RO131586A0 - Fix detector for detecting substances with explosion hazard, explosives and drugs in luggage, based on nuclear quadrupole resonance (nqr) - Google Patents
Fix detector for detecting substances with explosion hazard, explosives and drugs in luggage, based on nuclear quadrupole resonance (nqr) Download PDFInfo
- Publication number
- RO131586A0 RO131586A0 ROA201600351A RO201600351A RO131586A0 RO 131586 A0 RO131586 A0 RO 131586A0 RO A201600351 A ROA201600351 A RO A201600351A RO 201600351 A RO201600351 A RO 201600351A RO 131586 A0 RO131586 A0 RO 131586A0
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- nqr
- signal
- interface
- substances
- radio
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000003814 drug Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 229940079593 drug Drugs 0.000 title claims abstract description 14
- 238000003876 NQR spectroscopy Methods 0.000 title 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 title 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims 6
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVGLGOZIDCSQPN-PVHGPHFFSA-N Heroin Chemical compound O([C@H]1[C@H](C=C[C@H]23)OC(C)=O)C4=C5[C@@]12CCN(C)[C@@H]3CC5=CC=C4OC(C)=O GVGLGOZIDCSQPN-PVHGPHFFSA-N 0.000 description 1
- AGUIVNYEYSCPNI-UHFFFAOYSA-N N-methyl-N-picrylnitramine Chemical compound [O-][N+](=O)N(C)C1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O AGUIVNYEYSCPNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 229960002069 diamorphine Drugs 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 229940088679 drug related substance Drugs 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004081 narcotic agent Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229960005489 paracetamol Drugs 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
- 230000013707 sensory perception of sound Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
(ΟΗΰ,υΐ Du STAT MSrîbfc INVENp» Șl MĂRC!(ΟΗΰ, υΐ From the MSrîbfc STATE INVENp »THE MARK!
ι Cerere de brevet de invenție | Nl......a. Agife. 0$ 3>Ș3.........ι Application for a patent Nl ...... a. Agife. 0 $ 3> Ș3 .........
i Data deoczii ....t.?.:P5?.?ÂÎ?...i Date of hearings .... t.? .: P5?.? ÂÎ? ...
Detector fix pentru descoperirea substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor din bagaje pe baza efectului rezonanței nucleare cuadripolare (NQR)Fixed detector for detecting explosive risk substances, explosives and luggage drugs based on the effect of quadripolar nuclear resonance (NQR)
Invenția se referă la un detector fix pentru detectarea de substanțe și materiale explozive și de droguri amplasate în interiorul bagajelor, pe baza principiului rezonanței nucleare cuadripolare, destinat verificării bagajelor și persoanelor în punctele de trecere a frontierei din aeroporturi, porturi, gări și din alte obiective care reclamă un control riguros împotriva acțiunilor teroriste și a traficului cu substanțe interzise din gama explozivilor și a drogurilor.The invention relates to a fixed detector for detecting explosive and drug substances and materials inside luggage, based on the quadripolar nuclear resonance principle, intended for checking luggage and persons at border crossing points at airports, ports, stations and other targets. which calls for rigorous control against terrorist actions and trafficking in prohibited substances from explosives and drugs.
Este cunoscut faptul că efectul rezonanței nucleare cuadripolare se manifestă în substanțe care conțin, în principal, atomi de azot (14N), clor (35CI), potasiu (K). Azotul este prezent în toate substanțele explozive, precum și în unele droguri, clorul este prezent, de asemenea, în anumite droguri, iar potasiul se găsește în substanțe cu risc exploziv. în aceste substanțe efectul rezonanței nucleare cuadripolare apare exclusiv prin excitarea atomilor de azot, clor sau potasiu cu câmpuri de radiofrecvență având frecvența specifică fiecărei substanțe, precis determinată și recepționarea semnalului de răspuns (dezexcitare a substanței) exact pe aceeași frecvență. Fenomenul intim al procesului de excitare-dezexcitare a nucleelor cuadripolare în substanțe are origine cuantică și a fost descris teoretic și evidențiat experimental de mai mulți ani (1).It is known that the effect of quadripolar nuclear resonance is manifested in substances containing mainly nitrogen ( 14 N), chlorine ( 35 CI), potassium (K) atoms. Nitrogen is present in all explosive substances, as well as in some drugs, chlorine is also present in certain drugs, and potassium is found in explosive substances. In these substances, the effect of quadripolar nuclear resonance occurs exclusively by the excitation of nitrogen, chlorine or potassium atoms with radiofrequency fields having the specific frequency of each substance, precisely determined and receiving the response signal (de-excitation of the substance) at exactly the same frequency. The intimate phenomenon of the excitation-de-excitation process of quadripolar nuclei in substances has a quantum origin and has been theoretically described and experimentally highlighted for several years (1).
