29.03.2019
219.016.f827

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано при создании приборов обнаружения следовых количеств взрывчатых веществ (ВВ), применяемых для обеспечения безопасности воздушного, автомобильного, водного железнодорожного транспорта, производственных, офисных, жилых и иных помещений. Способ обнаружения ВВ включает формирование на поверхности молибденового эмиттера поверхостно-ионизационного детектора оксидной пленки путем нагрева эмиттера в ламинарном потоке воздуха, стекающего с эмиттера, при установленном для анализа расходе, подачу на него воздуха и анализируемого газа и измерение ионного тока процесса ионизации, охлаждение проанализированного газа и воздуха с последующей подачей их на хемилюминесцентный индикатор и измерение люминесценции оптико-электронным способом и сравнение формы полученных сигналов измерений, при этом наличие ВВ определяется при схожей форме полученных сигналов. Изобретение предназначено для высокочувствительного детектирования взрывчатых веществ (ВВ). 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относиться к способам газового анализа органических соединений, в частности, паров и микроколичеств взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано для высокочувствительного их детектирования при создании приборов обнаружения следовых количеств ВВ применяемых для обеспечения безопасности воздушного, автомобильного, водного железнодорожного транспорта, производственных, офисных, жилых и иных помещений.

Известен способ обнаружения ВВ по их парам методом хромато-масс-спекстрометрии, в котором разделение веществ в отобранной пробе осуществляется за счет процессов сорбции-десорбции на сорбенте в колонке разделения, с последующей их идентификаций на детекторе [Петров С.И. К оценке возможности обнаружения взрывчатых веществ и устройств, содержащих их «Специальная техника» №4. 2001 г. стр.9]

Недостатком способа является длительность анализа пробы (от нескольких десятков до сотен секунд), что существенно для поисковых систем.

Известен способ обнаружения (детектирования) ВВ основанный на спектрометрии ионной подвижности, заключающейся в ионизации паров микроколичеств веществ в пробе воздуха, разделении образовавшихся ионов по их подвижности в электрическом поле специальной формы и регистрации ионов соответствующего ВВ [Петров С.И. К оценке возможности обнаружения взрывчатых веществ и устройств, содержащих их. - «Специальная техника» №4. 2001 г. стр.9]. Данный способ является быстродействующим (от сотых долей секунд до нескольких секунд). Недостатком способа является использование части целевых веществ, находящихся в пробе, так как не происходит их 100% ионизации, при этом часть образовавшихся ионов рекомбинирует до их регистрации. Кроме того, ионизации подвергаются и другие вещества, находящиеся в пробе, что затрудняет выделение целевых ионов. Это снижает пороговую чувствительность приборов и вероятность обнаружения ВВ.

Известен также способ обнаружения ВВ основанный на разложении ВВ и регистрации образовавшихся при этом окислителей за счет хемилюминесценции при взаимодействии их с люминесцентным индикатором. Данный способ положен в основу работы портативного детектора обнаружения ВВ «Е 3500» корпорации Scintkex Trace. Недостатком способа является большой процент положительных ложных срабатываний детектора при концентрации ВВ, близкой к пороговой чувствительности устройства, так как люминесценция может вызываться окислителями не являющийся продуктами разложения ВВ, что снижает вероятность обнаружения ВВ.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ анализа микрочастиц органических соединений за счет поверхностной ионизации из паров в газовой пробе на поверхности нагретого твердого тела - эмиттер с регистрацией получаемого ионного тока [Патент РФ №2205394от 10.05.2001, MKИ7 G01N 27162].

Способ включает следующие стадии:

1) формирование (создание) на поверхности молибденового эмиттера оксидной пленки путем подогрева эмиттера в ламинарном потоке воздуха, стекающего с эмиттера, при установленном для анализа (детектирования) расходе;

2) подачу на нагретую окисленную поверхность эмиттера воздуха или вспомогательного газа и анализируемого вещества или газокапельной смеси;

3) измерение ионного типа между эмиттером и коллектором являющимся сборником ионов, образующихся в результате ионизации анализируемых веществ на поверхности эмиттера. При этом эмиттер является анодом, а коллектор катодом.

