WO2024022794A1 - Device and method for detecting a substance - Google Patents

Device and method for detecting a substance Download PDF

Info

Publication number
WO2024022794A1
WO2024022794A1 PCT/EP2023/069034 EP2023069034W WO2024022794A1 WO 2024022794 A1 WO2024022794 A1 WO 2024022794A1 EP 2023069034 W EP2023069034 W EP 2023069034W WO 2024022794 A1 WO2024022794 A1 WO 2024022794A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substance
detected
arrangement
examined
suction
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/069034
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lisa Dreier
Christoph Kölbl
Original Assignee
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
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 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. filed Critical Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Publication of WO2024022794A1 publication Critical patent/WO2024022794A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/24Suction devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0057Warfare agents or explosives
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22Fuels; Explosives
    • G01N33/227Explosives, e.g. combustive properties thereof
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N2001/022Devices for withdrawing samples sampling for security purposes, e.g. contraband, warfare agents
    • G01N2001/024Devices for withdrawing samples sampling for security purposes, e.g. contraband, warfare agents passengers or luggage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N2001/028Sampling from a surface, swabbing, vaporising
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N2001/2285Details of probe structures

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting a substance and a method for detecting a substance.
  • HMEs home made explosives
  • a device which comprises a U-shaped cabin with an open end. Through the open end, a person walks past walls of the booth that include a metal detector. The person comes to a stop in front of a mesh screen facing a vertical end wall which includes a vertical array of funnels. When an air sample is taken, a fan outside the cabin draws a large volume of air around the person and horizontally through funnels in the front wall and through ducts into a collection container for subsequent analysis. Essentially all of the air around the person is sucked in. The suction takes place in a horizontal direction. Disclosure of the invention
  • the objects of the invention are to provide a device and a method which enable reliable detection of substances, in particular substances that sink towards the ground.
  • the invention is based on a device for detecting a substance, in particular an explosive.
  • a flow is directed towards a surface of a sample receiving arrangement, and a person to be examined for the substance to be detected and/or an object to be examined for the substance to be detected is arranged in front of the surface in the direction of flow.
  • the flow transports substances and in particular the substance to be detected towards the surface.
  • a suction arrangement acts on a rear side of the surface, the suction arrangement generating the flow and sucking the substances through the surface, the flow being directed in the direction of gravity and the surface being arranged parallel to a floor of the environment.
  • the person being examined for the substance to be detected stands or walks on the surface. Additionally or alternatively, the object to be examined for the substance to be detected can stand on the surface or be moved over the surface.
  • the surface can have openings through which the sucked-in substances can be sucked through the surface.
  • the flow generated can advantageously be particularly low in turbulence. In the following, low-turbulence means that the flow runs towards the surface with little turbulence.
  • a sample is understood to mean sucked-in air together with substances transported by the flow, in particular vapors and/or gases and/or particles, which are sucked in through the surface by the suction arrangement.
  • a sample can be taken by sucking in the air surrounding the person or object, including the substances.
  • samples can be taken near the ground using the device according to the invention, which can shorten the reaction times after a measurement, so that a significantly higher throughput of people and / or objects can be achieved.
  • a concentration of highly volatile substances which decrease in space, can increase in the sample.
  • the highly volatile sinking substances can advantageously be collected in larger quantities by taking samples near the ground and can therefore be detected more easily than with known devices in which the suction takes place, for example, in the horizontal direction.
  • the structure is designed primarily for rapid detection of low concentrations, whereby the critical amount of the substance to be detected can be reached by removing it near the ground. Compared to the mass or ion mobility spectrometer, the sensitivity of the device is somewhat lower and the response times are also shorter.
  • reaction time refers to the duration required for a measurement.
  • the suction arrangement can be designed in such a way that a flow arises around the person or object up to a predetermined height.
  • the suction arrangement can generate an adjustable suction strength or a constant suction strength.
  • the device can advantageously be used for the detection of any type of explosives or other illegal substances during security checks.
  • One area of application is the detection of the explosive triacetone triperoxide (TATP) or acetone peroxide (APEX) due to the relatively high vapor pressure and the fact that triacetone triperoxide or acetone peroxide sinks in space and can therefore be detected particularly well near the ground.
  • TATP explosive triacetone triperoxide
  • APEX acetone peroxide
  • the technology can also be used for other applications that have similar requirements and limitations.
  • other unmentioned explosives and/or illegal substances such as intoxicants, can be reliably detected by the device.
  • the collected samples can easily be assigned to the person standing or walking on the surface or to the object standing or moving on the surface. This allows the anomaly positions to be precisely located.
  • precise localization is understood to mean the reliable assignment of a detected substance to a person or an object.
  • the deployment of security personnel can be reduced because they can be deployed specifically in cases in which the device has detected at least one of the substances to be detected.
  • the staff can also check whether or not it is actually an explosive or intoxicant or other prohibited substances and substances.
  • a further advantage of the device according to the invention is that by eliminating side walls, the device can be arranged in an environment in a more space-saving and therefore more flexible and inconspicuous manner than known devices. This allows a flow of people to pass through the facility quickly. Furthermore, with this open variant, direct contact with the person or object or remaining in a fixed measuring position to take the sample can be avoided, which leads to an improved flow of people and/or objects. The improved flow of people and/or objects makes it possible to control many or almost all people and/or objects that pass through the area with the facility. This can reduce the likelihood that a substance to be detected will be overlooked.
  • the sample receiving arrangement forming the surface can be embedded in a floor or integrated into the floor so that the surface is aligned with the surrounding floor area.
  • the aligned arrangement allows people to pass through the surface quickly.
  • the surface may be arranged above the surrounding floor surface or below the surrounding floor surface, with a step being formed. The step can be used to control the flow of people so that, for example, only one person or only one object stands or walks or is moved on the surface.
  • the device for detecting a substance in particular an explosive
  • a substance in particular an explosive
  • the device for detecting a substance can be used, for example, at airports, in the area of football stadiums, in the fire department, in the Federal Office for Civil Protection and Disaster Assistance and/or in the police and/or in other endangered places or situations with a potential risk become.
  • the sample receiving arrangement which forms the surface, can be designed as a doormat lying on the floor and/or integrated into the floor.
  • a doormat is advantageously inconspicuous and can be used in a variety of ways and can be placed on the floor.
  • the doormat includes both the surface through which the sample can be sucked in and the back on which the suction arrangement works. Integration of the sample receiving arrangement into the soil can also advantageously be unobtrusive and can be used in a variety of ways. Since triacetone triperoxide or acetone peroxide is heavier than air, it sinks in the room.
  • the concentration to be expected is highest under the person to be examined for the substance to be detected and/or under the object to be examined for the substance to be detected, or near the ground.
  • a fan arrangement can be arranged opposite the surface, which increases the flow strength of the flow directed towards the surface.
  • the blower arrangement can also remove substances from the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected, which are further away from the floor surface.
  • the fan can be arranged, for example, on a ceiling, in particular above the surface. Holding arrangements are also conceivable which position the fan above the surface and fix it in the predetermined position.
  • the distance between the surface and the fan can be at least the height of an above-average man, so that as many people as possible can pass through the surface unhindered.
  • the sample receiving arrangement can have a substructure below the surface.
  • the substructure can form at least one measuring chamber, which includes at least one opening arranged on the surface.
  • the suction arrangement can suck in the substances through the at least one opening in the released state.
  • each measuring chamber has at least one opening in the surface.
  • the samples can be collected in the measuring chambers. It is also possible to examine the samples in the measuring chambers. It is possible to take several samples through several measuring chambers and through the corresponding openings in the released state. These samples can be examined individually. This means that several measuring chambers or several measuring cells can be operated in parallel and independently of one another. Alternatively, the samples from different measuring chambers or different measuring cells can be mixed together and examined together.
  • predetermined measuring chambers can be closed by closing the corresponding openings, so that the samples can only be taken from certain areas of the surface.
  • concentration of substances to be detected in the sample or samples taken can increase, since samples are only taken in those areas in which, for example, due to the position of the person to be examined for the substance to be detected and / or the person to be detected Substance to be examined there is an increased probability of detecting the substance.
  • openings in the surface can be closed and therefore have a non-released state, which are furthest away from the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected. This makes it more difficult to suck in air without contact with the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected, and thereby dilute the sample.
  • closable openings make it possible to dispense with placing the people to be examined for the substance to be detected and/or the objects to be examined for the substance to be detected in a specific measuring position on the surface, which means faster sampling can take place.
  • the substructure can only form a measuring chamber with several openings. The openings can be closable and unlockable. In the following, releasing the opening or the released state of the opening means that at least part of the cross section of the opening is not covered and the air flow can pass through this area of the cross section of the opening.
  • Closing the opening or the non-released state of the opening and the closed opening are understood below to mean that the cross section of the opening is completely covered and no air flow flows through the cross section of the opening.
  • the at least one measuring chamber can have at least one corresponding opening mechanism, which moves at least one flap closing the at least one opening between a position releasing the at least one opening and a position closing the at least one opening.
  • an opening in the surface can be at least partially opened by the corresponding flap in the releasing position. If the flap is in the closing position, the corresponding opening can be completely closed. Air and transported substances can enter the measuring chamber through the at least one partially opened opening.
  • the openings can be opened or closed by a common flap.
  • each opening can be assigned its own flap, which closes or opens the corresponding opening.
  • a knife chamber can have one or more openings.
  • a measuring chamber can have several openings with different states.
  • several measuring chambers, each with a single opening can have openings in different states.
  • only the measuring chambers which are in contact with the person to be examined for the substance to be detected and/or in contact with the object to be examined for the substance to be detected can have at least one flap in the position releasing the opening exhibit.
  • the measuring chambers are limited at the top by an area of the surface, therefore the measurement chambers which are in contact with the person and/or the object are understood to mean that the corresponding area of the surface is at least partially in contact with the person and/or the Object stands. Because only predetermined openings have a released state, a gas space around the person to be examined or around the object to be examined can be at least partially sucked out. As a result, an area for sampling can be adjusted to a position of the person to be examined or the object to be examined or to a position of the gas space surrounding the person to be examined or the object to be examined.
  • the at least one opening mechanism can have at least one spring arrangement.
  • a weight force of the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected can move a flap closing the corresponding opening against the spring force into a position that releases the opening.
  • the spring arrangement the corresponding flap can be moved into a position closing the opening by the spring force as soon as the weight force is no longer effective.
  • the suction arrangement can have at least one vacuum-generating element and at least one suction element coupled to the vacuum-generating element with at least one suction opening, the at least one vacuum-generating element generating a suction pressure in the at least one measuring chamber via the at least one suction element.
  • the suction pressure creates a suction through the at least one opening of the measuring chamber and thereby the flow towards the surface.
  • each measuring chamber can be coupled to at least one suction element.
  • Several suction elements can be assigned to a measuring chamber.
  • the suction opening of the respective suction element can protrude through walls into the measuring chamber.
  • a suction element can be installed in the measuring chamber.
  • the suction element can have several suction openings.
  • a suction element with several suction openings can be installed in several measuring chambers.
  • the sample can be picked up via the at least one suction opening of the suction element and transported to an evaluation unit outside the measuring chamber.
  • the suction element can be designed, for example, as a flexible or rigid hose and/or as a flexible or rigid line.
  • the suction arrangement can have at least one controllable valve arrangement with at least one valve, which closes or releases at least one suction element.
  • the suction pressure transmitted through the suction element into the measuring chamber can be stopped.
  • the controllable valves measuring chambers that take samples can be actively selected by opening the corresponding valves. This allows an area of the sample receiving arrangement to be selected for sampling. This allows sampling to be further optimized and the expected concentration of substances to be detected to increase.
  • the opening mechanism and the valve arrangement can be coordinated to further optimize sampling.
  • At least one sensor arrangement can determine the position of the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected on the surface. Depending on the position determined, openings on the surface can be released or fired using the corresponding opening mechanism. Alternatively or additionally, valves of the valve arrangement can be opened or closed depending on the determined position. As a result, air can only be sucked into predetermined partial areas of the sample receiving arrangement that depend on the position of the person to be examined or the position of the object to be examined.
  • the sensor arrangement can include a camera and/or a lidar system and/or pressure sensors.
  • the surface can have a positioning arrangement.
  • the positioning arrangement can, for example, have a stop element which protrudes from the surface.
  • a person or object to be examined comes to a stop in a predetermined position.
  • the stop element can be designed such that the feet of the person to be examined protrude at least partially into the stop element.
  • the stop element can have a roof with openings through which air can be sucked in. This allows the number of sucked-in volatile substances, in particular particles, vapors, gases or mixtures thereof, which rise upwards to be increased and detection of such substances can be made easier.
  • the sample receiving arrangement can be coupled to at least one measuring arrangement.
  • the measuring arrangement can comprise a gas phase infrared spectroscopy unit, and/or a mass spectrometer and/or another suitable spectroscopic measuring arrangement.
  • the invention is based on a method for detecting a substance, in particular an explosive, wherein a flow is directed towards a surface of a sample receiving arrangement and a person to be examined for the substance to be detected and/or a substance to be detected The object to be examined is arranged in front of the surface in the direction of flow.
  • the flow is directed in the direction of gravity and the surface is arranged parallel to a floor of the environment, the flow transporting substances and in particular the substance to be detected towards the surface, the flow being generated by a suction arrangement and the substances are sucked through the surface by the suction arrangement.
  • the method according to the invention can be used to take samples near the ground, which can shorten reaction times after a measurement, so that a significantly higher throughput of people and/or objects can be achieved.
  • the concentration of highly volatile substances, which sink in space can increase in the sample.
  • the highly volatile sinking substances can advantageously be collected in larger quantities by taking samples near the ground and can therefore be detected more easily than with known methods.
  • the method is particularly useful for rapid detection, especially of low concentrations, whereby the critical amount of the substance to be detected can be achieved by removing it near the ground.
  • the method can advantageously be used for the detection of any type of explosives or other illegal substances during security checks.