Sunt cunoscute detectoare NQR pentru detecția de substanțe explozive și droguri care sunt alcătuite din următoarele componente: generator de impulsuri de radiofrecvență, amplificator de putere, circuit rezonant bobină-condensator (LC), amplificator cu zgomot redus, sistem de comutare emisie-recepție, sistem de prelucrare a semnalelor, sistem de afișare a rezultatului scanării, carcasă pentru ecranarea electromagnetică a întregului sistem. Principalele neajunsuri ale acestora sunt legate în general de nivelul mare al puterii de RF cu care se lucrează, care impune soluții de ecranare electromagnetică costisitoare și foarte grele și, implicit, dimensiuni de gabarit mari. De exemplu, este cunoscută soluția din brevetul rusesc RU 2247361 (C1) care prezintă un detector NQR care are o unitate de recepție și de prelucrare a semnalului, camere video, dispozitiv de prelucrare informații optice, platformă de greutate, cântar, traductor NQR și un indicator, aparat de emisie, dispozitiv de amortizare și un dispozitiv de reglare a circuitului traductor NQR. Persoana care este w inspectată este plasată într-o cabină termopan, pe platforma de greutate, în interiorul fi :-9/Z Λ , / NQR detectors are known for the detection of explosive substances and drugs that are composed of the following components: radio frequency pulse generator, power amplifier, coil-capacitor (LC) resonant circuit, low noise amplifier, emission-reception switching system, system signal processing, scanning result display system, electromagnetic shielding of the entire system. Their main shortcomings are generally related to the high level of RF power they work with, which requires costly and very heavy electromagnetic shielding solutions and, consequently, large gauge dimensions. For example, the solution is known from the Russian patent RU 2247361 (C1) which has an NQR detector which has a signal processing and reception unit, video cameras, optical information processing device, weight platform, scale, NQR transducer and a indicator, transmitter, damping device and a NQR transducer circuit adjustment device. The person who is inspected is placed in a insulating cabin, on the weight platform, inside : -9 / Z Λ, /
CĂ 2 Ο 1 6 - - 003511 8 -05- 2016THAT 2 Ο 1 6 - - 003511 8 -05- 2016
cabinei, al cărui perete interior este realizat din material dielectric care servește ca un ecran. Circuitul traductor NQR este poziționat între pereții cabinei.the cabin, whose interior wall is made of dielectric material that serves as a screen. The NQR transducer circuit is positioned between the cabin walls.
Detectarea substanțelor pe baza efectului NQR se face cu sisteme care realizează emisia de radiofrecvență pentru excitarea nucleelor atomice, detecția în cuadratură, acumularea și medierea semnalelor de răspuns recepționate de la substanță, urmate de prelucrarea în frecvență a semnalului rezultat (folosind transformata Fourier). Identificarea propriu-zisă a unei anumite substanțe căutate se face pe baza comparării amplitudinii semnalului în frecvență, respectiv în timp, cu niveluri cunoscute prestabilite. Un neajuns principal al detectoarelor NQR este legat de influența semnificativă pe care o are temperatura efectivă a substanței scanate asupra frecvenței specifice NQR, corecția frecvenței cu temperatura nefiind posibilă în general, deoarece nu se poate măsura exact temperatura substanței aflată, de regulă, în bagaje.Substance detection based on the NQR effect is performed with systems that perform radio frequency emission to excite atomic nuclei, quadrature detection, accumulation and mediation of response signals received from the substance, followed by frequency processing of the resulting signal (using Fourier transform). The actual identification of a certain sought substance is made based on comparing the amplitude of the signal in frequency, respectively in time, with predetermined known levels. A major shortcoming of the NQR detectors is related to the significant influence that the actual temperature of the scanned substance has on the specific NQR frequency, the frequency correction with the temperature being not generally possible, because the temperature of the substance usually found in luggage cannot be accurately measured.
Din cererea de brevet US5233300A sunt cunoscute o metodă si un sistem de detectare sensibilă a explozivilor și narcoticelor prin rezonanță nucleară cuadripolară (NQR), care este realizată la putere RF redusă prin asigurarea că intensitatea câmpului RF este mai mare decât cea a câmpului magnetic local. Acest lucru este realizat printr-o dimensionare corespunzătoare a bobinei.Patent application US5233300A discloses a method and system for sensitive detection of explosives and narcotics by quadruple nuclear resonance (NQR), which is performed at low RF power by ensuring that the intensity of the RF field is higher than that of the local magnetic field. This is achieved by proper sizing of the coil.
Mai este cunoscută, de asemenea, soluția din cererea internațională de brevet WO20111265594 A, care folosește microprocesoare pentru comanda generatorului de semnal, dar care nu corectează frecvența de scanare cu temperatura ambientală obținută prin măsurarea temperaturii din exteriorul detectorului și suplimentar, prin modificarea schemei de impulsuri.Also known is the solution in international patent application WO20111265594 A, which uses microprocessors to control the signal generator, but which does not correct the scanning frequency with the ambient temperature obtained by measuring the temperature outside the detector and additionally, by modifying the pulse scheme. .
