Антитеррористическое и досмотровое оборудование

ENG / RUS

Лаванда_Ю
тел./факс:+7 (495) 786-99-02
моб. тел.: +7 (916) 676-83-20

e-mail:gor37@mail.ru
» » Обнаружение взрывчатых веществ путем детектирования их паров и частиц
 

В основе этого направления обнаружения ВВ лежат научно-технические достижения в области газового анализа.

   Соответствующие приборы построены на принципах газовой хроматографии, дрейф-спектрометрии ионов и масс-спектрометрии и изготавливаются в стационарном , мобильном и портативном вариантах. Портативная аппаратура обслуживается одним оператором и позволяет оперировать ей в непосредственной близости от досматриваемого объекта.

   Стационарная и мобильная аппаратура, размещаемые соответственно на пунктах контроля или транспортных средствах (полицейских автомобилях), требуют применения пробоотборных устройств.

   Трудность обнаружения паров индивидуальных ВВ, которые являются основными компонентами взрывчатых смесей, заключается в их довольно низкой равновесной концентрации в воздухе. Для иллюстрации этого в табл. 1 приводятся приблизительные данные о давлении их насыщенных паров при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре.

 

Таблица1- Некоторые сведения об испаряемости взрывчатых веществ:

Плотность паров ВВ

 

* - по разным данным.

   Как видно из таблицы, чувствительность детекторов паров ВВ должна быть достаточно высокой, тем более, что промышленные и боевые изделия из ВВ изготавливаются в упаковке и с применением различных связующих веществ, что существенно затрудняет процесс испарения из них взрывчатого вещества.

   Ввод анализируемой пробы в детектор ВВ осуществляется либо за счет всасывания воздуха от поверхности или из щелей обследуемого объекта, либо путем предъявления захваченных на пробоотборник частиц или сорбированных паров ВВ. Отбор паров и частиц ВВ от контролируемого объекта производится воздушными насосами, действующими по принципу пылесоса.

   В портативных детекторах ("М-02", "Pilot", "Шельф", "EVD-3000", "Vixen" и др.) этот узел встроен в анализатор и дает возможность оператору свободно манипулировать им. Конструкция воздушного пробоотборника в приборах "Pilot" и "М-02" решена довольно оригинально: она создает смерчеобразный вихрь, внутри которого образуется трубка воздушного разрежения, что обеспечивает условия для "высасывания" проб воздуха из щелей и труднодоступных мест контролируемого объекта.

   В стационарных и мобильных детекторах ВВ, как уже отмечалось, взятие пробы воздуха для анализа производится выносным ручным пробоотборником с предварительной концентрацией регистрируемого вещества. В качестве концентраторов используются изделия с развитой сорбирующей поверхностью: бумажные фильтры, сыпучие материалы, металлические спирали, сетки и др. При прокачивании через концентратор воздуха пары и частицы ВВ накапливаются в нем, после чего концентратор помещается в десорбер прибора-анализатора, где накопленная проба подвергается нагреву и в виде паров вдувается в детектор.

   Для взятия проб с различных поверхностей можно использовать бумажные фильтры и текстильные салфетки. Некоторые ручные пробоотборники снабжены устройствами лучевого нагрева поверхности. благодаря чему возрастает испаряемость присутствующих на ней следовых количеств ВВ и повышается эффективность пробоотбора (приборы "Эдельвейс", "EGIS").

   В газохроматографических приборах используется известный принцип разделения паровых фракций анализируемой пробы при ее движении в потоке газа-носителя внутри капиллярной колонки. Сорбент, покрывающий внутренние стенки колонки, обеспечивает различную скорость перемещения отдельных компонент парогазовой смеси, в результате чего подлежащие определению фазы появляются на выходе колонки в разное время.

   Для их обнаружения применяются различные устройства, наиболее распространенным из которых является детектор электронного захвата (ДЭЗ). Он представляет собой двухэлектродную камеру, в которой течет равновесный ток, создаваемый электронами, источником которых являются бета-радиоактивные изотопы никель-63 или тритий. Молекулы ВВ, обладающие большим сродством к электрону, при попадании в камеру захватывают электроны; при этом уменьшение электронной составляющей тока регистрируется электрометрическим усилителем. Возникающий импульс тока обрабатывается электронным блоком прибора. Для управления процессом анализа используется встроенная микро-ЭВМ. С целью повышения эффективности анализа используется несколько колонок, либо (как в приборе "ЕКНО") моноблок, состоящий из тысяч коротких параллельных капиллярных колонок.

   Применяются также и другие методы регистрации паровой фазы взрывчатых веществ. Весьма эффективным является хемилюминесцентный метод, используемый в приборе "EGIS". Здесь молекулы ВВ подвергаются пиролизу с образованием закиси азота NO, которая, реагируя с получаемым в приборе озоном О3, образует возбужденные молекулы NO2*; при переходе в основное состояние эти молекулы испускают инфракрасное излучение, регистрируемое фотоумножителем. Весь процесс анализа от ввода пробы до получения конечного результата занимает не более 30 секунд. Прибор хорошо зарекомендовал себя в условиях массового контроля на взрывоопасность. Например, испытания двух приборов, проведенные в Германии службами безопасности, показали, что на 400 тыс. анализов уровень ложных тревог составил около 0,03 %. Этими приборами оснащены все крупнейшие аэропорты Европы.