  • One area of application is the detection of the explosive triacetone triperoxide (TATP) or acetone peroxide (APEX) due to the relatively high vapor pressure and the fact that triacetone triperoxide or acetone peroxide sinks in space and can therefore be detected particularly well near the ground.
  • TATP explosive triacetone triperoxide
  • APEX acetone peroxide
  • the method can also be used for other applications where similar requirements and restrictions exist. For example, other unmentioned explosives and/or illegal substances, such as intoxicants, can be reliably detected by the device.
  • the collected samples can easily be assigned to the person standing or walking on the surface or to the object standing or moving on the surface. This allows the anomaly positions to be precisely located.
  • precise localization is understood to mean the reliable assignment of at least one of the substances to be detected to a person or an object.
  • the deployment of security personnel can be reduced because they can be deployed specifically in cases in which the device has detected at least one of the substances to be detected.
  • the staff can also check whether or not it is actually an explosive or intoxicant or other prohibited substances.
  • the flow generated can advantageously be particularly low in turbulence.
  • low-turbulence means that the flow runs towards the surface with little turbulence.
  • measuring chambers of the sample receiving arrangement can be released or blocked for sampling depending on the position of the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected on the surface.
  • only the measuring chambers surrounding the shoe position can be released for sampling and the other measuring chambers can be blocked for sampling.
  • corresponding openings in the surface can be opened or closed for this purpose.
  • suction elements in the measuring chambers can be released or closed by valves.
  • air can be sucked in continuously via the released measuring chambers until the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected leaves a predetermined measuring range.
  • the measurement time can range from a few seconds to several minutes.
  • the air sucked in can be continuously examined for the substance to be detected using a measuring method.
  • a signal arrangement can emit a light signal and/or an acoustic signal when the substance to be detected is measured in the measuring process.
  • a continuous measurement process can reduce the likelihood that the substance to be detected will be overlooked.
  • the signal arrangement allows simplified feedback to be given to the staff.
  • the signal arrangement can, for example, be designed as a red/green traffic light or as a screen which outputs detailed information, for example measurement spectra.
  • the signal arrangement can include a loudspeaker which emits a warning noise when the substance to be detected has been detected.
  • the device can be cleaned by flushing, for example with nitrogen, and then put back into operation.
  • the device according to the invention and the method according to the invention are favorable for the detection of any type of explosives during security checks.
  • a particularly favorable area of application is the detection of the explosive triacetone triperoxide or acetone peroxide due to the relatively high vapor pressure and the fact that triacetone triperoxide or acetone peroxide sinks in space and can therefore be detected particularly well near the ground.
  • the device and the method can also be used for other applications where similar requirements and restrictions exist.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of the device according to the invention for detecting a substance in the active state
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of the device according to the invention for detecting a substance in the active state
  • FIG. 3 shows an enlarged view of an exemplary embodiment of an opening mechanism of a sampling arrangement
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of the device according to the invention for detecting a substance in the deactivated state
  • FIG. 5 shows an enlarged view of a suction arrangement and a valve arrangement of the exemplary embodiment of the device according to the invention according to FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of the device according to the invention for detecting a substance in a deactivated state
  • Fig. 7 is a flowchart of the method according to the invention for detecting a substance.
  • Figures 1, 2, 4 and 6 represent exemplary embodiments of the device 1 according to the invention for detecting a substance, in particular for detecting an explosive.
  • Figures 1 and 2 show the device in an activated state
  • Figures 4 and 6 show the device in a deactivated state.
  • a flow 30 is directed towards a surface 12 of a sample receiving arrangement 10.
  • a laminar, low-turbulence flow field 30 can be constructed in the exemplary embodiment shown. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, only suction is carried out, whereby the laminar, low-turbulence flow field 30 collapses from a certain distance to the surface 12 and can therefore be turbulent from this distance onwards and directed suction/suction in this area is made more difficult.
  • a person 2 to be examined for the substance to be detected and/or an object to be examined for the substance to be detected is arranged in front of the surface 12 in the flow direction 300.
  • the flow 30 transports substances and in particular the substance to be detected towards the surface 12.
  • the substance can have particles and/or vapors and/or gases.
  • a suction arrangement 20 acts on a back side 14 of the surface 12, the suction arrangement 20 generating the flow 30 and sucking the substances through the surface 12.
  • the flow 30 is directed in the direction 200 of gravity and the surface 12 is arranged parallel to a floor 4 ( Figures 4 and 6) of the environment.
  • the flow 30 can be generated continuously by the suction arrangement 20.
  • the objects and/or people 2 can enter the surface 12 or be placed on the surface 12 one after the other or at a predetermined distance from one another. If the device 1 is no longer needed, the device 1 and thereby, among other things, the suction arrangement 20 can be deactivated.
  • substances collected in the sample receiving arrangement 10 can be directed to a measuring arrangement 40 arranged outside the sample receiving arrangement 10.
  • the measuring arrangement 40 can also be arranged in the area of the back 14 of the sample receiving arrangement 10.
  • the suction takes place exclusively via the surface 12 of the sample receiving arrangement 10.
  • there is neither direct contact with the person 2 or the object It is still necessary for the person 2 or the object to remain in a fixed measuring position, which leads to an improved flow of people or objects.
  • An open design is understood below to mean that a person 2 can enter the sample receiving arrangement 10 coming from one direction and can leave the sample receiving arrangement 10 in another direction.
  • the device 1 has at least two open sides. In the exemplary embodiments shown, the sample receiving arrangement 10 is accessible from all sides.
  • the explosive triacetone triperoxide or acetone peroxide is heavier than air, it sinks in the room.
  • the expected concentration is therefore highest under person 2 or the object, or near the ground 4.
  • the analysis of the air space can be carried out where the highest concentration of triacetone triperoxide or acetone peroxide is expected.
  • the flow 30 directed in the direction of gravity supports the transport of these substances towards the surface 12.
  • the second exemplary embodiment of the device 1 shown in FIG. 2 differs from the exemplary embodiment of the device 1 shown in FIG directed flow 30 reinforced.
  • the height at which the blower arrangement 50 is arranged corresponds at least to the height of an adult person.
  • the flow 30 is generated at a greater distance from the surface 12 by the blower arrangement 50.
  • substances in the head area of the person 2 can also be dissolved by the flow 30 and transported towards the surface 12.
  • the sample receiving arrangement 10 forming the surface 12 is designed in the exemplary embodiments shown as a doormat lying on the floor 4.
  • the sample receiving arrangement 10 can be integrated into the floor 4.
  • the sample receiving arrangement 10 has a substructure 15 below the surface 12, which forms at least one measuring chamber 16, which includes at least one opening 18 arranged on the surface 12.
  • the suction assembly 20 sucks the substances through the at least one opening 18 in a released state.
  • the measuring chambers 16 cannot be seen in Figures 1 and 2.
  • the substructure 15 of the exemplary embodiment of the device 1 shown in each case comprises a measuring chamber 16.
  • the substructure 15 can also have a plurality of measuring chambers 16 separated from one another by walls.
  • the measuring chambers 16 are limited at the top by the back 14 of the surface 12.
  • the openings 18 connect an air space above the surface 12 with an air space in the respective measuring chambers 16.
  • Figure 3 shows an enlarged view of an exemplary embodiment of an opening mechanism 17 of a sampling arrangement 10.
  • the measuring chamber 16 shown comprises three openings 18.
  • the measuring chamber 16 has at least one corresponding opening mechanism 17, which has at least one flap 13 between a position that releases the at least one opening 18 and a position that closes the at least one opening 18 Position moved.
  • each of the three openings 18 can be closed or opened by its own flap 13.
  • a flap 13 can also open or close several openings 18 at the same time.
  • a further exemplary embodiment, not shown, of the sample receiving arrangement 10 can have more than one measuring chamber 16.
  • the measuring chambers 16 or the measuring chamber 16 can have more or fewer than three openings 18.
  • only the measuring chambers 16 have at least one flap 13 in the position releasing the opening 18, which is in contact with the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or in contact with the object to be examined for the substance to be detected stand.
  • This can be implemented by a sensor unit or, as shown in FIG. 3, by a corresponding design of the opening mechanism 17.
  • the area of the surface 12 at which air is sucked in and thereby the air space above the surface 12 which is sucked in can be further optimized, whereby the expected concentration of detecting substance can be increased.
  • the opening mechanisms 17 shown each have at least one spring arrangement 19, with a weight force of the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected closing the opening 18 Flap 13 is transferred against the spring force into an opening 18 releasing position.
  • the person 2 or the object moves a piston, which is coupled to the flap 13, downwards against the spring force. If the person 2 or the object leaves the area of the piston, the spring force moves the piston and the flap 13 back up. Other directions of movement are also conceivable.
  • at least one sensor arrangement can determine the position of the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected on the surface 12.
  • an actuator of the opening mechanism 17 can be activated depending on the sensor signals in order to move flaps 13 into the releasing position in the area of the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected.
  • the actuator can move flaps 13, which are further away from the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected, into the closed position.
  • the suction arrangement 20 has at least one vacuum-generating element 22 and at least one suction element 24 that is fluidically coupled to the vacuum-generating element 22 and has at least one suction opening 28.
  • the at least one suction element 24 is fluidly coupled to at least one of the measuring chamber 16 (FIGS. 4 and 6).
  • the at least one vacuum-generating element 22 generates a suction pressure in the corresponding at least one measuring chamber 16 via the at least one suction element 24.
  • suction elements 24 designed as pipes or hoses, which are directly or indirectly connected to a collecting hose which is coupled to the vacuum-generating element 22. Other connections and couplings and designs of the suction elements 24 are also conceivable.
  • predetermined suction elements 24 run in the longitudinal direction through a measuring chamber 16.
  • a measuring chamber 16 has a plurality of suction elements 14.
  • the suction elements 14 running in the measuring chamber 16 have a plurality of suction openings 28 in the longitudinal direction.
  • the suction of air through the surface 12 via the openings 18 or the opening 18 of the respective measuring chamber 16 can take place by closing the opening 18 or the openings 18 or by interrupting the fluid flow between the respective suction opening 28 and the vacuum-generating element 22.
  • the suction elements 24 can be laid in walls which delimit the measuring chambers 16, the suction opening 28 being coupled to the measuring chamber 16 via an opening in the corresponding wall.
  • the suction arrangement 20 in the exemplary embodiment shown has at least one controllable valve arrangement 21 with at least one valve 26, which closes or releases at least one suction element 24.
  • the valve 26 can be designed as a solenoid valve.
  • By opening predetermined valves 26, a suction pressure is generated at the corresponding suction openings 28 coupled to the vacuum-generating element 22, so that air is sucked in through the openings 18 in the area of these suction openings 28 and thereby the flow 30 is formed.
  • a sensor arrangement determines the position of the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected on the surface 12. Depending on the position of the person 2 or the object, the corresponding valves 26 are opened. The air is thus sucked into the measuring chambers 16 below the person 2 or the object.
  • the sensor arrangement can have pressure sensors and/or a camera and/or a lidar system.
  • the information about the position of the person 2 or the object and thereby the measuring position is used to switch valves 26 installed under the doormat or in the substructure 15 of the sample receiving arrangement 10 and thus only suck in air over a partial area of the surface 12.
  • the vacuum-generating element 22 is designed as a pump, which also transports the sucked-in substances to the measuring arrangement 40. Since samples in the exemplary embodiments shown are only taken above areas of the surface 12 which are in contact with the person 2 or the object, dilution of the sample determined is made more difficult and the concentration of substances to be detected is increased.
  • the measuring arrangement 40 can include a wide variety of analysis devices, such as a gas phase infrared spectroscopy unit, or a mass spectrometer or another suitable spectroscopic measuring arrangement.
  • analysis devices such as a gas phase infrared spectroscopy unit, or a mass spectrometer or another suitable spectroscopic measuring arrangement.
  • the exemplary embodiment of the device 1 shown in Figure 4 comprises a measuring chamber 16 with a plurality of suction elements 24 running parallel to one another.
  • the openings 18 in the surface 12 can be permanently opened or released and closed via an opening mechanism, not shown.
  • valves 26 of the valve arrangement 21 can be opened or closed depending on the position of the person 2 or the object.
  • the exemplary embodiment of the device 1 shown in FIG. 6 differs from the other exemplary embodiments in that the surface 12 has a positioning arrangement 11.
  • the positioning arrangement 11 is designed as a stop element in the manner of a cap, which causes people 2 to always stand at a certain point on the surface 12. This is done specifically at this point with the help of the suction elements 24 on the underside 14 of the surface 12 or with the help of the suction elements 24, which are arranged on a bottom of the measuring chamber 16, or with the help of the suction elements 24, which are fluidly coupled to the corresponding measuring chamber 16 are, air is sucked in above the surface 12. Additionally or alternatively, air can also be sucked in through openings in the cap, causing volatile substances, such as particles, vapors, gases, to rise upwards.
  • the air space is further restricted, as a result of which the expected concentration is higher and detection can be carried out more easily.
  • the device 1 can have heating elements in the at least one measuring chamber 16 and/or on the surface 12 and/or on the back 14.
  • the heating elements are used on the one hand to adjust the temperature-dependent vapor pressure of the molecules to be detected, and on the other hand to avoid condensation of the molecules on the surface 12 before they are detected.
  • the device 1 can have an evaluation and control unit for evaluating the sensor signals, for controlling the valves 26 and/or the opening mechanism 17. Additionally or alternatively, the evaluation and control unit can control the vacuum-generating element 22. Additionally or alternatively, the evaluation and control unit can control an output unit which issues a warning signal when the substance to be detected is detected.
  • FIG. 7 shows a flowchart of a method for detecting a substance, in particular an explosive, wherein in method step S200 a person 2 to be examined for the substance to be detected and/or an object to be examined for the substance to be detected is arranged in front of the surface 12 in the flow direction 300 becomes.
  • a flow 30 is directed toward a surface 12 of a sample receiving arrangement 10. This flow 30 can be generated continuously. Alternatively, the flow 30 is generated as soon as a person 2 enters the surface 12, the generation of the flow can be stopped as soon as the person 2 leaves the surface 12.
  • the flow 30 is directed in the direction 200 of gravity, and the surface 12 is arranged parallel to a floor 4 of the environment, the flow 30 transporting substances and in particular the substance to be detected towards the surface 12, the flow 30 being carried out by a suction arrangement 20 is generated and the substances are sucked through the surface 12 by the suction arrangement 20 in method step S212.
  • the sampling begins when the person 2 enters the surface 12 or the object is placed there.
  • the sucked in air is continuously examined for the substance to be detected using a measuring method.
  • the sucked in air is analyzed by a measuring arrangement 40.
  • method step S230 it is determined whether the person 2 or the object is still on the surface 12. Air is continuously sucked in through the released measuring chambers until the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected leaves a predetermined measuring range.
  • method step S240 the measurement result is determined.
  • a signal arrangement emits a light signal and/or an acoustic signal when the substance to be detected is measured in the measuring process. If the query in method step S250 denies detection of the substance to be detected in the previous step S240, the check is ended in method step S260.
  • method step S250 If the query in method step S250 confirms that the substance to be detected was detected in the previous step S240, a manual check of the person 2 or the object is carried out in method step S270.
  • method step S290 the device 1 or at least the sample receiving arrangement 10 can be cleaned regardless of the result of the manual check.
  • the cleaning can take place when the substance to be detected has been found in method step S280.
  • a method step S300 regular maintenance of the device 1 is provided.
  • measuring chambers 16 of the sample receiving arrangement 10 are released or closed for sampling depending on the position of the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or of the substance to be detected on the surface 12.
  • sensor signals from a sensor arrangement can be evaluated.
  • the electronics used to carry out the method are expediently designed in such a way that they have the following functionalities:

