RU62458U1 - EXPLOSIVES DETECTION SYSTEM BY THE METHOD OF SPECTROSCOPY OF MULTIPLE DISTURBED COMPLETE INTERNAL REFLECTION (INRM) IN THE PROCESS OF BIOMETRIC IDENTIFICATION - Google Patents

EXPLOSIVES DETECTION SYSTEM BY THE METHOD OF SPECTROSCOPY OF MULTIPLE DISTURBED COMPLETE INTERNAL REFLECTION (INRM) IN THE PROCESS OF BIOMETRIC IDENTIFICATION Download PDF

Info

Publication number
RU62458U1
RU62458U1 RU2006142559/22U RU2006142559U RU62458U1 RU 62458 U1 RU62458 U1 RU 62458U1 RU 2006142559/22 U RU2006142559/22 U RU 2006142559/22U RU 2006142559 U RU2006142559 U RU 2006142559U RU 62458 U1 RU62458 U1 RU 62458U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
explosives
biometric
scanner
optical
Prior art date
Application number
RU2006142559/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Владимирович Морозов
Алексей Анатольевич Борейшо
Евгений Михайлович Орлов
Елена Владимировна Берцева
Владимир Семенович Корепанов
Сергей Яковлевич Чакчир
Сергей Викторович Кормалыс
Михаил Евгеньевич Вейсов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Лазерные системы"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Лазерные системы" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Лазерные системы"
Priority to RU2006142559/22U priority Critical patent/RU62458U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU62458U1 publication Critical patent/RU62458U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Система предназначена для использования в аэропортах, транспортных терминалах и других охраняемых объектах. Система состоит из системы идентификации личности (1), представляющей собой систему сравнения биометрич. информации, включающую оптич. биометрич. сканер (3) с установленным на его рабочей поверхности элементом (4) МНПВО, и системы (2) детектирования и идентификации взрывчатых веществ (ВВ), включающей спектроскопич. анализатор (6) с источником (5) ИК-излучения, излучающим в диапазоне (7-11) мкм. В состав системы входит также устройство обработки сигналов (8), поступающих из системы идентификации личности и системы детектирования и идентификации ВВ, и тревожный индикатор (9), генерирующий сигнал тревоги. Элемент МНПВО представляет собой плоскопараллельную пластину со скошенными боковыми гранями, выполненную из оптич. материала, имеющего коэффициент преломления больший, чем у материала, из которого изготовлена призма (12) оптич. сканера. Материал пластины пропускает излучение в диапазоне, соответствующем спектрам поглощения идентифицируемых веществ, а также излучение, на котором работает биометрический сканер. Спектроскопич. анализатор системы может быть выполнен в виде дифракционного полихроматора с многоканальным приемником ИК-излучения, либо в виде опто-акустич. перестраиваемого фильтра с одноканальным приемником ИК-излучения. 2 з.п. ф-лы, 4 илл.The system is intended for use in airports, transport terminals and other secure facilities. The system consists of a personality identification system (1), which is a biometric comparison system. information including opt. biometric a scanner (3) with an element of the MNVPO installed on its working surface, and a system (2) for detecting and identifying explosives (BB), including spectroscopic. an analyzer (6) with a source (5) of infrared radiation emitting in the range (7-11) microns. The system also includes a device for processing signals (8) coming from an identity system and a detection and identification system of explosives, and an alarm indicator (9) that generates an alarm. The element MNPVO is a plane-parallel plate with beveled side faces made of optical. material having a refractive index greater than that of the material from which the prism (12) opt. scanner. The plate material transmits radiation in the range corresponding to the absorption spectra of the identified substances, as well as the radiation on which the biometric scanner operates. Spectroscopic the system analyzer can be made in the form of a diffraction polychromator with a multichannel infrared receiver, or in the form of optoacoustic. tunable filter with a single-channel infrared receiver. 2 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к средствам для обеспечения безопасности человека и может быть использовано в различных местах контролируемого доступа, таких как транспортные терминалы, аэропорты, а также в других закрытых охраняемых объектах, например, военных учреждениях.The utility model relates to means for ensuring human security and can be used in various places of controlled access, such as transport terminals, airports, as well as in other closed guarded objects, for example, military institutions.

Существует множество разнообразных систем и методов получения информации о личности человека, например, фотографии, которые сканируются на входе, биометрические системы идентификации, которые сравнивают биометрическую информацию с информацией, хранящейся в памяти системы. Идентификация с помощью биометрических технологий является в настоящее время одним из перспективных, бурно развивающихся направлений, среди которых методы и средства, использующие отпечатки пальцев, занимают одно из ведущих мест. Кроме того, существует также множество систем и методов детектирования и идентификации взрывчатых веществ (ВВ), применяемых для ограничения доступа в тех же ситуациях и на тех же объектах, что и биометрические системы контроля доступа.There are many different systems and methods for obtaining information about a person’s personality, for example, photographs that are scanned at the entrance, biometric identification systems that compare biometric information with information stored in the system’s memory. Identification using biometric technologies is currently one of the most promising, rapidly developing areas, among which methods and tools using fingerprints occupy one of the leading places. In addition, there are also many systems and methods for detecting and identifying explosives (BB) used to restrict access in the same situations and at the same facilities as biometric access control systems.

Одной из актуальных проблем, получивших в последние годы широкое распространение во всем мире, является борьба с терроризмом, использующим ВВ. Обычные методы обнаружения ВВ требуют либо просвечивания ионизирующим излучением, небезопасным для здоровья человека, либо забора пробы воздуха или смыва образца с поверхности, то есть дополнительной работы оператора и затрат времени на подготовку образца для исследования.One of the pressing problems that have received widespread in recent years throughout the world is the fight against terrorism using explosives. Conventional methods for detecting explosives require either exposure to ionizing radiation, which is unsafe for human health, or taking an air sample or flushing the sample from the surface, that is, additional operator work and time required to prepare the sample for research.

В настоящее время во всем мире проводятся работы по разработке и внедрению биометрической паспортизации. В аэропортах, в банках, на границе и т.д. широко используются методы биометрической идентификации личности, основанные на анализе структуры папиллярных линий пальцев путем сканирования и сравнения отпечатков пальцев человека с базой данных. В связи с этим весьма перспективным является включение в процедуру биометрической идентификации анализа поверхности кожи, например, отпечатков пальцев, на наличие следов ВВ. Это объясняется тем, что при дактилоскопическом методе контроля анализируются отпечатки пальцев, являющихся частями тела человека, наиболее вероятными в качестве носителя остаточных количеств веществ, с которыми он имел дело накануне. Следует также отметить, что большинство ВВ плохо растворимы в воде и обладают сильными адгезионными свойствами, поэтому вероятность сохранения следовых количеств ВВ в складках кожи в течение длительного времени после контакта и даже после мытья рук достаточна велика. Таким образом, исследование спектра поверхности кожи может дать информацию о контакте человека с ВВ.Currently, work is underway on the development and implementation of biometric certification. At airports, in banks, at the border, etc. widely used methods of biometric identification of the person, based on the analysis of the structure of papillary lines of fingers by scanning and comparing human fingerprints with the database. In this regard, it is very promising to include in the biometric identification procedure an analysis of the skin surface, for example, fingerprints, for the presence of traces of explosives. This is due to the fact that with the fingerprint control method, fingerprints are analyzed, which are parts of the human body, most likely as a carrier of residual quantities of substances with which he dealt the day before. It should also be noted that most explosives are poorly soluble in water and have strong adhesive properties, so the likelihood of retaining trace amounts of explosives in the skin folds for a long time after contact and even after washing hands is high. Thus, the study of the spectrum of the surface of the skin can provide information on the contact of a person with explosives.

