și nu la caracteristici prestabilite (memorate în baza de date), criteriile oferă flexibilitate în discriminarea semnalului. Aceste criterii combinate joacă rolul unui filtru logic de discriminare care garantează o probabilitate de detecție ridicată și un procent foarte mic de alarme fals pozitive.
Baza de date a detectorului cuprinde substanțe ce pot fi detectate prin metoda NQR, de exemplu: substanțe/materiale explozive (RDXflegmatizat și neflegmatizat HITEX-M (C4); compoziție B; tetril; azotat de potasiu; pulberi negre; azotat de amoniu;) și droguri și substanțe toxice (heroină; paracetamol; azotit de sodiu).
Programul de prelucrare a datelor de la detectorul propriu-zis asigură detecția automată a substanțelor selectate și este descris de diagrama din fig. 4.
Afișarea rezultatului scanării, precum și comunicarea utilizatorului cu detectorul, se face prin intermediul consolei IC cu utilizatorul cu ajutorul unei interfețe grafice ce permite controlul procesului de detecție, vizualizarea istoricului scanărilor și editarea câmpurilor bazei de date. Interfața grafică are trei moduri de lucru:
- Operator - modul de lucru destinat personalului de deservire a echipamentului de detecție, folosindcomenzi foarte simple de pornire/oprire a procesului de detecție, respectiv de selectare a uneia sau mai multor substanțe de interes (vezi fig. 6 a, b);
RO 131585 Β1
- Administrator - permite, în plus față de modul Operator, vizualizarea istoricului 1 scanărilor;
- Mentenanță - permite, în plus față de modul Administrator, accesul (citire/scriere) 3 la toate tabelele bazei de date (acest mod este dedicat exclusiv personalului care realizează mentenanța detectorului). 5
Capetele de scanare CS1 și CS2 pentru detecția substanțelor explozive/droguri la nivelul picioarelor, respectiv în obiectele suspecte care nu pot fi deplasate, se conectează 7 la detectorul propriu-zis printr-un cablu scurt de radiofrecvență. Capul de scanare pentru picioare CS1 este alcătuit dintr-o bobină plană montată într-o incintă ecranată prevăzută cu 9 o fantă de acces pentru picior. Capul de scanare CS2 pentru obiecte suspecte care nu pot fi deplasate este alcătuit dintr-o bobină plană introdusă într-o incintă de ecranare 11 semideschisă prevăzută cu un mâner.
Metoda de detecție se bazează pe schema de impulsuri generică din fig. 5, care este 13 generată de unitatea centrală UC pe baza datelor specifice pentru fiecare substanță de interes stocată în prealabil în baza de date BD a sistemului. Secvența de lucru a sistemului 15 parcurge, în general, aceleași etape pentru oricare substanță, dar parametrii de lucru frecvență, durate, număr de scanări necesare și putere de RF necesară pentru excitație 17 diferă de la substanță la substanță. Modul de lucru al detectorului este complet automat odată ce utilizatorul a selectat substanțele de interes. Căutarea substanțelor selectate se 19 face în ordinea descrescătoare a frecvențelor de excitație, prin preluarea succesivă din baza de date BD a valorilor specifice pentru parametrii de detecție. Conform unui exemplu de 21 realizare a invenției, metoda de detecție folosește următoarele valori specifice pentru detecția RDX și a materialelor explozive pe bază de RDX: frecvența de excitație NQR de 23 bază f0 = 3,410 MHz, corectată cu temperatura, intervalul prestabilit pentru corecția frecvenței în 10 trepte Af = 2 KHz, durata impulsului de RF TRF = 130 ps, timpul de așteptare 25 pentru achiziție Tde,ay = 175 ps, timpul de achiziție Tacq = 350 ps, timpul dintre impulsurile de RF TiPipUisuri = 600 ps, timpul efectiv de așteptare până la emiterea următorului impuls se 27 calculează cu relația Twait = TimpuisurrTacq-Tdeiay-TRF-4 ps, numărul de impulsuri în secvența de scanare n = 20, numărul de secvențe de scanare aplicate k = 100, durata dintre secvențe 29 Trepυ unde T1 = 13 ms. USPI comandă, la interfața IAP a amplificatorului de putere AP, un nivel de putere al impulsului de RF de 30 Wși regimul de întrerupere a amplificării prin 31 funcția „Mute, astfel încât amplificarea să fie tăiată periodic pe întreaga durată de așteptare Twait. Pe durata destinată achiziției de date Taoq blocul NQR DSP comandă o fereastră de 33 recepție prin închiderea comutatorului SW_R cu un semnal TTL, permițând astfel semnalului de răspuns să fie amplificat în banda de frecvență de interes cu lanțul de amplificare A1, 35 filtrare FTJ-FTS, respectiv amplificare A2, rezultând un semnal RF, recepție care intră în SPR prin modulul DRM, unde este convertit în date. Datele achiziționate succesiv conform 37 secvenței de detecție se mediază pentru eliminarea zgomotului și rezultatul final se supune unui proces de demodulare în cuadratura cu separarea componentelor reală, respectiv 39 imaginară, DRM. Semnalul demodulat complex este transformat din domeniul timp în domeniul frecvență cu algoritmul transformatei Fourier rapide (FFT). Semnalul în frecvență 41 este supus analizei cu sistemul de patru criterii pentru discriminarea prezentei substanței de interes. 43

