Система обеспечения безопасности и способ проверки предметов на наличие опасных веществ
Изобретение относится к средствам для обнаружения в различных предметах опасных веществ. Технический результат заключается в простоте системы, сокращении времени, повышении надежности проверки предметов и обеспечении безопасности работы персонала в случае обнаружения опасных для жизни веществ. Система состоит из терминальной системы с масс-спектрометром и установленной в офисе сервисной компании системы поддержки, предназначенной для определения наличия или отсутствия в проверяемом предмете опасного вещества и идентификации его типа на основании данных масс-спектрометрического анализа пробы. Части системы соединены линией связи для обмена информацией. Система поддержки может передавать в терминальную систему данные о результатах анализа и инструкции с перечнем мер безопасности. Сервисная компания, объединяющая всех участников, выполняет комплекс работ, связанных с эксплуатацией системы обеспечения безопасности, включая ремонт и периодическую проверку оборудования и управление системой. 9 с. и 8 з.п. ф-лы, 14 ил.
Настоящее изобретение относится к терминальной системе обеспечения безопасности, системе поддержки в этой терминальной системе обеспечения безопасности и к способу проверки предметов на наличие или отсутствия опасных веществ в посылках или в багаже пассажиров или в доставляемых грузах либо в подозрительных предметах с целью защиты людей, сооружений и окружающей среды от его возможного воздействия. В контексте настоящего описания под "опасными веществами" понимаются взрывчатые вещества, отравляющие газы и воспламеняющиеся вещества.
В местах большого скопления людей, в частности в аэропортах или в местах проведения различных мероприятий, для обеспечения безопасности пассажиров или участников мероприятия багаж пассажиров или личные вещи участников мероприятий обычно проверяют с помощью рентгеновских аппаратов или детекторов металла. Во всех случаях при существующей возможности использования взрывчатого вещества или других опасных веществ необходимо проводить соответствующую проверку на наличие или отсутствие в подозрительном предмете (или месте) опасного вещества, воспользовавшись для этого специальными устройствами проверки, которые, однако, не всегда имеются в наличии у отвечающего за безопасность персонала. Поэтому при получении информации о возможном наличии в подозрительном предмете (или месте) взрывчатых или других опасных веществ на место обычно вызываются специально подготовленные люди, которые и проводят непосредственно на месте проверку подозрительного предмета на наличие или отсутствие в нем опасного вещества. Такого рода проверке на наличие или отсутствие в них опасного вещества должны подвергаться посылки, почтовые отправления, доставляемые адресату специальной службой доставки, а также вызывающие подозрение предметы, лежащие на хранении в банковских сейфах или абонентских ящиках.
К двум наиболее широко известным и обычно применяемым в настоящее время способам обнаружения опасных веществ относятся газохроматографический способ и масс-спектрометрический способ. Оба эти способа основаны на взятии из проверяемой посылки (груза) или подозрительного предмета на пробу небольшого количества газа, которое затем подвергают анализу на наличие или отсутствие в нем элемента, который может входить в состав опасного вещества, например взрывчатого вещества.
Газохроматографический способ анализа взятого на пробу газа заключается в следующем. Взятый на пробу газ пропускают через трубку из диоксида кремния с обработанной внутренней поверхностью, стальную трубку, заполненную адсорбентом, или трубку из стекла, нагретую до соответствующей температуры, после чего через нее продувают газ-носитель, например азот, гелий или водород. Проходящая через трубку проба газа разделяется в ней на отдельные элементы, отличающиеся друг от друга температурой кипения или сродством с внутренней обработанной поверхностью трубки или с наполнителем. Из-за разной температуры кипения и сродства каждый элемент, содержащийся в пробе газа, проходит через трубку с разной скоростью и выходит из трубки с разным расходом. При газохроматографическом анализе газа по существу измеряется теплопроводность отдельных содержащихся в газе элементов и определяется состав газа с анализом содержащихся в нем элементов.
Наличие в газе тротила и гексогена, которые обычно используются в качестве взрывчатых веществ, определяется по содержанию в нем двуокиси азота (NO2), которая является основным элементом взрывчатых веществ. Однако двуокись азота является только одним из содержащихся во взрывчатом веществе элементов, и по ее содержанию в газе достаточно сложно определить структуру соединения. Поэтому при таком способе анализа обычно заранее получают соответствующие справочные или нормативные данные, с которыми сравнивают данные, полученные при анализе взятого на пробу газа, и на основании такого сравнения делают вывод о том, является ли проверяемое вещество взрывчатым или нет, и при положительных результатах анализа идентифицируют тип взрывчатого вещества. Такая процедура, основанная на проведении нескольких измерений, занимает обычно несколько минут. Кроме того, такой способ обнаружения взрывчатых веществ требует постоянного обслуживания аппаратуры и получения нормативных данных, необходимых для проведения сравнительного анализа.
При масс-спектрометрическом анализе взятую пробу газа ионизируют и с помощью работающего в вакууме масс-спектрометра измеряют массу иона (в частности m/z, которое получают делением массы m на электрический заряд z иона). Применяемые при таком способе анализа газов масс-спектрометры делятся на два типа: квадрупольные масс-спектрометры и масс-спектрометры с ионной ловушкой.
