RU2643926C2 - Способ детектирования взрывчатых веществ (вв) в воздухе - Google Patents
Способ детектирования взрывчатых веществ (вв) в воздухе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643926C2 RU2643926C2 RU2014127623A RU2014127623A RU2643926C2 RU 2643926 C2 RU2643926 C2 RU 2643926C2 RU 2014127623 A RU2014127623 A RU 2014127623A RU 2014127623 A RU2014127623 A RU 2014127623A RU 2643926 C2 RU2643926 C2 RU 2643926C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- thermal decomposition
- products
- explosives
- explosive
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- HWYHZTIRURJOHG-UHFFFAOYSA-N luminol Chemical compound O=C1NNC(=O)C2=C1C(N)=CC=C2 HWYHZTIRURJOHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 4
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 abstract description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 12
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 8
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 11
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 206010029897 Obsessive thoughts Diseases 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- -1 aromatic nitro compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-RNFDNDRNSA-N nickel-63 Chemical compound [63Ni] PXHVJJICTQNCMI-RNFDNDRNSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/22—Fuels; Explosives
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обнаружения микроконцентраций веществ в газовой среде, в частности к детектированию молекул взрывчатых веществ (нитросоединений) в воздухе. Способ характеризуется тем, что осуществляют сорбцию молекул ВВ исследуемого образца воздуха на вспомогательном элементе, десорбцию и термическое разложение молекул ВВ в газовой фазе при температуре 250-450°С, подают поток воздуха с продуктами термического разложения молекул ВВ в детекторную зону, далее путем взаимодействия с химическим реагентом вызывают и регистрируют величину максимальной интенсивности хемилюминесценции, по ней определяют содержание продуктов термического разложения молекул ВВ в образце, определяют аналитический сигнал (U1) и по результатам сравнения с пороговым аналитическим сигналом (U2) судят о содержании ВВ в исследуемом образце воздуха, при этом предварительно подают исследуемый образец воздуха без продуктов термического разложения ВВ в детекторную зону, далее путем взаимодействия с химическим реагентом, содержащим раствор люминола, вызывают хемилюминесценцию и регистрируют с помощью фотоприемника величину максимальной интенсивности хемилюминесценции, по ней определяют содержание двуокиси азота в образце без продуктов термического разложения ВВ, по которой определяют значение порогового аналитического сигнала (U2). Достигается повышение чувствительности и помехозащищенности при обнаружении ВВ в воздухе. 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области обнаружения микроконцентраций веществ в газовой фазе, в частности к способам детектирования молекул взрывчатых веществ (нитросоединений) в воздухе.
В настоящее время стоит проблема поиска возможностей экспресс-анализа малых концентраций паров взрывчатых веществ в воздухе с повышенной эффективностью обнаружения.
Известен способ обнаружения взрывчатых веществ, основанный на методе спектрометрии подвижности ионов в электрическом поле. Способ состоит в том, что предварительно собранные с помощью концентрирующего элемента молекулы взрывчатых веществ после десорбции их с поверхности подвергают энергетическому воздействию, как правило, путем облучения потоком бета-частиц от радиоактивных источников трития или никеля-63, приводящему к ионизации молекул, после чего ионизированные молекулы подаются в детекторную зону, где под действием электрического поля определенной конфигурации перемещаются к коллектору. Попадая на него, они создают импульс тока в электрической цепи, который усиливается и обрабатывается электронным блоком. Время дрейфа к коллектору зависит от подвижности ионов и параметров электрического поля, что и положено в основу идентификации анализируемого вещества. Приборы, разработанные на основе данного способа, такие как МО-2, выпускаемый предприятием ЗАО «Сибел» (http://www.sibel.info/ru/detektory-vzryvchatykh-veshchestv/portativnyj-detektor-vzryvchatykh-veshchestv-mo-2m.html), обладают высокой чувствительностью, достаточной для обнаружения паров взрывчатых веществ. Недостатком способа является необходимость использования радиоактивных веществ.
Известен способ определения содержания ароматических нитросоединений, приведенный в описании изобретения к патенту RU 1839806. Способ основан на явлении люминесценции. Необходимость проведения дополнительных химических реакций значительно усложняет метод и увеличивает время анализа. Способ имеет ограниченную область применения.