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

The invention relates to a device (1) for detecting a substance, in particular an explosive substance. A flow (30) is directed in the direction of a surface (12) of a sample receiving assembly (10), and a person (2) to examine the substance to be detected and/or an object to examine the substance to be detected is arranged in front of the surface (12) in the flow direction (300), wherein the flow (30) transports substances, in particular the substance to be detected, in the direction of the surface (12). A suction assembly (20) acts on the rear face (14) of the surface (12), and the suction assembly (20) generates the flow (30) and suctions the substances through the surface (12). The flow (30) is directed in the direction (200) of the force of gravity, and the surface (12) is parallel to the ground (4) of the surrounding area. The invention additionally relates to a method for detecting a substance using such a device (1).

Description

Beschreibung Description
Titel title
Einrichtung und Verfahren zur Detektion eines Stoffes Device and method for detecting a substance
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Detektion eines Stoffes und ein Verfahren zur Detektion eines Stoffes. The invention relates to a device for detecting a substance and a method for detecting a substance.
Stand der Technik State of the art
Die Detektion von beispielsweise Explosivstoffen bei Zugangskontrollen von kritischen Infrastrukturen, wie beispielsweise am Flughafen, ist von großer Bedeutung, um Anschläge mit sogenannten „home made explosives“ (HMEs) zu verhindern. Für die Identifikation von Personen oder Gegenständen, die Kontakt mit Explosivstoffen hatten und/oder Personen, die Explosivstoffe hergestellt haben, ist es wichtig, dass die Detektion kleinster Mengen schnell und zuverlässig erfolgt. Typischerweise werden an Zugangsportalen unterschiedliche Methoden eingesetzt. Bekannte kontaktlose Methoden sind hierbei die Massenspektrometrie, lonenmobilitätsspektrometrie, Röntgen-Systeme, Mikrowellen-Portale, und Spürhunde. The detection of explosives, for example, during access controls to critical infrastructures, such as at the airport, is of great importance in order to prevent attacks with so-called “home made explosives” (HMEs). In order to identify people or objects who have had contact with explosives and/or people who have manufactured explosives, it is important that the smallest quantities are detected quickly and reliably. Different methods are typically used at access portals. Well-known contactless methods include mass spectrometry, ion mobility spectrometry, X-ray systems, microwave portals, and sniffer dogs.
Aus der US 4896547 A ist eine Vorrichtung bekannt, welche eine U-förmige Kabine mit einem offenen Ende umfasst. Durch das offene Ende geht eine Person an Wänden der Kabine vorbei, die einen Metalldetektor umfassen. Die Person kommt vor einem Maschensieb zum Stehen, welches einer vertikalen Endwand zugewandt ist, welche eine vertikale Anordnung von Trichtern umfasst. Bei einer Entnahme einer Luftprobe saugt ein Gebläse außerhalb der Kabine ein großes Volumen an Luft um die Person herum und horizontal durch die Trichter in der Stirnwand und durch Kanäle in einen Sammelbehälter zur anschließenden Analyse an. Im Wesentlichen wird die gesamte Luft um die Person angesaugt. Die Ansaugung erfolgt hierbei in horizontaler Richtung. Offenbarung der Erfindung From US 4896547 A a device is known which comprises a U-shaped cabin with an open end. Through the open end, a person walks past walls of the booth that include a metal detector. The person comes to a stop in front of a mesh screen facing a vertical end wall which includes a vertical array of funnels. When an air sample is taken, a fan outside the cabin draws a large volume of air around the person and horizontally through funnels in the front wall and through ducts into a collection container for subsequent analysis. Essentially all of the air around the person is sucked in. The suction takes place in a horizontal direction. Disclosure of the invention
Die Aufgaben der Erfindung sind es, eine Einrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welche eine zuverlässige Detektion von Stoffen, insbesondere von Stoffen, welche in Richtung Boden absinken, ermöglichen. The objects of the invention are to provide a device and a method which enable reliable detection of substances, in particular substances that sink towards the ground.
Die Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. The tasks are solved by the features of the independent claims. Favorable refinements and advantages of the invention result from the further claims, the description and the drawing.
Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und durch Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. The features listed individually in the patent claims can be combined with one another in a technologically sensible manner and can be supplemented by explanatory facts from the description and by details from the figures, with further embodiment variants of the invention being shown.
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Detektion eines Stoffes, insbesondere eines Sprengstoffes. Eine Strömung ist in Richtung einer Oberfläche einer Probenaufnahmeanordnung gerichtet, und eine auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person und/oder ein auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchender Gegenstand ist in Strömungsrichtung vor der Oberfläche angeordnet. Die Strömung transportiert Stoffe und insbesondere den zu detektierenden Stoff in Richtung der Oberfläche. The invention is based on a device for detecting a substance, in particular an explosive. A flow is directed towards a surface of a sample receiving arrangement, and a person to be examined for the substance to be detected and/or an object to be examined for the substance to be detected is arranged in front of the surface in the direction of flow. The flow transports substances and in particular the substance to be detected towards the surface.
Es wird vorgeschlagen, dass eine Ansauganordnung an einer Rückseite der Oberfläche wirkt, wobei die Ansauganordnung die Strömung erzeugt und die Stoffe durch die Oberfläche ansaugt, wobei die Strömung in Richtung der Schwerkraft gerichtet ist und die Oberfläche parallel zu einem Boden der Umgebung angeordnet ist. It is proposed that a suction arrangement acts on a rear side of the surface, the suction arrangement generating the flow and sucking the substances through the surface, the flow being directed in the direction of gravity and the surface being arranged parallel to a floor of the environment.
Hierbei steht oder geht die auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person auf der Oberfläche. Zusätzlich oder alternativ kann der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Gegenstand auf der Oberfläche stehen oder über die Oberfläche bewegt werden. Die Oberfläche kann Öffnungen aufweisen, durch welche die angesaugten Stoffe durch die Oberfläche ansaugt werden können. Die erzeugte Strömung kann vorteilhaft insbesondere verwirbelungsarm sein. Unter verwirbelungsarm wird im Folgenden verstanden, dass die Strömung mit geringen Turbulenzen in Richtung Oberfläche verläuft. The person being examined for the substance to be detected stands or walks on the surface. Additionally or alternatively, the object to be examined for the substance to be detected can stand on the surface or be moved over the surface. The surface can have openings through which the sucked-in substances can be sucked through the surface. The flow generated can advantageously be particularly low in turbulence. In the following, low-turbulence means that the flow runs towards the surface with little turbulence.
Unter einer Probe wird im Folgenden angesaugte Luft zusammen mit durch die Strömung transportierte Stoffe verstanden, insbesondere Dämpfe und/oder Gase und/oder Partikel, welche durch die Oberfläche von der Ansauganordnung angesaugt werden. Eine Probenentnahme kann dadurch durch das Ansaugen der die Person oder den Gegenstand umgebenden Luft mitsamt der Stoffe erfolgen. In the following, a sample is understood to mean sucked-in air together with substances transported by the flow, in particular vapors and/or gases and/or particles, which are sucked in through the surface by the suction arrangement. A sample can be taken by sucking in the air surrounding the person or object, including the substances.
In vorteilhafte Weise können durch die erfindungsgemäße Einrichtung Proben in Bodennähe entnommen werden, wodurch sich die Reaktionszeiten nach einer Messung verkürzen können, sodass ein deutlich höherer Durchsatz an Personen und/oder Gegenständen erzielt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann eine Konzentration von stark flüchtigen Stoffen, welche im Raum absinken, in der Probe erhöhen werden. Dadurch können die stark flüchtigen absinkenden Stoffe durch die Probenentnahme in Bodennähe in vorteilhafte Weise in größeren Mengen gesammelt und dadurch leichter detektiert werden, als bei bekannten Einrichtungen, bei welchen die Ansaugung beispielsweise in horizontaler Richtung erfolgt. Der Aufbau ist hierbei vor allem für eine schnelle Detektion niedriger Konzentrationen ausgelegt, wobei die kritische Menge des zu detektierenden Stoffs durch das Entnehmen in Bodennähe erreicht werden kann. Im Vergleich zum Massen- oder lonenmobilitätsspektrometer ist eine Empfindlichkeit der Einrichtung etwas geringer, die Reaktionszeiten sind ebenfalls geringer. Unter Reaktionszeit wird hierbei die Dauer verstanden, welche für eine Messung benötigt wird. Advantageously, samples can be taken near the ground using the device according to the invention, which can shorten the reaction times after a measurement, so that a significantly higher throughput of people and / or objects can be achieved. Additionally or alternatively, a concentration of highly volatile substances, which decrease in space, can increase in the sample. As a result, the highly volatile sinking substances can advantageously be collected in larger quantities by taking samples near the ground and can therefore be detected more easily than with known devices in which the suction takes place, for example, in the horizontal direction. The structure is designed primarily for rapid detection of low concentrations, whereby the critical amount of the substance to be detected can be reached by removing it near the ground. Compared to the mass or ion mobility spectrometer, the sensitivity of the device is somewhat lower and the response times are also shorter. The term “reaction time” refers to the duration required for a measurement.
Die Ansauganordnung kann hierbei so ausgelegt sein, dass eine Strömung bis zu einer vorgegebenen Höhe um die Person oder um den Gegenstand entsteht. Hierbei kann die Ansauganordnung eine einstellbare Ansaugstärke oder eine gleichbleibende Ansaugstärke erzeugen. In vorteilhafter Weise kann die Einrichtung für die Detektion jeder Art von Explosivstoffen oder anderen illegalen Stoffen bei Sicherheitskontrollen eingesetzt werden. Ein Anwendungsgebiet ist die Detektion des Explosivstoffes Triacetontriperoxid (TATP) bzw. Acetonperoxid (APEX) aufgrund des relativ hohen Dampfdrucks und der Tatsache, dass Triacetontri peroxid bzw. Acetonperoxid im Raum absinkt und daher in Bodennähe besonders gut detektiert werden kann. The suction arrangement can be designed in such a way that a flow arises around the person or object up to a predetermined height. The suction arrangement can generate an adjustable suction strength or a constant suction strength. The device can advantageously be used for the detection of any type of explosives or other illegal substances during security checks. One area of application is the detection of the explosive triacetone triperoxide (TATP) or acetone peroxide (APEX) due to the relatively high vapor pressure and the fact that triacetone triperoxide or acetone peroxide sinks in space and can therefore be detected particularly well near the ground.
Selbstverständlich kann die Technik auch für andere Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ähnliche Anforderungen und Einschränkungen bestehen. Beispielsweise können weitere nicht genannte Sprengstoffe und/oder illegale Stoffe, wie beispielsweise Rauschmittel, durch die Einrichtung zuverlässig detektiert werden. Of course, the technology can also be used for other applications that have similar requirements and limitations. For example, other unmentioned explosives and/or illegal substances, such as intoxicants, can be reliably detected by the device.
Des Weiteren können die gesammelten Proben einfach der auf der Oberfläche stehenden oder gehenden Person bzw. dem auf der Oberfläche stehenden oder sich bewegenden Gegenstand zugeordnet werden. Dadurch können die Anomaliepositionen genau lokalisiert werden. Unter einer genauen Lokalisierung wird im Folgenden die zuverlässige Zuordnung eines detektierten Stoffs zu einer Person oder einem Gegenstand verstanden. Furthermore, the collected samples can easily be assigned to the person standing or walking on the surface or to the object standing or moving on the surface. This allows the anomaly positions to be precisely located. In the following, precise localization is understood to mean the reliable assignment of a detected substance to a person or an object.
Hierbei kann ein Sicherheitspersonaleinsatz reduziert werden, da dieses gezielt in Fällen eingesetzt werden kann, in welchen die Einrichtung wenigstens einen der zu detektierenden Stoffe detektiert hat. Hierbei kann das Personal zusätzlich überprüfen, ob es sich tatsächlich beispielsweise um einen Explosivstoff oder Rauschmittel oder andere verbotene Stoffe und Substanzen handelt oder nicht. In this case, the deployment of security personnel can be reduced because they can be deployed specifically in cases in which the device has detected at least one of the substances to be detected. Here, the staff can also check whether or not it is actually an explosive or intoxicant or other prohibited substances and substances.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist, dass durch den Verzicht von Seitenwänden die Einrichtung platzsparender und dadurch flexibler und unauffälliger in einer Umgebung angeordnet werden kann als bekannte Einrichtungen. Hierbei kann ein Personenstrom zügig die Einrichtung passieren. Des Weiteren kann bei dieser offenen Variante ein direkter Kontakt zu der Person oder dem Gegenstand oder ein Verharren in einer festen Messposition zur Entnahme der Probe vermieden werden, was zu einem verbesserten Personenstrom und/oder Gegenstandstrom führt. Durch den verbesserten Personenstrom und/oder Gegenstandstrom kann eine Kontrolle vieler bzw. nahezu aller Personen und/oder Gegenstände umsetzbar sein, welche den Bereich mit der Einrichtung passieren. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit, dass ein zu detektierender Stoff übersehen wird, reduziert werden. A further advantage of the device according to the invention is that by eliminating side walls, the device can be arranged in an environment in a more space-saving and therefore more flexible and inconspicuous manner than known devices. This allows a flow of people to pass through the facility quickly. Furthermore, with this open variant, direct contact with the person or object or remaining in a fixed measuring position to take the sample can be avoided, which leads to an improved flow of people and/or objects. The improved flow of people and/or objects makes it possible to control many or almost all people and/or objects that pass through the area with the facility. This can reduce the likelihood that a substance to be detected will be overlooked.
Des Weiteren kann der Schmuggel von illegalen Substanzen und/oder Stoffen oder der Weitertransport von Sprengstoffen erschwert werden. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit eines Sprengstoffanschlags in vorteilhafter Weise reduziert werden. Furthermore, the smuggling of illegal substances and/or materials or the further transport of explosives can be made more difficult. This can advantageously reduce the probability of an explosive attack.
Die die Oberfläche ausbildende Probenaufnahmeanordnung kann in einen Boden eingelassen bzw. in den Boden integriert sein, so dass die Oberfläche mit der umgebenden Bodenfläche fluchtet. Durch die fluchtende Anordnung können die Personen zügig die Oberfläche passieren. Alternativ kann die Oberfläche oberhalb der umgebenden Bodenfläche oder unterhalb der umgebenden Bodenfläche angeordnet sein, wobei eine Stufe ausgebildet ist. Durch die Stufe kann der Personenstrom gesteuert werden, so dass beispielsweise jeweils nur eine Person oder nur ein Gegenstand auf der Oberfläche steht oder geht bzw. bewegt wird. The sample receiving arrangement forming the surface can be embedded in a floor or integrated into the floor so that the surface is aligned with the surrounding floor area. The aligned arrangement allows people to pass through the surface quickly. Alternatively, the surface may be arranged above the surrounding floor surface or below the surrounding floor surface, with a step being formed. The step can be used to control the flow of people so that, for example, only one person or only one object stands or walks or is moved on the surface.
Die Einrichtung zur Detektion eines Stoffes, insbesondere eines Sprengstoffes, kann beispielsweise an Flughäfen, im Bereich von Fußballstadien, bei der Feuerwehr, im Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe und/oder bei der Polizei und/oder bei anderen gefährdeten Orten oder Situationen mit einem Gefährdungspotential eingesetzt werden. The device for detecting a substance, in particular an explosive, can be used, for example, at airports, in the area of football stadiums, in the fire department, in the Federal Office for Civil Protection and Disaster Assistance and/or in the police and/or in other endangered places or situations with a potential risk become.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung kann die Probenaufnahmeanordnung, welche die Oberfläche ausbildet als auf dem Boden liegende Fußmatte ausgebildet sein und/oder in den Boden integriert sein. Eine Fußmatte ist in vorteilhafter Weise unauffällig und vielfältig einsetzbar und auf dem Boden anordenbar. Hierbei umfasst die Fußmatte sowohl die Oberfläche, durch welche die Probe angesaugt werden kann als auch die Rückseite, an welcher die Ansauganordnung wirkt. Eine Integration der Probenaufnahmeanordnung in den Boden kann in vorteilhafter Weise ebenfalls unauffällig und vielfältig einsetzbar sein. Da Triacetontriperoxid bzw. Acetonperoxid schwerer ist als Luft, sinkt es im Raum ab. Die zu erwartende Konzentration ist unter der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person und/oder unter dem auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstand, bzw. in Bodennähe, am höchsten. Durch die Verwendung der Fußmatte und/oder durch die Integration der Probenaufnahmeanordnung in den Boden kann die Analyse des Luftraums bzw. die Probenentnahme dort erfolgen, wo die höchste Konzentration an Triacetontriperoxid bzw. Acetonperoxid zu erwarten ist. Dies gilt auch für andere Stoffe. According to an advantageous embodiment of the device, the sample receiving arrangement, which forms the surface, can be designed as a doormat lying on the floor and/or integrated into the floor. A doormat is advantageously inconspicuous and can be used in a variety of ways and can be placed on the floor. The doormat includes both the surface through which the sample can be sucked in and the back on which the suction arrangement works. Integration of the sample receiving arrangement into the soil can also advantageously be unobtrusive and can be used in a variety of ways. Since triacetone triperoxide or acetone peroxide is heavier than air, it sinks in the room. The concentration to be expected is highest under the person to be examined for the substance to be detected and/or under the object to be examined for the substance to be detected, or near the ground. By using the doormat and/or by integrating the sample collection arrangement into the floor, the analysis of the airspace or the sampling can take place where the highest concentration of triacetone triperoxide or acetone peroxide is expected. This also applies to other substances.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung kann der Oberfläche gegenüberliegend eine Gebläseanordnung angeordnet sein, welche die Strömungsstärke der in Richtung der Oberfläche gerichteten Strömung verstärkt. Zudem können durch die Gebläseanordnung auch Stoffe von der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstand gelöst werden, welche weiter von der Bodenfläche entfernt sind. According to an advantageous embodiment of the device, a fan arrangement can be arranged opposite the surface, which increases the flow strength of the flow directed towards the surface. In addition, the blower arrangement can also remove substances from the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected, which are further away from the floor surface.