Квадрупольный масс-спектрометр представляет собой масс-спектрометр, который содержит четыре стержневых электрода, вокруг каждого из которых при подаче на него напряжения постоянного тока, на которое наложено напряжение высокой частоты, создается электрическое поле. Создаваемое электродом электрическое поле притягивает ионизированные молекулы взятого на пробу газа. Попадающие в электрическое поле ионы совершают сложные пространственные колебания, и в результате через поле проходят, а затем и фиксируются только те ионы, у которых отношение массы к заряду (m/z) соответствует подаваемому на электроды напряжению постоянного тока и напряжению высокой частоты. Другие ионы сталкиваются с одним из электродов и разряжаются. Поддерживая на постоянном уровне отношение напряжения постоянного тока к напряжению высокой частоты и непрерывно сканируя ионы, можно получить спектральный состав анализируемой пробы газа.
Масс-спектрометр с ионной ловушкой содержит два выполненных в виде колпачков концевых электрода и один электрод, выполненный в виде кольца. При попадании ионизированных молекул взятого на пробу газа в зону между этими тремя электродами ионы удерживаются (т.е. улавливаются) электрическим полем, которое создается приложенным к кольцевому электроду напряжением высокой частоты. В результате сканирования ионов другим полем высокой частоты, которое подается на концевые электроды, происходит высвобождение захваченных ионов, обладающих соответствующей массой. Обнаруживая с помощью соответствующего чувствительного элемента высвобожденные ионы, можно получить спектральный состав взятого на пробу газа. Ионы находятся в электрическом поле и высвобождаются из него по истечении определенного промежутка времени (порядка нескольких дюжин мс). Благодаря такому усреднению чувствительность масс-спектрометра достигает чрезвычайно высокого уровня.
Анализируя полученные описанным выше способом данные о масс-спектре взятого на пробу газа, можно определить наличие в спектре составляющих, характерных для опасных веществ, в частности взрывчатых веществ, которые могут находиться в проверяемом предмете. При этом можно не только определить наличие или отсутствие в составе пробы газа опасного, в частности взрывчатого, вещества, но и при необходимости идентифицировать тип выявленного в результате анализа пробы газа опасного вещества. Такой способ проверки позволяет установить наличие в проверяемом предмете опасного вещества и идентифицировать его в течение нескольких секунд (обычно от 3 до 8 секунд). Следует также отметить высокую надежность масс-спектрометрического метода анализа, которую можно дополнительно повысить проведением последовательных или многоэтапных анализов с выполнением сначала спектрального анализа массы ионов, выделенных из всей смеси ионов и характерных для взрывчатых веществ (материнский ион), и последующей активации материнских ионов и масс-спектрального анализа фрагментарных ионов (дочерний ион), образовавшихся из материнских ионов.
Несмотря на то, что необходимость в обнаружении опасных веществ существует и при проверке личных вещей в аэропортах или в местах проведения различных мероприятий, и при доставке посылок или почтовых отправлений адресату службой доставки и при проверке подозрительных предметов, оставленных на хранение в банковском сейфе или абонентском ящике, тем не менее общего для всех этих случаев способа обнаружения опасных веществ до сих пор еще не существует. Объясняется это, вероятно, следующими причинами.
1. Проблема, связанная с необходимым для проведения проверки временем.
Обычно личные вещи или багаж пассажиров проверяют во время их движения по транспортерной ленте. При слишком продолжительной проверке личных вещей или багажа пассажиров на возможное нахождение в них взрывчатых веществ в зоне проверки может скопиться очень большое количество людей. Во избежание этого вся процедура проверки при обычной скорости транспортера (равной 12 м/с) должна занимать всего несколько секунд (например, 8 с). Именно по этой причине в подобного рода ситуациях и нельзя использовать газохроматографический метод, при котором для проведения необходимых анализов требуется значительное время. Поэтому для проверки предметов, движущихся по транспортерной ленте, более целесообразно использовать масс-спектрометрический метод анализа, при котором вся процедура проверки и обнаружения в проверяемом предмете опасного (взрывчатого) вещества занимает всего несколько секунд и позволяет получить достаточно достоверные результаты.
2. Проблемы подготовки специалистов, обладающих знаниями в определенной области техники.
Для эффективной проверки в аэропортах личных вещей или багажа пассажиров на наличие в них опасных, в частности взрывчатых, веществ зона досмотра должна быть оборудована большим количеством различных устройств. Для работы с такими устройствами, для их обслуживания, проверки, ремонта, переналадки или замены среди работников аэропорта необходимо иметь подготовленных для такой работы людей, обладающих специальными знаниями в определенной области техники.
3. Защита от возможного взрыва.