Согласно патенту данный способ пригоден для детектирования аминов, гидразинов и их производных. Однако исследования показали полную пригодность способа для детектирования ВВ, а именно материал эмиттера, его температура, электрические потенциалы эмиттера и коллектора, зазор между эмиттером и коллектором, расход и состав вспомогательного газа или воздуха и т.д. для детектирования аминов, гидразинов и их производных и ВВ одинаковы. Электронные и механические составляющие детекторов, основанных на этом способе также не требуют коррекции. При этом чувствительность приборов к ВВ близка к чувствительности аминов. Различным является лишь форма (график) временной зависимости ионного тока. На фиг.1 приведены временные зависимости ионного тока для различных ВВ. В качестве пробы использовали 2·10-8 г. ВВ, которую испаряли нагреванием со скоростью 35°С/с в воздушном потоке с расходом ~0,08 л в мин. Расход воздуха подаваемого на эмиттер составлял 3,2 л в мин, температура молибденового эмиттера составляла 450°С, зазор между эмиттером и коллектором ~1 мм, напряжение 100 В

Недостатком указанного способа является большой процент положительно-ложных срабатываний, особенно при концентрации ВВ, близких к пороговой чувствительности, т.к. процесс поверхностной ионизации не селективен к ВВ.

Задача изобретения - увеличение вероятности обнаружения (детектирования) ВВ.

Техническим результатом является увеличение пороговой чувствительности и вероятности обнаружения ВВ.

Технический результат достигается тем, что в способе обнаружения ВВ, включающем формирование на поверхности молибденового эмиттера поверхностно-ионизационного детектора оксидной пленки путем нагрева эмиттера в ламинарном потоке воздуха, стекающего с эмиттера, при установленном для анализа расходе, подачу на него воздуха и анализируемого газа и измерение ионного тока процесса ионизации, согласно изобретению, проанализированный газ и воздух охлаждают и подают на хемилюминесцентный индикатор и измеряют изменения люминесценции во времени оптико-электронным способом, при этом полученные временные зависимости ионного тока процесса ионизации и изменение люминесценции сравнивают по форме сигналов, причем наличие ВВ определяется при получении двух близких по форме сигналов.

На фиг.2 приведена схема устройства, работа которого основана на предложенном способе, и поясняет предложенный способ.

Устройства содержит корпус 1, в котором размещен держатель 2, выполненный из материала с низкой теплопроводностью, например кварца с эмиттером 3 и нагревателем 4, теплоизолированного от держателя 2 теплоизоляцией 5, коллектор 6, имеющий канал 7 для выхода проанализированного газа и воздуха, подающегося через каналы 8, устройство 9 для измерения температуры эмиттера 3, например, термопару, канал 10 для ввода анализируемого газа, холодильник 11, например, куллер с устройством для измерения температуры, например, термопарой 12 и каналом 13 для проанализированного газа и воздуха, хемилюминесцентный индикатор 14, например, люминол в растворе щелочи, нанесенный на пористый материал, например, бельтинг, побудитель расхода воздуха 15, электрометрический усилитель 16, соединенный электроподводом 17 с коллектором 6, электрометрический усилитель 18, соединенный электроподводом 19 с фотоэлектронным умножителем 20, источник напряжения 21, соединенный электроподводом 22 с эмиттером 3.