Das Gebläse kann beispielsweise an einer Decke angeordnet sein, insbesondere über der Oberfläche. Es sind auch Halteanordnungen vorstellbar, welche das Gebläse oberhalb der Oberfläche positionieren und in der vorgegebenen Position fixieren. Hierbei kann der Abstand zwischen der Oberfläche und dem Gebläse mindestens der Größe eines überdurchschnittlich großen Mannes entsprechen, so dass möglichst viele Personen ungehindert die Oberfläche passieren können. The fan can be arranged, for example, on a ceiling, in particular above the surface. Holding arrangements are also conceivable which position the fan above the surface and fix it in the predetermined position. The distance between the surface and the fan can be at least the height of an above-average man, so that as many people as possible can pass through the surface unhindered.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung kann die Probenaufnahmeanordnung unterhalb der Oberfläche einen Unterbau aufweisen. Der Unterbau kann wenigstens eine Messkammer ausbilden, welche wenigstens eine an der Oberfläche angeordnete Öffnung umfasst. Die Ansauganordnung kann die Stoffe durch die wenigstens eine Öffnung im freigegebenen Zustand ansaugen. In vorteilhafter Weise weist jede Messkammer jeweils wenigstens eine Öffnung in der Oberfläche auf. In den Messkammern können die Proben gesammelt werden. Des Weiteren ist eine Untersuchung der Proben in den Messkammern möglich. Durch mehrere Messkammern und durch die korrespondierenden Öffnungen im freigegebenen Zustand ist es möglich mehrere Proben zu entnehmen. Diese Proben können einzeln untersucht werden. Dadurch können mehrere Messkammern bzw. mehrere Messzellen parallel und unabhängig voneinander betrieben werden. Alternativ können die Proben unterschiedlicher Messkammern bzw. unterschiedlicher Messzellen miteinander vermischt und gemeinsam untersucht werden. According to an advantageous embodiment of the device, the sample receiving arrangement can have a substructure below the surface. The substructure can form at least one measuring chamber, which includes at least one opening arranged on the surface. The suction arrangement can suck in the substances through the at least one opening in the released state. Advantageously, each measuring chamber has at least one opening in the surface. The samples can be collected in the measuring chambers. It is also possible to examine the samples in the measuring chambers. It is possible to take several samples through several measuring chambers and through the corresponding openings in the released state. These samples can be examined individually. This means that several measuring chambers or several measuring cells can be operated in parallel and independently of one another. Alternatively, the samples from different measuring chambers or different measuring cells can be mixed together and examined together.
Des Weiteren können vorgegebene Messkammern durch das Schließen der korrespondierenden Öffnungen geschlossen werden, so dass die Proben oder die Probe nur in bestimmten Bereichen der Oberfläche entnommen werden können. Dadurch kann die Konzentration an zu detektierenden Stoffen in der entnommenen Probe bzw. der Proben zunehmen, da nur in den Bereichen Proben entnommen werden, in welchen beispielsweise aufgrund der Position der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstands eine erhöhte Wahrscheinlichkeit besteht, den Stoff auch zu detektieren. Furthermore, predetermined measuring chambers can be closed by closing the corresponding openings, so that the samples can only be taken from certain areas of the surface. As a result, the concentration of substances to be detected in the sample or samples taken can increase, since samples are only taken in those areas in which, for example, due to the position of the person to be examined for the substance to be detected and / or the person to be detected Substance to be examined there is an increased probability of detecting the substance.
Beispielsweise können Öffnungen in der Oberfläche geschlossen sein und dadurch einen nicht freigegebenen Zustand aufweisen, welche am weitesten von der auf der zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person und/oder dem auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstand entfernt sind. Dadurch kann das Ansaugen von Luft ohne Kontakt zu der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person und/oder den auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstand und dadurch ein verdünnen der Probe effektiv erschwert werden. Des Weiteren kann durch verschließbare Öffnungen darauf verzichtet werden, die auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Personen und/oder die auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstände in einer bestimmten Messposition auf der Oberfläche zu platzieren, wodurch eine schnellere Probenentnahme erfolgen kann. In einer kostengünstigen Ausgestaltung kann der Unterbau lediglich eine Messkammer mit mehreren Öffnungen ausbilden. Die Öffnungen können verschließbar und freigebar sein. Unter die Öffnung freigeben bzw. unter dem freigegebenen Zustand der Öffnung, wird im Folgenden verstanden, dass wenigstens ein Teil des Querschnitts der Öffnung nicht abgedeckt ist und der Luftstrom diesen Bereich des Querschnitts der Öffnung passieren kann. For example, openings in the surface can be closed and therefore have a non-released state, which are furthest away from the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected. This makes it more difficult to suck in air without contact with the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected, and thereby dilute the sample. Furthermore, closable openings make it possible to dispense with placing the people to be examined for the substance to be detected and/or the objects to be examined for the substance to be detected in a specific measuring position on the surface, which means faster sampling can take place. In a cost-effective embodiment, the substructure can only form a measuring chamber with several openings. The openings can be closable and unlockable. In the following, releasing the opening or the released state of the opening means that at least part of the cross section of the opening is not covered and the air flow can pass through this area of the cross section of the opening.
Unter die Öffnung verschließen bzw. unter dem nicht freigegebenen Zustand der Öffnung und unter der geschlossenen Öffnung wird im Folgenden verstanden, dass der Querschnitt der Öffnung vollständig abgedeckt ist und kein Luftstrom durch den Querschnitt der Öffnung strömt. Closing the opening or the non-released state of the opening and the closed opening are understood below to mean that the cross section of the opening is completely covered and no air flow flows through the cross section of the opening.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung kann die wenigstens eine Messkammer wenigstens einen korrespondierenden Öffnungsmechanismus aufweisen, welcher wenigstens eine die wenigstens eine Öffnung verschließende Klappe zwischen einer die wenigstens eine Öffnung freigebenden Stellung und einer die wenigstens eine Öffnung verschließenden Stellung bewegt. Hierbei kann eine Öffnung in der Oberfläche durch die korrespondierende Klappe in der freigebenden Stellung zumindest teilweise freigegeben werden. Weist die Klappe die verschließende Stellung auf, kann die korrespondierende Öffnung vollständig geschlossen sein. Durch die zumindest eine teilweise freigegebene Öffnung können Luft und transportierte Stoffe in die Messkammer gelangen. According to an advantageous embodiment of the device, the at least one measuring chamber can have at least one corresponding opening mechanism, which moves at least one flap closing the at least one opening between a position releasing the at least one opening and a position closing the at least one opening. Here, an opening in the surface can be at least partially opened by the corresponding flap in the releasing position. If the flap is in the closing position, the corresponding opening can be completely closed. Air and transported substances can enter the measuring chamber through the at least one partially opened opening.
Es sind hierbei verschiedene Ausführungen möglich. Weist die Messkammer mehrere Öffnungen auf, können die Öffnungen von einer gemeinsamen Klappe freigegeben oder geschlossen werden. Des Weiteren kann jeder Öffnung eine eigene Klappe zugeordnet sein, welche die korrespondierende Öffnung verschließt oder freigibt. Des Weiteren kann eine Messerkammer eine oder mehrere Öffnungen aufweisen Dadurch kann eine Messkammer mehrere Öffnungen mit verschiedenen Zuständen aufweisen. Alternativ können mehrere Messkammern mit jeweils einer einzigen Öffnung Öffnungen in verschiedenen Zuständen aufweisen. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung können nur die Messkammern, welche in Kontakt mit der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person und/oder in Kontakt zu dem auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstand stehen, wenigstens eine Klappe in der die Öffnung freigebenden Stellung aufweisen. Die Messkammern werden nach oben durch einen Bereich der Oberfläche begrenzt, daher wird unter den Messkammern, welche in Kontakt mit der Person und/oder dem Gegenstand stehen, verstanden, dass der korrespondierende Bereich der Oberfläche zumindest teilweise in Kontakt zu der Person und/oder dem Gegenstand steht. Dadurch, dass nur vorgegebene Öffnungen einen freigegebenen Zustand aufweisen, kann ein Gasraum um die zu untersuchende Person oder um den zu untersuchenden Gegenstand zumindest teilweise abgesaugt werden. Dadurch ist ein Bereich für die Probenentnahme auf eine Position der zu untersuchenden Person oder des zu untersuchenden Gegenstands bzw. auf eine Position des die zu untersuchende Person oder des den zu untersuchenden Gegenstand umgebenden Gasraums abstimmbar. Various versions are possible here. If the measuring chamber has several openings, the openings can be opened or closed by a common flap. Furthermore, each opening can be assigned its own flap, which closes or opens the corresponding opening. Furthermore, a knife chamber can have one or more openings. As a result, a measuring chamber can have several openings with different states. Alternatively, several measuring chambers, each with a single opening, can have openings in different states. According to an advantageous embodiment of the device, only the measuring chambers which are in contact with the person to be examined for the substance to be detected and/or in contact with the object to be examined for the substance to be detected can have at least one flap in the position releasing the opening exhibit. The measuring chambers are limited at the top by an area of the surface, therefore the measurement chambers which are in contact with the person and/or the object are understood to mean that the corresponding area of the surface is at least partially in contact with the person and/or the Object stands. Because only predetermined openings have a released state, a gas space around the person to be examined or around the object to be examined can be at least partially sucked out. As a result, an area for sampling can be adjusted to a position of the person to be examined or the object to be examined or to a position of the gas space surrounding the person to be examined or the object to be examined.
Damit kann die Probenentnahme weiter optimiert werden und die zu erwartende Konzentration an zu detektierenden Stoffen ansteigen. This allows sampling to be further optimized and the expected concentration of substances to be detected to increase.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung kann der wenigstens eine Öffnungsmechanismus wenigstens eine Federanordnung aufweisen. Eine Gewichtkraft der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstands kann eine die korrespondierende Öffnung verschließende Klappe gegen die Federkraft in eine die Öffnung freigebende Stellung überführen. Durch die Federanordnung kann die korrespondierende Klappe durch die Federkraft in eine die Öffnung verschließende Stellung überführt werden, sobald die Gewichtskraft nicht mehr wirkt. Dadurch kann mit einfachen Mittel insbesondere ohne Sensorik sichergestellt werden, dass Öffnungen im Bereich der zu untersuchenden Person und/oder des zu untersuchenden Gegenstands den freigegebenen Zustand aufweisen. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung kann die Ansauganordnung wenigstens ein unterdruckerzeugendes Element und wenigstens ein mit dem unterdruckerzeugenden Element gekoppeltes Ansaugelement mit wenigstens einer Ansaugöffnung aufweisen, wobei das wenigstens eine unterdruckerzeugende Element über das wenigstens eine Ansaugelement einen Ansaugdruck in der wenigstens einen Messkammer erzeugt. Der Ansaugdruck erzeugt durch die wenigstens eine Öffnung der Messkammer einen Sog und dadurch die Strömung in Richtung der Oberfläche. Bei einer Einrichtung mit mehreren Messkammern kann jede Messkammer jeweils mit mindestens einem Ansaugelement gekoppelt sein. Einer Messkammer können mehrere Ansaugelemente zugeordnet sein. Die Ansaugöffnung des jeweiligen Ansaugelements kann durch Wände in die Messkammer ragen. Alternativ kann ein Ansaugelement in der Messkammer verlegt sein. Hierbei kann das Ansaugelement mehrere Ansaugöffnungen aufweisen. Ein Ansaugelement mit mehreren Ansaugöffnungen kann in mehreren Messkammern verlegt sein. Zusätzlich kann die Probe über die wenigstens eine Ansaugöffnung des Ansaugelements aufgenommen und zu einer Auswerteeinheit außerhalb der Messkammer transportiert werden. Das Ansaugelement kann beispielsweise als flexibler oder starrer Schlauch und/oder als flexible oder starre Leitung ausgebildet sein. According to an advantageous embodiment of the device, the at least one opening mechanism can have at least one spring arrangement. A weight force of the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected can move a flap closing the corresponding opening against the spring force into a position that releases the opening. Thanks to the spring arrangement, the corresponding flap can be moved into a position closing the opening by the spring force as soon as the weight force is no longer effective. As a result, it can be ensured using simple means, in particular without sensors, that openings in the area of the person to be examined and/or the object to be examined have the released state. According to an advantageous embodiment of the device, the suction arrangement can have at least one vacuum-generating element and at least one suction element coupled to the vacuum-generating element with at least one suction opening, the at least one vacuum-generating element generating a suction pressure in the at least one measuring chamber via the at least one suction element. The suction pressure creates a suction through the at least one opening of the measuring chamber and thereby the flow towards the surface. In a device with several measuring chambers, each measuring chamber can be coupled to at least one suction element. Several suction elements can be assigned to a measuring chamber. The suction opening of the respective suction element can protrude through walls into the measuring chamber. Alternatively, a suction element can be installed in the measuring chamber. The suction element can have several suction openings. A suction element with several suction openings can be installed in several measuring chambers. In addition, the sample can be picked up via the at least one suction opening of the suction element and transported to an evaluation unit outside the measuring chamber. The suction element can be designed, for example, as a flexible or rigid hose and/or as a flexible or rigid line.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung kann die Ansauganordnung wenigstens eine steuerbare Ventilanordnung mit wenigstens einem Ventil aufweisen, welches wenigstens ein Ansaugelement verschließt oder freigibt. Durch Schließen eines Ventils kann der durch das Ansaugelement in die Messammer übertragene Ansaugdruck unterbunden werden. Dadurch können auch bei einer dauerhaft freigegebenen Öffnung in der Oberfläche nur die Messkammern Proben entnehmen, in welchen der Ansaugdruck wirkt. Durch die steuerbaren Ventile können Messkammern, welche Proben entnehmen, aktiv durch das Öffnen der entsprechenden Ventile ausgewählt werden. Dadurch kann ein Bereich der Probenaufnahmeanordnung für die Probenentnahme ausgewählt werden. Damit kann die Probenentnahme weiter optimiert werden und die zu erwartende Konzentration an zu detektierenden Stoffen ansteigen. Des Weiteren können der Öffnungsmechanismus und die Ventilanordnung aufeinander abgestimmt werden, um die Probenentnahme weiter zu optimieren. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung kann wenigstens eine Sensoranordnung die Position der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstands auf der Oberfläche ermitteln. In Abhängigkeit der ermittelten Position können Öffnungen an der Oberfläche durch den korrespondierenden Öffnungsmechanismus freigegeben werden oder geschossen werden. Alternativ oder zusätzlich können in Abhängigkeit der ermittelten Position Ventile der Ventilanordnung geöffnet oder geschlossen werden. Dadurch kann Luft lediglich an vorgegebenen, von der Position der zu untersuchenden Person oder der Position des zu untersuchenden Gegenstands abhängige, Teilbereichen der Probenaufnahmeanordnung angesaugt werden. Die Sensoranordnung kann eine Kamera und/oder ein Lidar-System und/oder Drucksensoren umfassen. According to an advantageous embodiment of the device, the suction arrangement can have at least one controllable valve arrangement with at least one valve, which closes or releases at least one suction element. By closing a valve, the suction pressure transmitted through the suction element into the measuring chamber can be stopped. This means that even if the opening in the surface is permanently open, only the measuring chambers in which the suction pressure acts can take samples. Thanks to the controllable valves, measuring chambers that take samples can be actively selected by opening the corresponding valves. This allows an area of the sample receiving arrangement to be selected for sampling. This allows sampling to be further optimized and the expected concentration of substances to be detected to increase. Furthermore, the opening mechanism and the valve arrangement can be coordinated to further optimize sampling. According to an advantageous embodiment of the device, at least one sensor arrangement can determine the position of the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected on the surface. Depending on the position determined, openings on the surface can be released or fired using the corresponding opening mechanism. Alternatively or additionally, valves of the valve arrangement can be opened or closed depending on the determined position. As a result, air can only be sucked into predetermined partial areas of the sample receiving arrangement that depend on the position of the person to be examined or the position of the object to be examined. The sensor arrangement can include a camera and/or a lidar system and/or pressure sensors.