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în posibilitatea de a realiza corecția frecvenței cu temperatura și acordul automat pe frecvențele specifice de lucru.The technical problem that the invention solves is the possibility of performing the frequency correction with the temperature and the automatic agreement on the specific working frequencies.
Detectorul NQR fix pentru detecția substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor este alcătuit dintr-o carcasă cu trei compartimente, în primul compartiment aflându-se o bobină de scanare prin care se emite semnalul de excitație RF și se recepționează un semnal de răspuns NQR, în al doilea compartiment aflânduse niște condensatoare variabile și un ansamblu de module de comandă și prelucrare electronică a semnalelor conectate la o unitate de stocare, prelucrare a datelor și interfață prevăzută cu o consolă pentru utilizator, în al treilea compartiment aflându-se un amplificator de putere de radiofrecvență.The fixed NQR detector for the detection of explosive risk substances, explosives and drugs is made up of a three-compartment housing, in the first compartment there is a scan coil through which the RF excitation signal is emitted and a response signal is received. NQR, in the second compartment had variable capacitors and a set of control modules and electronic processing of the signals connected to a storage, data processing unit and interface provided with a user console, in the third compartment there was an amplifier radio frequency power.
Detectorul NQR fix are o construcție compactă care include toate module' hardware și componentele software necesare funcționării, fiind alcătuit dintr-un sisteThe fixed NQR detector has a compact construction that includes all the modules' hardware and software components required for operation, being made up of a system
de procesare radio care conține un generator programabil de semnal de radiofrecven (Λ- 2 0 1 6 - - 003511 8 -05- 2016 ce transmite impulsuri de RF la un amplificator de putere cuplat cu o interfață de comandă a câștigului și de achiziție a nivelului de semnal reflectat, un circuit de acord serie-paralel format dintr-o bobină solenoid rotativă acționată de un motor electric pascu-pas și două condensatoare variabile acționate de două motoare electrice de tip pascu-pas care sunt comandate de un modul de acord și adaptare automată prin intermediul unor interfețe de comandă în principiu cunoscute.of radio processing containing a programmable radio frequency signal generator (Λ- 2 0 1 6 - - 003511 8 -05- 2016 transmitting RF pulses to a power amplifier coupled with a gain control and level acquisition interface of reflected signal, a series-parallel tuning circuit consisting of a rotary solenoid coil driven by a stepper electric motor and two variable capacitors driven by two stepper type electric motors which are controlled by an tuning and adapting module automatic via some commonly known command interfaces.
Conform unui alt aspect al invenției, interfața de comandă a câștigului și de achiziție a nivelului de semnal reflectat pentru controlul amplificatorului de RF este compusă dintr-un circuit programabil și un atenuator variabil, aceasta fiind comandată de un software implementat în unitatea de stocare, prelucrare și interfață.According to another aspect of the invention, the gain control interface and the acquisition of the reflected signal level for the control of the RF amplifier is composed of a programmable circuit and a variable attenuator, this being controlled by software implemented in the storage, processing unit. and interface.
Conform unui alt aspect al invenției, semnalul de RF livrat de amplificatorul de putere se aplică circuitului de acord prin intermediul unui filtru de putere și a unui circuit de protecție.According to another aspect of the invention, the RF signal delivered by the power amplifier is applied to the tuning circuit by means of a power filter and a protective circuit.
Conform unui alt aspect al invenției, sistemul electronic de comandă și prelucrare mai conține un comutator de recepție, un amplificator de zgomot redus, un ansamblu de filtre și un amplificator final, toate aceste elemente achiziționând semnalul NQR reprezentând răspunsul substanței, semnal ce este adus în parametri optimi pentru prelucrarea digitală cu ajutorul unui bloc de conversie digitală a semnalului radio și a prelucrării în cadrul unui bloc de comandă și prelucrare.According to another aspect of the invention, the electronic control and processing system further comprises a receive switch, a low noise amplifier, a filter assembly and a final amplifier, all of these elements purchasing the NQR signal representing the response of the substance, which signal is brought in. optimal parameters for digital processing using a digital radio signal conversion and processing block within a control and processing block.