Существует множество методов детектирования и идентификации ВВ и реализующих их современных приборов, среди которых следует выделить спектроскопические методы обнаружения ВВ. При этом используются как неоптические методы, такие, как газовая хроматотрафия, спектрометрия подвижности ионов и масс-спектрометрия, так и оптические. При осуществлении неоптических методов проба воздуха отбирается ручным выносным пробоотборником, проводится ее концентрация и анализ в камере прибора.There are many methods for detecting and identifying explosives and modern devices that implement them, among which are spectroscopic methods for detecting explosives. In this case, both non-optical methods, such as gas chromatography, ion mobility spectrometry and mass spectrometry, and optical, are used. When implementing non-optical methods, an air sample is taken by a hand-held remote sampler, its concentration and analysis are carried out in the device chamber.

Наиболее успешно, с точки зрения изготовления коммерческих детекторов паров и частиц ВВ, продвинулись первые два направления. Ввиду высокой чувствительности, селективности и быстродействия, в последнее время для контроля микроконцентраций примесей органических From the point of view of manufacturing commercial detectors of vapor and explosive particles, the first two directions have advanced most successfully. In view of the high sensitivity, selectivity and speed, recently for the control of microconcentrations of organic impurities

и неорганических веществ в газах и, в частности в атмосферном воздухе, все большее применение находят приборы, основанные на методе детектирования по подвижности ионов.and inorganic substances in gases and, in particular, in atmospheric air, devices based on the method of detection by the mobility of ions are increasingly used.

В качестве примера можно привести известный из патентной литературы спектрометр подвижности ионов (см. патент РФ №2216817, МПК 7 H 01 J 49/40, G 01 N 27/62, oп. 2003.11.20). Изобретение относится к области газового анализа и может использоваться для определения микропримесей различных веществ в газах или применяться в газовой хроматографии в качестве чувствительного детектора. Известный спектрометр подвижности ионов состоит из камеры ионообразования и дрейфовой камеры. Камера ионообразования, выполненная из диэлектрика, имеет отверстие для ввода анализируемого вещества в смеси с газом-носителем в область ионизации, отверстие для вывода дрейфового газа и смеси анализируемого вещества с газом-носителем. Кроме этого, в камере расположены выталкивающий электрод, представляющий собой пластину из никеля или нержавеющей стали, и диск, на поверхность которого нанесен радиоактивный препарат. Диск имеет отверстие, в котором закреплен сеточный затвор. Дрейфовая камера выполнена из диэлектрика и имеет отверстие для ввода дрейфового газа. В дрейфовой камере размещены апертурная сетка и коллектор ионов. Однородное электрическое поле в области дрейфа создается охранными кольцами, которые изолированы друг от друга втулками из диэлектрика.An example is the ion mobility spectrometer known from the patent literature (see RF patent No. 2216817, IPC 7 H 01 J 49/40, G 01 N 27/62, op. 2003.11.20). The invention relates to the field of gas analysis and can be used to determine the trace amounts of various substances in gases or used in gas chromatography as a sensitive detector. The known ion mobility spectrometer consists of an ionization chamber and a drift chamber. The ionization chamber made of a dielectric has an opening for introducing the analyte mixed with the carrier gas into the ionization region, an opening for discharging drift gas and a mixture of the analyte with the carrier gas. In addition, in the chamber there is a pushing electrode, which is a plate of nickel or stainless steel, and a disk, on the surface of which a radioactive preparation is applied. The disk has an opening in which a mesh shutter is fixed. The drift chamber is made of dielectric and has a hole for introducing drift gas. An aperture grid and an ion collector are placed in the drift chamber. A uniform electric field in the drift region is created by guard rings, which are insulated from each other by dielectric bushings.

К достоинствам известного спектрометра следует отнести высокую разрешающую способность и высокую чувствительность устройства, обусловленную геометрическим расположением элементов в камере ионообразования (выталкивающего электрода, сеточного затвора и диска с радиоактивным препаратом).The advantages of the known spectrometer include high resolution and high sensitivity of the device, due to the geometric arrangement of the elements in the ionization chamber (ejection electrode, grid gate and disk with a radioactive preparation).

Однако недостатком известного устройства является низкая селективность обнаружения. Устройство часто не способно отличить ВВ от их аналогов, а также обнаруживает только ограниченную часть типов ВВ. However, a disadvantage of the known device is the low selectivity of detection. The device is often not able to distinguish explosives from their counterparts, and also detects only a limited part of the types of explosives.

Кроме того, данное устройство невозможно использовать для детектирования и идентификации ВВ, содержащихся в отпечатках пальцев.In addition, this device cannot be used to detect and identify explosives contained in fingerprints.

Оптические методы отличаются дистанционностью и автоматизацией, а, следовательно, обладают двумя принципиальными преимуществами: незаметностью для террориста и отсутствием фазы ручного отбора проб.Optical methods are distinguished by distance and automation, and, therefore, have two fundamental advantages: invisibility to a terrorist and the absence of a manual sampling phase.

Оптические методы обнаружения ВВ можно разделить на следующие основные группы:Optical methods for detecting explosives can be divided into the following main groups:

- поглощательная спектроскопия;- absorption spectroscopy;

- Рамановская спектроскопия.- Raman spectroscopy.

Однако в виду технической сложности и высокой себестоимости указанных методов, только некоторые из них удалось довести до коммерческой реализации. Так, например, многопроходная поглощательная спектроскопия для обнаружения ВВ была предложена в работе (см. M.W. Todd, R.A. Provencal, T.G. Owano, B.A. Paldus, A. Kachanov, V.I. Vodopyanov, M. Hunter, S. Coy, J.I. Steinfeld, and J.T. Arnold, «Применение средней инфракрасной «Cavity Ringdown Spectroscopy» с использованием широко перестраиваемого оптического параметрического осциллятора для детектирования следовых количеств ВВ», Applied Physics B 75, 367,2002).However, due to the technical complexity and high cost of these methods, only a few of them were brought to commercial implementation. For example, multipass absorption spectroscopy for the detection of explosives was proposed in the work (see MW Todd, RA Provencal, TG Owano, BA Paldus, A. Kachanov, VI Vodopyanov, M. Hunter, S. Coy, JI Steinfeld, and JT Arnold , “Application of a medium infrared Cavity Ringdown Spectroscopy using a widely tunable optical parametric oscillator to detect trace amounts of explosives”, Applied Physics B 75, 367,2002).

Из патентной литературы известен детектор для обнаружения взрывчатых веществ (см. патент РФ №2148825, МПК 7 G 01 N 33/22, G 01 N 25/54, G 01 N 21/65, oп. 2000.05.10). Изобретение относится к устройствам для обнаружения взрывчатого материала в образце. Сущность изобретения заключается в том, что присутствие пластикового взрывчатого вещества Семтекс в образце, таком, как отпечаток пальца на предмете, обнаруживается с помощью Рамановской спектроскопии. Активные химические ингредиенты Семтекса имеют устойчивые Рамановские пики на 885 и 874 см-1 соответственно. С учетом этого данные пики могут быть обнаружены Рамановской спектроскопической системой с использованием фильтра, имеющего узкую ширину пропускания, сцентрированного на 880 см-1 и пропускающего к детектору свет в узкой полосе, которая A detector for detecting explosives is known from the patent literature (see RF patent No. 2188825, IPC 7 G 01 N 33/22, G 01 N 25/54, G 01 N 21/65, op. 2000.05.10). The invention relates to devices for detecting explosive material in a sample. The essence of the invention lies in the fact that the presence of a plastic explosive substance Semtex in a sample, such as a fingerprint on an object, is detected using Raman spectroscopy. The active chemical ingredients of Semtex have stable Raman peaks at 885 and 874 cm -1, respectively. With this in mind, these peaks can be detected by the Raman spectroscopic system using a filter having a narrow transmission width centered at 880 cm -1 and transmitting light to the detector in a narrow band, which