Известен также способ определения микроследов взрывчатых веществ в воздухе, приведенный в описании изобретения к патенту RU 2434225.Способ основан на использовании метода дрейф-спектрометрии при энергетическом воздействии лазерного излучения на молекулы взрывчатых веществ. Однако осуществление способа является технически сложным, что обусловлено применением для обнаружения ВВ лазерного излучения.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ, включающий в себя нагревание паров взрывчатых веществ (нитросоединений) до температуры разложения (термолиз) и измерение аналитического сигнала, пропорционального концентрации двуокиси азота, образовавшейся в результате нагревания нитросоединений (US 5092220 А, 03/03/1992).
Такой способ обладает чувствительностью, достаточной для обнаружения паров ВВ в воздухе. Недостатком этого способа является то, что присутствие двуокиси азота в атмосферном воздухе в концентрациях, которые могут существенно превышать концентрации двуокиси азота, образовавшейся в результате разложения нитросоединений, ограничивает возможности метода, снижает его чувствительность и помехозащищенность.
При энергетическом воздействии на концентрирующий элемент двуокись азота наряду с молекулами нитросоединений десорбируется с поверхности концентрирующего элемента, что приводит к появлению фонового аналитического сигнала, который не связан с наличием нитросоединений в анализируемом воздухе. Величина этого фонового сигнала зависит от концентрации двуокиси азота в анализируемом воздухе и является мешающим фактором, снижающим помехозащищенность метода и увеличивающим число ложных срабатываний.
Предлагаемый способ решает задачу повышения эффективности обнаружения при детектировании в воздухе паров взрывчатых веществ, относящихся к нитросоединениям.
Технический результат достигается путем повышения эффективности способа за счет увеличения достоверности и чувствительности метода, а также повышения помехозащищенности технических средств, осуществляющих способ обнаружения паров взрывчатых веществ (ВВ) в воздухе.
Поставленная задача решается следующим образом.
Предложенный способ обнаружения взрывчатых веществ (ВВ) в воздухе, относящихся к нитросоединениям, характеризуется тем, что осуществляют сорбцию молекул ВВ исследуемого образца воздуха на вспомогательном элементе, десорбцию и термическое разложение молекул ВВ в газовой фазе при температуре 250-450°C, подают поток воздуха с продуктами термического разложения молекул ВВ в детекторную зону (1), далее путем взаимодействия с химическим реагентом вызывают и регистрируют величину максимальной интенсивности хемилюминесценции, по ней определяют содержание нитросоединений в образце, рассчитывают аналитический сигнал (U1) и по результатам сравнения с пороговым аналитическим сигналом (U2) судят о содержании ВВ в исследуемом образце воздуха, согласно изобретению предварительно подают атмосферный воздух без продуктов термического разложения ВВ в детекторную зону (1), далее путем взаимодействия с химическим реагентом вызывают и регистрируют величину максимальной интенсивности хемилюминесценции, по ней определяют содержание двуокиси азота в образце без продуктов термического разложения ВВ, по которой рассчитывают значение порогового аналитического сигнала (U2).
Причем термическое разложение молекул ВВ осуществляют путем пропускания исследуемого образца воздуха с примесью ВВ через камеру (2), содержащую элемент сопротивления, нагреваемый импульсом тока длительностью 2-10 секунд.
Причем в качестве химического реагента используют раствор, содержащий люминол, а в качестве продукта термического разложения ВВ измеряют концентрацию двуокиси азота (NO2).
Причем концентрацию продуктов термического разложения ВВ (концентрацию двуокиси азота (NO2)) устанавливают по величине аналитического сигнала по формуле С=U/S, где U - величина аналитического сигнала, S - калибровочный коэффициент, С - концентрация двуокиси азота.
Причем рассчитывают значение порогового аналитического сигнала U2 по величине концентрации двуокиси азота (NO2) по формуле, U2=f(C0), где функцию f(C0) определяют экспериментальным путем, С0 - концентрация двуокиси азота (NO2) без продуктов термического разложения ВВ.
Причем величину максимальной интенсивности хемилюминесценции регистрируют в диапазоне 300-750 нм.
Техническая сущность предложенного решения поясняется чертежами.
На Фиг. 1 представлена блок-схема прибора, посредством которого осуществляется данный способ, где:
- реакционная камера (детекторная зона) (1);
- входной блок обратных клапанов (2);
- фотоэлектронный блок (3);
- концентрирующий элемент - термолитическая ячейка (4);
- реверсивный воздушный насос (5);
- нулевой фильтр (6);
- вспомогательный блок обратных клапанов (7);
- жидкостный насос со сменными картриджами (8).