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung kann die Oberfläche eine Positionierungsanordnung aufweisen. Die Positionierungsanordnung kann beispielsweise ein Stop-Element aufweisen, welches von der Oberfläche absteht. Dadurch kommt eine zu untersuchende Person oder ein zu untersuchender Gegenstand in einer vorgegebenen Position zum Stehen. Dadurch kann gezielt an diesem begrenzten Bereich Probenmaterial angesaugt werden. Durch die Vorauswahl des Messbereichs wird der untersuchte Luftraum weiter eingeschränkt, wodurch die zu erwartende Konzentration höher ist und eine Detektion der vorgegebenen Stoffe leichter erfolgen kann. Des Weiteren kann das Stop-Element so ausgebildet sein, dass Füße der zu untersuchenden Person zumindest teilweise in das Stop-Element hinein ragen. Hierbei kann das Stop- Element eine Überdachung mit Öffnungen aufweisen, über welche Luft angesaugt werden kann. Dadurch kann die Anzahl der angesaugten flüchtigen Stoffe, insbesondere Partikel, Dämpfe, Gase oder Mischungen davon, welche nach oben steigen erhöht werden und ein Detektieren solcher Stoffe erleichtert werden. According to an advantageous embodiment of the device, the surface can have a positioning arrangement. The positioning arrangement can, for example, have a stop element which protrudes from the surface. As a result, a person or object to be examined comes to a stop in a predetermined position. This allows sample material to be specifically sucked into this limited area. By pre-selecting the measuring range, the air space being examined is further restricted, which means that the expected concentration is higher and the specified substances can be detected more easily. Furthermore, the stop element can be designed such that the feet of the person to be examined protrude at least partially into the stop element. The stop element can have a roof with openings through which air can be sucked in. This allows the number of sucked-in volatile substances, in particular particles, vapors, gases or mixtures thereof, which rise upwards to be increased and detection of such substances can be made easier.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung kann die Probenaufnahmeanordnung mit wenigstens einer Messanordnung gekoppelt sein. Die Messanordnung kann eine Gasphasen-Infrarotspektroskopieeinheit, und/oder ein Massenspektrometer und/oder eine andere geeignete spektroskopische Messanordnung umfassen. Die Erfindung geht nach einem weiteren Aspekt aus von einem Verfahren zur Detektion eines Stoffes, insbesondere eines Sprengstoffes, wobei eine Strömung in Richtung einer Oberfläche einer Probenaufnahmeanordnung gerichtet wird und eine auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person und/oder ein auf den zu detektierender Stoff zu untersuchender Gegenstand in Strömungsrichtung vor der Oberfläche angeordnet wird. According to an advantageous embodiment of the device, the sample receiving arrangement can be coupled to at least one measuring arrangement. The measuring arrangement can comprise a gas phase infrared spectroscopy unit, and/or a mass spectrometer and/or another suitable spectroscopic measuring arrangement. According to a further aspect, the invention is based on a method for detecting a substance, in particular an explosive, wherein a flow is directed towards a surface of a sample receiving arrangement and a person to be examined for the substance to be detected and/or a substance to be detected The object to be examined is arranged in front of the surface in the direction of flow.
Es wird vorgeschlagen, dass die Strömung in Richtung der Schwerkraft gerichtet wird und die Oberfläche parallel zu einem Boden der Umgebung angeordnet wird, wobei die Strömung Stoffe und insbesondere den zu detektierenden Stoff in Richtung der Oberfläche transportiert, wobei die Strömung durch eine Ansauganordnung erzeugt wird und die Stoffe durch die Ansauganordnung durch die Oberfläche ansaugt werden. It is proposed that the flow is directed in the direction of gravity and the surface is arranged parallel to a floor of the environment, the flow transporting substances and in particular the substance to be detected towards the surface, the flow being generated by a suction arrangement and the substances are sucked through the surface by the suction arrangement.
In vorteilhafter Weise können durch das erfindungsgemäße Verfahren Proben in Bodennähe entnommen werden, wodurch sich Reaktionszeiten nach einer Messung verkürzen können, sodass ein deutlich höherer Durchsatz an Personen und/oder Gegenständen erzielt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann sich die Konzentration von stark flüchtigen Stoffen, welche im Raum absinken, in der Probe erhöhen. Die stark flüchtigen absinkenden Stoffe können durch die Probenentnahme in Bodennähe in vorteilhafte Weise in größeren Mengen gesammelt und dadurch leichter detektiert werden, als bei bekannten Verfahren. Advantageously, the method according to the invention can be used to take samples near the ground, which can shorten reaction times after a measurement, so that a significantly higher throughput of people and/or objects can be achieved. Additionally or alternatively, the concentration of highly volatile substances, which sink in space, can increase in the sample. The highly volatile sinking substances can advantageously be collected in larger quantities by taking samples near the ground and can therefore be detected more easily than with known methods.
Das Verfahren ist hierbei vor allem für eine schnelle Detektion, insbesondere auch niedriger Konzentrationen günstig, wobei die kritische Menge des zu detektierenden Stoffs durch das Entnehmen in Bodennähe erreicht werden kann. The method is particularly useful for rapid detection, especially of low concentrations, whereby the critical amount of the substance to be detected can be achieved by removing it near the ground.
In vorteilhafter Weise kann das Verfahren für die Detektion jeder Art von Explosivstoffen oder anderen illegalen Stoffen bei Sicherheitskontrollen eingesetzt werden. Ein Anwendungsgebiet ist die Detektion des Explosivstoffes Triacetontriperoxid (TATP) bzw. Acetonperoxid (APEX) aufgrund des relativ hohen Dampfdrucks und der Tatsache, dass Triacetontri peroxid bzw. Acetonperoxid im Raum absinkt und daher in Bodennähe besonders gut detektiert werden kann. Selbstverständlich kann das Verfahren auch für andere Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ähnliche Anforderungen und Einschränkungen bestehen. Beispielsweise können weitere, nicht genannte Sprengstoffe und/oder illegale Stoffe, wie beispielsweise Rauschmittel, durch die Einrichtung zuverlässig detektiert werden. The method can advantageously be used for the detection of any type of explosives or other illegal substances during security checks. One area of application is the detection of the explosive triacetone triperoxide (TATP) or acetone peroxide (APEX) due to the relatively high vapor pressure and the fact that triacetone triperoxide or acetone peroxide sinks in space and can therefore be detected particularly well near the ground. Of course, the method can also be used for other applications where similar requirements and restrictions exist. For example, other unmentioned explosives and/or illegal substances, such as intoxicants, can be reliably detected by the device.
Des Weiteren können die gesammelten Proben einfach der auf der Oberfläche stehenden oder gehenden Person bzw. dem auf der Oberfläche stehenden oder sich bewegenden Gegenstand zugeordnet werden. Dadurch können die Anomaliepositionen genau lokalisiert werden. Unter einer genauen Lokalisierung wird im Folgenden die zuverlässige Zuordnung wenigstens eines der zu detektierenden Stoffe zu einer Person oder einem Gegenstand verstanden. Furthermore, the collected samples can easily be assigned to the person standing or walking on the surface or to the object standing or moving on the surface. This allows the anomaly positions to be precisely located. In the following, precise localization is understood to mean the reliable assignment of at least one of the substances to be detected to a person or an object.
Hierbei kann ein Sicherheitspersonaleinsatz reduziert werden, da dieses gezielt in Fällen eingesetzt werden kann, in welchen die Einrichtung wenigstens einen der zu detektierenden Stoffe detektiert hat. Hierbei kann das Personal zusätzlich überprüfen, ob es sich tatsächlich beispielsweise um einen Explosivstoff oder Rauschmittel oder andere verbotene Stoffe und Substanzen handelt oder nicht. In this case, the deployment of security personnel can be reduced because they can be deployed specifically in cases in which the device has detected at least one of the substances to be detected. Here, the staff can also check whether or not it is actually an explosive or intoxicant or other prohibited substances.
Die erzeugte Strömung kann vorteilhaft insbesondere verwirbelungsarm sein. Unter verwirbelungsarm wird im Folgenden verstanden, dass die Strömung mit geringen Turbulenzen in Richtung Oberfläche verläuft. The flow generated can advantageously be particularly low in turbulence. In the following, low-turbulence means that the flow runs towards the surface with little turbulence.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können Messkammern der Probenaufnahmeanordnung in Abhängigkeit der Position der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstands an der Oberfläche, zur Probenentnahme freigegeben oder gesperrt werden. Beispielsweise können nur die, die Schuhposition umgebenden Messkammern zur Probenentnahme freigegeben und die anderen Messkammern für die Probenentnahme gesperrt werden. Beispielsweise können korrespondierende Öffnungen in der Oberfläche zu diesem Zweck geöffnet oder geschlossen werden. Zusätzlich oder alternativ können zu diesem Zweck Ansaugelemente in den Messkammern durch Ventile, freigegeben oder geschlossen oder werden. Durch die Auswahl der Proben entnehmenden Messkammern kann sich die Konzentration von stark flüchtigen Stoffen, welche im Raum absinken, erhöht werden. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann kontinuierlich über die freigegebenen Messkammern Luft angesaugt werden, bis die auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person und/oder der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Gegenstand einen vorgegebenen Messbereich verlässt. Die Messzeit kann in Abhängigkeit der Verweilzweit wenigen Sekunden bis hin zu mehreren Minuten betragen. According to an advantageous embodiment of the method, measuring chambers of the sample receiving arrangement can be released or blocked for sampling depending on the position of the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected on the surface. For example, only the measuring chambers surrounding the shoe position can be released for sampling and the other measuring chambers can be blocked for sampling. For example, corresponding openings in the surface can be opened or closed for this purpose. Additionally or alternatively, for this purpose, suction elements in the measuring chambers can be released or closed by valves. By selecting the measuring chambers for taking samples, the concentration of highly volatile substances that sink in the room can be increased. According to an advantageous embodiment of the method, air can be sucked in continuously via the released measuring chambers until the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected leaves a predetermined measuring range. Depending on the dwell time, the measurement time can range from a few seconds to several minutes.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die angesaugte Luft kontinuierlich über ein Messverfahren auf den zu detektierenden Stoff untersucht werden. Eine Signalanordnung kann ein Lichtsignal und/oder ein akustisches Signal ausgeben, wenn der zu detektierende Stoff im Messverfahren gemessen wird. Durch ein kontinuierliches Messverfahren kann die Wahrscheinlichkeit reduziert werden, dass der zu detektierende Stoff übersehen wird. Durch die Signalanordnung kann eine vereinfachte Rückmeldung an das Personal ausgegeben werden. Die Signalanordnung kann beispielsweise als rot/grün- Ampel oder als Bildschirm ausgeführt sein, welcher detaillierte Informationen, beispielsweise Messspektren, ausgibt. According to an advantageous embodiment of the method, the air sucked in can be continuously examined for the substance to be detected using a measuring method. A signal arrangement can emit a light signal and/or an acoustic signal when the substance to be detected is measured in the measuring process. A continuous measurement process can reduce the likelihood that the substance to be detected will be overlooked. The signal arrangement allows simplified feedback to be given to the staff. The signal arrangement can, for example, be designed as a red/green traffic light or as a screen which outputs detailed information, for example measurement spectra.
Zusätzlich oder alternativ kann die Signalanordnung einen Lautsprecher umfassen, welcher ein Warngeräusch ausgibt, wenn der zu detektierende Stoff ermittelt wurde. Nach einer Ermittlung des zu detektierende Stoffs kann die Einrichtung durch eine Spülung, beispielsweise mit Stickstoff, gesäubert und anschließend wieder in Betrieb genommen werden. Additionally or alternatively, the signal arrangement can include a loudspeaker which emits a warning noise when the substance to be detected has been detected. After determining the substance to be detected, the device can be cleaned by flushing, for example with nitrogen, and then put back into operation.
Die erfindungsgemäße Einrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind für die Detektion jeder Art von Explosivstoffen bei Sicherheitskontrollen günstig. Ein besonders günstiges Anwendungsgebiet ist die Detektion des Explosivstoffes Triacetontriperoxid bzw. Acetonperoxid aufgrund des relativ hohen Dampfdrucks und der Tatsache, dass Triacetontriperoxid bzw. Acetonperoxid im Raum absinkt und daher in Bodennähe besonders gut detektiert werden kann. Selbstverständlich können die Einrichtung und das Verfahren auch für andere Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ähnliche Anforderungen und Einschränkungen bestehen. The device according to the invention and the method according to the invention are favorable for the detection of any type of explosives during security checks. A particularly favorable area of application is the detection of the explosive triacetone triperoxide or acetone peroxide due to the relatively high vapor pressure and the fact that triacetone triperoxide or acetone peroxide sinks in space and can therefore be detected particularly well near the ground. Of course, the device and the method can also be used for other applications where similar requirements and restrictions exist.
Zeichnung Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. drawing Further advantages result from the following drawing description. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawings, description and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further sensible combinations.
Es zeigen beispielhaft: They show, for example:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Detektion eines Stoffes im aktiven Zustand; 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of the device according to the invention for detecting a substance in the active state;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Detektion eines Stoffes im aktiven Zustand; 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of the device according to the invention for detecting a substance in the active state;
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Öffnungsmechanismus einer Probenentnahmeanordnung;3 shows an enlarged view of an exemplary embodiment of an opening mechanism of a sampling arrangement;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Detektion eines Stoffes im deaktivierten Zustand; 4 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of the device according to the invention for detecting a substance in the deactivated state;
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung einer Ansauganordnung und einer Ventilanordnung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung nach Figur 4; 5 shows an enlarged view of a suction arrangement and a valve arrangement of the exemplary embodiment of the device according to the invention according to FIG. 4;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Detektion eines Stoffes in einem deaktivierten Zustand; und 6 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of the device according to the invention for detecting a substance in a deactivated state; and
Fig. 7 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Detektion eines Stoffes. Fig. 7 is a flowchart of the method according to the invention for detecting a substance.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In den Figuren sind gleichartige oder gleichwirkende Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen. Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht. In the figures, components of the same type or with the same effect are numbered with the same reference numerals. The figures only show examples and are not to be understood as limiting. Before the invention is described in detail, it should be noted that it is not limited to the respective components of the device or the respective process steps, since these components and processes can vary. The terms used herein are intended solely to describe particular embodiments and are not used in a limiting sense. Furthermore, if the singular or indefinite articles are used in the description or in the claims, this also refers to the plurality of these elements, unless the overall context clearly indicates otherwise.
Im Folgenden verwendete Richtungsterminologie mit Begriffen wie „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „davor“ „dahinter“, „danach“ und dergleichen dient lediglich dem besseren Verständnis der Figuren und soll in keinem Fall eine Beschränkung der Allgemeinheit darstellen. Die dargestellten Komponenten und Elemente, deren Auslegung und Verwendung können im Sinne der Überlegungen eines Fachmanns variieren und an die jeweiligen Anwendungen angepasst werden. Directional terminology used below with terms such as “left”, “right”, “top”, “bottom”, “before”, “behind”, “after” and the like only serves to better understand the figures and is in no way intended to limit the represent generality. The components and elements shown, their design and use can vary according to the considerations of a person skilled in the art and can be adapted to the respective applications.