При обнаружении в багаже взрывчатого вещества необходимо принять определенные меры предосторожности, направленные на защиту людей от последствий возможного взрыва. Обычно в такой ситуации администрация аэропорта сразу же обращается по телефону за помощью в соответствующие службы (в полицию или на пожарную станцию) и вызывает на место специальную команду, которая может работать с взрывчатыми веществами. Одновременно с этим администрация аэропорта должна сама предпринять специальные меры предосторожности, которые зависят от типа обнаруженного взрывчатого вещества, его количества и формы, а также от контейнера, в котором оно находится. Очевидно, что получение точной информации об обнаруженном взрывчатом веществе до прибытия на место вызванной группы специалистов должно помочь администрации аэропорта вовремя принять соответствующие меры предосторожности. Более того, крайне желательно, чтобы такие меры предосторожности были приняты сразу же после обнаружения (в багаже или личных вещах пассажиров) взрывчатого вещества.
Первой задачей настоящего изобретения является создание простой в обслуживании системы обеспечения безопасности общественного назначения.
Второй задачей настоящего изобретения является создание системы, позволяющей ускорить и повысить надежность проверки различных предметов на наличие в них опасных веществ.
Третьей задачей настоящего изобретения является решение вопросов, связанных с безопасностью персонала в случае обнаружения опасных для жизни, в частности взрывчатых, веществ.
Эти задачи решаются с помощью предлагаемых в настоящем изобретении терминальной системы для обеспечения безопасности, системы поддержки в системе обеспечения безопасности и способа проверки предметов на наличие опасных веществ, которые подробно описаны ниже.
Предлагаемая в изобретении терминальная система для обеспечения безопасности имеет устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, при этом с помощью устройства управления осуществляется передача устройством связи данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, в линию связи, прием устройством связи поступающей в него по линии связи информации по определению опасного вещества, полученной на основании данных масс-спектрометрического анализа, и последующее воспроизведение этой информации на дисплее.
Терминальная система имеет также в соответствии с изобретением измерительное устройство, которое предназначено для измерения веса проверяемого предмета, и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, при этом при обнаружении указанной информации об опасном веществе в проверяемом предмете в устройство управления из измерительного устройства поступают данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на дисплей выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете опасного вещества.
В одном из вариантов выполнения согласно изобретению терминальная система имеет устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, устройство определения, которое определяет, содержится ли во взятом на пробу газе опасное вещество или нет, и идентифицирует его на основании данных масс-спектрометрического анализа, полученных с помощью масс-спектрометра, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей для отображения информации и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, при этом при установленном с помощью устройства определения наличии в пробе опасного вещества устройство управления выдает поступающую в масс-спектрометр команду на изменение условий анализа и включение масс-спектрометра в работу в измененном режиме, осуществляет передачу через устройство связи в линию связи уточненных данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, а устройство связи принимает поступающую в него по линии связи из устройства определения полученную на основании данных масс-спектрометрического анализа информацию об опасном веществе и в последующем воспроизводит эту информацию на дисплее.
При указанном выполнении в терминальной системе согласно изобретению предусмотрены измерительное устройство, которое предназначено для измерения веса проверяемого предмета, и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, при этом при обнаружении указанной информации об опасном веществе в проверяемом предмете в устройство управления из измерительного устройства поступают данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на дисплей выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете опасного вещества.
Система обеспечения безопасности согласно изобретению оснащена системой поддержки, имеющей устройство определения, которое определяет, содержится ли в проверяемом предмете опасное вещество или нет, и идентифицирует его путем сопоставления результатов масс-спектрометрического анализа с эталонными данными, используемыми для определения опасного вещества, устройство связи, которое отправляет и принимает информацию, которая передается по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, при этом устройство управления осуществляет ввод результатов масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, в устройство определения и затем вывод результата, полученного с помощью устройства определения, через устройство связи в линию связи.
Система поддержки по изобретению имеет также устройство для подготовки инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества с учетом веса проверенного предмета, полученного рентгеновского изображения опасного вещества, его типа и формы и информации о том месте, в котором оно находится, причем вся эта информация поступает в линию связи через устройство связи в том случае, когда результат, полученный в устройстве определения, подтвердит наличие в проверяемом предмете опасного вещества, при этом устройство управления осуществляет передачу упомянутой выше инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества, в линию связи через устройство связи.
В другом варианте выполнения система поддержки в системе обеспечения безопасности имеет первое устройство определения, которое предназначено для определения по крайней мере наличия или отсутствия опасного вещества в проверяемом предмете путем сопоставления первых данных, полученных в результате масс-спектрометрического анализа взятой на проверку пробы газа, с первыми эталонными данными, по которым можно определить опасное вещество, второе устройство определения, которое предназначено для определения наличия или отсутствия во взятой пробе газа опасного вещества и его идентификации путем сопоставления вторых данных, полученных в результате масс-спектрометрического анализа взятой на проверку пробы газа, со вторыми эталонными данными, по которым можно определить опасное вещество, устройство связи, предназначенное для передачи и приема информации, передаваемой по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, при этом устройство управления осуществляет ввод первых данных масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, в первое устройство определения и вывод первого результата, полученного в первом устройстве определения, через устройство связи в линию связи и в том случае, когда на основании первого результата, полученного в первом устройстве определения, будет установлено, что во взятой на проверку пробе содержится опасное вещество, выдает через устройство связи в линию связи команду на изменение условий анализа и измерения вторых данных масс-спектрометрического анализа.
