устройство для контроля следов взрывчатых веществ на документах

Формула изобретения

1. Устройство для контроля следов взрывчатых веществ на документах, содержащее нагреваемый десорбер для установки носителя паров взрывчатых веществ, воздушный насос и детектор анализируемых паров взрывчатых веществ, отличающееся тем, что десорбер выполнен в виде документоприемника, который состоит из центральной камеры, в которой размещен исследуемый документ, и отделенных от нее воздушными зазорами двумя боковыми камерами с установленными в них электронагревателями, при этом входы боковых камер подключены к выходу воздушного насоса, соединенного входом с атмосферой, а выходы боковых камер соединены через воздушные зазоры центральной камеры со входом детектора анализируемых паров.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что документоприемник оборудован датчиком наличия исследуемого документа.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что датчик наличия исследуемого документа выполнен в виде электронного датчика, например фотодатчика.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что датчик наличия исследуемого документа выполнен в виде механического датчика, например концевого выключателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к аналитическим приборам, предназначенным для обнаружения микроконцентраций веществ, и может быть использовано для обнаружения паров взрывчатых веществ (ВВ) на документах, например паспортах, билетах и т.п.

Известно, что бумага, кожа и другие пористые материалы хорошо адсорбируют пары микроконцентраций веществ, находящиеся с ними даже непродолжительное время в непосредственном контакте. Если, например, человек, имевший дело с ВВ, берется за документы, паспорт, билеты и другие бумажные или кожаные предметы, то после указанного контакта эти предметы очень долго будут сохранять адсорбированные пары ВВ. Поэтому возможен контроль за людьми, которые по своей служебной деятельности не связаны с ВВ и продуктами, содержащими их компоненты.

Известно устройство для обнаружения паров микроконцентраций ВВ, находящихся в пористой среде (в грунте), содержащее десорбционную камеру, которую устанавливают на исследуемую поверхность, микроволновые нагреватели, установленные в десорбционной камере, выход которой соединен с пробоотборным устройством, содержащим материал с высокой сорбционной способностью к парам ВВ, которое после адсорбирования паров ВВ соединяется с газовым анализатором или хроматографом (см. патент США №6802227, МКИ G 01 N 1/00, 2004 г.). Микроволновые излучатели эффективно прогревают грунт, испаряя пары ВВ, которые сорбируются на сорбционных структурах, и с потоком воздуха в дальнейшем могут поступать для последующего анализа.

Основным недостатком известного устройства является то, что оно весьма громоздко и не может использоваться для обнаружения паров ВВ на небольших объектах, которые сами не являются первичными источниками паров ВВ и, следовательно, не могут создавать значительные концентрации ВВ, достаточные для их надежной регистрации газовым анализатором или хроматографом.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для обнаружения контрабанды (см. патент US №6642513, кл. Н 01 J 49/00, G 01 N 7/00; 2003 г.), включающее корпус, внутри которого расположен нагреваемый десорбер для установки носителя паров, вход которого соединен с атмосферой, а выход - со входом детектора анализируемых паров взрывчатых веществ через полупроницаемую мембрану. Для обнаружения паров искомых веществ в десорбер устанавливается носитель паров ВВ (например, бумажная салфетка), на которую предварительно адсорбируются пары искомых веществ путем прокачивания больших объемов воздуха с искомыми парами. После предварительного концентрирования пробы на носителе он устанавливается в десорбер и подвергается нагреву. В качестве детектора использована аналитическая головка, разделяющая ионы по подвижности. Для согласования десорбера с входом аналитической головки использована полупроницаемая мембрана, разделяющая большой входной воздушный поток от малого аналитического потока газа, поступающего в детектор.

Основным недостатком известного устройства является невозможность работы в приближенном к реальному масштабу времени обслуживания клиента, которое обычно составляет от нескольких секунд до минуты. Это связано с тем, что требуется предварительная концентрация паров пробы, которая при низких концентрациях может составлять от единиц до десятков минут и, соответственно, не может использоваться для сплошного (не выборочного) контроля пассажиропотока.

Кроме того, керамические нагреватели, позволяющие быстро нагреваться до температуры 200°С и контактирующие непосредственно с носителем пробы, невозможно использовать для прогрева документов, т.к. последние в результате этого могут сильно деформироваться и стать непригодными для дальнейшего использования.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание устройства, способного в экспресс-режиме обнаруживать адсорбированные на документах пары ВВ и при этом не оказывать отрицательного воздействия на документы.