Claims (5)

  1. Revendicări
    1. Metodă pentru detecția substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor, caracterizată prin aceea că include următoarele etape:
    - măsurarea temperaturii ambientale cu un senzor;
    - conversia digitală a valorii temperaturii și citirea acesteia în programul de aplicație ce comandă sistemul (SPR) de procesare radio;
    - calculul frecvenței NQR folosind coeficientul de variație specific fiecărei substanțe de scanat și transmiterea valorii respective f0 la un generator (DDS) programabil de semnal de radiofrecvență;
    - comanda, prin programul de aplicație, a unor impulsuri de RF cu o anumită durată TRF, pe parcursul căreia frecvența semnalului se va schimba crescător în 10 trepte într-un interval prestabilit âf în jurul lui f0, respectiv f0 ± Af/2;
    - identificarea substanței prin discriminarea în timp real a semnalului recepționat cu un set de patru criterii combinate aplicat la răspunsul spectral obținut prin metoda transformatei Fourier rapide FFT.
  2. 2. Metodă de detecție, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că cele patru criterii se raportează la caracteristicile semnalului recepționat, precum amplitudinea și poziția vârfului spectral maxim, poziția relativă a eventualelor vârfuri secundare și valoarea medie, impunând ca pozițiile și amplitudinile vârfurilor, respectiv media, să se încadreze în intervale numerice determinate în funcție de amplitudinea vârfului spectral maxim.
  3. 3. Metodă de detecție, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că se folosesc următoarele valori specifice pentru detecția RDX și a materialelor explozive pe bază deRDX:
    - frecvența de excitație NQR de bază f0 = 3,410 MHz corectată cu temperatura intervalul prestabilit pentru corecția frecvenței în 10 trepte âf = 2 KHz;
    - durata impulsului de RF TRF = 130 ps;
    - timpul de așteptare pentru achiziție Tde!ay = 175 ps;
    - timpul de achiziție Tacq = 350 ps;
    - timpul dintre impulsurile de RF TinW|Suri = 600 ps;
    - timpul efectiv de așteptare până la emiterea următorului impuls se calculează CU relația -Fwgjj. - Țimpdisuri_TaeqTdelăyTRF4 PS,
    - numărul de impulsuri în secvența de scanare n = 20;
    - numărul de secvențe de scanare aplicate k = 100, durata dintre secvențe Trepυ unde T., = 13 ms.
  4. 4. Metodă de detecție, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că unitatea (USPI) comandă, la interfața (IAP) a amplificatorului de putere (AP), un nivel de putere al impulsului de RF de 30 W și regimul de întrerupere a amplificării prin funcția „Mute, astfel încât amplificarea să fie tăiată periodic pe întreaga durată de așteptare Twait, pe durata destinată achiziției de date Tacq, blocul (NQR DSP) de comandă și prelucrare comandă o fereastră de recepție prin închiderea unui comutator (SW_R) cu un semnal TTL, permițând astfel semnalului de răspuns să fie amplificat în bandă de frecvență de interes cu un lanț de amplificare, filtrare, respectiv amplificare, rezultând un semnal RF recepție care intră în sistemul de procesare printr-un bloc de conversie digitală a semnalului radio unde este convertit în date.
  5. 5. Metodă de detecție, conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că datele achiziționate succesiv conform secvenței de detecție se mediază pentru eliminarea zgomotului și rezultatul final se supune unui proces de demodulare în cuadratură cu separarea componentelor reală, respectiv imaginară, semnalul demodulat complex fiind transformat din domeniul timp în domeniul frecvență cu algoritmul transformatei Fourier rapide (FFT) și supus analizei cu sistemul de patru criterii pentru discriminarea prezenței substanței de interes.
ROA201600350A 2016-05-18 2016-05-18 Detector mobil şi metodă de detecţie a substanţelor cu risc exploziv, a explozivilor şi a drogurilor pe baza efectului rezonanţei nucleare cuadripolare () RO131585B1 (ro)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201600350A RO131585B1 (ro) 2016-05-18 2016-05-18 Detector mobil şi metodă de detecţie a substanţelor cu risc exploziv, a explozivilor şi a drogurilor pe baza efectului rezonanţei nucleare cuadripolare ()
US16/302,040 US10921271B2 (en) 2016-05-18 2017-05-16 Mobile detector and method for detecting potentially explosive substances, explosives and drugs by nuclear quadrupole resonance (NQR)
PCT/RO2017/000009 WO2018124905A1 (en) 2016-05-18 2017-05-16 Mobile detector and method for detecting potentially explosive substances, explosives and drugs by nuclear quadrupole resonance (nqr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201600350A RO131585B1 (ro) 2016-05-18 2016-05-18 Detector mobil şi metodă de detecţie a substanţelor cu risc exploziv, a explozivilor şi a drogurilor pe baza efectului rezonanţei nucleare cuadripolare ()