На Фиг. 2 представлен график зависимости сигнала с фотоприемника от времени, где U1 - аналитический сигнал, полученный от продуктов термического разложения взрывчатых веществ, U2 - пороговый аналитический сигнал.
Реакционная камера (детекторная зона) (1) выполнена из металла (фиг. 1). Она содержит фторопластовый вкладыш, на котором закреплен чувствительный элемент, представляющий собой небольшой кусок пористого материала, соприкасающегося с выходным штуцером жидкостного насоса, с помощью которого на чувствительный элемент подается раствор химического (хемилюминесцентного) реагента. Реакционная камера (1) соединена с входным блоком обратных клапанов (2).
Входной блок обратных клапанов (2) служит для переключения потоков воздуха в зависимости от режимов работы прибора.
Фотоэлектронный блок (3) служит для измерения интенсивности излучения хемилюминесценции, возникающего в результате взаимодействия продуктов термолиза взрывчатых веществ с химическим (хемилюминесцентным) реагентом. Фотоэлектронный блок состоит из фотоэлектронного модуля и усилителя.
Концентрирующий элемент (4) (термолитическая ячейка) служит для концентрирования молекул взрывчатых веществ перед проведением измерений. Концентрирующий элемент состоит из корпуса, выполненного из кварца, двух крышек, также играющих роль электродов, металлической спирали, заключенной в кварцевый корпус и подсоединенной к электродам. Металлическая спираль может быть нагрета путем пропускания через нее импульса электрического тока. При нагревании металлической спирали происходит десорбция молекул взрывчатых веществ с ее поверхности и их термолитическое разложение. Таким образом, концентрирующий элемент (4) выполняет также роль термолитической ячейки.
Реверсивный воздушный насос (5) предназначен для отбора пробы исследуемой газовой смеси в режиме концентрирования, прокачки чистого воздуха через прибор в режиме продува и подачи воздуха, содержащего продукты термолиза взрывчатых веществ, в реакционную камеру в режиме измерения. В режиме концентрирования воздушный насос работает как вакуумный насос, в режиме измерения - как компрессор. Главным требованием, предъявляемым к воздушному насосу, является возможность переключения направления потока на обратное без использования дополнительных клапанов.
Нулевой фильтр (6) служит для подготовки чистого воздуха при работе прибора в режимах продувки и измерения. Для обеспечения нормального функционирования нулевого фильтра (6) в течение длительного периода времени используется вспомогательный блок обратных клапанов (7).
Жидкостный насос (8) осуществляет подачу раствора хемилюминесцентного реагента на чувствительный элемент во время измерений. Хемилюминесцентный реагент содержится в сменном картридже, который заменяется по мере расходования раствора реагента.
Управление прибором осуществляется микропроцессорным блоком. Он обеспечивает переключение режимов, запись и отображение информации, индикацию параметров и управление тревожной сигнализацией (не показан на Фиг. 1).
Цикл измерения состоит из четырех режимов (Фиг. 2):
1) режим концентрирования паров взрывчатых веществ (временной (t1, t2) интервал на Фиг. 2);
2) режим продува (временной интервал (t2, t3) на Фиг. 2), в течение которого производится измерение двуокиси азота в образце воздуха без продуктов термического разложения взрывчатых веществ;
3) режим десорбции-термолиза (временной интервал (t3, t4) на Фиг. 2);
4) режим измерения (временной интервал (t4, t5) на Фиг. 2).
Способ осуществляется следующим образом.
В основу способа положено явление хемилюминесценции. Решение о наличии паров ВВ (нитросоединений) в воздухе принимается после сравнения измеренного аналитического сигнала Uj с пороговой величиной аналитического сигнала U2.
Аналитическим сигналом (U) является электрическое напряжение на выходе фотоприемника, регистрирующего излучение хемилюминесценции.
1 этап. Подают на интервале времени (tb t2) исследуемый образец воздуха с примесью ВВ через концентрирующий элемент (4) для осаждения молекул примеси ВВ на концентрирующий элемент.
2 этап. Предварительно на интервале времени (t2, t3) подают атмосферный воздух без продуктов термического разложения ВВ в реакционную камеру (детекторную зону) (1) и измеряют в ней концентрацию двуокиси азота (NO2) по величине максимальной интенсивности излучения хемилюминесценции. По измеренной концентрации двуокиси азота вычисляют пороговое значение аналитического сигнала (U2).