Conform unui alt aspect al invenției, unitatea de stocare, prelucrare a datelor și interfață este constituită dintr-un sistem de calcul cu microprocesor în principiu cunoscut pe care rulează un software care are ca funcții principale:According to another aspect of the invention, the storage, data processing and interface unit consists of a microprocessor calculation system in principle known which runs a software that has as main functions:
- Prelucrarea datelor de la sistemul de procesare radio cu algoritmul de bază pentru transformata Fourier rapidă FFT;- Data processing from the radio processing system with the basic algorithm for FFT fast Fourier transform;
- evaluarea spectrului de frecvență cu patru criterii și combinarea acestora în filtrul logic de discriminare pentru prezența substanțelor de interes;- the evaluation of the frequency spectrum with four criteria and their combination in the logical filter of discrimination for the presence of the substances of interest;
- gestionarea bazei de date cu substanțe și a interfeței grafice cu utilizatorul;- managing the substance database and the graphical user interface;
- Comanda interfeței de comandă a câștigului și de achiziție a nivelului de semnal reflectat pentru controlul amplificatorului de RF;- Control of the gain control interface and the acquisition of the reflected signal level for the control of the RF amplifier;
- Corectarea frecvenței de scanare cu temperatura ambientală, prin modificarea parametrilor impulsurilor, folosind frecvențe purtătoare multiple care variază între limite prestabilite în jurul temperaturii date și o durată mai mare a impulsurilor.- Correction of the scan frequency with the ambient temperature, by modifying the pulse parameters, using multiple carrier frequencies that vary between predetermined limits around the given temperature and a longer duration of the pulses.
- Execuția unui program de aplicație care comandă secvența de scanare la sistemul de procesare radio.- Execution of an application program that commands the scan sequence to the radio processing system.
/ί'ΆϊΦί,/ Ί'ΆϊΦί,
6V 2 Ο 1 6 - - 003511 8 -05- 20166V 2 Ο 1 6 - - 003511 8 -05- 2016
Conform unui alt aspect al invenției, menționata carcasă este o incintă de ecranare pentru radiația electromagnetică în banda 0,4-6MHz construită pe un cadru din profile metalice.According to another aspect of the invention, said housing is a shielding enclosure for electromagnetic radiation in the 0.4-6MHz band constructed on a frame made of metal profiles.
Detectorul fix conform invenției prezintă următoarele avantaje:The fixed detector according to the invention has the following advantages:
- Detectorul are o construcție compactă și gabarit redus;- The detector has a compact construction and small gauge;
- Costuri de producție și de exploatare mai reduse datorate inclusiv consumului mai mic de energie și materiale;- Lower production and operating costs due to lower energy and material consumption;
- Puterea necesară de emisie este mai redusă datorită soluțiilor tehnice >- The required emission power is lower due to technical solutions>
adoptate la nivel constructiv;adopted at the constructive level;
- Procesul de detecție este automat pentru o listă de substanțe selectată de utilizator, din baza de date a detectorului;- The detection process is automatic for a list of substances selected by the user, from the detector database;
- Realizarea corecției de frecvență prin măsurarea-estimarea temperaturii și variației frecvenței de excitație garantează creșterea probabilității de detecție în situații reale;- Performing the frequency correction by measuring-estimating the temperature and changing the excitation frequency guarantees the increase of the detection probability in real situations;
» > ’»> '
- Tehnica propusă de corecție a frecvenței cu temperatura permite stocarea datelor valide (perechea temperatură-frecvență) pentru substanțele de interes în baza de date a detectorului, pentru recunoașterea lor ulterioară;- The proposed technique of frequency correction with temperature allows to store valid data (temperature-frequency pair) for substances of interest in the detector database, for their subsequent recognition;
- Sistemul de criterii de interpretare și decizie aplicat semnalului de răspuns NQR pentru discriminare, conferă o probabilitate ridicată de detecție.- The system of interpretation and decision criteria applied to the NQR response signal for discrimination, gives a high probability of detection.
Se dau, în continuare, două exemple de realizare a invenției, în legătură cu figurile 1-6 care reprezintă:The following are two examples of embodiments of the invention, in connection with Figures 1-6 which represent:
Figura 1 - vedere schematica a detectorului fix destinat detecției substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor pe baza efectului rezonanței nucleare cuadripolare (NQR), conform invenției;Figure 1 - schematic view of the fixed detector intended for the detection of explosive risk substances, explosives and drugs based on the effect of quadripolar nuclear resonance (NQR), according to the invention;
Figura 2 - vedere posterioară a detectorului fix destinat detecției substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor pe baza efectului rezonanței nucleare cuadripolare (NQR), conform invenției;Figure 2 - rear view of the fixed detector intended for the detection of explosive risk substances, explosives and drugs based on the effect of quadripolar nuclear resonance (NQR), according to the invention;
Figura 3 - Schema bloc a detectorului fix destinat detecției substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor și a drogurilor pe baza efectului rezonanței nucleare cuadripolare (NQR), conform invenției;Figure 3 - Block diagram of the fixed detector for the detection of explosive risk substances, explosives and drugs based on the effect of quadripolar nuclear resonance (NQR), according to the invention;
Figura 4 a, b - Interfața utilizator.Figure 4 a, b - User interface.