Die Figuren 1 , 2, 4 und 6 stellen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 zur Detektion eines Stoffes, insbesondere zur Detektion eines Sprengstoffes dar. Figures 1, 2, 4 and 6 represent exemplary embodiments of the device 1 according to the invention for detecting a substance, in particular for detecting an explosive.
Die Figuren 1 und 2 zeigen die Einrichtung in einem aktivierten Zustand, während die Figuren 4 und 6 die Einrichtung im deaktivierten Zustand zeigen. Figures 1 and 2 show the device in an activated state, while Figures 4 and 6 show the device in a deactivated state.
Im Folgenden wird zunächst auf die Gemeinsamkeiten der dargestellten Ausführungsbeispiele eingegangen und im weiteren Verlauf der Beschreibung wird auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen eingegangen. The following will first address the similarities between the exemplary embodiments shown and the differences between the exemplary embodiments will be discussed in the further course of the description.
Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, ist im aktivierten Zustand der Einrichtung 1 eine Strömung 30 in Richtung einer Oberfläche 12 einer Probenaufnahmeanordnung 10 gerichtet. Dies gilt auch für die in den Figuren 4 und 6 im deaktivierten Zustand dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung im aktivierten Zustand, welche im deaktivierten Zustand die Strömung 30 nicht zeigen. Wie aus Figur.2 weiter ersichtlich ist, kann im dargestellten Ausführungsbeispiel ein laminares, verwirbelungsarmes Strömungsfeld 30 aufgebaut werden. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird lediglich angesaugt, wodurch das laminare, verwirbelungsarme Strömungsfeld 30 ab einem gewissen Abstand zur Oberfläche 12 zusammenbricht und somit ab diesem Abstand turbulent sein kann und eine gerichtete An-/Absaugung in diesem Bereich erschwert wird. As can be seen from Figures 1 and 2, when the device 1 is activated, a flow 30 is directed towards a surface 12 of a sample receiving arrangement 10. This also applies to the exemplary embodiments of the invention shown in the deactivated state in FIGS. 4 and 6 in the activated state, which do not show the flow 30 in the deactivated state. As can be seen from Figure 2, a laminar, low-turbulence flow field 30 can be constructed in the exemplary embodiment shown. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, only suction is carried out, whereby the laminar, low-turbulence flow field 30 collapses from a certain distance to the surface 12 and can therefore be turbulent from this distance onwards and directed suction/suction in this area is made more difficult.
Eine auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person 2 und/oder ein auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchender Gegenstand ist in Strömungsrichtung 300 vor der Oberfläche 12 angeordnet. Die Strömung 30 transportiert Stoffe und insbesondere den zu detektierenden Stoff in Richtung der Oberfläche 12. Der Stoff kann Partikel und/oder Dämpfe und/oder Gase aufweisen. Eine Ansauganordnung 20 wirkt an einer Rückseite 14 der Oberfläche 12, wobei die Ansauganordnung 20 die Strömung 30 erzeugt und die Stoffe durch die Oberfläche 12 ansaugt. Die Strömung 30 ist in Richtung 200 der Schwerkraft gerichtet und die Oberfläche 12 ist parallel zu einem Boden 4 (Figuren 4 und 6) der Umgebung angeordnet. A person 2 to be examined for the substance to be detected and/or an object to be examined for the substance to be detected is arranged in front of the surface 12 in the flow direction 300. The flow 30 transports substances and in particular the substance to be detected towards the surface 12. The substance can have particles and/or vapors and/or gases. A suction arrangement 20 acts on a back side 14 of the surface 12, the suction arrangement 20 generating the flow 30 and sucking the substances through the surface 12. The flow 30 is directed in the direction 200 of gravity and the surface 12 is arranged parallel to a floor 4 (Figures 4 and 6) of the environment.
Die Strömung 30 kann hierbei kontinuierlich von der Ansauganordnung 20 erzeugt werden. Die Gegenstände und/oder Personen 2 können nacheinander oder mit einem vorgegeben Abstand zueinander die Oberfläche 12 betreten bzw. auf der Oberfläche 12 abgestellt werden. Wird die Einrichtung 1 nicht mehr benötigt, kann die Einrichtung 1 und dadurch unter anderem die Ansauganordnung 20 deaktiviert werden. The flow 30 can be generated continuously by the suction arrangement 20. The objects and/or people 2 can enter the surface 12 or be placed on the surface 12 one after the other or at a predetermined distance from one another. If the device 1 is no longer needed, the device 1 and thereby, among other things, the suction arrangement 20 can be deactivated.
Wie aus den Figuren 1 und 2 weiter ersichtlich ist, können in der Probenaufnahmeanordnung 10 gesammelte Stoffe zu einer außerhalb der Probenaufnahmeanordnung 10 angeordneten Messanordnung 40 geleitet werden. In einem alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 kann die Messanordnung 40 auch im Bereich der Rückseite 14 der Probenaufnahmeanordnung 10 angeordnet sein. Wie aus den Figuren 1 , 2, 4 und 6 weiter ersichtlich ist, erfolgt in den dargestellten Ausführungsbeispielen die Ansaugung ausschließlich über die Oberfläche 12 der Probenaufnahmeanordnung 10. Hierbei ist bei der dargestellten sogenannten offenen Ausführung weder ein direkter Kontakt zur Person 2 bzw. des Gegenstands noch ein Verharren der Person 2 oder des Gegenstands in einer festen Messposition notwendig, was zu einem verbesserten Personenstrom oder Gegenstandsstrom führt. Unter einer offenen Ausführung wird im Folgenden verstanden, dass eine Person 2 aus einer Richtung kommend die Probenaufnahmeanordnung 10 betreten und in einer anderen Richtung die Probenaufnahmeanordnung 10 verlassen kann. Die Einrichtung 1 weist hierbei wenigstens zwei offene Seiten auf. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Probenaufnahmeanordnung 10 von allen Seiten zugänglich. As can be seen from Figures 1 and 2, substances collected in the sample receiving arrangement 10 can be directed to a measuring arrangement 40 arranged outside the sample receiving arrangement 10. In an alternative, not shown, embodiment of the device 1, the measuring arrangement 40 can also be arranged in the area of the back 14 of the sample receiving arrangement 10. As can be seen from Figures 1, 2, 4 and 6, in the exemplary embodiments shown, the suction takes place exclusively via the surface 12 of the sample receiving arrangement 10. In the so-called open version shown, there is neither direct contact with the person 2 or the object It is still necessary for the person 2 or the object to remain in a fixed measuring position, which leads to an improved flow of people or objects. An open design is understood below to mean that a person 2 can enter the sample receiving arrangement 10 coming from one direction and can leave the sample receiving arrangement 10 in another direction. The device 1 has at least two open sides. In the exemplary embodiments shown, the sample receiving arrangement 10 is accessible from all sides.
Da der Explosivstoff Triacetontriperoxid bzw. Acetonperoxid schwerer ist als Luft, sinkt dieser im Raum ab. Die zu erwartende Konzentration ist dadurch unter der Person 2 oder dem Gegenstand, bzw. in Bodennähe 4, am höchsten. Durch die Verwendung der Oberfläche 12, welche parallel zum Boden 4 verläuft, kann die Analyse des Luftraums dort erfolgen, wo die höchste Konzentration an Triacetontriperoxid bzw. Acetonperoxid zu erwarten ist. Des Weiteren unterstützt die in Richtung 200 der Schwerkraft gerichtete Strömung 30 den Transport dieser Stoffe in Richtung der Oberfläche 12. Since the explosive triacetone triperoxide or acetone peroxide is heavier than air, it sinks in the room. The expected concentration is therefore highest under person 2 or the object, or near the ground 4. By using the surface 12, which runs parallel to the floor 4, the analysis of the air space can be carried out where the highest concentration of triacetone triperoxide or acetone peroxide is expected. Furthermore, the flow 30 directed in the direction of gravity supports the transport of these substances towards the surface 12.
Das in Figur 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 dadurch, dass im zweiten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 der Oberfläche 12 gegenüberliegend eine Gebläseanordnung 50 angeordnet ist, welche die Strömungsstärke der in Richtung der Oberfläche 12 gerichteten Strömung 30 verstärkt. Wie aus Figur 2 weiter ersichtlich ist, entspricht die Höhe, in welcher die Gebläseanordnung 50 angeordnet ist zumindest der Höhe eines erwachsenen Menschen. The second exemplary embodiment of the device 1 shown in FIG. 2 differs from the exemplary embodiment of the device 1 shown in FIG directed flow 30 reinforced. As can be seen from Figure 2, the height at which the blower arrangement 50 is arranged corresponds at least to the height of an adult person.
Wie aus Figur 2 weiter ersichtlich ist, wird durch die Gebläseanordnung 50 die Strömung 30 in einem größeren Abstand zur Oberfläche 12 erzeugt. Dadurch können auch Stoffe im Kopfbereich der Person 2 durch die Strömung 30 gelöst und in Richtung der Oberfläche 12 transportiert werden. Wie aus den Figuren 1 , 2, 4 und 6 weiter ersichtlich ist, ist die die Oberfläche 12 ausbildende Probenaufnahmeanordnung 10 in den dargestellten Ausführungsbeispielen als auf dem Boden 4 liegende Fußmatte ausgebildet. As can be seen from Figure 2, the flow 30 is generated at a greater distance from the surface 12 by the blower arrangement 50. As a result, substances in the head area of the person 2 can also be dissolved by the flow 30 and transported towards the surface 12. As can be seen from Figures 1, 2, 4 and 6, the sample receiving arrangement 10 forming the surface 12 is designed in the exemplary embodiments shown as a doormat lying on the floor 4.
In einem alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Probenaufnahmeanordnung 10 in den Boden 4 integriert sein. In an alternative exemplary embodiment, not shown, the sample receiving arrangement 10 can be integrated into the floor 4.
Wie aus den Figuren 1 , 2, 4 und 6 weiter ersichtlich ist, weist die Probenaufnahmeanordnung 10 unterhalb der Oberfläche 12 einen Unterbau 15 auf, welcher wenigstens eine Messkammer 16 ausbildet, welche wenigstens eine an der Oberfläche 12 angeordnete Öffnung 18 umfasst. Die Ansauganordnung 20 saugt die Stoffe durch die wenigstens eine Öffnung 18 in einem freigegebenen Zustand an. 1, 2, 4 and 6, the sample receiving arrangement 10 has a substructure 15 below the surface 12, which forms at least one measuring chamber 16, which includes at least one opening 18 arranged on the surface 12. The suction assembly 20 sucks the substances through the at least one opening 18 in a released state.
In den Figuren 1 und 2 sind die Messkammern 16 nicht zu erkennen. The measuring chambers 16 cannot be seen in Figures 1 and 2.
In den Figuren 3, 4 und 6 umfasst der Unterbau 15 des jeweils dargestellten Ausführungsbeispiels der Einrichtung 1 eine Messkammer 16. In Figures 3, 4 and 6, the substructure 15 of the exemplary embodiment of the device 1 shown in each case comprises a measuring chamber 16.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Unterbau 15 auch mehrere durch Wände voneinander getrennte Messkammern 16 aufweisen. In an exemplary embodiment not shown, the substructure 15 can also have a plurality of measuring chambers 16 separated from one another by walls.
Wie aus den Figuren 1 , 2, 4 und 6 weiter ersichtlich ist, ist sind die Messkammern 16 nach oben durch die Rückseite 14 der Oberfläche 12 begrenzt. Die Öffnungen 18 verbinden einen Luftraum oberhalb der Oberfläche 12 mit einem Luftraum in den jeweiligen Messkammern 16. As can be seen from Figures 1, 2, 4 and 6, the measuring chambers 16 are limited at the top by the back 14 of the surface 12. The openings 18 connect an air space above the surface 12 with an air space in the respective measuring chambers 16.
Die Figur 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Öffnungsmechanismus 17 einer Probenentnahmeanordnung 10. Figure 3 shows an enlarged view of an exemplary embodiment of an opening mechanism 17 of a sampling arrangement 10.
Wie aus Figur 3 weiter ersichtlich ist, umfasst die dargestellte Messkammer 16 drei Öffnungen 18. Die Messkammer 16 weist wenigstens einen korrespondierenden Öffnungsmechanismus 17 auf, welcher wenigstens eine Klappe 13 zwischen einer die wenigstens eine Öffnung 18 freigebenden Stellung und einer die wenigstens eine Öffnung 18 verschließenden Stellung bewegt. Wie aus Figur 3 weiter ersichtlich ist, ist jede der drei Öffnungen 18 durch eine eigene Klappe 13 verschließbar bzw. freigebar. In einem alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Probenaufnahmeanordnung 10 kann eine Klappe 13 auch mehrere Öffnungen 18 gleichzeitig freigeben oder verschließen. Des Weiteren kann ein weiteres, nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel der Probenaufnahmeanordnung 10 mehr als eine Messkammer 16 aufweisen. Zudem können die Messkammern 16 oder die Messkammer 16 mehr oder weniger als drei Öffnungen 18 aufweisen. 3, the measuring chamber 16 shown comprises three openings 18. The measuring chamber 16 has at least one corresponding opening mechanism 17, which has at least one flap 13 between a position that releases the at least one opening 18 and a position that closes the at least one opening 18 Position moved. As can be seen from Figure 3, each of the three openings 18 can be closed or opened by its own flap 13. In an alternative, not shown, embodiment of the sample receiving arrangement 10, a flap 13 can also open or close several openings 18 at the same time. Furthermore, a further exemplary embodiment, not shown, of the sample receiving arrangement 10 can have more than one measuring chamber 16. In addition, the measuring chambers 16 or the measuring chamber 16 can have more or fewer than three openings 18.
In einem Ausführungsbeispiel weisen nur die Messkammern 16 wenigstens eine Klappe 13 in der die Öffnung 18 freigebenden Stellung auf, welche in Kontakt mit der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person 2 und/oder in Kontakt zu dem auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstand stehen. Dies kann durch eine Sensoreinheit oder, wie in Figur 3 dargestellt ist, durch entsprechende Ausgestaltung des Öffnungsmechanismus 17 umgesetzt werden. Dadurch kann der Bereich der Oberfläche 12, an welchem Luft angesaugt und dadurch der Luftraum oberhalb der Oberfläche 12, welcher angesaugt wird, weiter optimiert werden, wodurch die zu erwartende Konzentration an detektierenden Stoff erhöht werden kann. In one exemplary embodiment, only the measuring chambers 16 have at least one flap 13 in the position releasing the opening 18, which is in contact with the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or in contact with the object to be examined for the substance to be detected stand. This can be implemented by a sensor unit or, as shown in FIG. 3, by a corresponding design of the opening mechanism 17. As a result, the area of the surface 12 at which air is sucked in and thereby the air space above the surface 12 which is sucked in can be further optimized, whereby the expected concentration of detecting substance can be increased.
Wie aus Figur 3 weiter ersichtlich ist, weisen die dargestellten Öffnungsmechanismen 17 jeweils wenigstens eine Federanordnung 19 auf, wobei eine Gewichtkraft der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person 2 und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstands eine die Öffnung 18 verschließende Klappe 13 gegen die Federkraft in eine Öffnung 18 freigebende Stellung überführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bewegt die Person 2 oder der Gegenstand einen Kolben, welcher mit der Klappe 13 gekoppelt ist, gegen die Federkraft nach unten. Verlässt die Person 2 oder der Gegenstand den Bereich des Kolbens bewegt die Federkraft den Kolben und die Klappe 13 wieder nach oben. Es sind auch andere Bewegungsrichtungen vorstellbar. In einem alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann wenigstens eine Sensoranordnung die Position der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person 2 und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstands auf der Oberfläche 12 ermitteln. Hierbei kann der beispielsweise ein Stellantrieb des Öffnungsmechanismus 17 in Abhängigkeit der Sensorsignale aktiviert werden, um Klappen 13 im Bereich der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person 2 und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstands in die freigebende Stellung zu bewegen. Alternativ oder zusätzlich kann der Stellantrieb Klappen 13, welche weiter von der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person 2 und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstands entfernt sind, in die geschlossene Stellung überführen. 3, the opening mechanisms 17 shown each have at least one spring arrangement 19, with a weight force of the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected closing the opening 18 Flap 13 is transferred against the spring force into an opening 18 releasing position. In the exemplary embodiment shown, the person 2 or the object moves a piston, which is coupled to the flap 13, downwards against the spring force. If the person 2 or the object leaves the area of the piston, the spring force moves the piston and the flap 13 back up. Other directions of movement are also conceivable. In an alternative exemplary embodiment, not shown, at least one sensor arrangement can determine the position of the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected on the surface 12. Here, for example, an actuator of the opening mechanism 17 can be activated depending on the sensor signals in order to move flaps 13 into the releasing position in the area of the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected. Alternatively or additionally, the actuator can move flaps 13, which are further away from the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected, into the closed position.
Wie aus Figur 5 weiter ersichtlich ist, weist die Ansauganordnung 20 wenigstens ein unterdruckerzeugendes Element 22 und wenigstens ein mit dem unterdruckerzeugenden Element 22 fluidisch gekoppeltes Ansaugelement 24 mit wenigstens einer Ansaugöffnung 28 auf. Das wenigstens eine Ansaugelement 24 ist mit wenigstens einer der Messkammer 16 fluidisch gekoppelt (Figuren 4 und 6). Das wenigstens eine unterdruckerzeugende Element 22 erzeugt über das wenigstens eine Ansaugelement 24 einen Ansaugdruck in der korrespondierenden wenigstens einen Messkammer 16. 5, the suction arrangement 20 has at least one vacuum-generating element 22 and at least one suction element 24 that is fluidically coupled to the vacuum-generating element 22 and has at least one suction opening 28. The at least one suction element 24 is fluidly coupled to at least one of the measuring chamber 16 (FIGS. 4 and 6). The at least one vacuum-generating element 22 generates a suction pressure in the corresponding at least one measuring chamber 16 via the at least one suction element 24.