3 этап. Нагревают концентрирующий элемент (4) до температуры 250-450°C для десорбции и термического разложения молекул ВВ в газовой фазе.
4 этап. Далее на интервале времени (t4, t5) подают воздух, содержащий продукты термического разложения молекул ВВ, в детекторную зону (1) для их взаимодействия с химическим (хемилюминесцентным) реагентом. Фиксируют величину (интенсивность) излучения реакции взаимодействия молекул NО2 с химическим (хемилюминесцентным) реагентом. По этой концентрации определяют значение аналитического сигнала U1.
5 этап. Сравнивают аналитический сигнал U1 с пороговым сигналом U2 и на основании сравнения, при превышении аналитического сигнала U1 над пороговым, судят о наличии ВВ в исследуемом образце воздуха.
В режиме концентрирования анализируемый воздух поступает на вход прибора и проходит через концентрирующий элемент (4) (1 этап). Напряжение на концентрирующий элемент не подается. В этом случае насос работает в режиме всасывания. После окончания концентрирования, прибор переключается в режим продува. В этом случае воздушный насос включается в режим компрессора и обеспечивает продув концентратора воздухом, очищенным от атмосферных примесей с помощью нулевого фильтра (2 этап). При этом воздух из объема концентратора, содержащий атмосферные примеси, в том числе двуокись азота, проходит через реакционную камеру. По максимуму сигнала определяется концентрация двуокиси азота, содержащаяся в атмосферном воздухе. По величине этого максимума вычисляется порог тревожной сигнализации по формуле, определяемой экспериментальным путем и заложенной в рабочую программу микропроцессора.
После продува концентрирующего элемента в течение короткого промежутка времени (2 секунды) и удаления атмосферного воздуха, содержащего примеси, из его объема (в это время производится измерение двуокиси азота, содержащегося в атмосферном воздухе), прибор переключается в режим десорбции-термолиза (3 этап). Во время этого режима воздушный насос, работавший в режиме компрессора, выключается. Одновременно с выключением насоса включается нагрев концентрирующего элемента, что приводит к десорбции молекул взрывчатых веществ с его поверхности и их термолизу. При выключенном насосе продукты термолиза накапливаются в объеме концентрирующего элемента.
После этого прибор переключается в режим измерения. Насос включается в режим компрессора, при этом продукты термолиза подаются в реакционную камеру, где происходит реакция с хемилюминесцентной композицией (4 этап). Излучение хемилюминесценции регистрируются фотоэлектронным модулем. По величине сигнала определяется концентрация паров взрывчатых веществ.
Пример конкретного выполнения
Данный способ может быть реализован с помощью аппаратуры, блок-схема которой приведена на Фиг. 1.
Для этой цели предварительно проводят калибровку аппаратуры, в процессе которой на вход реакционной камеры подают образец воздуха, содержащий известные концентрации двуокиси азота. Измеряют аналитические сигналы с фотоприемника, соответствующие данным концентрациям, и строят калибровочную кривую. По этой калибровочной кривой во время проведения измерений определяют концентрацию двуокиси азота в исследуемом образце воздуха без продуктов термического разложения взрывчатых веществ.
Во время проведения измерений к входному патрубку аппаратуры подсоединяют генератор паров взрывчатых веществ, концентрация которых составляет 10-12 г/см3, разработанный в Институте неорганической химии СО РАН. После этого включают насос (5) в режим всасывания на период времени 7 секунд. В это время воздух, содержащий пары взрывчатых веществ с концентрацией 10-12 г/см3, проходит через концентрирующий элемент (4).
Далее насос включают в режим компрессора на период времени 2 секунды. В это время образец воздуха, содержащийся в концентрирующем элементе, направляется в реакционную камеру (1), в которой происходит реакция двуокиси азота, содержащегося в образце с хемилюминесцентным раствором, подаваемым в камеру жидкостным насосом (8), в результате которой возникает излучение хемилюминесценции. Это излучение регистрируют фотоприемником (3), в результате чего появляется аналитический сигнал в милливольтах на выходе фотоприемника. По величине этого сигнала определяется концентрация двуокиси азота в исследуемом образце воздуха по формуле С0=U0/S, где U0 - величина аналитического сигнала, S - калибровочный коэффициент, С0 - концентрация двуокиси азота. По величине этой концентрации определяется пороговое значение аналитического сигнала U2 по зависимости U2 от С0, предварительно определенной экспериментальным путем. После этого насос выключают и одновременно подают напряжение 12 вольт на клеммы концентрирующего элемента на период времени 4 секунды. Через концентрирующий элемент протекает ток величиной 3-4 ампера, который нагревает его импульсом тока длительностью 2-10 секунд (п. 2 формулы изобретения), что приводит к десорбции и термическому разложению молекул ВВ.