Detectorul NQR fix pentru detecția substanțelor cu risc exploziv, a explozivilor // și a drogurilor este alcătuit dintr-o carcasă 1 având o compartimentare specială cu rol de ecranare pentru radiația electromagnetică în banda 0,4-6MHz construită pe urThe fixed NQR detector for the detection of explosive risk substances, explosives // and drugs is composed of a housing 1 having a special compartmentation with shielding role for electromagnetic radiation in the 0.4-6MHz band built on ur
(X 2 Ο 16 - - 003511 8 -05- 2016(X 2 Ο 16 - - 003511 8 -05- 2016
cadru din profile metalice. Este compusă, cu referire la Figurile 1 și 2, din trei compartimente adiacente: compartimentul A al bobinei variabile 2 acționată de motorul 4, prevăzut cu o ușă cu sertar pentru introducerea probelor 3, compartimentul B al condensatoarelor CV1 și respectiv CV2 variabile acționate de două motoare M1, M2 electrice conținând un sistem SPR de procesare radio, un sistem de recepție 5, o sursă de alimentare cu acumulatori 6, un modul de încărcare a acumulatorilor 7, și o sursă de alimentare 8 a motoarelor M1, M2 și M3, și al treilea compartiment C ce conține un amplificator de putere AP și o interfață de comandă a amplificatorului de putere IAP.frame made of metal profiles. It is composed, with reference to Figures 1 and 2, of three adjacent compartments: compartment A of variable coil 2 driven by motor 4, provided with a drawer door for introducing samples 3, compartment B of capacitors CV1 and CV2 respectively actuated by two M1, M2 electric motors containing a radio processing SPR system, a reception system 5, a battery power supply 6, a battery charging module 7, and a power supply 8 of the M1, M2 and M3 engines, and the third compartment C, which contains an AP power amplifier and an IAP power amplifier control interface.
Compartimentul A este o incintă de ecranare cu pereții alcătuiți din mai multe straturi de materiale diferite. De la interior spre exterior pereții sunt formați dintr-un strat de cauciuc cu grosimea de 3mm, un strat de tablă de cupru cu grosimea de 1mm, doua straturi de tablă de fier cu grosimea de 1mm, un strat de pâslă absorbantă conductiva și un strat de tablă de fier zincată cu grosimea de 0,3mm. Pereții compartimentelor B și C sunt din tablă de fier groasă de 1,5mm pe care se lipește pâslă absorbantă conductiva pe partea interioară, iar partea exterioară se acoperă cu vopsea alchidică.Compartment A is a shielding enclosure with walls made of several layers of different materials. From the inside to the outside the walls are made of a layer of rubber with a thickness of 3mm, a layer of copper plate with a thickness of 1mm, two layers of iron sheet with a thickness of 1mm, a layer of conductive absorbent felt and a layer of galvanized iron sheet with a thickness of 0.3mm. The walls of compartments B and C are made of 1.5mm thick iron sheet on which the conductive absorbent felt is glued to the inside, and the outside is covered with alkyd paint.
Sistemul electronic de comandă și prelucrare al detectorului include toate modulele hardware și componentele software necesare funcționării detectorului conform metodei de detecție. Schema bloc este alcătuită, cu referire la Figura 3, dintrun sistem SPR de procesare radio care conține un generator DDS programabil de semnal de radiofrecvență ce transmite impulsuri de RF la un amplificator de putere AP cuplat cu o interfață IAP de comandă a câștigului și de achiziție a nivelului de semnal reflectat, un circuit CA de acord serie-paralel format dintr-o bobină spirală plană L prevăzută cu un miez central de ferită și două condensatoare CV1, CV2 variabile acționate de motoarele electrice de tip pas-cu-pas M1, M2 care sunt comandate de un modul MAA de acord și adaptare automată prin intermediul unor interfețe de comandă în principiu cunoscute. Interfața IAP de comandă a câștigului și de achiziție a nivelului de semnal reflectat pentru controlul amplificatorului AP de RF este compusă dintr-un circuit programabil și un atenuator variabil, aceasta fiind comandată de programul de control a detectorului rezident în unitatea USPI de stocare, prelucrare și interfață. Semnalul de RF livrat de amplificatorul AP de putere se aplică circuitului de acord CA prin intermediul unui filtru FTS-P de putere și a unui circuit CIZ de protecțieThe electronic control and processing system of the detector includes all the hardware modules and software components required to operate the detector according to the detection method. The block diagram is made up, with reference to Figure 3, of a radio processing SPR system that contains a programmable radio frequency DDS signal generator that transmits RF pulses to an AP power amplifier coupled with a gain and acquisition IAP interface. of the reflected signal level, a series-parallel tuning AC circuit consisting of a flat spiral coil L provided with a central ferrite core and two capacitors CV1, CV2 variable driven by electric motors of step-by-step type M1, M2 which are controlled by an MAA module for automatic tuning and tuning through generally known command interfaces. The IAP gain control interface and the acquisition of the reflected signal level for the control of the RF AP amplifier is composed of a programmable circuit and a variable attenuator, which is controlled by the control program of the resident detector in the USPI storage, processing and processing unit. interface. The RF signal delivered by the power AP amplifier is applied to the AC tuning circuit through a power FTS-P filter and a CIZ protection circuit.