Указанная система поддержки в этом варианте выполнения может также иметь устройство для подготовки инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества с учетом веса проверенного предмета, полученного рентгеновского изображения опасного вещества, его типа и формы и информации о том месте, в котором оно находится, причем вся эта информация поступает в линию связи через устройство связи в том случае, когда результат, полученный в устройстве определения, подтвердит наличие в проверяемом предмете опасного вещества, при этом устройство управления осуществляет передачу упомянутой выше инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества, в линию связи через устройство связи.
В еще одном варианте выполнения системы обеспечения безопасности, которая состоит из терминальной системы и системы поддержки, обменивающихся между собой информацией по соединяющей их линии связи, ее терминальная система содержит устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, с помощью которого осуществляется передача устройством связи данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, в линию связи, прием устройством связи поступающей в него по линии связи информации по определению опасного вещества, полученной на основании данных масс-спектрометрического анализа, и последующее воспроизведение этой информации на дисплее, а система поддержки содержит устройство определения, которое определяет, содержится ли в проверяемом предмете опасное вещество или нет, и идентифицирует его путем сопоставления результатов масс-спектрометрического анализа с эталонными данными, используемыми для определения опасного вещества, устройство связи, которое отправляет и принимает информацию, которая передается по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, с помощью которого осуществляется ввод результатов масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, в устройство определения и затем вывод результата, полученного с помощью устройства определения, через устройство связи в линию связи.
В этой системе безопасности терминальная система содержит также измерительное устройство, которое предназначено для измерения веса проверяемого предмета, и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, при этом при обнаружении с помощью устройства определения в проверяемом предмете опасного вещества в устройство управления из измерительного устройства поступают данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на дисплей выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете опасного вещества, а система поддержки содержит также устройство для подготовки инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества с учетом веса проверенного предмета, полученного рентгеновского изображения опасного вещества, его типа и формы и информации о том месте, в котором оно находится, причем вся эта информация поступает в линию связи через устройство связи в том случае, когда результат, полученный в устройстве определения, подтвердит наличие в проверяемом предмете опасного вещества, а имеющееся в ней устройство управления осуществляет передачу упомянутой выше инструкции с перечнем мер безопасности в линию связи через устройство связи.
В еще одном варианте выполнения система обеспечения безопасности состоит из терминальной системы и системы поддержки, обменивающихся между собой информацией по соединяющей их линии связи, где терминальная система содержит устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, первое устройство определения, которое определяет, содержится ли во взятом на пробу газе опасное вещество или нет, и идентифицирует его путем сопоставления первых данных масс-спектрометрического анализа, полученных с помощью масс-спектрометра, с первыми эталонными данными, используемыми для определения опасного вещества, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, которое при установленном с помощью первого устройства определения наличии в пробе опасного вещества выдает поступающую в масс-спектрометр команду на изменение условий анализа и включение масс-спектрометра в работу в измененном режиме, осуществляет передачу через устройство связи в линию связи вторых данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, прием устройством связи поступающей в него по линии связи из устройства определения полученной на основании вторых данных масс-спектрометрического анализа информации об опасном веществе и последующее воспроизведение этой информации на дисплее, а система поддержки содержит второе устройство определения, которое определяет, содержится ли в проверяемом предмете опасное вещество или нет, и идентифицирует его путем сопоставления вторых данных масс-спектрометрического анализа со вторыми эталонными данными, используемыми для определения опасного вещества, устройство связи, которое отправляет и принимает информацию, которая передается по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, которое осуществляет ввод вторых данных масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, во второе устройство определения и затем вывод результата, полученного с помощью устройства определения, через устройство связи в линию связи.
В указанной выше системе обеспечения безопасности терминальная система содержит согласно изобретению также измерительное устройство, которое предназначено для измерения веса проверяемого предмета, и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, при этом при обнаружении с помощью устройства определения в проверяемом предмете опасного вещества в устройство управления из измерительного устройства поступают данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на дисплей выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете опасного вещества, а система поддержки содержит также устройство для подготовки инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества с учетом веса проверенного предмета, полученного рентгеновского изображения опасного вещества, его типа и формы и информации о том месте, в котором оно находится, причем вся эта информация поступает в линию связи через устройство связи в том случае, когда результат, полученный в устройстве определения, подтвердит наличие в проверяемом предмете опасного вещества, а имеющееся в ней устройство управления осуществляет передачу упомянутой выше инструкции с перечнем мер безопасности в линию связи через устройство связи.