Устройство согласно предложенному способу работает следующим образом: при помощи побудителя расхода воздуха 15 через каналы 8 корпуса 1 подается атмосферный воздух, при этом создается ламинарный поток, обтекающий держатель 2 и стекающий с поверхности рабочей части эмиттера 3 в канал 7 коллектора 6. Расход воздуха и кривизна плавных переходов держателя 2 и поверхности коллектора 6, контактирующих с воздухом, а также зазор между эмиттером и коллектором выбраны так, чтобы обеспечить устойчивый ламинарный режим течения, при этом расход воздуха соответствует расходу, установленному для анализа. Затем при помощи нагревателя 4 нагревают эмиттер 3 до 400-450°С. В ламинарном потоке воздуха на поверхности молибденового эмиттера при этой температуре формируется оксидная пленка, состоящая в основном из мелких игольчатых кристаллов, ориентированных вдоль воздушного потока от эмиттера к коллектору. После того как таким способом подготовлена рабочая поверхность эмиттера, на него через электроподвод 22 от источника напряжения 21 подается напряжение, затем через канал 10 подается порция анализируемого газа, например воздуха, взятого вблизи объектов, предположительно содержащих ВВ. В случае нахождения в анализируемом газе ВВ на поверхности эмиттера происходит ионизация, а в горячей зоне около рабочей поверхности их быстрый термолиз (взрыв паров), при этом ионный ток измеряется электрометрическими усилителями 16, который регистрирует его изменение во времени. По величине тока можно судить о концентрации ВВ в пробе - первый сигнал. Форма сигнала (график временной зависимости) для ВВ значительно отличается от формы сигнала полученного в случае наличия аминов, т.к. кинетика этих процессов различна. Для ВВ характерен сигнал в виде остроконечных пиков, что обусловлено взрывными процессами происходящими на поверхности эмиттера (за очень короткое время образуется большое количество ионов), тогда как для аминов при тех же условиях форма сигналов сглаженная («растянутая»). На фиг.3 приведены для сравнения ионные токи полученные для пластида и кокаина. На форму полученных сигналов влияет аэродинамика газового потока: отсутствие завихрений, т.е. ламинарный режим течения и направление потока от эмиттера к коллектору способствует получению наиболее четких, остроконечных пиков. При этом подача анализируемого газа не вызывает заметного изменения газодинамических и температурных характеристик детектора, т.к. расход этого газа в 15-20 раз меньше расхода воздуха.

При быстром термолизе любых ВВ среди образовавшихся газообразных продуктов всегда присутствуют окислители. Например, для ВВ, содержащих нитрогруппы, (ВВ, получившие наибольшее распространение), характерны следующие соединения N2O, NO2, NO, СО2, CH2O, СО, HONO (цис и транс), HCN. Известно, что NO и HONO являются сильными окислителями, в связи с чем могут быть определены по реакции окисления, например хемолюминесцентного индикатора, например люминола.

Окисление индикатора сопровождается свечением, что удобно для регистрации этого процесса оптикоэлектронным способом, например с помощью фотоэлектронного умножения. В предложенном способе проанализированный на эмиттере 3 газ вместе с воздухом подается по каналу 13 холодильника 11, где он охлаждается до температуры 25-45°С, на хемилюминесцентный индикатор 14 (охлаждение необходимо для предотвращения разложения индикатора), затем через побудитель расхода воздуха 15 удаляется в атмосферу.

Интенсивность люминесценции измеряется при помощи фотоэлектронного умножения 20, соединенного электроподводом 19 с электрометрическим усилителем 18 - получаем второй сигнал. Форма второго сигнала близка к форме первого сигнала, а в случае ламинарного потока тождественна. На практике полная тождественность формы сигналов для их анализа необязательна. Таким образом, одно и то же ВВ анализируется двумя различными способами, что снижает вероятность положительных ложных срабатываний, причем на эмиттере потери окислителей, вызывающих хемилюминесценцию, практически нет, поскольку газообразные окислители и рекомбинированные ионы уже в виде газа поступают на люминесцентный индикатор, т.е. в предложенном способе при анализе пробы вещества используется полностью. При этом пары ВВ в газовом потоке, попадающие на хемилюминесцентный индикатор, отсутствуют, т.к. температура начала быстрого термолиза (температура вспышки) для ВВ лежит в пределах 170-300°С, а температура в зоне рабочей поверхности эмиттера не менее 400°С.