   Высокой чувствительностью обладает метод молекулярных ядер конденсации (МОЯК), примененный в приборе "Эдельвейс-4". В данном случае ионизованные молекулы ВВ способствуют образованию в реакционной камере аэрозольных частиц, наличие которых регистрируется по изменению светопропускания. Прибор снабжен выносным ручным вихревым пробоотборником с концентратором и лучевым подогревом обследуемой поверхности. Время цикла анализа после ввода пробы в прибор составляет 120 секунд.

   Следует отметить, что газохроматографические детекторы паров и частиц ВВ требуют для своей работы газов-носителей, наиболее часто из которых используются высокочистые азот и аргон. Нередко это является причиной скептического отношения пользователей к приборам этого класса, опасающихся зависимости их успешной эксплуатации от наличия требуемого газа, особенно в отдаленных от мест его производства районах. Выгоднее в этом отношении выглядит "EGIS", в котором газ-носитель (водород) производится в самом приборе путем электрохимического разложения воды.

   Приборы, основанные на методе спектрометрии подвижности ионов в электрическом поле (дрейфспектрометры), выполняются как в портативном, так и в мобильном вариантах. Ионизованные молекулы ВВ (как правило, путем облучения потоком бета-частиц слаборадиоактивных источников трития или никеля-63) попадают в дрейф-камеру, где под действием электрического поля определенной конфигурации перемещаются к коллектору. Попадая на него, они создают импульс тока в электрической цепи, который усиливается и обрабатывается электронным блоком. Время дрейфа к коллектору зависит от подвижности ионов и параметров электрического поля, что и положено в основу идентификации анализируемого вещества. Отбор пробы для анализа осуществляется как непосредственным засасыванием воздуха в прибор ("Pilot", "Шельф", "МО-2"), так и с помощью выносного пробоотборника ("IONSCAN", "ITEMISER"). В последнем случае в качестве концентратора используется бумажный фильтр, который сорбирует пары ВВ или задерживает их частицы при прокачивании через него с помощью турбинки воздуха, либо берется проба-мазок с поверхности контролируемого предмета. Затем фильтр помещается в десорбер прибора для термического испарения пробы, пары которой поступают в аналитический тракт.

   Первые два прибора работают почти в реальном масштабе времени (отклик на наличие в воздухе паров ВВ не превышает 1ё2 секунд), время анализа пробы в двух других составляет 5ё6 секунд (не считая времени для отбора пробы). Следует отметить, что детекторы "IONSCAN" и "ITEMISER" (как и газохроматографический "ЕКНО") способны обнаруживать большинство наркотических веществ по той же технологии.

   Детекторы ВВ, в основе действия которых лежит метод масс-спектрометрии, несмотря на высокую чувствительность пока не нашли широкого применения в досмотровой практике. Причиной тому является сложность устройств, требующих высококвалифицированного персонала, и высокая стоимость. Например, масс-спектрометрический детектор (МСД) взрывчатых веществ "CONDOR", созданный фирмой SCIEX совместно с British Aerospace, является довольно габаритным стационарным устройством стоимостью свыше 1 млн. долларов США. Меньшими весогабаритными характеристиками и стоимостью (180х90х60 см; 360 кг; 300 тыс. долларов США) обладает МСД "TOF 2000", разработанный фирмой Sensar (США). Чувствительность его достигает 1ppt ВВ в пробе при времени анализа порядка 1 секунды. Фирма работает над усовершенствованием прибора с целью упрощения его обслуживания, оптимизации операции пробоотбора и снижения стоимости.

   Следует отметить, что с точки зрения чувствительности обнаружения ВВ необходимо отдать предпочтение стационарным и мобильным приборам, использующим выносной ручной пробоотборник с концентратором. В ряде ситуаций (низкие температуры, естественная или искусственная вентиляция контролируемого объема и др.), когда концентрация паров ВВ значительно ниже равновесной, порог чувствительности портативных приборов, работающих в реальном масштабе времени, не позволяет выявлять наличие ВВ в контролируемом объекте. Пробоотбор с предварительной концентрацией, несмотря на более длительный цикл детектирования, позволяет за счет повышения времени прокачки воздушной пробы повысить вероятность обнаружения скрытого ВВ за счет накопления его в концентраторе.

Популярные товары
Поиск-3М2
Цена: 65 000 руб
Поиск-3ММ
Цена: 100 000 руб
Поиск-СК
Цена: 130 000 руб
Пилот-М1 премиум
Цена: По запросу
Пилот-М1
Цена: По запросу