Wie aus den Figuren 4, 5 und 6 weiter ersichtlich ist, sind sie Ansaugelemente 24 als Rohre oder als Schläuche ausgebildet, welche direkt oder indirekt mit einem Sammelschlauch verbunden sind, welcher mit dem unterdruckerzeugenden Element 22 gekoppelt ist. Es sind auch andere Verbindungen und Kopplungen und Ausführungen der Ansaugelemente 24 vorstellbar. In den dargestellten Ausführungsbeispielen verlaufen vorgegebene Ansaugelemente 24 in Längsrichtung durch eine Messkammer 16. In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist eine Messkammer 16 mehrere Ansaugelemente 14 auf. Die in der Messammer 16 verlaufenden Ansaugelemente 14 weisen in Längsrichtung mehrere Ansaugöffnungen 28 auf. Das Ansaugen von Luft durch die Oberfläche 12 über die Öffnungen 18 oder die Öffnung 18 der jeweiligen Messkammer 16 kann durch das Schließen der Öffnung 18 bzw. der Öffnungen 18 oder durch eine Unterbrechung des Fluidstroms zwischen der jeweiligen Ansaugöffnung 28 und dem unterdruckerzeugenden Element 22 erfolgen. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Ansaugelemente 24 in Wände verlegt sein, welche die Messkammern 16 begrenzen, wobei die Ansaugöffnung 28 über eine Öffnung der entsprechenden Wand mit der Messkammer 16 gekoppelt ist. As can be seen from Figures 4, 5 and 6, they are suction elements 24 designed as pipes or hoses, which are directly or indirectly connected to a collecting hose which is coupled to the vacuum-generating element 22. Other connections and couplings and designs of the suction elements 24 are also conceivable. In the exemplary embodiments shown, predetermined suction elements 24 run in the longitudinal direction through a measuring chamber 16. In the exemplary embodiments shown, a measuring chamber 16 has a plurality of suction elements 14. The suction elements 14 running in the measuring chamber 16 have a plurality of suction openings 28 in the longitudinal direction. The suction of air through the surface 12 via the openings 18 or the opening 18 of the respective measuring chamber 16 can take place by closing the opening 18 or the openings 18 or by interrupting the fluid flow between the respective suction opening 28 and the vacuum-generating element 22. In an alternative exemplary embodiment, not shown, the suction elements 24 can be laid in walls which delimit the measuring chambers 16, the suction opening 28 being coupled to the measuring chamber 16 via an opening in the corresponding wall.
Wie aus der Figuren 5 weiter ersichtlich ist, weist die Ansauganordnung 20 im dargestellten Ausführungsbeispiele wenigstens eine steuerbare Ventilanordnung 21 mit wenigstens einem Ventil 26 auf, welches wenigstens ein Ansaugelement 24 verschließt oder freigibt. Das Ventil 26 kann als Magnetventil ausgeführt sein. Durch das Schließen vorgegebener Ventile 26 wird an den entsprechenden, von dem unterdruckerzeugenden Element 22 entkoppelten Ansaugöffnungen 28 kein Ansaugdruck erzeugt, so dass durch die Öffnungen 18 (Figuren 4 und 6) im Bereich dieser Ansaugöffnungen 28 kein Ansaugen von Luft erfolgt. Durch das Öffnen von vorgegebenen Ventilen 26 wird ein an den entsprechenden mit dem unterdruckerzeugenden Element 22 gekoppelten Ansaugöffnungen 28 ein Ansaugdruck erzeugt, so dass durch die Öffnungen 18 im Bereich dieser Ansaugöffnungen 28 ein Ansaugen von Luft und dadurch das Ausbilden der Strömung 30 erfolgt. 5, the suction arrangement 20 in the exemplary embodiment shown has at least one controllable valve arrangement 21 with at least one valve 26, which closes or releases at least one suction element 24. The valve 26 can be designed as a solenoid valve. By closing predetermined valves 26, no suction pressure is generated at the corresponding suction openings 28 that are decoupled from the vacuum-generating element 22, so that no air is sucked in through the openings 18 (FIGS. 4 and 6) in the area of these suction openings 28. By opening predetermined valves 26, a suction pressure is generated at the corresponding suction openings 28 coupled to the vacuum-generating element 22, so that air is sucked in through the openings 18 in the area of these suction openings 28 and thereby the flow 30 is formed.
Eine nicht dargestellte Sensoranordnung ermittelt die Position der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstands auf der Oberfläche 12. In Abhängigkeit der Position der Person 2 oder des Gegenstandes werden die entsprechenden Ventile 26 geöffnet. So wird die Luft in die Messkammern 16 unterhalb der Person 2 oder des Gegenstands eingesaugt. A sensor arrangement, not shown, determines the position of the person to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected on the surface 12. Depending on the position of the person 2 or the object, the corresponding valves 26 are opened. The air is thus sucked into the measuring chambers 16 below the person 2 or the object.
Die Sensoranordnung kann Drucksensoren und/oder eine Kamera und/oder ein Lidar-System aufweisen. Die Information über Position der Person 2 oder des Gegenstands und dadurch die Messposition wird verwendet, um unter der Fußmatte bzw. im Unterbau 15 der Probenaufnahmeanordnung 10 verbaute Ventile 26 zu schalten und damit nur Luft über einem Teilbereich der Oberfläche 12 anzusaugen. Das unterdruckerzeugende Element 22 ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen als Pumpe ausgeführt, welche auch die angesaugten Stoffe zur Messanordnung 40 transportiert. Da Proben in den dargestellten Ausführungsbeispielen nur oberhalb von Bereichen der Oberfläche 12 entnommen werden, welche mit der Person 2 oder dem Gegenstand in Kontakt stehen, wird eine Verdünnung der ermittelten Probe erschwert und die Konzentration an zu detektierenden Stoffen erhöht. The sensor arrangement can have pressure sensors and/or a camera and/or a lidar system. The information about the position of the person 2 or the object and thereby the measuring position is used to switch valves 26 installed under the doormat or in the substructure 15 of the sample receiving arrangement 10 and thus only suck in air over a partial area of the surface 12. In the exemplary embodiments shown, the vacuum-generating element 22 is designed as a pump, which also transports the sucked-in substances to the measuring arrangement 40. Since samples in the exemplary embodiments shown are only taken above areas of the surface 12 which are in contact with the person 2 or the object, dilution of the sample determined is made more difficult and the concentration of substances to be detected is increased.
Die Messanordnung 40 kann unterschiedlichste Analysegeräte umfassen, wie zum Beispiel eine Gasphasen-Infrarotspektroskopieeinheit, oder ein Massenspektrometer oder eine andere geeignete spektroskopische Messanordnung. The measuring arrangement 40 can include a wide variety of analysis devices, such as a gas phase infrared spectroscopy unit, or a mass spectrometer or another suitable spectroscopic measuring arrangement.
Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 umfasst eine Messkammer 16 mit mehreren parallel zueinander verlaufenden Ansaugelementen 24. Hierbei können die Öffnungen 18 der Oberfläche 12 dauerhaft geöffnet oder über einen nicht dargestellten Öffnungsmechanismus freigegeben und geschlossen werden. Zusätzlich oder alternativ können Ventile 26 der Ventilanordnung 21 in Abhängigkeit der Position der Person 2 oder des Gegenstandes geöffnet oder geschlossen werden. The exemplary embodiment of the device 1 shown in Figure 4 comprises a measuring chamber 16 with a plurality of suction elements 24 running parallel to one another. Here, the openings 18 in the surface 12 can be permanently opened or released and closed via an opening mechanism, not shown. Additionally or alternatively, valves 26 of the valve arrangement 21 can be opened or closed depending on the position of the person 2 or the object.
Das in Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 unterscheidet sich von den anderen Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Oberfläche 12 eine Positionierungsanordnung 11 aufweist. Die Positionierungsanordnung 11 ist als Stopp-Element in der Art einer Kappe ausgebildet, welche Personen 2 dazu bringt, immer an einer bestimmten Stelle auf der Oberfläche 12 zu stehen. So wird gezielt an dieser Stelle mit Hilfe der Ansaugelemente 24 an der Unterseite 14 der Oberfläche 12 oder mit Hilfe der Ansaugelemente 24, welche an einem Boden der Messkammer 16 angeordnet sind, oder mit Hilfe der Ansaugelemente 24, welche fluidisch mit der entsprechenden Messkammer 16 gekoppelt sind, Luft oberhalb der Oberfläche 12 angesaugt. Zusätzlich oder alternativ kann auch in der Kappe Luft über Öffnungen einsaugt werden und dadurch flüchtige Stoffe, beispielsweise Partikel, Dampfe, Gase, die nach oben steigen. Durch das Begrenzen bzw. durch Vorauswahl des Messbereichsbereichs durch die Positionierungsanordnung 11 und/oder durch den Öffnungsmechanismus 17 und/oder durch die Ventilanordnung 21 wird der Luftraum weiter eingeschränkt, wodurch die zu erwartende Konzentration höher ist und eine Detektion leichter erfolgen kann. The exemplary embodiment of the device 1 shown in FIG. 6 differs from the other exemplary embodiments in that the surface 12 has a positioning arrangement 11. The positioning arrangement 11 is designed as a stop element in the manner of a cap, which causes people 2 to always stand at a certain point on the surface 12. This is done specifically at this point with the help of the suction elements 24 on the underside 14 of the surface 12 or with the help of the suction elements 24, which are arranged on a bottom of the measuring chamber 16, or with the help of the suction elements 24, which are fluidly coupled to the corresponding measuring chamber 16 are, air is sucked in above the surface 12. Additionally or alternatively, air can also be sucked in through openings in the cap, causing volatile substances, such as particles, vapors, gases, to rise upwards. By limiting or preselecting the measuring range by the positioning arrangement 11 and/or by the opening mechanism 17 and/or by the valve arrangement 21, the air space is further restricted, as a result of which the expected concentration is higher and detection can be carried out more easily.
Die Einrichtung 1 kann in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel Heizelemente in der wenigstens einen Messkammer 16 und/oder an der Oberfläche 12 und/oder am der Rückseite 14 aufweisen. Die Heizelemente werden einerseits zur Anpassung des temperaturabhängigen Dampfdrucks der zu detektierenden Moleküle, anderseits zur Vermeidung von Kondensation der Moleküle auf der Oberfläche 12, bevor diese detektiert werden, genutzt. In an exemplary embodiment not shown, the device 1 can have heating elements in the at least one measuring chamber 16 and/or on the surface 12 and/or on the back 14. The heating elements are used on the one hand to adjust the temperature-dependent vapor pressure of the molecules to be detected, and on the other hand to avoid condensation of the molecules on the surface 12 before they are detected.
Des Weiteren kann die Einrichtung 1 eine Auswerte- und Steuereinheit zum Auswerten der Sensorsignale, zum Steuern der Ventile 26 und/oder des Öffnungsmechanismus 17 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerte- und Steuereinheit das unterdruckerzeugenden Element 22 steuern. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerte- und Steuereinheit eine Ausgabeeinheit ansteuern, welche bei einer Detektion des zu detektierenden Stoffs ein Warnsignal ausgibt. Furthermore, the device 1 can have an evaluation and control unit for evaluating the sensor signals, for controlling the valves 26 and/or the opening mechanism 17. Additionally or alternatively, the evaluation and control unit can control the vacuum-generating element 22. Additionally or alternatively, the evaluation and control unit can control an output unit which issues a warning signal when the substance to be detected is detected.
Figur 7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahren zur Detektion eines Stoffes, insbesondere eines Sprengstoffes, wobei in Verfahrensschritt S200 eine auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person 2 und/oder ein auf den zu detektierender Stoff zu untersuchender Gegenstand in Strömungsrichtung 300 vor der Oberfläche 12 angeordnet wird. In Verfahrensschritt S210 wird eine Strömung 30 in Richtung einer Oberfläche 12 einer Probenaufnahmeanordnung 10 gerichtet. Diese Strömung 30 kann kontinuierlich erzeugt werden. Alternativ wird die Strömung 30 erzeugt sobald eine Person 2 die Oberfläche 12 betritt, das Erzeugen der Strömung kann beendet werden sobald die Person 2 die Oberfläche 12 verlässt. Die Strömung 30 wird in Richtung 200 der Schwerkraft gerichtet, und die Oberfläche 12 wird parallel zu einem Boden 4 der Umgebung angeordnet, wobei die Strömung 30 Stoffe und insbesondere den zu detektierenden Stoff in Richtung der Oberfläche 12 transportiert, wobei die Strömung 30 durch eine Ansauganordnung 20 erzeugt wird und die Stoffe in Verfahrensschritt S212 durch die Ansauganordnung 20 durch die Oberfläche 12 ansaugt werden. 7 shows a flowchart of a method for detecting a substance, in particular an explosive, wherein in method step S200 a person 2 to be examined for the substance to be detected and/or an object to be examined for the substance to be detected is arranged in front of the surface 12 in the flow direction 300 becomes. In method step S210, a flow 30 is directed toward a surface 12 of a sample receiving arrangement 10. This flow 30 can be generated continuously. Alternatively, the flow 30 is generated as soon as a person 2 enters the surface 12, the generation of the flow can be stopped as soon as the person 2 leaves the surface 12. The flow 30 is directed in the direction 200 of gravity, and the surface 12 is arranged parallel to a floor 4 of the environment, the flow 30 transporting substances and in particular the substance to be detected towards the surface 12, the flow 30 being carried out by a suction arrangement 20 is generated and the substances are sucked through the surface 12 by the suction arrangement 20 in method step S212.
Die Probenentnahme beginnt damit, dass die Person 2 die Oberfläche 12 betritt oder der Gegenstand dort abgelegt wird. In Verfahrensschritt S212 wird die angesaugte Luft kontinuierlich über ein Messverfahren auf den zu detektierenden Stoff untersucht, In Verfahrensschritt S220 wird die angesaugte Luft durch eine Messanordnung 40 analysiert. The sampling begins when the person 2 enters the surface 12 or the object is placed there. In method step S212, the sucked in air is continuously examined for the substance to be detected using a measuring method. In method step S220, the sucked in air is analyzed by a measuring arrangement 40.
In Verfahrensschritt S230 wird ermittelt, ob die Person 2 oder der Gegenstand sich noch auf der Oberfläche 12 befinden. Es wird kontinuierlich über die freigegebenen Messkammern Luft angesaugt, bis die auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person 2 und/oder der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Gegenstand einen vorgegebenen Messbereich verlässt. In method step S230 it is determined whether the person 2 or the object is still on the surface 12. Air is continuously sucked in through the released measuring chambers until the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected leaves a predetermined measuring range.
In Verfahrensschritt S240 wird das Messergebnis ermittelt. Hierbei gibt eine Signalanordnung ein Lichtsignal und/oder ein akustisches Signal aus, wenn der zu detektierende Stoff im Messverfahren gemessen wird. Wird bei der Abfrage in Verfahrensschritt S250 ein Nachweisen des zu detektierenden Stoffs im vorangegangenen Schritt S240 verneint, wird die Überprüfung in Verfahrensschritt S260 beendet. In method step S240, the measurement result is determined. Here, a signal arrangement emits a light signal and/or an acoustic signal when the substance to be detected is measured in the measuring process. If the query in method step S250 denies detection of the substance to be detected in the previous step S240, the check is ended in method step S260.
Wird bei der Abfrage in Verfahrensschritt S250 ein Nachweisen des zu detektierenden Stoffs im vorangegangenen Schritt S240 bejaht, wird in Verfahrensschritt S270 eine manuelle Überprüfung der Person 2 oder des Gegenstandes vorgenommen. If the query in method step S250 confirms that the substance to be detected was detected in the previous step S240, a manual check of the person 2 or the object is carried out in method step S270.
In Verfahrensschritt S290 kann unabhängig vom Ergebnis der manuellen Überprüfung die Einrichtung 1 oder zumindest die Probenaufnahmeanordnung 10 gereinigt werden. In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens 100 kann die Reinigung dann erfolgen, wenn in Verfahrensschritt S280 der zu detektierende Stoff gefunden wurde. In einem Verfahrensschritt S300 ist eine regelmäßige Wartung der Einrichtung 1 vorgesehen. In method step S290, the device 1 or at least the sample receiving arrangement 10 can be cleaned regardless of the result of the manual check. In an alternative embodiment of the method 100, the cleaning can take place when the substance to be detected has been found in method step S280. In a method step S300, regular maintenance of the device 1 is provided.
In einem alternativen, nicht dargestellten Verfahrensschritt werden Messkammern 16 der Probenaufnahmeanordnung 10 in Abhängigkeit der Position der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person 2 und/oder des auf den zu detektierender Stoffs an der Oberfläche 12, zur Probenentnahme freigegeben oder geschlossen. Hierbei können beispielsweise Sensorsignale einer Sensoranordnung ausgewertet werden. In an alternative method step, not shown, measuring chambers 16 of the sample receiving arrangement 10 are released or closed for sampling depending on the position of the person 2 to be examined for the substance to be detected and/or of the substance to be detected on the surface 12. Here, for example, sensor signals from a sensor arrangement can be evaluated.
Zweckmäßigerweise ist die bei der Durchführung des Verfahrens verwendete Elektronik so ausgebildet, dass sie folgende Funktionalitäten aufweist: The electronics used to carry out the method are expediently designed in such a way that they have the following functionalities:
Ansteuerung der beispielsweise mit 24 V betriebenen Magnetventile; Control of solenoid valves operated with 24 V, for example;
Heizen und Regeln der Temperatur an der Messzelle; Heating and regulating the temperature on the measuring cell;
Ansteuern der Unterdruckpumpe; Activating the vacuum pump;
Erkennen von Personen 2 oder Gegenständen auf der Oberfläche 12; Kommunikation mit externer Steuerungssoftware. Detecting people 2 or objects on the surface 12; Communication with external control software.
Bezugszeichen Reference symbols
1 Einrichtung zur Detektion eines Stoffes 1 device for detecting a substance
2 Person 2 people
4 Boden 4 floor
10 Probenaufnahmeanordnung 10 sample receiving arrangement
11 Positionierungsanordnung 11 positioning arrangement
12 Oberfläche 12 surface
13 Klappe 13 flap
14 Rückseite 14 back
15 Unterbau 15 substructure
16 Messkammern 16 measuring chambers
17 Öffnungsmechanismus 17 opening mechanism
18 Öffnung 18 opening
19 Federanordnung 19 spring arrangement
20 Ansauganordnung 20 intake arrangement
21 Ventilanordnung 21 valve arrangement
22 unterdruckerzeugendes Element (Ansaugpumpe)22 vacuum-generating element (suction pump)
24 Ansaugelement (Verbindungsleitung) 24 Suction element (connecting line)
26 Ventil 26 valve
28 Ansaugöffnung 28 intake opening
30 verwirbelungsarme Strömung 30 low-turbulence flow
40 Messanordnung 40 measuring arrangement
50 Gebläseanordnung 50 blower arrangement
100 Verfahren zur Detektion eines Stoffes 100 methods for detecting a substance
200 Richtung Schwerkraft 200 towards gravity
300 Richtung Strömung 300 towards the current
S200-S300 Verfahrensschritte S200-S300 process steps