Предложенный способ обнаружения ВВ не является лишь суммой двух известных способов, во-первых, на два способа анализа требуется одна проба вещества, которое полностью используется для анализа в первом способе, а проанализированные продукты являются исходными для анализа по второму способу. Во-вторых, поверхностная ионизация усиливает эффект хемилюминесценции, т.е. также имеет место сверхсуммарный положительный эффект. Для подтверждения этого эффекта был изготовлен эмиттер из меди, на котором не происходит поверхностной ионизации. При сохранении всех остальных параметров процесса на медном эмиттере происходил лишь быстрый термолиз ВВ, который регистрировался хемилюминесцентным способом. На фигуре 4 приведены временные зависимости токов для молибденового и медного эмиттера. Эффект усиления хемилюминесценции способствует увеличению пороговой чувствительности и снижению положительных ложных срабатываний, при концентрации ВВ, близкой к пороговой чувствительности.

Наличие ВВ в пробе определяется по получению двух близких по форме сигналов - это значительно уменьшает вероятность ошибки.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 17 items.
20.02.2013
№216.012.26d5

Способ получения пористой керамики из гидроксиапатита, обладающей антимикробной активностью

Разработан способ получения пористой керамики из гидроксиапатита, обладающей антимикробной активностью, для использования в реконструктивно-пластической хирургии и стоматологии при замещении костных дефектов. Способ включает синтез цинк-, медь-, железо- или сереброзамещенного гидроксиапатита из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475461
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b40

Способ электродугового жидкофазного углетермического восстановления железа из оксидного сырья и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления. Железосодержащее оксидное сырье и углеродсодержащий восстановитель подают в область термического действия дуги в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476599
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b42

Способ электродугового углетермического восстановления железа из титаномагнетита с получением металлопродукта в виде порошка и гранул и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе из дисперсного оксидного сырья посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления. Способ осуществляют в устройстве, при этом возбуждают электрическую дугу между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476601
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c94

Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений

Изобретение может быть использовано при изготовлении устройств магнитной записи высокой плотности и постоянных магнитов. Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений включает синтез магнитных композиционных порошков. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476939
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.04.2013
№216.012.3713

Способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь

Изобретение относится к регенерации вторичного металлсодержащего сырья, в том числе к электрохимической переработке металлических отходов сплавов вольфрам-медь, содержащих 7-50% Cu. Способ включает анодное окисление отходов в 10-15%-ном растворе аммиака под действием постоянного электрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479652
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.05.2013
№216.012.3de0

Способ деформационно-термического производства листового проката

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии получения листового проката, используемого в бронезащитных конструкциях. Для повышения бронестойкости листового проката осуществляют выплавку стали, ее рафинирование с получением стали, содержащей, мас.%: 0,25-0,35 С, 0,6-0,7...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481407
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.06.2013
№216.012.50ba

Способ бестигельного электродугового жидкофазного восстановления железа из оксидного сырья и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления оксидного сырья. Железосодержащее оксидное сырье и углеродный восстановитель в виде расходуемой стержневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486259
Дата охранного документа: 27.06.2013
29.03.2019
№219.016.f4cc

Пористый композиционный хитозан-желатиновый матрикс для заполнения костных дефектов

Изобретение относится к области медицины и касается композиционных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Высокопористые эластичные хитозан-желатиновые матриксы с пористостью более 90% состоит из хитозана и содержит желатин до 60 мас.% и лаурилсульфат натрия до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002421229
Дата охранного документа: 20.06.2011
29.03.2019
№219.016.f711

Способ получения нанопорошков систем элемент-углерод

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Получение нанопорошков систем элемент-углерод из элементов и их соединений проводится в термической плазме смеси углеводорода с одним из компонентов или смесью компонентов из группы: водяной пар, диоксид углерода. В реагирующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002434807
Дата охранного документа: 27.11.2011
29.03.2019
№219.016.f71b

Способ получения монокристалла нитрида тугоплавкого металла и изделия из него, получаемого этим способом