перекрывает 874 и 885 см-1. Такой фильтр используется в Рамановской системе, применяемой для сканирования авиационных посадочных талонов или в Рамановском микроскопе, который воспроизводит изображение отпечатков пальцев. Устройство для обнаружения взрывчатого материала в образце содержит источник света для освещения образца для того, чтобы вызвать получение Рамановского рассеянного света, и детектор для обнаружения Рамановского рассеянного света, полученного от образца. Узкополосный фильтр, середина полосы пропускания которого настроена на величину около 880 см-1, помещается между образцом и детектором. Оптическая схема содержит дифракционную решетку и прибор с зарядовой связью и позволяет в относительно короткий промежуток времени и при наличии в образце загрязнений обнаружить наиболее часто применяемые взрывчатые вещества.overlaps 874 and 885 cm -1 . Such a filter is used in the Raman system used to scan aircraft boarding passes or in the Raman microscope, which reproduces the image of fingerprints. A device for detecting explosive material in a sample comprises a light source for illuminating the sample in order to cause Raman scattered light, and a detector for detecting Raman scattered light received from the sample. A narrow-band filter, the middle of the passband of which is tuned to a value of about 880 cm -1 , is placed between the sample and the detector. The optical scheme contains a diffraction grating and a charge-coupled device and allows detecting the most commonly used explosives in a relatively short period of time and in the presence of contaminants in the sample.

Существенным недостатком известного технического решения является возможность работы устройства только с образцами, являющимися вторичными переносчиками следов, что уменьшает количество анализируемого вещества. При этом устройство предназначено для работы только в условиях, где имеется квалифицированный персонал, который собирает образцы с отпечатками (билеты, документы). Весьма громоздкой и сложной является также оптическая схема устройства, оснащенная лазерным источником освещения, а также большим количеством зеркал, дихроичных фильтров и линзовых систем.A significant disadvantage of the known technical solution is the ability of the device to work only with samples that are secondary carriers of traces, which reduces the amount of analyte. Moreover, the device is designed to operate only in conditions where there is qualified personnel who collects samples with prints (tickets, documents). Very cumbersome and complex is also the optical design of the device, equipped with a laser light source, as well as a large number of mirrors, dichroic filters and lens systems.

В патентной литературе (см. патент США №6420708, МПК 7 GO IN 21/27, G 01 N 21/35, oп. 16. 07. 2002) описано устройство для анализа спектра методом многократно нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО). Известное устройство включает протяженный источник света, приспособление для разложения света в спектр, подставку для образца, которая является кристаллом полного внутреннего отражения, и линейку фоточувствительных элементов для детектирования спектра и создания выходного массива данных в виде зависимости интенсивности от длины In the patent literature (see US patent No. 6420708, IPC 7 GO IN 21/27, G 01 N 21/35, op. 16. 07. 2002) describes a device for spectrum analysis by the method of repeatedly impaired total internal reflection (MNVVO). The known device includes an extended light source, a device for decomposing light into a spectrum, a stand for a sample, which is a crystal of total internal reflection, and a line of photosensitive elements for detecting the spectrum and creating an output data array in the form of a dependence of intensity on length

волны. Подставка для образца расположена между источником света и приспособлением для разложения света в спектр. Свет распространяется вдоль подставки для образца от источника к спектральному приспособлению. Кристалл подставки имеет две поверхности, на одной из которых размещается образец из материала, подвергаемого МНПВО-анализу, и две грани, скошенные под углом к вышеуказанным поверхностям. Инфракрасное излучение от указанного выше источника света может быть непрерывным, электронно модулированным или модулированным механическим модулятором. В описанном устройстве нет необходимости использования фокусирующей оптики, его оптическая система проста и компактна, что является несомненным достоинством прибора. Однако существенным недостатком известного технического решения является недостаточная оперативность, обусловленная большими временными затратами на подготовку образца для исследования. Для спектрального анализа образцов материала, например, снятых на месте преступления отпечатков пальцев, их необходимо доставить в специальную лабораторию и установить на подставку из указанного выше кристалла МНПВО.the waves. The sample stand is located between the light source and the device for the decomposition of light into the spectrum. Light propagates along the sample stand from the source to the spectral arrangement. The crystal of the stand has two surfaces, on one of which a sample of the material subjected to INLT analysis is placed, and two faces, beveled at an angle to the above surfaces. Infrared radiation from the above light source may be continuous, electronically modulated or modulated by a mechanical modulator. In the described device there is no need to use focusing optics, its optical system is simple and compact, which is an undoubted advantage of the device. However, a significant drawback of the known technical solution is the lack of responsiveness due to the large time spent on preparing the sample for research. For spectral analysis of samples of material, for example, fingerprints taken at the crime scene, they must be delivered to a special laboratory and installed on a stand from the above MNPVO crystal.

Существуют научные работы, например, A. Grant, TJ Wilkinson, D.R. Holman, M.C. Martin, «Идентификация следов веществ путем анализа латентных отпечатков пальцев при помощи инфракрасной микроспектроскопии», Appl. Spectrosc. 59:1182-7, 2005. В указанной работе для идентификации веществ, содержащихся в отпечатках пальцев, обнаруженных на месте преступления, используется метод МНПВО. Отпечаток снимается с места обнаружения и отправляется в лабораторию, где его прижимают к элементу МНПВО и получают спектр.There are scientific works, for example, A. Grant, TJ Wilkinson, D.R. Holman, M.C. Martin, “Trace Identification by Latent Fingerprint Analysis Using Infrared Microspectroscopy,” Appl. Spectrosc. 59: 1182-7, 2005. In this work, the method of MNVPO is used to identify substances contained in fingerprints found at the crime scene. The fingerprint is taken from the place of detection and sent to the laboratory, where it is pressed to the element MNPVO and get the spectrum.

Известна также система идентификации личности и безопасности (см. патент США №6914668, МПК 7 G 01 J 3/30, oп. 2004.11.18), являющаяся по своей технической сущности наиболее близкой к заявляемой полезной модели. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа. There is also known a system of identification of personality and security (see US patent No. 6914668, IPC 7 G 01 J 3/30, op. 2004.11.18), which is in its technical essence closest to the claimed utility model. This technical solution is selected as a prototype.

Известная система включает систему идентификации личности и систему детектирования и идентификации контролируемых (взрывчатых) веществ. В указанных системах использованы: считыватель документов для чтения информации с документа и спектроскопический анализатор для анализа вышеупомянутого документа с целью определения наличия или отсутствия на нем контролируемых (взрывчатых) веществ. В состав системы входит также система, обрабатывающая сигналы от системы идентификации личности и системы детектирования и идентификации контролируемых (взрывчатых) веществ, и тревожный индикатор, генерирующий сигнал тревоги от, по крайней мере, одного из вышеупомянутых сигналов.The known system includes a personal identification system and a detection and identification system for controlled (explosive) substances. The indicated systems used: a document reader to read information from a document and a spectroscopic analyzer to analyze the aforementioned document in order to determine the presence or absence of controlled (explosive) substances on it. The system also includes a system that processes signals from a personal identification system and a detection and identification system for controlled (explosive) substances, and an alarm indicator that generates an alarm signal from at least one of the above signals.

