Устройство для обнаружения контрабанды

 

Изобретение относится к области обнаружения контрабанды и может быть использовано в контрольно-пропускных пунктах, авто- и железнодорожных станциях, аэропортах, таможенных службах и т.д. В устройство для обнаружения контрабанды, содержащее источник γ-излучения, детектор γ-излучения, усилитель сигналов детектора, амплитудный селектор импульсов рассеянного излучения, контроллер, дисплей, введена система стабилизации, включающая селектор импульсов прямого γ-излучения указанного источника и управляемую контроллером секцию усиления сигналов указанного детектора. Технический результат - расширение температурного диапазона, в котором может функционировать устройство. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области обнаружения контрабанды и может быть использовано в контрольно-пропускных пунктах, авто- и железнодорожных станциях, аэропортах, таможенных службах и т.д.

Известна портативная система обнаружения контрабанды CDS-2002 [1], содержащая источник γ-излучения, детектор рассеянного γ-излучения, усилитель сигналов детектора, селектор амплитуд импульсов рассеянного γ-излучения, микропроцессорный контроллер и дисплей, которая является аналогом данного изобретения. Недостатками указанной системы является то, что используемый источник γ/-излучения имеет большую мощность (200 МкКюри), что создает определенную опасность для персонала, а также то, что система не может быть использована при рабочих температурах ниже 0^oC.

Известно также устройство для анализа многокомпонентных материалов [2], которое является прототипом данного изобретения. Указанное устройство содержит источник γ-излучения, детектор γ-излучения, усилитель, дискриминатор, контроллер и дисплей.

Исследуемый образец помещается между указанным источником и указанным детектором γ-излучение, проходя сквозь образец, ослабляется по интенсивности, сохраняя энергию γ-квантов. Далее γ-кванты регистрируются детектором γ-излучения, импульсы детектора усиливаются в усилителе, проходят дискриминатор и через счетчик попадают в вычислительное устройство (контроллер, ЭВМ и т. д.), и после обработки информация выводится на дисплей. Эта информация сравнивается с информацией, полученной без исследуемого образца, и, таким образом, находится коэффициент ослабления интенсивности γ-излучения. По найденному коэффициенту ослабления и известному удельному коэффициенту ослабления для известного материала находится количество этого материала в исследуемом образце.

Недостатком данного устройства является то, что в устройстве отсутствует система стабилизации, в частности температурной стабилизации, что затрудняет его применение в условиях значительных температурных изменений.

Целью данного изобретения является устранение указанного недостатка, а именно возможность функционирования устройства в расширенном температурном диапазоне, например от -25^oC до +50^oC. Цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее источник γ-излучения, детектор γ-излучения, усилитель и дисплей, введены контроллер, селектор импульсов рассеянного γ-излучения и система стабилизации, включающая селектор импульсов прямого γ-излучения и управляемую контроллером секцию усиления сигналов указанного детектора.

Предлагаемое устройство представлено на фиг. 1, где 1 - источник γ-излучения, 2 - обнаруживаемый объект, 3 - детектор γ-излучения, 4 - усилитель сигналов детектора, 5 - амплитудный селектор импульсов рассеянного излучения, 6 - контроллер, 7 - дисплей, 8 - секция усиления, управляемая контроллером, 9 - селектор импульсов прямого излучения источника.

Элементы 8, 9 относятся к системе стабилизации измерительного тракта.

Остановимся на некоторых особенностях устройства.

В устройстве применен источник Ва-133 мощностью 10 мкКюри, излучающий группу линий с энергией Eγ менее 400 кэВ и имеющий период полураспада около 10 лет. Спектр γ-излучения Ва-133, полученный с помощью сцинтилляционного детектора, показан на фиг.2. Наиболее интенсивная, подходящая линия имеет энергию 356 кэВ. Возможно также использовать линию с энергией 81 кэВ, как вспомогательную.

Энергия γ-квантов Eγʹ (кэВ) в пике обратного рассеяния рассчитывается по формуле
Eγʹ = Eγ/(1+2Eγ/511)
и для указанных выше линий составит соответственно 149 и 62 кэВ. Т.о., это есть центры энергетических окон, которые должны быть выделены селектором рассеянного излучения.

На фиг. 3 и 4 показаны спектры рассеянного излучения от куска полиэтилена ("Наркотик") и от железной болванки ("Пистолет"). Существенное различие в составляющих мягкой и жесткой компонентов спектра позволяют легко различать подобные материалы.

В таблице приведены данные измерений спектров, полученных при использовании некоторых образцов, помещенных за листом железа толщиной около 1 мм.

Устройство работает следующим образом. В момент контроля устройство подносят или придвигают к объекту контроля. При этом объект облучается γ-излучением, испускаемым Ва-133, часть которого претерпевает обратное рассеяние на материалах объекта контроля. Детектор регистрирует как излучение, рассеянное от объекта 2 (Gr), так и прямое излучение источника 1 (G). Сигналы детектора усиливаются усилителем 4, дополнительной секцией усиления 8 и попадают на амплитудные селекторы 5 и 9. Селектор 5 выделяет группы импульсов высокой энергии (окно 2 - 90-250 кэВ) и низкой энергии (окно 1 - 50-80 кэВ), обусловленные регистрацией рассеянного излучения Gr, а селектор 9 - прямого излучения G. Контроллер 6 измеряет скорости счета импульсов в каждой группе, производит необходимые вычисления (в частности - отношение счета импульсов в окне 2 к счету в окне 1) и отображение на дисплее 7 информации, на основании которой оператор делает вывод о наличии или отсутствии той или иной контрабанды в объектах контроля.

Стабилизация измерительного тракта, включающего в себя элементы 3, 4, 8, обеспечивается путем управления коэффициентом усиления секции 8 таким образом, чтобы скорость счета импульсов, выделенных селектором 9, оставалась всегда в заранее заданных пределах.

Т. о. , в результате введения системы стабилизации появилась возможность работы устройства в диапазоне температур от -25^oC до +50^oC, что подтверждено данными испытаний.

Литература
1. Портативная система обнаружения контрабанды CDS-2001. Инструкция по эксплуатации.

2. Заявка на патент GB 2088050А - прототип.

Формула изобретения

Устройство для обнаружения контрабанды, включающее источник γ-излучения, детектор γ-излучения, усилитель, дисплей, отличающееся тем, что в устройство введены контроллер, селектор импульсов рассеянного γ-излучения, система стабилизации, включающая селектор импульсов прямого γ-излучения и управляемую контроллером секцию усиления сигналов указанного детектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5