Указанная задача в устройстве для контроля следов взрывчатых веществ на документах, содержащем нагреваемый десорбер для установки носителя паров, воздушный насос и детектор анализируемых паров взрывчатых веществ, достигается тем, что десорбер выполнен в виде документоприемника, который состоит из центральной камеры, в которой размещен обследуемый документ, отделенный от ее стенок воздушными зазорами, и двух боковых камер с установленными в них электронагревателями, при этом входы боковых камер подключены к выходу воздушного насоса, соединенного входом с атмосферой, а выходы боковых камер соединены через воздушные зазоры центральной камеры со входом детектора анализируемых паров.

Благодаря выполнению десорбера в виде документоприемника удается легко ввести обследуемый документ в центральную камеру малого объема, из которой нагретым с помощью электронагревателей воздухом можно быстро десорбировать воздушным потоком находящиеся на поверхности документа пары ВВ и осуществить их ввод в аналитический тракт детектора.

Для регистрации факта введения документа в документоприемник и начала режима контроля он оборудован датчиком наличия обследуемого документа, который может быть выполнен либо в виде в виде электронного датчика, например фотодатчика, либо в виде механического датчика, например концевого выключателя.

Таким образом, заявляемое устройство может в экспресс-режиме десорбировать находящиеся на поверхности документа пары и полностью ввести их в аналитический тракт детектора, что позволяет в реальном времени проводить сплошной контроль пассажиропотока, что не имеет аналогов среди известных устройств, а следовательно, удовлетворяет критерию «изобретательский уровень».

На фиг.1 приведена конструкция заявляемого устройства с фотодатчиком наличия документа.

На фиг.2 приведена конструкция заявляемого устройства с механическим датчиком наличия документа.

На фиг.3 приведено конструктивное выполнение центральной камеры документоприемника с фиксаторами положения документа.

Заявляемое устройство (фиг.1, 2) включает: документоприемник 1, состоящий из центральной камеры 2, в которую помещается обследуемый документ 3; двух боковых камер 4 с электронагревателями 5; датчика наличия документа, выполненного в виде фотодатчика 6 (фиг.1) или механического датчика 7 (фиг.2); воздушного насоса 8; детектора анализируемых паров 9.

Представленная на фиг.3 конструкция документоприемника включает: П-образную кассету 10, на боковых поверхностях которой выполнены пальчиковые упоры 11 или ребра 12, удерживающие документ 3 с зазором относительно стенок 13. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы устройства запускается детектор анализируемых паров 9 и с помощью нагревателей 5 прогреваются до рабочей температуры, соответствующей виду обследуемого документа (паспорт, билет), боковые камеры 4. После этого в документоприемник 1 вводится обследуемый документ 3, что приводит к срабатыванию датчика наличия документа (фотодатчика 6 или механического датчика 7) и запуску воздушного насоса 8, который, засасывая воздух из атмосферы, продувает его через боковые камеры 4, где он быстро прогревается, и уже нагретый воздух поступает в центральную камеру 2, где он, проходя вдоль поверхностей обследуемого документа 3, захватывает десорбируемые с документа пары ВВ и доставляет их в аналитический тракт детектора 9, производящего их анализ. При наличии паров ВВ на документе детектор 9 выдает звуковой, графический или иной сигнал, привлекающий оператора к владельцу данного документа.

Заявляемое устройство было опробовано в лабораторных условиях.

Пример 1. В качестве детектора анализируемых паров использован прибор типа МО-2М (Россия), а в качестве документоприемника - представленное на фиг.1-3 устройство. Центральная камера документоприемника была рассчитана для размещения в ней паспорта. В качестве контрольных объектов использовались паспорта граждан России с нанесенными на их внешнюю поверхность следовыми количествами следующих ВВ: тринитротолуол (ТНТ), нитроглицерин (НГ), гексоген (ГГ), пентаэритротетранитрат (ТЭН). На руки оператора микрошприцем наносилось порядка 5×10^-9 г каждого вида ВВ, после чего оператор контактировал с паспортом.

При обследовании детектором паров ВВ контрольных объектов сигналов обнаружения ВВ получено не было. Затем паспорт помещался в камеру документоприемника и проводился анализ десорбируемых с документа паров ВВ. Следы указанных выше ВВ на контрольных объектах обнаруживались с первой попытки за время не более 5 с.

Пример 2. Аналогичным способом был проведен контроль авиабилетов со следами ВВ. В качестве документоприемника использовалось представленное на фиг.1 устройство. Центральная камера документоприемника была рассчитана для размещения в ней бланка авиабилета. Все помеченные указанными выше ВВ авиабилеты были обнаружены с первой попытки за время не более 5 с.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет надежно в режиме экспресс-анализа обнаруживать следы ВВ на паспортах, билетах и других аналогичных документах.