Далее насос включают в режим компрессора, в результате чего образец воздуха, содержащий продукты термического разложения ВВ, из концентратора поступает в реакционную камеру. В результате реакции продуктов термического разложения ВВ с хемилюминесцентным раствором возникает излучение хемилюминесценции в диапазоне 300-750 нм. Это излучение регистрируют фотоприемником (3), в результате чего появляется аналитический сигнал U1 в милливольтах на выходе фотоприемника. Величина его составила 170 мВ.
Аналитический сигнал U1 сравнивают с пороговым сигналом U2. В случае превышения аналитического сигнала U1 над пороговым аналитическим сигналом U2 принимают решение о наличии паров ВВ в исследуемом образце воздуха. В данном случае U1>U2.
Для увеличения чувствительности способа используют концентрирующие элементы, в качестве которых, в частности, могут быть использованы металлические сетки или спирали, через которые перед проведением измерений в течение некоторого времени (например, нескольких секунд) пропускается анализируемый воздух, что приводит к сорбции (осаждению) молекул взрывчатых веществ (нитросоединений) на поверхности концентрирующего элемента (металлической спирали). Затем на концентрирующий элемент оказывают энергетическое воздействие, в частности, путем пропускания нагретого воздуха через концентрирующий элемент или путем пропускания электрического тока через металлическую спираль, в результате которого молекулы взрывчатых веществ (нитросоединений) десорбируются с поверхности концентрирующего элемента. После десорбции молекулы взрывчатых веществ (нитросоединений) направляются в термолитическую ячейку, в которой происходит их разложение с образованием двуокиси азота и последующим измерением ее концентрации. В данном случае концентрирующий элемент и термолитическая ячейка выполнены в едином блоке. Использование концентрирующего элемента приводит к увеличению количества молекул взрывчатых веществ (нитросоединений) в единице объема воздуха и, соответственно, повышению чувствительности метода. Однако концентрирующий элемент при пропускании через него атмосферного воздуха, который наряду с парами взрывчатых веществ (нитросоединений) содержит двуокись азота, может адсорбировать некоторое количество двуокиси азота. Это отрицательно влияет на точность способа. Включение предварительных действий на 2 этапе на интервале времени (t2, t3) позволяет устранить недостатки способа, приведенного в прототипе, т.е. повысить его чувствительность.
Выводы
Данный способ позволяет устранить появление фонового аналитического сигнала, который не связан с наличием нитросоединений в анализируемом воздухе. Величина этого фонового сигнала зависит от концентрации двуокиси азота в анализируемом воздухе и является мешающим фактором, снижающим помехозащищенность метода и увеличивающим число ложных срабатываний.
Способ позволяет учитывать присутствие двуокиси азота в атмосферном воздухе в концентрациях, которые могут существенно влиять на процесс обнаружения ВВ, т.е. повысить помехозащищенность метода и уменьшить число ложных срабатываний. Положительный эффект достигается за счет включения предварительных действий на 2 этапе на интервале времени (t2, t3), то есть заявляемый способ осуществляет разведку помеховой обстановки до проведения детектирования паров ВВ.
Таким образом, новая взаимосвязь известных признаков изобретения и дополнительных действий способа позволила получить неожиданный технический результат, т.е. увеличить достоверность и чувствительность, а также повысить помехозащищенность технических средств, осуществляющих способ обнаружения взрывчатых веществ (ВВ) в воздухе.