Claims

Ansprüche Expectations
1. Einrichtung (1) zur Detektion eines Stoffes, insbesondere eines Sprengstoffes, wobei eine Strömung (30) in Richtung einer Oberfläche (12) einer Probenaufnahmeanordnung (10) gerichtet ist und eine auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person (2) und/oder ein auf den zu detektierender Stoff zu untersuchender Gegenstand in Strömungsrichtung (300) vor der Oberfläche (12) angeordnet ist, wobei die Strömung (30) Stoffe und insbesondere den zu detektierenden Stoff in Richtung der Oberfläche (12) transportiert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansauganordnung (20) an einer Rückseite (14) der Oberfläche (12) wirkt, wobei die Ansauganordnung (20) die Strömung (30) erzeugt und die Stoffe durch die Oberfläche (12) ansaugt, wobei die Strömung (30) in Richtung (200) der Schwerkraft gerichtet ist und die Oberfläche (12) parallel zu einem Boden (4) der Umgebung angeordnet ist. 1. Device (1) for detecting a substance, in particular an explosive, wherein a flow (30) is directed towards a surface (12) of a sample receiving arrangement (10) and a person (2) to be examined for the substance to be detected and / or an object to be examined for the substance to be detected is arranged in the flow direction (300) in front of the surface (12), the flow (30) transporting substances and in particular the substance to be detected in the direction of the surface (12), characterized in that a suction arrangement (20) acts on a back side (14) of the surface (12), the suction arrangement (20) generating the flow (30) and sucking the substances through the surface (12), the flow (30) in the direction ( 200) is directed by gravity and the surface (12) is arranged parallel to a floor (4) in the environment.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die die Oberfläche (12) ausbildende Probenaufnahmeanordnung (10) als auf dem Boden (4) liegende Fußmatte ausgebildet ist und/oder in den Boden (4) integriert ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the sample receiving arrangement (10) forming the surface (12) is designed as a doormat lying on the floor (4) and / or is integrated into the floor (4).
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberfläche (12) gegenüberliegend eine Gebläseanordnung (50) angeordnet ist, welche die Strömungsstärke der in Richtung der Oberfläche (12) gerichteten Strömung (30) verstärkt. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that a fan arrangement (50) is arranged opposite the surface (12), which increases the flow strength of the flow (30) directed in the direction of the surface (12).
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenaufnahmeanordnung (10) unterhalb der Oberfläche (12) einen Unterbau (15) aufweist, welcher wenigstens eine Messkammer (16) ausbildet, welche wenigstens eine an der Oberfläche (12) angeordnete Öffnung (18) umfasst, wobei die Ansauganordnung (20) die Stoffe durch die wenigstens eine Öffnung (18) in einem freigegebenen Zustand ansaugt. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass die wenigstens eine Messkammer (16) wenigstens einen korrespondierenden Öffnungsmechanismus (17) aufweist, welcher wenigstens eine Klappe (13) zwischen einer die wenigstens eine Öffnung (18) freigebenden Stellung und einer die wenigstens eine Öffnung (18) verschließenden Stellung bewegt. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass nur Messkammern (16) wenigstens eine Klappe (13) in der die Öffnung (18) freigebenden Stellung aufweisen, welche in Kontakt mit der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person (2) und/oder in Kontakt zu dem auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstand stehen. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet dass der wenigstens eine Öffnungsmechanismus (17) wenigstens eine Federanordnung (19) aufweist, wobei eine Gewichtkraft der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person (2) und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstands eine die Öffnung (18) verschließende Klappe (13) gegen die Federkraft in eine Öffnung (18) freigebende Stellung überführt. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet dass die Ansauganordnung (20) wenigstens ein unterdruckerzeugendes Element (22) und wenigstens ein mit dem unterdruckerzeugenden Element (22) fluidisch gekoppeltes Ansaugelement (24) mit wenigstens einer Ansaugöffnung (28) aufweist, wobei das wenigstens eine Ansaugelement (24) mit wenigstens einer der Messkammern (16) fluidisch gekoppelt ist, wobei das wenigstens eine unterdruckerzeugende Element (22) über das wenigstens eine Ansaugelement (24) einen Ansaugdruck in der korrespondierenden wenigstens einen Messkammer (16) erzeugt. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansauganordnung (20) wenigstens eine steuerbare Ventilanordnung (21) mit wenigstens einem Ventil (26) aufweist, welches wenigstens ein Ansaugelement (24) verschließt oder freigibt. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet wenigstens eine Sensoranordnung die Position der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Person (2) und/oder des auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchenden Gegenstands auf der Oberfläche (12) ermittelt. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (12) eine Positionierungsanordnung (11) aufweist. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenaufnahmeanordnung (10) mit wenigstens einer Messanordnung (40) gekoppelt ist. Verfahren zur Detektion eines Stoffes, insbesondere eines Sprengstoffes, wobei eine Strömung (30) in Richtung einer Oberfläche (12) einer Probenaufnahmeanordnung (10) gerichtet wird und eine auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person (2) und/oder ein auf den zu detektierender Stoff zu untersuchender Gegenstand in Strömungsrichtung (300) vor der Oberfläche (12) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung (30) in Richtung (200) der Schwerkraft gerichtet wird und die Oberfläche (12) parallel zu einem Boden (4) der Umgebung angeordnet wird, wobei die Strömung (30) Stoffe und insbesondere den zu detektierenden Stoff in Richtung der Oberfläche (12) transportiert, wobei die Strömung (30) durch eine Ansauganordnung (20) erzeugt wird und die Stoffe durch die Ansauganordnung (20) durch die Oberfläche (12) ansaugt werden. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Messkammern (16) der Probenaufnahmeanordnung (10) in Abhängigkeit der Position der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person (2) und/oder des auf den zu detektierender Stoffs zu untersuchenden Gegenstands an der Oberfläche (12), zur Probenentnahme freigegeben oder gesperrt werden. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass kontinuierlich über die freigegebenen Messkammern (16) Luft angesaugt wird, bis die auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Person (2) und/oder der auf den zu detektierenden Stoff zu untersuchende Gegenstand einen vorgegebenen Messbereich verlässt. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die angesaugte Luft kontinuierlich über ein Messverfahren auf den zu detektierenden Stoff untersucht wird, insbesondere wobei eine4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sample receiving arrangement (10) has a substructure (15) below the surface (12), which forms at least one measuring chamber (16), which has at least one arranged on the surface (12). Opening (18), wherein the suction arrangement (20) sucks the substances through the at least one opening (18) in a released state. Device according to claim 4, characterized in that the at least one measuring chamber (16) has at least one corresponding opening mechanism (17), which has at least one flap (13) between a position releasing the at least one opening (18) and one of the at least one opening (18 ) moves to the closing position. Device according to claim 5, characterized in that only measuring chambers (16) have at least one flap (13) in the position releasing the opening (18), which is in contact with the person (2) to be examined for the substance to be detected and/or in Be in contact with the object to be examined for the substance to be detected. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the at least one opening mechanism (17) has at least one spring arrangement (19), with a weight force of the person (2) to be examined towards the substance to be detected and/or of the substance to be detected of the object to be examined, a flap (13) closing the opening (18) is transferred against the spring force into a position releasing the opening (18). Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the suction arrangement (20) has at least one vacuum-generating element (22) and at least one suction element (24) fluidically coupled to the vacuum-generating element (22) with at least one suction opening (28), whereby the at least one suction element (24) is fluidly coupled to at least one of the measuring chambers (16), wherein the at least one vacuum-generating element (22) generates a suction pressure in the corresponding at least one measuring chamber (16) via the at least one suction element (24). Device according to claim 8, characterized in that the suction arrangement (20) has at least one controllable valve arrangement (21) with at least one valve (26) which closes or releases at least one suction element (24). Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sensor arrangement determines the position of the person (2) to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected on the surface (12). Device according to one of the preceding claims, characterized in that the surface (12) has a positioning arrangement (11). Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sample receiving arrangement (10) is coupled to at least one measuring arrangement (40). Method for detecting a substance, in particular an explosive, wherein a flow (30) is directed towards a surface (12) of a sample receiving arrangement (10) and a person (2) to be examined and/or a person to be examined towards the substance to be detected detecting substance object to be examined is arranged in the flow direction (300) in front of the surface (12), characterized in that the flow (30) is directed in the direction (200) of gravity and the surface (12) is parallel to a floor (4) the environment is arranged, the flow (30) transporting substances and in particular the substance to be detected towards the surface (12), the flow (30) being generated by a suction arrangement (20) and the substances through the suction arrangement (20). be sucked in through the surface (12). Method according to claim 13, characterized in that measuring chambers (16) of the sample receiving arrangement (10) depend on the position of the person (2) to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected on the surface ( 12), be released or blocked for sampling. Method according to claim 13 or 14, characterized in that air is continuously sucked in via the released measuring chambers (16) until the person (2) to be examined for the substance to be detected and/or the object to be examined for the substance to be detected reaches a predetermined level leaves the measuring range. Method according to one of claims 13 to 15, characterized in that the sucked in air is continuously examined for the substance to be detected using a measuring method, in particular wherein a
Signalanordnung ein Lichtsignal und/oder ein akustisches Signal ausgibt, wenn der zu detektierende Stoff im Messverfahren gemessen wird. Signal arrangement emits a light signal and / or an acoustic signal when the substance to be detected is measured in the measuring process.
PCT/EP2023/069034 2022-07-28 2023-07-10 Device and method for detecting a substance WO2024022794A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022118947.3A DE102022118947A1 (en) 2022-07-28 2022-07-28 Device and method for detecting a substance
DE102022118947.3 2022-07-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024022794A1 true WO2024022794A1 (en) 2024-02-01

Family

ID=87280357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/069034 WO2024022794A1 (en) 2022-07-28 2023-07-10 Device and method for detecting a substance

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022118947A1 (en)
WO (1) WO2024022794A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896547A (en) 1988-11-18 1990-01-30 Thermedics Inc. Air-sampling apparatus with easy walk-in access
US5915268A (en) * 1997-12-22 1999-06-22 Sandia Corporation Vertical flow chemical detection portal
CH693936A5 (en) * 2003-08-06 2004-04-30 New Ambrosetti Technologies Sa An artificial smell detecting device for detecting illegal drugs or explosives
WO2018053650A1 (en) * 2016-09-26 2018-03-29 Technologie M1 Composites Inc. Method and system for detection of target molecules

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040166550A1 (en) 2003-02-25 2004-08-26 Sullivan Brian M. Bio-gateway
JP5010501B2 (en) 2008-02-28 2012-08-29 三菱重工業株式会社 Inspection system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896547A (en) 1988-11-18 1990-01-30 Thermedics Inc. Air-sampling apparatus with easy walk-in access
US5915268A (en) * 1997-12-22 1999-06-22 Sandia Corporation Vertical flow chemical detection portal
CH693936A5 (en) * 2003-08-06 2004-04-30 New Ambrosetti Technologies Sa An artificial smell detecting device for detecting illegal drugs or explosives
WO2018053650A1 (en) * 2016-09-26 2018-03-29 Technologie M1 Composites Inc. Method and system for detection of target molecules

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022118947A1 (en) 2024-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011119431B4 (en) Stray radiation fire detector and method for automatically detecting a fire situation
EP1695908B1 (en) Loading device for at least partially atomatically load and unload a cargo bay of a vehicle and conveying device
DE69721512T2 (en) Method and device for optimizing a trigger
DE102009026913A1 (en) Door-type passenger safety examination apparatus and method for detecting contraband such as intoxicants and explosives
EP2238422B1 (en) Sniffing leak detector according to the reference measurement principle
EP2469492B1 (en) Method and device for fire detection in volumes
EP0053253B1 (en) Inhalator device for test animals
DE202016101527U1 (en) Elevator shaft ventilation and smoke extraction
EP2373969A1 (en) Leak detection method
WO2024022794A1 (en) Device and method for detecting a substance
EP3671184B1 (en) Alcohol detection device with redundant measurement channels and method for detecting alcohol
DE3829578A1 (en) DRAINAGE DEVICE WITH DETACHABLE COLLECTION CHAMBER
CN111815830A (en) Dangerous chemical security inspection device and gate system
EP2295907B1 (en) Vacuum assembly for cooling foods
DE202016101524U1 (en) Elevator shaft ventilation and smoke extraction
DE202011108378U1 (en) Device for detaching varroa mites adhering to bees
KR20210038764A (en) Air foil bearing
EP1712896B1 (en) Device and method for detecting pollutants
WO2022090511A1 (en) Oil mist detector for detecting and/or analyzing oil-air mixtures, comprising an optical measuring assembly, and corresponding method
DE19509612C1 (en) Steam evacuation hood for cooking positions
DE102008050820B4 (en) Device with memory function for determining whether the closing of a vehicle door is permissible, and associated method
DE102014018193A1 (en) Analysis device for a battery, in particular for a high-voltage battery of a motor vehicle, and associated method
DE112021002630T5 (en) Odor detection device and vehicle mounted safety inspection device for containers
DE202010017579U1 (en) Apparatus for fire detection in volumes
EP3473945A1 (en) Smoke prevention pressure system and method for operating same

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23741343

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1