Система идентификации личности может являться системой сравнения биометрической информации. В соответствии с одним из вариантов воплощения данной полезной модели на поверхности биометрического считывателя изображений установлено прозрачное основание, на которое помещается часть тела, например, ладонь. Предпочтительно, чтобы прозрачное основание было сделано из материала, который не создает второй гармоники Рамановского (комбинационного) рассеяния и люминесценции при параметрах, определенных для идентификации контролируемых веществ. Еще более предпочтительно, чтобы прозрачное основание было покрыто тонким слоем материала, который создает поверхностно усиленный Рамановский спектр (SERS), например, серебром, золотом или медью с шероховатой поверхностью. При такой поверхности молекулы контролируемых веществ могут давать SERS, усиливающий видимость Рамановского спектра в 10 или более раз.The personal identification system may be a system for comparing biometric information. In accordance with one embodiment of this utility model, a transparent base is mounted on the surface of the biometric image reader, on which a part of the body, for example, a palm, is placed. Preferably, the transparent base is made of a material that does not create a second harmonic of Raman (Raman) scattering and luminescence at the parameters determined for the identification of the controlled substances. Even more preferably, the transparent base is coated with a thin layer of material that creates a surface-enhanced Raman spectrum (SERS), for example, silver, gold or copper with a rough surface. With such a surface, molecules of controlled substances can give SERS, which increases the visibility of the Raman spectrum by 10 or more times.

Указанный выше спектроскопический анализатор для анализа вышеупомянутого документа с целью определения наличия или отсутствия на нем ВВ может являться спектроскопическим анализатором, использующим в качестве источника излучения лазер.The above spectroscopic analyzer for analyzing the aforementioned document in order to determine the presence or absence of explosives on it may be a spectroscopic analyzer using a laser as a radiation source.

Особенностью системы идентификации личности и безопасности является то, что система проверки идентификации личности и система A feature of the identity and security system is that the identity verification system and the system

детектирования и идентификации взрывчатых веществ осуществляют идентификацию личности и детектирование и идентификацию взрывчатых веществ одновременно. Это является несомненным достоинством известной системы, отличающим ее от описанных выше аналогов.detection and identification of explosives carry out identification of the person and detection and identification of explosives at the same time. This is an undoubted advantage of the known system, distinguishing it from the analogues described above.

Другой важной особенностью известной системы идентификации личности и безопасности является то, что человек, чью личность проверяют системой идентификации личности, не догадывается о наличии в системе возможности обнаружения и идентификации взрывчатых веществ. Это обстоятельство также является важным преимуществом системы, выбранной в качестве прототипа по сравнению с описанными выше аналогами.Another important feature of the well-known personal identification and security system is that the person whose identity is verified by the personal identification system does not realize that the system can detect and identify explosives. This fact is also an important advantage of the system selected as a prototype in comparison with the analogues described above.

Однако, несмотря на указанные достоинства, описанная система имеет недостатки, обусловленные высокими затратами на технические средства, необходимые для ее реализации. Как было указано выше, в спектроскопическом анализаторе, определяющем наличие или отсутствие на документе взрывчатых веществ, в качестве источника света используется лазер, а также сканирующие элементы, например, зеркала, вращаемые моторами. Это усложняет и удорожает конструкцию системы, делает ее менее надежной, а также увеличивает ее габариты.However, despite these advantages, the described system has disadvantages due to the high cost of technical means necessary for its implementation. As mentioned above, in a spectroscopic analyzer that determines the presence or absence of explosives on a document, a laser is used as a light source, as well as scanning elements, for example, mirrors rotated by motors. This complicates and increases the cost of the system design, makes it less reliable, and also increases its size.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности, упрощение конструкции и уменьшение габаритов системы при одновременном сохранении достоверности результатов, а также снижении материальных затрат на ее изготовление.The objective of the proposed utility model is to increase reliability, simplify the design and reduce the size of the system while maintaining the reliability of the results, as well as reducing material costs for its manufacture.

Для решения поставленных задач предлагается система обнаружения взрывчатых веществ в отпечатках пальцев методом спектроскопии многократно нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО) в процессе биометрической идентификации, которая, как и наиболее близкая к ней система, выбранная в качестве прототипа, состоит из системы идентификации личности, представляющей собой систему сравнения биометрической информации, включающую биометрический сканер с To solve the tasks, a system is proposed for detecting explosives in fingerprints by the method of spectroscopy of repeatedly impaired total internal reflection (INLM) in the process of biometric identification, which, like the system closest to it, chosen as a prototype, consists of a personal identification system, which is a system for comparing biometric information, including a biometric scanner with

установленным на его рабочей поверхности прозрачным основанием, и системы детектирования и идентификации взрывчатых веществ, включающей спектроскопический анализатор с источником излучения. В состав системы обнаружения взрывчатых веществ в отпечатках пальцев входит также устройство обработки сигналов, поступающих из системы идентификации личности и системы детектирования и идентификации взрывчатых веществ, и тревожный индикатор, генерирующий сигнал тревоги, по крайней мере, от одного из вышеупомянутых сигналов.a transparent base installed on its working surface, and an explosive detection and identification system, including a spectroscopic analyzer with a radiation source. The system for detecting explosives in fingerprints also includes a device for processing signals from an identification system and a system for detecting and identifying explosives, and an alarm indicator that generates an alarm signal from at least one of the aforementioned signals.

Особенностью предлагаемой полезной модели, отличающей ее от известной, принятой за прототип системы, является то, что в системе идентификации личности используют оптический биометрический сканер, причем прозрачное основание, установленное на его рабочей поверхности, выполнено в виде элемента МНПВО. Элемент МНПВО представляет собой плоскопараллельную пластину со скошенными боковыми гранями: входной и выходной, выполненную из оптического материала, имеющего коэффициент преломления больший, чем у материала, из которого изготовлена призма оптического сканера. Материал пластины пропускает излучение в диапазоне, соответствующем спектрам поглощения идентифицируемых веществ, а также излучение, на котором работает биометрический сканер. Источник излучения выполнен с возможностью установки перед входной скошенной боковой гранью элемента МНПВО, при этом он испускает излучение в диапазоне, соответствующем спектрам поглощения идентифицируемых веществ. Спектроскопический анализатор системы обнаружения взрывчатых веществ в отпечатках пальцев методом спектроскопии МНПВО может быть выполнен в виде дифракционного полихроматора с многоканальным приемником ИК-излучения, либо в виде опто-акустического перестраиваемого фильтра с одноканальным приемником ИК-излучения.A feature of the proposed utility model that distinguishes it from the well-known one adopted for the prototype system is that an optical biometric scanner is used in the personality identification system, and the transparent base mounted on its working surface is made in the form of an INME element. The INMIS element is a plane-parallel plate with beveled side faces: inlet and outlet, made of optical material having a refractive index greater than that of the material from which the prism of the optical scanner is made. The plate material transmits radiation in the range corresponding to the absorption spectra of the identified substances, as well as the radiation on which the biometric scanner operates. The radiation source is configured to be installed in front of the input beveled side face of the MNVO element, while it emits radiation in the range corresponding to the absorption spectra of the identified substances. The spectroscopic analyzer of the system for detecting explosives in fingerprints by the MNPVO spectroscopy method can be made in the form of a diffraction polychromator with a multi-channel infrared receiver, or in the form of a tunable opto-acoustic filter with a single-channel infrared receiver.

Основными задачами, поставленными при создании предлагаемой полезной модели являются:The main tasks set when creating the proposed utility model are:

- повышение надежности;- increased reliability;

- упрощение конструкции;- simplification of the design;

- уменьшение габаритов системы;- reducing the size of the system;

- сохранение достоверности результатов;- maintaining the reliability of the results;

- снижение материальных затрат на изготовление системы.- reduction of material costs for the manufacture of the system.

Выполнение указанных задач стало возможным благодаря следующему.The implementation of these tasks was made possible thanks to the following.