Claims (5)
1. Способ обнаружения взрывчатых веществ (ВВ) в воздухе, характеризующийся тем, что осуществляют сорбцию молекул ВВ исследуемого образца воздуха на вспомогательном элементе, десорбцию и термическое разложение молекул ВВ в газовой фазе при температуре 250-450°С, подают поток воздуха с продуктами термического разложения молекул ВВ в детекторную зону, далее путем взаимодействия с химическим реагентом вызывают и регистрируют величину максимальной интенсивности хемилюминесценции, по ней определяют содержание продуктов термического разложения молекул ВВ в образце, определяют аналитический сигнал (U1) и по результатам сравнения с пороговым аналитическим сигналом (U2) судят о содержании ВВ в исследуемом образце воздуха, отличающийся тем, что предварительно подают исследуемый образец воздуха без продуктов термического разложения ВВ в детекторную зону, далее путем взаимодействия с химическим реагентом, содержащим раствор люминола, вызывают хемилюминесценцию и регистрируют с помощью фотоприемника величину максимальной интенсивности хемилюминесценции, по ней определяют содержание двуокиси азота в образце без продуктов термического разложения ВВ и по которой определяют значение порогового аналитического сигнала (U2).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическое разложение молекул ВВ осуществляют путем пропускания исследуемого образца воздуха с примесью ВВ через камеру (2), содержащую элемент сопротивления, нагреваемый импульсом тока длительностью 2-10 сек.
3. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что определение концентрации продуктов термического разложения ВВ устанавливают по величине аналитического сигнала по формуле С=U/S, где U - величина аналитического сигнала, S - калибровочный коэффициент, С - концентрация продуктов термического разложения ВВ.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определяют значение порогового аналитического сигнала U2 по величине концентрации двуокиси азота (NO2) по предварительно определенной экспериментальным путем зависимости U2 от С0, где С0 - концентрация двуокиси азота (NO2) без продуктов термического разложения ВВ.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину максимальной интенсивности хемилюминесценции регистрируют в диапазоне 300-750 нм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014127623A RU2643926C2 (ru) | 2014-07-07 | 2014-07-07 | Способ детектирования взрывчатых веществ (вв) в воздухе |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014127623A RU2643926C2 (ru) | 2014-07-07 | 2014-07-07 | Способ детектирования взрывчатых веществ (вв) в воздухе |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014127623A RU2014127623A (ru) | 2016-02-10 |
| RU2643926C2 true RU2643926C2 (ru) | 2018-02-06 |
Family
ID=55312971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014127623A RU2643926C2 (ru) | 2014-07-07 | 2014-07-07 | Способ детектирования взрывчатых веществ (вв) в воздухе |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2643926C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2756790C1 (ru) * | 2020-11-13 | 2021-10-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | ХИМИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРОАРОМАТИЧЕСКИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ (ВВ) - 10-(4,5-ДИ-p-ТОЛИЛ-1H-1,2,3-ТРИАЗОЛ-1-ИЛ)-2,3-ДИМЕТОКСИ-ПИРИДО[1,2-a]ИНДОЛ |
| RU2786741C1 (ru) * | 2022-04-29 | 2022-12-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | N-([1,1'-бифенил]-3-ил)-4-фенил-1-(пиридин-2-ил)-6,7-дигидро-5h-циклопента[c]пиридин-3-амин - мономолекулярный оптический сенсор для обнаружения нитроароматических взрывчатых веществ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108195619B (zh) * | 2018-03-28 | 2024-07-12 | 南京欧泰物联网科技有限公司 | 土壤采集装置 |
| RU2695954C1 (ru) * | 2018-07-04 | 2019-07-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ спектрометрического анализа газообразных продуктов разложения взрывчатых веществ |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1354074A1 (ru) * | 1986-11-01 | 1987-11-23 | Калмыцкий государственный университет | Способ измерени концентрации компонентов газовых смесей и устройство дл его осуществлени |
| US5092220A (en) * | 1987-07-08 | 1992-03-03 | Thermedics Inc. | Nitric oxide detection with hydrogen and ozone |
| JPH06109722A (ja) * | 1992-09-28 | 1994-04-22 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 耐熱性試験装置 |