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO131585A0 RO131585A0 (ro) 2016-12-30
RO131585B1 true RO131585B1 (ro) 2019-04-30

Family

ID=57630507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201600350A RO131585B1 (ro) 2016-05-18 2016-05-18 Detector mobil şi metodă de detecţie a substanţelor cu risc exploziv, a explozivilor şi a drogurilor pe baza efectului rezonanţei nucleare cuadripolare ()

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10921271B2 (ro)
RO (1) RO131585B1 (ro)
WO (1) WO2018124905A1 (ro)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3092188B1 (fr) 2019-01-30 2021-01-15 Alessandro Manneschi Détecteur pour bagages

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5206592A (en) 1991-05-23 1993-04-27 Buess Michael L Detection of explosives by nuclear quadrupole resonance
US5233300A (en) 1991-05-23 1993-08-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Detection of explosive and narcotics by low power large sample volume nuclear quadrupole resonance (NQR)
JPH06222154A (ja) 1993-01-25 1994-08-12 Hitachi Medical Corp パルス核四極子共鳴による物質の検知方法
US5592083A (en) 1995-03-08 1997-01-07 Quantum Magnetics, Inc. System and method for contraband detection using nuclear quadrupole resonance including a sheet coil and RF shielding via waveguide below cutoff
AUPS319402A0 (en) 2002-06-24 2002-07-18 Thorlock International Limited Monitoring probes for nuclear quadrupole resonance measurements (#12)
RU2247361C1 (ru) 2003-05-28 2005-02-27 Семейкин Николай Павлович Якр-обнаружитель взрывчатых и наркотических веществ и металлов, скрытых под одеждой людей
GB0312986D0 (en) 2003-06-06 2003-07-09 Secr Defence Nuclear quadrupole resonance inspection system
US7375525B2 (en) 2003-12-15 2008-05-20 E.I. Du Pont De Nemours And Company Use of multiple sensors in a nuclear quadropole resonance detection system to improve measurement speed
ITSV20060015A1 (it) 2006-06-06 2007-12-07 Esaote Spa Macchina per l'acquisizione di immagini mediante risonanza magnetica nucleare di pazienti in posizione naturale di sollecitazione degli arti, in particolare degli arti inferiori
US8674697B2 (en) 2010-01-29 2014-03-18 R.A. Miller Industries, Inc. Long distance explosive detection using nuclear quadrupole resonance and one or more monopoles
US20110193558A1 (en) * 2010-02-02 2011-08-11 Morpho Detection, Inc. Passenger scanning systems for detecting contraband
US20170350834A1 (en) 2014-09-10 2017-12-07 One Resonance Sensors, Llc Apparatus and method for detecting concealed explosives

Also Published As

Publication number Publication date
US20200182810A1 (en) 2020-06-11
WO2018124905A9 (en) 2018-11-08
US10921271B2 (en) 2021-02-16
RO131585A0 (ro) 2016-12-30
WO2018124905A1 (en) 2018-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9395434B2 (en) Multitone harmonic radar and method of use
CN102053280B (zh) 带有参考线圈的核磁共振地下水探测系统及探测方法
CN105005083A (zh) 基于共轭电磁收发阵列宽频探测及可视显示安检系统及方法
CN205049754U (zh) 金属复合非线性节点探测器
US20070088504A1 (en) Detection of lightning
CN106772666B (zh) 一种新的违规电子设备检测系统及检测方法
CN101504465B (zh) 一种新型安检门
EP2467321A1 (en) Methods, systems and apparatus for detecting security threats
RO131585B1 (ro) Detector mobil şi metodă de detecţie a substanţelor cu risc exploziv, a explozivilor şi a drogurilor pe baza efectului rezonanţei nucleare cuadripolare ()
Yedemsky et al. Experimental investigation of the tweek field structure
CN105116455A (zh) 金属复合非线性节点探测器
CN105162941B (zh) 一种反监听反监控设备
CN106970272A (zh) 近场远场多功能测试系统
CN101287993A (zh) 闪电的探测
EP2534495B1 (en) Determining the operation of equipment
CN103207322B (zh) 利用电磁测量技术去除背景噪声的方法
RO131586A0 (ro) Detector fix pentru descoperirea substanţelor cu risc exploziv, a explozivilor şi a drogurilor din bagaje pe baza efectului rezonanţei nucleare cuadripolare (nqr)
RU2392746C1 (ru) Способ обнаружения несанкционированно установленных на объекте электронных устройств
CN107404560A (zh) 一种降低手机检测误报率的无线信号采集系统
CN111092670A (zh) 一种无人机反制设备现场检测仪
RU2805004C1 (ru) Металлоискатель с бесконтактной связью с измерительным датчиком
WO2020115745A1 (en) Vehicle detection system and methods
CN109254227A (zh) 面向电网状态的检测方法、装置及系统
Li et al. Design of a Portable ETC Radio Environment Monitoring Equipment
Krivonos et al. Variations of the effective height of the lower ionosphere by results of analysis of tweek-atmospherics. Preliminary results