В основу заявляемой системы обнаружения взрывчатых веществ в отпечатках пальцев положено явление нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО). Это явление связано с распространением света во вторую среду, примыкающую к границе, на которой происходит внутреннее отражение в первой, оптически более плотной среде. Внутреннее отражение называется полным (ПВО), если весь световой поток без потерь отражается от границы. Полное внутреннее отражение является нарушенным, если отраженный поток меньше падающего либо за счет поглощения, либо за счет распространения части потока во вторую среду. Элемент НПВО - это прозрачная оптическая деталь, с помощью которой создаются условия для получения спектров НПВО материалов при однократном отражении. Метод получения оптического спектра образца, находящегося в контакте с оптически более плотной средой, основан на измерении света, отраженного поверхностью и возвращенного обратно в более плотную среду. Полученные спектры являются характерными для данного образца. Для усиления интенсивности спектра применяются элементы с большим числом отражений от границы - элементы многократно нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО).The basis of the inventive system for detecting explosives in fingerprints is the phenomenon of impaired total internal reflection (ATR). This phenomenon is associated with the propagation of light into a second medium adjacent to the boundary at which internal reflection occurs in the first, optically denser medium. Internal reflection is called full (AA) if the entire luminous flux is reflected from the border without loss. Total internal reflection is impaired if the reflected flux is smaller than the incident one, either due to absorption or due to the propagation of part of the flux into the second medium. The ATR element is a transparent optical part, with the help of which the conditions are created for obtaining the ATR spectra of materials at a single reflection. The method of obtaining the optical spectrum of a sample in contact with an optically denser medium is based on measuring the light reflected by the surface and returned back to a denser medium. The obtained spectra are characteristic for this sample. To enhance the intensity of the spectrum, elements with a large number of reflections from the boundary are used — elements of repeatedly disturbed total internal reflection (INRM).

Принцип метода МНПВО схематически показан на фиг.1. Наиболее широко метод МНПВО распространен в ИК- области.The principle of the MNE method is shown schematically in FIG. The most widely used INLM method is in the infrared.

В заявляемой полезной модели предлагается в системе идентификации личности использовать оптический биометрический сканер, причем прозрачное основание, установленное на его рабочей поверхности, The claimed utility model proposes to use an optical biometric scanner in a personality identification system, with a transparent base mounted on its working surface,

выполнено в виде элемента МНПВО, представляющего собой плоскопараллельную пластину со скошенными боковыми гранями (см. фиг.1). Другими важными компонентами системы являются источник излучения и спектроскопический анализатор, позволяющий получить спектр излучения, проходящего через элемент МНПВО (см. фиг.2). При взаимодействии излучения, распространяющегося внутри элемента МНПВО, с прилегающим к поверхности объектом, например, пальцем террориста со следами ВВ, регистрируют спектры, которые позволяют идентифицировать вещество согласно его молекулярному составу. Каждая элементная группа молекулы обладает спектром собственных колебаний, которые взаимодействуют с электромагнитным излучениям путем дипольного поглощения. В результате в излучении широкополосного источника электромагнитного излучения образуются полосы поглощения, создающие «подпись», уникальную для каждой молекулы. ВВ являются относительно простыми органическими соединениями с характерными элементными группами, такими как нитрогруппа, бензольное кольцо, непредельные связи и др. Кроме того, как было указано выше, вероятность сохранения следов ВВ на пальцах человека, имевшего дело с изготовлением или упаковкой ВВ, весьма велика в силу высокой адгезионной способности и плохой растворимости в воде.made in the form of an element MNPVO, which is a plane-parallel plate with beveled side faces (see figure 1). Other important components of the system are the radiation source and spectroscopic analyzer, which allows to obtain the spectrum of radiation passing through the element MNIPO (see figure 2). In the interaction of radiation propagating inside the INME element with an object adjacent to the surface, for example, a terrorist’s finger with traces of explosives, spectra are recorded that allow the substance to be identified according to its molecular composition. Each elementary group of the molecule has a spectrum of natural vibrations that interact with electromagnetic radiation through dipole absorption. As a result, absorption bands are formed in the radiation of a broadband source of electromagnetic radiation, creating a “signature” unique to each molecule. EXPLOSIVES are relatively simple organic compounds with characteristic elemental groups, such as a nitro group, a benzene ring, unsaturated bonds, etc. In addition, as mentioned above, the likelihood of traces of EXPLOSIVES on the fingers of a person dealing with the manufacture or packaging of EXPLOSIVES is very high. strength of high adhesion and poor solubility in water.

Время регистрации оптического спектра методом спектроскопии МНПВО не превышает 1 с, а сам спектр представляет собой уникальную для каждого образца численную информацию, надежно обрабатываемую программным обеспечением. Таким образом, использование метода МНПВО позволяет решить проблему быстродействия, надежности идентификации и автоматизации обнаружения ВВ.The time of recording the optical spectrum by the method of MNPVO spectroscopy does not exceed 1 s, and the spectrum itself is a unique numerical information for each sample, reliably processed by software. Thus, the use of the MNVO method allows solving the problem of speed, reliability of identification and automation of explosive detection.

Еще одним существенным признаком, отличающим предлагаемую полезную модель от ближайшего аналога, является наличие в системе источника излучения, установленного перед входной гранью элемента МНПВО. В заявляемой системе нет необходимости в лазерном источнике, Another significant feature that distinguishes the proposed utility model from the closest analogue is the presence in the system of a radiation source installed in front of the input face of the element MNVO. In the inventive system there is no need for a laser source,

благодаря чему удалось существенно упростить конструкцию системы, а, следовательно, повысить ее надежность, уменьшить габариты, снизить материальные затраты.due to which it was possible to significantly simplify the design of the system, and, therefore, increase its reliability, reduce dimensions, reduce material costs.

Метод МНПВО весьма перспективен, так как обладает большими возможностями для оптимизации за счет изменения материала, размеров и геометрии элемента МНПВО, а также разнообразия источников и приемников оптического излучения. Число проникновений излучения в образец регулируется толщиной элемента МНПВО и углом отражения сканирующего излучения. Глубина проникновения излучения зависит от угла отражения, от материала элемента МНПВО и состояния его поверхности. За счет увеличения числа отражений и повышения чувствительности приемника излучения можно добиваться повышения чувствительности метода к малым количествам определяемого вещества. Указанные возможности реализованы в представленном конкретном примере выполнения оптической схемы заявляемой системы обнаружения взрывчатых веществ в отпечатках пальцев (см. фиг.3).The MNE method is very promising because it has great potential for optimization due to changes in the material, size and geometry of the MNE element, as well as the variety of sources and receivers of optical radiation. The number of penetrations of radiation into the sample is governed by the thickness of the INME element and the angle of reflection of the scanning radiation. The penetration depth of the radiation depends on the angle of reflection, on the material of the element MNPVO and the state of its surface. By increasing the number of reflections and increasing the sensitivity of the radiation receiver, it is possible to increase the sensitivity of the method to small amounts of the analyte. These capabilities are implemented in the presented specific example of the optical design of the inventive system for detecting explosives in fingerprints (see figure 3).

Существенные признаки, относящиеся к геометрии элемента МНПВО, а также требования к материалу, из которого он изготовлен, обеспечивают создание оптимальных условий для эффективной реализации метода МНПВО в предлагаемой авторами конструкции системы.The essential features related to the geometry of the element of the MNIPO, as well as the requirements for the material from which it is made, provide the creation of optimal conditions for the effective implementation of the MNIPO method in the system design proposed by the authors.

Признаки, изложенные в пунктах 2 и 3 формулы, касаются различных возможностей реализации спектроскопического анализатора, входящего в состав системы обнаружения взрывчатых веществ в отпечатках пальцев методом спектроскопии МНПВО.The signs set forth in paragraphs 2 and 3 of the formula relate to the various possibilities of implementing a spectroscopic analyzer, which is part of the system for detecting explosives in fingerprints using the MNVPO spectroscopy.