| RU2207546C2 (ru) * | 2001-07-23 | 2003-06-27 | Институт оптического мониторинга СО РАН | Фототермоакустический газоанализатор |
| RU2279668C1 (ru) * | 2004-11-26 | 2006-07-10 | Антоненко Владимир Иванович | Способ определения концентрации каталитически окисляемого газа в воздухе |
| RU2336523C1 (ru) * | 2007-07-04 | 2008-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") | Способ обнаружения и идентификации взрывчатых веществ |
-
2014
- 2014-07-07 RU RU2014127623A patent/RU2643926C2/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1354074A1 (ru) * | 1986-11-01 | 1987-11-23 | Калмыцкий государственный университет | Способ измерени концентрации компонентов газовых смесей и устройство дл его осуществлени |
| US5092220A (en) * | 1987-07-08 | 1992-03-03 | Thermedics Inc. | Nitric oxide detection with hydrogen and ozone |
| JPH06109722A (ja) * | 1992-09-28 | 1994-04-22 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 耐熱性試験装置 |
| RU2207546C2 (ru) * | 2001-07-23 | 2003-06-27 | Институт оптического мониторинга СО РАН | Фототермоакустический газоанализатор |
| RU2279668C1 (ru) * | 2004-11-26 | 2006-07-10 | Антоненко Владимир Иванович | Способ определения концентрации каталитически окисляемого газа в воздухе |
| RU2336523C1 (ru) * | 2007-07-04 | 2008-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") | Способ обнаружения и идентификации взрывчатых веществ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2756790C1 (ru) * | 2020-11-13 | 2021-10-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | ХИМИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРОАРОМАТИЧЕСКИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ (ВВ) - 10-(4,5-ДИ-p-ТОЛИЛ-1H-1,2,3-ТРИАЗОЛ-1-ИЛ)-2,3-ДИМЕТОКСИ-ПИРИДО[1,2-a]ИНДОЛ |
| RU2786741C1 (ru) * | 2022-04-29 | 2022-12-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | N-([1,1'-бифенил]-3-ил)-4-фенил-1-(пиридин-2-ил)-6,7-дигидро-5h-циклопента[c]пиридин-3-амин - мономолекулярный оптический сенсор для обнаружения нитроароматических взрывчатых веществ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014127623A (ru) | 2016-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3514533B1 (en) | Apparatus for monitoring mercury gas in a sample | |
| KR101110358B1 (ko) | 유해물질 검출 방법 및 테스트 시스템 | |
| US7454952B2 (en) | Method and apparatus for monitoring mercury in a gas sample | |
| US7985949B2 (en) | Detection of analytes using ion mobility spectrometry | |
| CA2819395C (en) | Method and apparatus for inspecting a gas sample | |
| WO2015014294A1 (zh) | 用于对纺织品中的挥发性高关注物质进行快速检测的方法 | |
| US20160041101A1 (en) | Method and device for detecting and identifying not easily volatilized substances in a gas phase by means of surface-enhanced vibration spectroscopy | |
| RU2643926C2 (ru) | Способ детектирования взрывчатых веществ (вв) в воздухе | |
| CN104713945A (zh) | 一种过氧化爆炸物tatp的检测方法 | |
| Akmalov et al. | A laser desorption ion-mobility increment spectrometer for detection of ultralow concentrations of nitro compounds | |
| CN104374820B (zh) | 一种热解析离子迁移谱测量无机炸药中无机氧化剂的方法 | |
| Chen et al. | An ionic liquid-mediated electrochemiluminescent sensor for the detection of sulfur dioxide at the ppb level | |
| EP2102644A1 (en) | Detector apparatus and pre-concentrators | |
| US20090255351A1 (en) | Dopant Delivery System for Use in Ion Mobility and Ion Trap Mobility Spectrometry | |
| CN108139348B (zh) | 制冷剂分析仪及其使用方法 | |
| WO2019207291A1 (en) | Sensors for determining volatile compounds based on electrical conductivity and cataluminescence measurements of metal oxide films | |
| Sklorz et al. | Low level ethylene detection using preconcentrator/sensor combinations | |
| Tivileva et al. | On the evaporation dynamics of trinitrotoluene microparticles on the glass surface | |
| RU2505807C2 (ru) | Способ увеличения концентрации примесей, выделяемых из газовой смеси | |
| Krivetskiy et al. | Semiconductor gas sensing coupled with presampling system for toxic compounds and chemical threat agents detection | |
| Peng et al. | Performance of optimized TVOCs sensor | |
| Song et al. | Selective measurement of Cl 2 and HCl based on dopant-assisted negative photoionization ion mobility spectrometry combined with semiconductor cooling | |
| US11484259B2 (en) | Body fat combustion amount measurement device | |
| Garg et al. | Real-time monitoring of semiconductor gas sensor | |
| Fischer et al. | Detector Array with Gas Chromatograph for On-Site Analyses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |