способ обнаружения взрывчатых веществ

Формула изобретения

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ, включающий двухчастотное воздействие на обследуемый объект двумя линейно частотно-модулированными импульсами со средней частотой заполнения, равной частоте одного из переходов и с девиацией, обеспечивающей возбуждение всей линии, и одним радиочастотным импульсом с частотой заполнения, равной частоте другого перехода, и регистрацию сигнала отклика, по которому судят о присутствии искомого вещества, отличающийся тем, что сначала воздействуют двумя линейно частотно-модулированными импульсами с временным интервалом ₁ между ними, затем через время ₂ - радиочастотным импульсом, а регистрацию сигнала отклика производят на частоте одиночного импульса, при этом ₁ и ₂ устанавливают меньше времен поперечной и продольной релаксации соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам обнаружения взрывчатых веществ и может быть использовано при дистанционном обнаружении взрывчатых веществ, содержащих ядра азота.

Известен способ обнаружения взрывчатых веществ, включающий воздействие на обследуемый объект сериями радиочастотных импульсов и регистрацию сигнала отклика, по которому определяют присутствие искомого вещества [1].

Недостатком данного способа является малая чувствительность, обусловленная малой интенсивностью наблюдаемых сигналов. Данный способ позволяет обнаруживать взрывчатые вещества на расстоянии 60 см.

Наиболее близким по технической сущности является способ обнаружения взрывчатых веществ, включающий двухчастотное воздействие на обследуемый объект двумя линейно-частотно-модулированными импульсами со средней частотой заполнения, равной частоте одного из переходов и с девиацией, обеспечивающей возбуждение всей линии, и одним радиочастотным импульсом с частотой заполнения, равной частоте другого перехода и регистрацию сигнала отклика, по которому судят о присутствии искомого вещества [2].

Однако этот способ обладает также сравнительно малой чувствительностью. Им можно обнаружить взрывчатые вещества на расстоянии 1,2 м .

Задачей данного изобретения является разработка способа обнаружения взрывчатых веществ, позволяющего повысить чувствительность.

При обнаружении взрывчатых веществ, содержащих ядра азота, на обследуемый объект воздействуют двумя линейно-частотно-модулированными импульсами со средней частотой заполнения, равной частоте одного из переходов и с девиацией, обеспечивающей возбуждение всей линии, и одним радиочастотным импульсом с частотой заполнения, равной частоте другого перехода и регистрацию сигнала отклика, по которому судят о присутствии искомого вещества, причем сначала воздействуют двумя линейно-частотно-модулированными импульсами с временным интервалом ₁ между ними, а затем через время ₂ радиочастотным импульсом, а регистрацию сигнала отклика производят на частоте одиночного импульса, при этом ₁ и ₂ устанавливают меньше времени поперечной и продольной релаксации.

На фиг. 1 приведена схема квадрупольной спин-системы ядер ¹⁴N; на фиг. 2,3 - импульсные программы возбуждения сигналов эха; на фиг. 4 - блок-схема устройства, с помощью которого реализован предлагаемый способ; на фиг. 5 - спектр исследуемого вещества.

Рассмотрим возбуждение сигналов по импульсным программам на фиг. 2,3.

Первое РЧ-поле воздействует на средней частоте _0,+1, а второе - на частоте _0,-1 (см. фиг. 2).

Первое радиочастотное поле воздействует на средней частоте _0,-1, а второе поле - на частоте _0,+1 (см. фиг. 3).

Амплитуды наблюдаемых сигналов пропорциональны средней частоте первого РЧ-поля. Чем больше эта средняя частота, тем интенсивнее амплитуда наблюдаемого сигнала.

Устройство для реализации способа содержит программатор 1, блок 2 управления задающими генераторами, первый 3 и второй 4 задающие генераторы, первый 5 и второй 6 стробируемые усилители, первый 7 и второй 8 широкополосные усилители мощности, двухчастотную резонансную систему 9, выполненную в виде антенны, предварительный усилитель 10, приемник 11 сигналов, индикатор 12.

Устройство работает следующим образом. Программатор 1 обеспечивает необходимую импульсную последовательность, т.е. позволяет установить необходимые длительности импульсов, их количество, временные интервалы между ними, частоту следования импульсной последовательности, различные импульсы для блока управления задающими генераторами, строб-импульсы для стробируемых усилителей, а также синхроимпульс.

С помощью блока управления задающими генераторами 2 устанавливают необходимые частоты _0,+1 и _0,-1 первого 3 и второго 4 задающих генераторов, а также девиацию частоты первого 3 и второго 4 генераторов в зависимости от условий возбуждения.

Первый стробируемый усилитель 5 и первый широкополосный усилитель мощности 7 формируют и обеспечивают ЛЧМ-импульсы с необходимой амплитудой. Средняя частота заполнения ЛЧМ-импульсов равна _0,+1. Второй стробируемый усилитель 6 и второй широкополосный усилитель мощности 8 формирует импульс с необходимой амплитудой и с частотой заполнения, равной _0,-1.

Воздействие радиочастотными импульсами на объект осуществляется с помощью двухчастотной резонансной системы 9, выполненной в виде антенны (из двух витков связи: каждый виток связи для своей частоты). Сигнал отклика усиливается предусилителем 10, который одновременно является и селектором сигналов. В приемнике 11 отклик усиливается до необходимой амплитуды (если нужно и накапливается), затем подается на индикатор 12, который выполнен в виде звукового сигнализатора.

На фиг. 5 приведен спектр вещества, на котором реализован данный способ. Верхние частоты этих линий (частоты _0,+1) занимают примерно от 860 до 900 кГц, а нижние частоты (_0,-1) - 730-810 кГц. Поэтому в случае а) средняя частота заполнения ЛЧМ импульсов должна изменяться от 850 до 950 кГц, а в случае б) - средняя частота заполнения ЛЧМ-импульсов должна изменяться от 720 до 850 кГц. При этом необходимо девиацию частоты устанавливать 20% от средней частоты заполнения ЛЧМ импульсов.

Временные интервалы ₁ (между ЛЧМ-импульсами) и ₂ (между вторым ЛЧМ-импульсом и одиночным импульсом) устанавливают меньше времен поперечной и продольной релаксации.

Предложенным способом можно обнаружить взрывчатые вещества на расстоянии 1,2-10 м. Эта величина во многом зависит от массы взрывчатых веществ, частот заполнения ЛЧМ-импульсов, мощности излучения, конструкции антенны и т.д.