В еще одном варианте выполнения система обеспечения безопасности также состоит из терминальной системы и системы поддержки, обменивающихся между собой информацией по соединяющей их линии связи, где терминальная система содержит устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, с помощью которого осуществляется передача устройством связи первых данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, в линию связи, прием устройством связи поступающей в него по линии связи информации по определению опасного вещества, полученной на основании первых данных масс-спектрометрического анализа, и последующее воспроизведение этой информации на дисплее, при этом при установленном с помощью устройства определения наличии в пробе опасного вещества устройство управления выдает поступающую в масс-спектрометр команду на изменение условий анализа и включение масс-спектрометра в работу в измененном режиме, осуществляет передачу через устройство связи в линию связи вторых данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, прием устройством связи поступающей в него по линии связи из устройства определения полученной на основании вторых данных масс-спектрометрического анализа информации об опасном веществе и последующее воспроизведение этой информации на дисплее, а система поддержки содержит первое устройство определения, которое предназначено для определения по крайней мере наличия или отсутствия опасного вещества в проверяемом предмете путем сопоставления первых данных, полученных в результате масс-спектрометрического анализа взятой на проверку пробы газа, с первыми эталонными данными, по которым можно определить опасное вещество, второе устройство определения, которое предназначено для определения наличия или отсутствия во взятой пробе газа опасного вещества и его идентификации путем сопоставления вторых данных, полученных в результате масс-спектрометрического анализа взятой на проверку пробы газа, со вторыми эталонными данными, по которым можно определить опасное вещество, устройство связи, предназначенное для передачи и приема информации, передаваемой по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, которое осуществляет ввод первых данных масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, в первое устройство определения и вывод результата, полученного в первом устройстве определения, через устройство связи в линию связи и в том случае, когда на основании результата, полученного в первом устройстве определения, будет установлено, что во взятой на проверку пробе содержится опасное вещество, выдает через устройство связи в линию связи команду на изменение условий анализа и измерения вторых данных масс-спектрометрического анализа.
В указанной системе безопасности терминальная система также содержит измерительное устройство, которое предназначено для измерения веса проверяемого предмета, и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, при этом при обнаружении с помощью устройства определения в проверяемом предмете опасного вещества в устройство управления из измерительного устройства поступают данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на дисплей выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете опасного вещества, а система поддержки содержит также устройство для подготовки инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества с учетом веса проверенного предмета, полученного рентгеновского изображения опасного вещества, его типа и формы и информации о том месте, в котором оно находится, причем вся эта информация поступает в линию связи через устройство связи в том случае, когда результат, полученный в устройстве определения, подтвердит наличие в проверяемом предмете опасного вещества, а имеющееся в ней устройство управления осуществляет передачу упомянутой выше инструкции с перечнем мер безопасности в линию связи через устройство связи.
Объектом изобретения является также способ проверки предметов на наличие опасных веществ, предусматривающий использование терминальной системы, оборудованной масс-спектрометром и установленной в зоне проверки, и системы поддержки, предназначенной для определения наличия или отсутствия в проверяемом предмете опасного вещества и идентификации его типа на основании данных масс-спектрометрического анализа, выполняемого с помощью масс-спектрометра с целью проверки пробы на содержание в ней определенных элементов и установленной в офисе сервисной компании, объединяющей всех участников, связанных с обеспечением безопасности, при этом терминальная система и система поддержки соединены между собой линией связи, по которой они могут обмениваться информацией, в частности результатом определения опасного вещества, передаваемым системой поддержки в терминальную систему.
При осуществлении способа в соответствии с изобретением система поддержки вместе с результатом определения опасного вещества передает в терминальную систему бухгалтерскую информацию, связанную с ее расходами.
Предпочтительно при реализации способа проверки предметов на наличие опасных веществ согласно изобретению пользователю приобретать или арендовать масс-спектрометр, который предназначен для масс-спектрометрического анализа пробы на содержание в ней определенных элементов, а сервисной компании принимать по линии связи данные масс-спектрографического анализа, полученные с помощью масс-спектрометра, сравнивать эти данные с эталонными данными, характеризующими опасные вещества, и затем отсылать полученные ею результаты проверки пользователю.
В настоящем изобретении, таким образом, предлагается, во-первых, использовать в системе обеспечения безопасности для обнаружения опасных веществ масс-спектрометрический метод анализа. Такой метод анализа позволяет сократить (предпочтительно до нескольких, в частности до 3-8 секунд) время проверки и создает предпосылки для более широкого внедрения предлагаемой в изобретении системы.
В настоящем изобретении предлагается также создать специальную занимающуюся обеспечением общественной безопасности службу с участием в ней сервисной компании, которая выполняет обслуживание, проверку, настройку, ремонт, переналадку и замену используемой в предлагаемой системе обеспечения безопасности аппаратуры, включая аппаратуру проверки различных предметов на наличие в них опасных для жизни веществ, а также наблюдает за работой системы и выполняет ряд других функций административного порядка. Создание такой службы существенно упрощает для потребителей весь процесс внедрения предлагаемой в изобретении системы безопасности. В настоящее время пользователь, который обслуживает зону проверки, обычно приобретает систему обеспечения безопасности в собственность. В отдельных случаях для снижения первоначальных затрат пользователь может заключать с владельцем необходимого ему оборудования договор аренды, однако в любом случае он должен иметь в своем штате соответствующий обслуживающий персонал, который мог бы работать на приобретенном оборудовании, постоянно поддерживать на должном уровне его квалификацию, а также нести и другие большие затраты, так или иначе связанные с эксплуатацией обслуживаемой им системы безопасности. С учетом этих соображений создание отдельной сервисной службы, специализирующейся на обслуживании систем обеспечения общественной безопасности, должно уменьшить по крайней мере затраты, связанные с управлением системой и обслуживанием оборудования, включая затраты на обслуживание и ремонт оборудования и аппаратуры и затраты, связанные с периодическим осмотром и проверкой системы.