Partea de bază care intră în contact cu substanța (proba) este bobina de radiofrecvență variabilă LV1 prin care se emite semnalul de excitație RF și se recepționează un semnal de răspuns NQR, bobina fiind acționată de motorul M3.The basic part that comes into contact with the substance (sample) is the variable frequency radio coil LV1 through which the RF excitation signal is emitted and an NQR response signal is received, the coil being driven by the M3 motor.
gV 2 Ο 16 - - 0 0 3 5 1 1 8 -05- 2016gV 2 Ο 16 - - 0 0 3 5 1 1 8 -05- 2016
Parametrii circuitului CA de acord sunt menținuți în limitele optime prin intermediul modulului MAA de acord și adaptare automată. Semnalul NQR reprezentând răspunsul substanței este achiziționat prin intermediul lanțului de recepție alcătuit dintr-un comutator SW-R de recepție, un amplificator A1 de zgomot redus, un ansamblu de filtre FTJ-FTS și un amplificator A2 final, fiind adus în parametri optimi pentru conversia digitală cu ajutorul blocului DRM de conversie digitală a semnalului radio și a prelucrării în cadrul blocului NQR DSP de comandă și prelucrare.The parameters of the tuning AC circuit are maintained within the optimum limits through the MAA module of automatic tuning and tuning. The NQR signal representing the response of the substance is purchased through the reception chain consisting of a SW-R receiving switch, a low noise A1 amplifier, a set of FTJ-FTS filters and a final A2 amplifier, being brought in optimal parameters for conversion digital using the DRM block for digital radio signal processing and processing within the NQR DSP control and processing block.
Toate aceste elemente funcționale ale sistemului electronic de comandă siAll these functional elements of the electronic control system and
I prelucrare sunt comandate de modulul USPI pentru stocarea, procesarea semnalului și interfațarea cu utilizatorul. Acest modul se află la distanță și se conectează la o consolă de comunicație om-masină.The processing is controlled by the USPI module for storing, processing the signal and interfacing with the user. This module is remote and connects to a human-machine communication console.
I 1I 1
Unitatea USPI este constituită dintr-un sistem de calcul cu microprocesor în principiu cunoscut pe care rulează un software care are ca funcții principale:The USPI unit consists of a computer system with a known microprocessor that runs software that has as main functions:
- Prelucrarea datelor de la sistemul SPR de procesare radio cu algoritmul de bază pentru transformata Fourier rapidă FFT;- Data processing from the SPR radio processing system with the basic algorithm for FFT fast Fourier transform;
- evaluarea spectrului de frecvență cu patru criterii și combinarea acestora în filtrul FTJ-FTS logic de discriminare pentru prezența substanțelor de interes;- the evaluation of the frequency spectrum with four criteria and their combination in the FTJ-FTS logical discrimination filter for the presence of the substances of interest;
- gestionarea bazei BD de date cu substanțe și a interfeței grafice cu utilizatorul; Comanda interfeței IAP de comandă a câștigului și de achiziție a nivelului de semnal reflectat pentru controlul amplificatorului de RF;- managing the BD database with substances and the graphical user interface; Control of the gain control IAP interface and the acquisition of the reflected signal level for RF amplifier control;
- Corectarea frecvenței de scanare cu temperatura ambientală, prin modificarea parametrilor impulsurilor, folosind frecvențe purtătoare multiple care variază între limite prestabilite în jurul temperaturii date și o durată mai mare a impulsurilor.- Correction of the scan frequency with the ambient temperature, by modifying the pulse parameters, using multiple carrier frequencies that vary between predetermined limits around the given temperature and a longer duration of the pulses.
- Execuția unui program de aplicație care comandă secvența de scanare la- Execution of an application program that commands the scan sequence to
SPR.SPR.
Este cunoscut faptul că frecvențele NQR variază cu temperatura substanțelor.It is known that NQR frequencies vary with the temperature of the substances.