Таким образом, совокупность указанных выше признаков позволяет решить поставленные задачи.Thus, the combination of the above features allows us to solve the tasks.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами.The proposed utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена принципиальная схема метода МНПВО, положенного в основу заявляемой полезной модели;Figure 1 shows a schematic diagram of the method MNVO, laid the basis of the claimed utility model;

на фиг.2 представлена блок-схема, предлагаемая в качестве одного из конкретных вариантов осуществления заявляемой системы;figure 2 presents a block diagram proposed as one of the specific embodiments of the inventive system;

на фиг.3 представлен один из конкретных примеров выполнения оптической схемы заявляемой системы обнаружения ВВ в отпечатках пальцев (главный вид);figure 3 presents one of specific examples of the optical design of the inventive detection system of explosives in fingerprints (main view);

на фиг.4 показаны спектры тетранитропентаэритрита (ТЭНа), чистого пальца и следов ТЭНа разной интенсивности.figure 4 shows the spectra of tetranitropentaerythritol (TENA), a clean finger and traces of TENA of different intensities.

Система обнаружения ВВ в отпечатках пальцев методом спектроскопии МНПВО, установленная, например, в аэропорте в зоне проверки багажа или личных вещей пассажиров, состоит из системы 1 идентификации личности и системы 2 детектирования и идентификации ВВ (см. фиг.2). Система 1 представляет собой систему сравнения биометрической информации и содержит оптический биометрический сканер 3, на рабочей поверхности которого закреплен элемент 4 МНПВО (см. фиг.3). В качестве биометрического сканера 3 может быть использован, например, один из вариантов устройства для регистрации отпечатка пальца, запатентованного заявителем (см. патент РФ на полезную модель №46914, МПК 7 А 61 В 5/053, А 61 В 5/117, опубл. 10.08.2005). Система 2 детектирования и идентификации ВВ состоит из источника инфракрасного излучения 5, элемента 4 МНПВО, спектроскопического анализатора 6 (см. фиг.2), выполненного в виде полихроматора с многоканальным неохлаждаемым приемником 7 ИК-излучения (см. фиг.3). В состав системы обнаружения ВВ входит также устройство 8 обработки сигналов, поступающих из системы 1 идентификации личности и системы 2 детектирования и идентификации ВВ, а также тревожный индикатор 9, генерирующий сигнал тревоги на основании сигналов, поступающих из устройства 8 обработки сигналов. Устройство 8 обработки сигналов, представляющее собой, например, персональный компьютер, содержит базу данных 10 отпечатков пальцев и The system for detecting explosives in fingerprints by the MNIPO spectroscopy installed, for example, at the airport in the area for checking baggage or personal belongings of passengers, consists of a personal identification system 1 and an explosive detection and identification system 2 (see FIG. 2). System 1 is a system for comparing biometric information and contains an optical biometric scanner 3, on the working surface of which an element MNIPO is fixed (see figure 3). As a biometric scanner 3 can be used, for example, one of the variants of a device for recording a fingerprint patented by the applicant (see RF patent for utility model No. 46914, IPC 7 A 61 V 5/053, A 61 V 5/117, publ. 10.08.2005). The system 2 for detecting and identifying an explosive consists of an infrared radiation source 5, an MNE element 4, a spectroscopic analyzer 6 (see FIG. 2), made in the form of a polychromator with a multi-channel uncooled infrared receiver 7 (see FIG. 3). The BB detection system also includes a device 8 for processing signals from the personality identification system 1 and BB detection and identification system 2, as well as an alarm indicator 9 that generates an alarm signal based on signals from the signal processing device 8. The device 8 signal processing, which is, for example, a personal computer, contains a database of 10 fingerprints and

спектров взрывчатых веществ, а также программное обеспечение 11 для идентификации личности и детектирования ВВ.explosive spectra, as well as software 11 for identifying and detecting explosives.

Ниже более подробно рассмотрена конструкция одного из конкретных примеров выполнения оптической схемы заявляемой системы обнаружения ВВ в отпечатках пальцев методом спектроскопии МНПВО (см. фиг.3).Below is considered in more detail the design of one of the specific examples of the optical design of the inventive detection system of explosives in fingerprints by the method of spectroscopy MNPVO (see figure 3).

Основным элементом оптической схемы заявляемой системы является элемент 4 МНПВО однократного прохождения, выполненный в виде плоскопараллельной пластины со скошенными боковыми гранями: входной «А» и выходной «Б». В разрезе элемент 4 МНПВО представляет собой правильную трапецию с углами при основании, равными 45°. Такие углы обеспечивают наиболее полное заполнение элемента излучением. Верхняя и нижняя грани элемента 4 МНПВО, а также боковые скошенные грани «А» и «Б» полируются по оптическому классу. Элемент 4 изготавливается из оптического материала с коэффициентом преломления большим, чем у материала, из которого изготовлена призма 12 оптического сканера 3 отпечатков пальцев (см. фиг.3). Это необходимо для полного внутреннего отражения на нижней грани элемента 4 МНПВО. Элемент 4 МНПВО устанавливают на рабочей поверхности призмы 12 и закрепляют клеем, спектр которого не содержит сильных линий поглощения в ИК-области (например, ИК-1М). Это необходимо для того, чтобы спектр клея, образовавшийся в результате МНПВО на нижней грани элемента 4 МНПВО, не заслонил спектр вещества, анализируемого на верхней грани. Перед входной гранью «А» элемента 4 МНПВО установлен источник 5 ИК-излучения. Источником 5 ИК-излучения служит нагретое тело с импульсным характером излучения, например, источник ИК-излучения производства фирмы «Патинор Коутингс Лимитед», Москва.The main element of the optical scheme of the claimed system is element 4 single-pass MNIPO, made in the form of a plane-parallel plate with beveled side faces: input "A" and output "B". In the context of the element 4 MNPVO is a regular trapezoid with angles at the base equal to 45 °. Such angles provide the most complete filling of the element with radiation. The upper and lower faces of the element 4 MNPVO, as well as the side beveled edges “A” and “B” are polished according to the optical class. Element 4 is made of an optical material with a refractive index greater than that of the material from which the prism 12 of the optical fingerprint scanner 3 is made (see FIG. 3). This is necessary for full internal reflection on the lower edge of the element 4 MNIPO. The element MNIPO installed on the working surface of the prism 12 and secured with glue, the spectrum of which does not contain strong absorption lines in the infrared region (for example, IR-1M). This is necessary so that the spectrum of glue formed as a result of the INLO on the lower face of the INLO element 4 does not obscure the spectrum of the substance analyzed on the upper face. In front of the input face “A” of the element 4 MNPVO installed source 5 of infrared radiation. Source 5 of IR radiation is a heated body with a pulsed nature of radiation, for example, a source of infrared radiation produced by the company Patinor Coatings Limited, Moscow.

Излучение источника 5 входит во входную грань «А», распространяется в элементе 4 МНПВО путем многократных внутренних отражений от верхней и нижней граней и выходит через выходную грань «Б». Сформированный на выходе астигматический пучок преобразуется The radiation from the source 5 enters the input face “A”, propagates in element 4 of the MNEPA by multiple internal reflections from the upper and lower faces, and exits through the output face “B”. The astigmatic beam formed at the exit is converted

объективом 13 в коллимированный пучок и направляется на плоскую дифракционную решетку 14. Дифракционная решетка 14 отражает излучение различных длин волн под различными углами, то есть разлагает его в спектр. Отраженное от дифракционной решетки 14 излучение, попадает на объектив 15, который строит изображение ИК-спектра в плоскости приемника 7 ИК-излучения. При этом в результате того, что фокальные точки для разных длин волн расположены последовательно в пространстве, при вытянутом многоканальном приемнике 7 ИК-излучения каждая его часть принимает излучение одной длины волны.the lens 13 into a collimated beam and is directed to a flat diffraction grating 14. The diffraction grating 14 reflects the radiation of different wavelengths at different angles, that is, decomposes it into a spectrum. The radiation reflected from the diffraction grating 14 is incident on the lens 15, which builds an image of the infrared spectrum in the plane of the infrared receiver 7. Moreover, as a result of the fact that the focal points for different wavelengths are arranged sequentially in space, with the multichannel infrared detector 7 extended, each part of it receives radiation of the same wavelength.