Нагрузку на пользователя, связанную с эксплуатацией имеющейся в его распоряжении системы обеспечения безопасности, можно дополнительно уменьшить, воспользовавшись услугами сервисной службы, которая может направить в его распоряжение персонал, необходимый для оперативного управления системой, и предоставить ему всю информацию, необходимую для обнаружения в посылках, багаже, личных вещах или подозрительных предметах опасных для жизни веществ.
Предлагаемую в настоящем изобретении систему обеспечения безопасности можно разделить, как указывалось выше, на две системы: терминальную систему, которая предназначена для проверки посылок, багажа, личных вещей или подозрительных предметов на наличие в них опасных веществ и устанавливается в зоне проверки, и систему поддержки, которая необязательно должна устанавливаться в зоне проверки. Для создания единой системы обеспечения безопасности обе эти системы необходимо соединить между собой соответствующей линией связи, например специальной или автономной линией связи либо линией связи общего пользования (через Интернет или другим обычным способом). В этом случае соответствующее количество терминалов, установленных в одной или нескольких зонах проверки, соединяют с системой поддержки, которую можно установить в каком-либо одном месте, например в офисе обслуживающей систему компании. Такое разделение системы вполне может быть положено в основу схемы организации работ по проверке посылок, багажа, личных вещей или подозрительных предметов с целью обнаружения в них опасных для жизни веществ.
Помимо такой схемы возможны и другие варианты организации работ по обслуживанию предлагаемой в изобретении системы обеспечения безопасности. Возможен, в частности, и такой вариант, когда пользователь покупает терминальную систему или использует систему терминалов, принадлежащую компании, занимающейся проблемами безопасности. В последнем случае пользователь оплачивает этой компании определенную часть стоимости системы, а также ее затраты, связанные с эксплуатацией оборудования и аппаратуры, включая затраты на техническое обслуживание и ремонт, затраты, связанные с содержанием административного персонала, и ряд других затрат, связанных с обслуживанием установленных у пользователя терминалов.
При проведении общественных мероприятий, которые занимают ограниченное время, сервисная компания может предоставить пользователю необходимое оборудование во временное пользование без оплаты его стоимости. Однако при любой схеме организации работ по обеспечению общественной безопасности пользователь легко может установить у себя систему проверки, рассчитывая на помощь занимающейся проблемами безопасности сервисной компании, которая может обеспечить решение всего комплекса вопросов, связанных с эксплуатацией системы безопасности, включая ее техническое обслуживание, наладку, проверку, регулировку, ремонт, модернизацию, замену оборудования или аппаратуры и оперативное управление, в том числе предоставление обслуживающего персонала и всей информации, необходимой для проверки посылок, багажа, личных вещей или подозрительных предметов с целью обнаружения в них опасных для жизни веществ.
Более конкретно предлагаемая в изобретении схема организации работ может выглядеть следующим образом. Терминальная система с масс-спектрометром, предназначенная для проверки предметов на наличие в них опасного вещества, устанавливается в зоне проверки, а система поддержки устанавливается в офисе сервисной компании, занимающейся проблемами безопасности. На основании данных проверки того или иного предмета, полученных с помощью масс-спектрометра, система поддержки терминалов определяет, находится ли в этом предмете опасное вещество или нет, и в случае обнаружения идентифицирует его. Терминальная система и система поддержки соединяются друг с другом соответствующей линией связи, по которой из одной системы в другую можно передавать необходимую информацию и по которой из системы поддержки в терминальную систему передается информация о наличии в проверенном предмете того или иного опасного вещества.
В принципе сам пользователь может иметь в своем распоряжении купленный или взятый в аренду масс-спектрометр, позволяющий ему на месте выполнить масс-спектроскопический анализ взятой из проверяемого предмета пробы газа. Результаты выполненного на месте анализа можно передать по линии связи в офис сервисной компании, занимающейся проблемами безопасности, где эти полученные данные можно сравнить с эталонными данными, относящимися к опасным веществам, передав затем пользователю по соответствующей линии связи полученные в результате такого сравнения результаты проверки.
В рассмотренных выше случаях результаты проверки вместе с данными о стоимости выполненной работы можно хранить в базе данных системы поддержки, пересылая результаты проверки вместе со счетами за проделанную работу в терминальную систему.
Сама система обеспечения безопасности, используемая при организации работ по обеспечению безопасности, может иметь различную структуру, что рассмотрено ниже.