Pe intervale de câteva grade această variație este de regulă liniară. Fiecare substanță are în general un coeficient propriu de variație a frecvenței NQR cu temperatura, de regulă acesta fiind negativ. Pentru a crește probabilitatea de detecție, frecvența de scanare se corectează automat în funcție de temperatura ambientală măsurată în locul de staționare a bagajului și suplimentar prin modificarea compoziției de frecvență și a duratei impulsurilor. Astfel, se folosesc impulsuri mai lungi, cu frecvențe purtătoare / multiple care variază între limite prestabilite (impulsuri „colorate”). în final, substanța ,At intervals of a few degrees this variation is usually linear. Each substance generally has its own coefficient of variation of NQR frequency with temperature, usually this being negative. In order to increase the probability of detection, the scan frequency is automatically corrected according to the ambient temperature measured at the luggage station and additionally by changing the frequency composition and the pulse duration. Thus, longer pulses are used, with carrier / multiple frequencies varying between preset limits ("colored" pulses). finally, the substance,
α- 2 Ο 16 - - 0 0 3 5 1 1 8 -05- 2016α- 2 Ο 16 - - 0 0 3 5 1 1 8 -05- 2016
Ί scanată se identifică folosind un sistem de criterii combinate - de amplitudine, și spectrale - aplicate semnalului de răspunsΊ scanned is identified using a system of combined criteria - amplitude, and spectral - applied to the response signal
Corecția frecvenței de lucru cu temperatura se realizează prin două metode: (1) măsurarea temperaturii ambientale cu un senzor, conversia digitală a valorii temperaturii, citirea acesteia în programul de aplicație ce comandă SPR, calculul frecvenței NQR folosind coeficientul de variație specific fiecărei substanțe de scanat și transmiterea valorii respective (fo) la blocul de sinteză digitală a frecvenței DDS, respectiv (2) programul de aplicație va comanda impulsuri de RF cu o anumită durată (trf) pe parcursul căreia frecvența semnalului se va schimba crescător în 10 trepte într-un interval prestabilit Af în jurul lui fo, respectiv fo±Af/2. Identificarea substanței se face prin discriminarea în timp real a semnalului recepționat cu un set de patru criterii combinate aplicat la răspunsul spectral obținut prin metoda FFT. Criteriile se raportează la caracteristicile semnalului recepționat, precum amplitudinea și poziția vârfului spectral maxim, poziția relativă a eventualelor vârfuri secundare și valoarea medie, impunând ca pozițiile și amplitudinile vârfurilor, respectiv media, să se încadreze în intervale numerice determinate în funcție de amplitudinea vârfului spectral maxim. Metoda de identificare constă în deosebirea spectrului semnalului recepționat de cel obținut în cazul unei scanări în care este prezentă altă substanță sau nu există substanța scanată aleasă de utilizator, situație în care se obțin numeroase vârfuri spectrale, cu amplitudini comparabile, care indică absența substanței scanate alese. Prin faptul că se raportează la caracteristicile semnalului recepționat și nu la caracteristici prestabilite (memorate în baza de date), criteriile oferă flexibilitate în discriminarea semnalului. Aceste criterii combinate joacă rolul unui filtru logic de discriminare care garantează o probabilitate de detecție ridicată și un procent foarte mic de alarme fals pozitive.The correction of the working frequency with the temperature is realized by two methods: (1) the measurement of the ambient temperature with a sensor, the digital conversion of the temperature value, its reading in the application program that commands SPR, the calculation of the frequency of NQR using the coefficient of variation specific for each substance to be scanned and transmitting the respective value (fo) to the digital synthesis block of the DDS frequency, respectively (2) the application program will command RF pulses with a certain duration (trf) during which the signal frequency will change upwards in 10 steps in a default range Af around fo, respectively fo ± Af / 2. Substance identification is done by real-time discrimination of the received signal with a set of four combined criteria applied to the spectral response obtained by the FFT method. The criteria refer to the characteristics of the received signal, such as the amplitude and position of the maximum spectral peak, the relative position of the possible secondary peaks and the average value, requiring that the positions and amplitudes of the peaks, respectively the average, fall within numerical intervals determined according to the amplitude of the maximum spectral peak. . The method of identification consists in distinguishing the spectrum of the signal received from the one obtained in the case of a scan in which another substance is present or there is no user-selected scanned substance, a situation in which numerous spectral peaks are obtained, with comparable amplitudes, indicating the absence of the scanned substance chosen. . By referring to the characteristics of the received signal and not to the default characteristics (stored in the database), the criteria provide flexibility in discriminating the signal. These combined criteria play the role of a logical discrimination filter that guarantees a high probability of detection and a very low percentage of false positive alarms.
Baza de date a detectorului cuprinde substanțe ce pot fi detectate prin metoda NQR, de exemplu, substanțe/materiale explozive (RDX flegmatizat și neflegmatizat HITEX-M (C4); Compoziție B; Tetril; Azotat de potasiu; Pulberi negre; Azotat de amoniu;) și droguri și substanțe toxice (Heroină; Paracetamol; Azotit de sodiu).The detector database contains substances that can be detected by the NQR method, for example, explosive substances / materials (phlegmatized and non-phlegmatized RDX HITEX-M (C4); Composition B; Tetril; Potassium nitrate; Black powders; Ammonium nitrate; ) and drugs and toxic substances (Heroin; Paracetamol; Sodium nitrite).