В качестве приемника 7 ИК-излучения может быть использована линейка пироэлектрических элементов, чувствительных к излучению в диапазоне 7-11 мкм, например, Microray64, швейцарской фирмы IRmicrosystems с окном, блокирующим излучение с длинами волн, меньше 6,5 мкм. Параметры объектива 15 рассчитаны таким образом, чтобы расстояние между фокальными областями для излучения с длинами волн 7 и 11 мкм было равно длине многоканального приемника 7 ИК-излучения. В результате на приемнике 7 ИК-излучения формируется энергетический спектр необходимого спектрального диапазона. Приемник 7 ИК-излучения и источник 5 ИК-излучения управляются от одного генератора импульсов (на фиг.не показан). Для повышения эффективности желательно подобрать сдвиг по фазе, чтобы приемник 7 ИК-излучения включался с небольшой задержкой, компенсирующей время разогрева источника 5 ИК-излучения.As a receiver 7 of infrared radiation can be used a line of pyroelectric elements sensitive to radiation in the range of 7-11 microns, for example, Microray64, a Swiss company IRmicrosystems with a window blocking radiation with wavelengths less than 6.5 microns. The parameters of the lens 15 are designed so that the distance between the focal regions for radiation with wavelengths of 7 and 11 μm is equal to the length of the multi-channel infrared receiver 7. As a result, an energy spectrum of the required spectral range is formed at the infrared radiation receiver 7. The infrared radiation receiver 7 and the infrared radiation source 5 are controlled from a single pulse generator (not shown in FIG.). To increase the efficiency, it is desirable to select a phase shift so that the infrared radiation receiver 7 is turned on with a slight delay, compensating for the heating time of the infrared radiation source 5.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

К рабочей грани элемента 4 МНПВО прижимают анализируемый палец. В местах контакта выступов на коже пальца с рабочей гранью элемента 4 МНПВО происходит нарушение полного внутреннего отражения, поэтому интенсивность света, отраженного в этих местах, существенно ниже, чем при полном отражении. Сканер 3 биометрической информации считывает изображение папиллярных линий, которое The analyzed finger is pressed to the working face of the element 4 MNPVO. In the places of contact of the protrusions on the skin of the finger with the working face of the element 4 MNIPO there is a violation of the total internal reflection, therefore, the intensity of the light reflected in these places is significantly lower than with full reflection. The biometric information scanner 3 reads an image of papillary lines, which

поступает в устройство 8 обработки сигналов, при помощи математической обработки преобразуется в биометрическую информацию, необходимую для идентификации личности, и сравнивается с отпечатками, имеющимися в базе данных 10.enters the device 8 signal processing, using mathematical processing is converted into biometric information necessary for identification, and is compared with the fingerprints available in the database 10.

Одновременно в спектре излучения от источника 5 ИК-излучения, распространяющегося вдоль элемента 4 МНПВО до выходной грани «Б» и регистрируемого приемником 7 ИК-излучения, появляются провалы, соответствующие линиям поглощения веществ, содержащихся на поверхности пальца. Сигнал с приемника 7 ИК-излучения поступает в устройство 8 обработки сигналов, в котором он обрабатывается на предмет наличия линий поглощения, расположенных на частотах, соответствующих ВВ. При наличии в спектре нескольких линий данного вещества следует сравнить их относительные интенсивности. Разным веществам может быть приписана разная степень достоверности детектирования. В зависимости от результата сравнения и от степени достоверности детектирования вещества может формироваться вывод об уровне тревоги. При любом уровне тревоги программа выдает отрицательное заключение о прохождении контроля, однако, проверочные действия можно дифференцировать согласно уровню тревоги.At the same time, dips corresponding to the absorption lines of substances contained on the surface of the finger appear in the emission spectrum from the source 5 of IR radiation propagating along the MNEHI element 4 to the output face “B” and detected by the IR radiation receiver 7. The signal from the receiver 7 of infrared radiation enters the device 8 signal processing, in which it is processed for the presence of absorption lines located at frequencies corresponding to the explosive. If there are several lines of a given substance in the spectrum, their relative intensities should be compared. Different substances can be assigned a different degree of reliability of detection. Depending on the result of the comparison and the degree of reliability of the detection of a substance, a conclusion about the level of anxiety may be formed. At any level of anxiety, the program gives a negative conclusion about the passage of control, however, verification actions can be differentiated according to the level of anxiety.

В качестве иллюстрации на фиг.4 представлены спектры ТЭНа, чистого пальца, пальца с малыми следами ТЭНа и пальца, вымытого водой после контакта с ТЭНом. Спектры рассчитаны как отношение интенсивности излучения, прошедшего через элемент 4 МНПВО, к интенсивности излучения, входящего в него через грань «А» (на фиг.4 соответствует уровню пропускания 100% для всех длин волн).As an illustration, Fig. 4 shows the spectra of a heating element, a clean finger, a finger with small traces of a heating element and a finger washed with water after contact with a heating element. The spectra were calculated as the ratio of the intensity of the radiation transmitted through the MNE element 4 to the intensity of the radiation entering it through face “A” (in Fig. 4, it corresponds to a transmission level of 100% for all wavelengths).

Спектры получены от пальцев, находящихся в контакте с поверхностью рабочей грани элемента 4 МНПВО в течение 2 сек. Из фиг.4 видно, что линии поглощения ТЭНа приходятся на участок гладкого поведения спектра чистого пальца, и потому отчетливо выделяются. Степень достоверности детектирования ТЭНа для случая, названного The spectra were obtained from fingers in contact with the surface of the working face of the element 4 MNPVO for 2 seconds. From figure 4 it is seen that the absorption lines of the heating element fall on the area of the smooth behavior of the spectrum of a clean finger, and therefore are clearly distinguished. The degree of reliability of the detection of heating elements for the case named

«палец с малыми следами» значительно выше, чем для случая пальца, вымытого после ТЭНа. В первом случае мы можем выделить 5 линий поглощения ТЭНа, а во втором - только две наиболее сильные. Тем не менее, двух линий в спектре вымытого пальца достаточно, чтобы ПО 11 могло сделать вывод о наличии ВВ и сформировать положительный сигнал для тревожного индикатора 9. Минимальная детектируемая масса для ТЭНа в подобном случае оценивается ≈2 мкг.The “finger with small traces” is significantly higher than for the case of a finger washed after the heater. In the first case, we can distinguish 5 absorption lines of the heating element, and in the second, only two of the strongest. Nevertheless, two lines in the spectrum of the washed finger are enough for software 11 to conclude that there is an explosive and generate a positive signal for alarm indicator 9. The minimum detectable mass for a heating element in this case is estimated to be ≈2 μg.

Таким образом, предлагаемая полезная модель, в основу которой положен метод спектроскопии МНПВО, позволяет по сравнению с прототипом существенно повысить надежность, упростить конструкцию, уменьшить габариты системы и снизить материальные затраты при одновременном сохранении высокой достоверности результатов обнаружения ВВ в отпечатках пальцев.Thus, the proposed utility model, which is based on the method of spectroscopy MNPVO, compared with the prototype can significantly improve reliability, simplify the design, reduce the size of the system and reduce material costs while maintaining high reliability of the results of detection of explosives in fingerprints.