Терминальная система
Предлагаемая в настоящем изобретении терминальная система содержит устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, с помощью которого осуществляется передача устройством связи данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, в линию связи, прием устройством связи поступающей в него по линии связи информации по определению опасного вещества, полученной на основании данных масс-спектрометрического анализа, и последующее воспроизведение этой информации на дисплее.
Вместо этого предлагаемая в настоящем изобретении терминальная система может содержать устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет воздух вместе со всеми входящими в его состав газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, устройство определения, которое предназначено для определения на основании данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, наличия или отсутствия во взятой пробе газа опасного вещества и его идентификации, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, которое при установленном с помощью устройства определения факте наличия в пробе опасного вещества выдает поступающую в масс-спектрометр команду на изменение условий анализа и включение масс-спектрометра в работу в измененном режиме, осуществляет передачу через устройство связи в линию связи уточненных данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, прием устройством связи поступающей в него по линии связи из устройства определения полученной на основании данных масс-спектрометрического анализа информации об опасном веществе и последующее воспроизведение этой информации на дисплее.
В состав описанной выше терминальной системы можно добавить измерительное устройство, которое предназначено для измерения веса проверяемого предмета, и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, и в этом случае при обнаружении с помощью устройства определения в проверяемом предмете опасного вещества в устройство управления поступают из измерительного устройства данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на дисплей выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете опасного вещества.
Система поддержки
Предлагаемая в настоящем изобретении система поддержки включает устройство определения, которое определяет, содержится ли в проверяемом предмете опасное вещество или нет, и идентифицирует его путем сопоставления результатов масс-спектрометрического анализа с эталонными данными, используемыми для определения опасного вещества, устройство связи, которое отправляет и принимает информацию, которая передается по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, которое осуществляет ввод результатов масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, в устройство определения и затем вывод результата, полученного с помощью устройства определения, через устройство связи в линию связи.
Вместо этого в состав предлагаемой в настоящем изобретении системы поддержки могут входить первое устройство определения, которое предназначено для определения по крайней мере наличия или отсутствия опасного вещества в проверяемом предмете путем сопоставления первых данных, полученных в результате масс-спектрометрического анализа взятой на проверку пробы газа, с первыми эталонными данными, второе устройство определения, которое предназначено для определения наличия или отсутствия во взятой пробе газа опасного вещества и его идентификации путем сопоставления вторых данных, полученных в результате масс-спектрометрического анализа взятой на проверку пробы газа, со вторыми эталонными данными, устройство связи, предназначенное для передачи и приема информации, передаваемой по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, которое осуществляет ввод первых данных масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, в первое устройство определения и вывод первого результата, полученного в первом устройстве определения, через устройство связи в линию связи, и которое, когда на основании результата, полученного в первом устройстве определения, будет установлено, что во взятой на проверку пробе содержится опасное вещество, выдает через устройство связи в линию связи команду на изменение условий анализа и измерения вторых данных масс-спектрометрического анализа.
Помимо всех перечисленных выше устройств в состав системы поддержки может входить устройство для подготовки инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества с учетом веса проверенного предмета, полученного рентгеновского изображения опасного вещества, его вида и формы и информации о том месте, в котором оно находится, причем вся эта информация поступает в линию связи через устройство связи в том случае, когда результат, полученный в устройстве определения, подтвердит наличие в проверяемом предмете опасного вещества. В выполненной таким образом системе устройство управления передает упомянутую выше инструкцию с перечнем мер безопасности, которые нужно предпринять в связи с обнаружением опасного вещества, через устройство связи в линию связи.
Система обеспечения безопасности
Предлагаемая в настоящем изобретении система обеспечения безопасности состоит из описанной выше терминальной системы и системы поддержки, соединенных между собой соответствующей линией связи.
На прилагаемых к описанию чертежах показано:
на фиг.1 - общая схема предлагаемой в качестве варианта осуществления настоящего изобретения системы обеспечения безопасности,
на фиг.2 - блок-схема предлагаемой в качестве варианта осуществления настоящего изобретения системы обеспечения безопасности,
на фиг.3 - вариант базы 24 данных системы, показанной на фиг.2,
на фиг.4 - схема масс-спектрометра с ионной ловушкой,
на фиг.5 - блок-схема операций, выполняемых в определенной последовательности под управлением устройства управления на терминальной системе,
на фиг.6 - блок-схема операций, выполняемых в определенной последовательности под управлением устройства управления в системе поддержки,
на фиг.7 - блок-схема операций, выполняемых в определенной последовательности на терминальной системе при подготовке инструкции с перечнем мероприятий, направленных на обеспечение безопасности,
на фиг.8 - блок-схема операций, выполняемых в определенной последовательности в системе поддержки при подготовке инструкции с перечнем мероприятий, направленных на обеспечение безопасности,
на фиг.9 - блок-схема операций, выполняемых в определенной последовательности при обновлении базы данных системы обеспечения безопасности,
на фиг.10 - общая схема организации службы обеспечения общественной безопасности с использованием системы обеспечения безопасности, предлагаемой в качестве варианта в настоящем изобретении,
на фиг.11 - блок-схема другого варианта выполнения предлагаемой в настоящем изобретении системы обеспечения безопасности,
на фиг.12 - блок-схема операций, выполняемых в определенной последовательности под управлением устройства управления на терминальной системе в варианте, показанном на фиг.11,
на фиг.13 - блок-схема операций, выполняемых в определенной последовательности под управлением устройства управления в системе поддержки в варианте, показанном на фиг.11,
на фиг.14 - общая схема еще одного варианта выполнения предлагаемой в настоящем изобретении системы обеспечения безопасности.