Afișarea rezultatului scanării, precum și comunicarea utilizatorului cu detectorul, se face prin intermediul consolei IC cu utilizatorul cu ajutorul unei interfețe grafice ce permite controlul procesului de detecție, vizualizarea istoricului scanărilor și editarea câmpurilor bazei de date. Interfața grafică are trei moduri de lucru:The display of the scan result, as well as the communication of the user with the detector, is done through the IC console with the user by means of a graphical interface that allows the control of the detection process, the visualization of the scan history and the editing of the database fields. The graphical interface has three ways of working:
Operator - este modul de lucru destinat personalului de deservire a echipamentului de detecție, folosind comenzi foarte simple de pornire/oprireOperator - is the working mode for the personnel servicing the detection equipment, using very simple on / off commands
1/ a procesului de detecție, respectiv de selectare a uneia sau mai multor substanțe de interes (vezi Fig.4 a,b);1 / a of the detection process, respectively of the selection of one or more substances of interest (see Fig. 4 a, b);
Administrator - permite, în plus față de modul Operator, vizualizarea istoricului scanărilor;Administrator - allows, in addition to the Operator mode, to view the scan history;
Mentenanță - permite, în plus față de modul Administrator, accesul (citire/scriere) la toate tabelele bazei de date (acest mod este dedicat exclusiv personalului care realizează mentenanța detectorului).Maintenance - allows, in addition to the Administrator mode, access (read / write) to all tables of the database (this mode is dedicated exclusively to the personnel performing the maintenance of the detector).
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201600351A RO131586A0 (en) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | Fix detector for detecting substances with explosion hazard, explosives and drugs in luggage, based on nuclear quadrupole resonance (nqr) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201600351A RO131586A0 (en) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | Fix detector for detecting substances with explosion hazard, explosives and drugs in luggage, based on nuclear quadrupole resonance (nqr) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO131586A0 true RO131586A0 (en) | 2016-12-30 |
Family
ID=57630515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201600351A RO131586A0 (en) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | Fix detector for detecting substances with explosion hazard, explosives and drugs in luggage, based on nuclear quadrupole resonance (nqr) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO131586A0 (en) |
-
2016
- 2016-05-18 RO ROA201600351A patent/RO131586A0/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kamaretsos et al. | Black-hole hair loss: learning about binary progenitors from ringdown signals | |
| Kulak et al. | Extremely low frequency electromagnetic field measurements at the Hylaty station and methodology of signal analysis | |
| EP2534495B1 (en) | Determining the operation of equipment | |
| Keder et al. | An unshielded radio-frequency atomic magnetometer with sub-femtoTesla sensitivity | |
| CN105005083A (en) | Safety inspection system based on conjugate electromagnetic transmit-receive array broadband detection and visual display and method thereof | |
| Tripathi et al. | Quasi-periodic oscillations in the long-term radio light curves of the blazar AO 0235+ 164 | |
| Engiz et al. | Long-term electromagnetic field measurement and assessment for a shopping mall | |
| Kremer et al. | Review of acquisition and signal processing methods for electromagnetic noise reduction and retrieval of surface nuclear magnetic resonance parameters | |
| CN203422434U (en) | Radiation emission test system | |
| US12386037B1 (en) | RF-based detection device for material identification using a smart frequency selection method | |
| Yedemsky et al. | Experimental investigation of the tweek field structure | |
| Shalaby et al. | Electromagnetic field measurement instruments: survey | |
| Nedelcu et al. | Evaluation of electromagnetic field exposure in the vicinity of mobile phone base stations | |
| RO131586A0 (en) | Fix detector for detecting substances with explosion hazard, explosives and drugs in luggage, based on nuclear quadrupole resonance (nqr) | |
| RO131585A0 (en) | Mobile detector and method for detecting substances with explosion hazard, explosives and drugs based on nuclear quadrupole resonance () | |
| Paparó et al. | Multimode pulsation of the ZZ Ceti star GD 154 | |
| CN106970272A (en) | Near field far field multifunctional test system | |
| Handler et al. | The rapidly oscillating Ap star HD 99563 and its distorted dipole pulsation mode | |
| Zhou et al. | Measurement of ambient magnetic field noise for through-the-earth (TTE) communications and historical comparisons | |
| Mazzaro et al. | Harmonic nonlinear radar: From benchtop experimentation to short-range wireless data collection | |
| RU2392746C1 (en) | Method of detecting electronic devices illegally installed on site | |
| Svacina et al. | Virtual anechoic room an useful tool for EMI pre-compliance testing | |
| EP0326638A1 (en) | Non-superconducting apparatus for detecting magnetic and electromagnetic fields | |
| Błaszkiewicz et al. | Comparative measurements of radio frequency interference in the 10–250 MHz | |
| FANO | ELF magnetic field receiver: frequency performance and natural signals detection |