Изобретение предназначено для химической, электротехнической, радиоэлектронной промышленности, материаловедения и может быть использовано для получения различных изделий: проволоки, проволочной спирали, лент, тонкостенных трубок, лодочек для работы в агрессивных средах и/или для работы при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002431002
Дата охранного документа: 10.10.2011
Showing 1-10 of 24 items.
20.09.2013
№216.012.6d49

Способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению термостабильных редкоземельных магнитов. Магниты могут использоваться в системах автоматики, промышленном оборудовании, автомобилях. Осуществляют выплавку сплава и получение из него порошка. После чего порошок подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493628
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.8643

Магнитный материал и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитным материалам для постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов с металлами группы железа. Заявленный магнитный материал содержит железо (Fe), кобальт (Co), бор (B), по меньшей мере один элемент, выбранный из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500049
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.8fe1

Покрытие на имплант из титана и его сплавов и способ его приготовления

Изобретение относится к области медицины. Описано покрытие на имплант из титана и его сплавов, состоящее из двух слоев. Первый слой состоит из оксидов титана, в основном TiO, второй слой состоит из оксида алюминия гамма-модификации, общая толщина двухслойного покрытия составляет от 40 до 180...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502526
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.9004

Способ приготовления катализатора для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и катализатор, полученный этим способом

Изобретение относится к способам получения блочных катализаторов, катализаторам очистки отработавших газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Описан способ приготовления катализатора для очистки ОГ ДВС, в котором для нанесения промежуточного покрытия и активной фазы используют водную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502561
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.12.2014
№216.013.1144

Способ формирования тонкой фольги твердого раствора pd-cu с кристаллической решеткой типа csci

Изобретение относится к технологии создания селективных газовых мембран, функционирующих за счет избирательной диффузии атомов газа (водорода) сквозь тонкую металлическую пленку (из палладия или сплавов на его основе), которые используются в устройствах глубокой очистки водорода от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535843
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.01.2015
№216.013.1bed

Способ создания композиционной мембраны для очистки водорода

Изобретение относится к созданию селективных мембран, функционирующих за счет избирательной диффузии газов сквозь тонкую пленку металлов или их сплавов. Способ включает нанесение на двухслойную керамическую подложку со сквозной пористостью селективной пленки металла или его сплава методом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538577
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.04.2016
№216.015.2e44

Способ диффузионной сварки

Изобретение относится к способу диффузионной сварки. Очищают детали из нержавеющей стали и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава электрополировкой. Собирают в пакет. В качестве промежуточного слоя применяют фольгу из никеля. Размещают в вакуумной камере. Нагревают. Прикладывают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579413
Дата охранного документа: 10.04.2016
13.01.2017
№217.015.8ffd

Способ частичного размагничивания наногетерогенных высококоэрцитивных магнитов типа sm-co-fe-cu-zr

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации магнитных свойств магнитов типа Sm-Co-Fe-Cu-Zr путем их частичного размагничивания. Технический результат состоит в повышении точности и стабильности работы навигационного оборудования и систем авиационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605544
Дата охранного документа: 20.12.2016
25.08.2017
№217.015.9cd4

Способ получения пористой алюмооксидной керамики

Изобретение относится к технологии пористых керамических материалов и может быть использовано для изготовления изделий, эксплуатируемых в качестве высокотемпературной теплоизоляции (или теплозащиты), термостойкого огнеприпаса, носителей катализаторов, фильтров для очистки жидких и газовых сред....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610482
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.a236

Способ получения структуры высокотемпературный сверхпроводник - диэлектрик - высокотемпературный сверхпроводник

Использование: для создания структур высокотемпературный сверхпроводник – диэлектрик – высокотемпературный сверхпроводник. Сущность изобретения заключается в том, что на слой высокотемпературного сверхпроводника 123-типа направляют поток атомных частиц, в качестве высокотемпературного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606940
Дата охранного документа: 10.01.2017

Похожие РИД в системе