Claims (3)

1. Система обнаружения взрывчатых веществ методом спектроскопии многократно нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО) в процессе биометрической идентификации, состоящая из системы идентификации личности, представляющей собой систему сравнения биометрической информации, включающую биометрический сканер с установленным на его рабочей поверхности прозрачным основанием, системы детектирования и идентификации взрывчатых веществ, содержащей спектроскопический анализатор с источником излучения, устройства обработки сигналов, поступающих из системы идентификации личности и системы детектирования и идентификации взрывчатых веществ, тревожного индикатора, генерирующего сигнал тревоги, по крайней мере, от одного из вышеупомянутых сигналов, отличающаяся тем, что в системе идентификации личности используют оптический биометрический сканер, при этом прозрачное основание, установленное на его рабочей поверхности, выполнено в виде элемента МНПВО, представляющего собой плоскопараллельную пластину со скошенными боковыми гранями: входной и выходной, выполненную из оптического материала, имеющего коэффициент преломления больший, чем у материала, из которого изготовлена призма оптического сканера, и пропускающего излучение в диапазоне, соответствующем спектрам поглощения идентифицируемых веществ, и излучение, на котором работает биометрический сканер, при этом источник излучения выполнен с возможностью установки перед входной скошенной боковой гранью элемента МНПВО и испускает излучение в диапазоне, соответствующем спектрам поглощения идентифицируемых веществ.1. The system for the detection of explosives by the method of spectroscopy of repeatedly impaired total internal reflection (INLM) in the process of biometric identification, consisting of a personality identification system, which is a system for comparing biometric information, including a biometric scanner with a transparent base mounted on its working surface, a detection and identification system explosives containing a spectroscopic analyzer with a radiation source, signal processing devices, coming from the personal identification system and the detection and identification system of explosives, an alarm indicator generating an alarm signal from at least one of the above signals, characterized in that an optical biometric scanner is used in the identification system, with a transparent base mounted on its working surface, made in the form of an element MNPVO, which is a plane-parallel plate with beveled side faces: input and output, made of optical material having a refractive index greater than that of the material from which the prism of the optical scanner is made, and transmitting radiation in the range corresponding to the absorption spectra of identifiable substances, and radiation on which the biometric scanner operates, while the radiation source is configured to be installed in front of the input beveled lateral face of the element MNPVO and emits radiation in the range corresponding to the absorption spectra of identified substances. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что спектроскопический анализатор выполнен в виде дифракционного полихроматора с многоканальным приемником ИК-излучения.2. The system according to claim 1, characterized in that the spectroscopic analyzer is made in the form of a diffraction polychromator with a multi-channel infrared receiver. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что спектроскопический анализатор выполнен в виде опто-акустического перестраиваемого фильтра с одноканальным приемником ИК-излучения.
Figure 00000001
3. The system according to claim 1, characterized in that the spectroscopic analyzer is made in the form of an opto-acoustic tunable filter with a single-channel infrared radiation receiver.
Figure 00000001
RU2006142559/22U 2006-11-30 2006-11-30 EXPLOSIVES DETECTION SYSTEM BY THE METHOD OF SPECTROSCOPY OF MULTIPLE DISTURBED COMPLETE INTERNAL REFLECTION (INRM) IN THE PROCESS OF BIOMETRIC IDENTIFICATION RU62458U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006142559/22U RU62458U1 (en) 2006-11-30 2006-11-30 EXPLOSIVES DETECTION SYSTEM BY THE METHOD OF SPECTROSCOPY OF MULTIPLE DISTURBED COMPLETE INTERNAL REFLECTION (INRM) IN THE PROCESS OF BIOMETRIC IDENTIFICATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006142559/22U RU62458U1 (en) 2006-11-30 2006-11-30 EXPLOSIVES DETECTION SYSTEM BY THE METHOD OF SPECTROSCOPY OF MULTIPLE DISTURBED COMPLETE INTERNAL REFLECTION (INRM) IN THE PROCESS OF BIOMETRIC IDENTIFICATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU62458U1 true RU62458U1 (en) 2007-04-10

Family

ID=38000729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006142559/22U RU62458U1 (en) 2006-11-30 2006-11-30 EXPLOSIVES DETECTION SYSTEM BY THE METHOD OF SPECTROSCOPY OF MULTIPLE DISTURBED COMPLETE INTERNAL REFLECTION (INRM) IN THE PROCESS OF BIOMETRIC IDENTIFICATION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU62458U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU200329U1 (en) * 2020-02-03 2020-10-16 Акционерное общество "ПРОТОН-ЭЛЕКТРОТЕКС", АО "ПРОТОН-ЭЛЕКТРОТЕКС" Device for quality control of surface cleaning of silicon wafers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU200329U1 (en) * 2020-02-03 2020-10-16 Акционерное общество "ПРОТОН-ЭЛЕКТРОТЕКС", АО "ПРОТОН-ЭЛЕКТРОТЕКС" Device for quality control of surface cleaning of silicon wafers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8502168B1 (en) Substance detection, inspection and classification system using enhanced photoemission spectroscopy
KR101694717B1 (en) Detection of chemicals with infrared light
US10794764B2 (en) Double-channel miniaturized Raman spectrometer
US7692775B2 (en) Time and space resolved standoff hyperspectral IED explosives LIDAR detection
KR102054297B1 (en) Dual spectrometer
CN103076310B (en) Spectrum detection system for material component analysis and detection method thereof
US6731804B1 (en) Thermal luminescence liquid monitoring system and method
US20090303471A1 (en) Chemical imaging explosives (CHIMED) optical sensor
US5818047A (en) Detector for explosive substances
US10101273B2 (en) Optical emission collection and detection device and method
US20050083521A1 (en) System and method for detection and identification of optical spectra
CN106442401B (en) A kind of detection device and detection method of combination Raman spectrum and near infrared spectrum
US7116415B2 (en) Method and apparatus for detecting chemical and biological weapon components using Raman spectrum
Misra et al. A two components approach for long range remote Raman and laser-induced breakdown (LIBS) spectroscopy using low laser pulse energy
CN109975210A (en) A kind of bare engine module of handheld Raman spectrometer
US7609379B2 (en) Detecting laser-induced fluorescence emissions
CN110793954A (en) Portable Raman blood identification system based on echelle grating
RU62458U1 (en) EXPLOSIVES DETECTION SYSTEM BY THE METHOD OF SPECTROSCOPY OF MULTIPLE DISTURBED COMPLETE INTERNAL REFLECTION (INRM) IN THE PROCESS OF BIOMETRIC IDENTIFICATION
RU2343430C2 (en) Explosives detection system based on spectroscopy method of multibroken total internal reflection (mbtir) within biometric identification procedure
RU69640U1 (en) DEVICE FOR DETECTING TRACE CONCENTRATIONS OF HAZARDOUS SUBSTANCES ON DOCUMENTS
Zachhuber et al. Depth profiling for the identification of unknown substances and concealed content at remote distances using time-resolved stand-off Raman spectroscopy
Savitski et al. Stand-off explosive sensing and imaging with scanning dual-comb IR spectrometer: extended spectral range and speckle management
US11619588B2 (en) Portable analyzer
RU2821710C1 (en) Use of hybrid substrates of silicon nanowires decorated with silver and/or gold nanoparticles for rapid detection of explosives
Grishkanich et al. Raman lidar for remote control explosives in the subway

Legal Events

Date Code Title Description
MG1K Anticipatory lapse of a utility model patent in case of granting an identical utility model

Ref document number: 2006142559/22

Country of ref document: RU

Effective date: 20090110