Ниже со ссылкой на фиг.1-10 подробно рассмотрен один из вариантов осуществления настоящего изобретения, связанный с проверкой различных предметов на наличие в них взрывчатых веществ. На фиг.1 показана общая схема системы обеспечения безопасности, выполненной в соответствии с этим вариантом изобретения. На фиг.2 показана блок-схема системы обеспечения безопасности, выполненной в соответствии с этим вариантом изобретения.
Показанная на фиг.1 система обеспечения безопасности состоит из терминальной системы 1, установленной в аэропорте (который в данном случае можно рассматривать как пользователя) в зоне проверки багажа или личных вещей пассажиров, и системы 2 поддержки, установленной в помещении обслуживающей систему сервисной компании, занимающейся обеспечением безопасности. Терминальная система 1 и система 2 поддержки соединены между собой линией 3 связи, по которой можно передавать (отправлять и получать) из одной системы в другую необходимую информацию. Терминальная система 1 имеет всасывающую трубу 5, в которую вместе с окружающим воздухом попадает газ из проверяемого предмета 4, и дисплей 15, на котором отображается соответствующая информация, в частности результаты анализа забираемой пробы газа на наличие в ней опасных веществ. В зоне проверки установлено также рентгеновское устройство в виде аппаратуры 7 с флуоресцентным анализатором, позволяющей получать рентгеновские изображения проверяемых предметов 4, которые перемещаются транспортерной лентой, и проверять их на наличие металлов.
Ниже более подробно рассмотрена конструкция и принцип работы предлагаемой в изобретении системы обеспечения безопасности, основные элементы которой показаны на блок-схеме, изображенной на фиг.2. Забираемая из проверяемого предмета проба газа по всасывающей трубе 5 попадает в предназначенное для забора проб газа устройство 11 терминальной системы 1. Из предназначенного для забора проб устройства 11 проверяемый газ попадает в масс-спектрометр 12, в котором осуществляется масс-спектрометрический анализ взятой пробы газа. По команде из блока 13 устройства управления полученные в масс-спектрометре 12 данные направляются в блок (I) 14 определения наличия в газе взрывчатого вещества и его типа. В блоке 14 полученные в результате масс-спектрометрического анализа данные сопоставляются с эталонными данными I и в результате такого сравнения определяется наличие или отсутствие во взятой пробе газа взрывчатого вещества (или одного из входящих в состав взрывчатых веществ элементов). При наличии во взятой пробе газа взрывчатого вещества блок (I) 14 выдает первичное заключение (MS1) о типе обнаруженного во взятой пробе газа взрывчатого вещества. По команде из блока 13 устройства управления это заключение выводится на экран дисплея 15. Кроме того, после получения первичного заключения из блока 13 устройства управления в масс-спектрометр 12 поступает команда на изменение условий анализа, в соответствии с которой масс-спектрометр выдает вторичное заключение о взрывчатом веществе. Полученное в масс-спектрометре вторичное заключение по команде блока 13 устройства управления через блок 17 связи передается в линию 3 связи. В блоке 17 связи, как известно, передаваемые данные преобразуются в специальный формат и в таком виде передаются по линии связи 3 по указанному в них адресу. Блок 17 связи также принимает передаваемые по линии связи данные, в которых указан адрес терминальной системы. Предпочтительно, чтобы передаваемые по линии связи данные можно было (при необходимости) и шифровать, и расшифровывать в блоке связи. Блок 13 устройства управления терминальной секции функционально связан также с рентгеновской аппаратурой 7, из которой в него поступают рентгеновские изображения проверяемых предметов, и с измерительным устройством 9, из которого в него поступают данные о весе проверяемого предмета.
Данные вторичного масс-спектрометрического анализа, поступающие в линию связи 3 из блока 17 связи терминальной системы 1, принимаются блоком 21 связи системы 2 поддержки, в которой они по команде от блока 22 устройства управления направляются в блок (II) 23 определения наличия во взятой пробе газа взрывчатого вещества и его вида. В блоке 23 полученные в результате вторичного масс-спектрометрического анализа данные сопоставляются с эталонными данными II, и по результатам такого сравнения выдается вторичное заключение (MS2), в котором содержится информация о наличии или отсутствии во взятой пробе газа взрывчатого вещества (или одного из входящих в состав взрывчатых веществ элементов) и при обнаружении во взятой пробе газа взрывчатого вещества - сведения о его идентификации. По команде из блока 22 устройства управления это вторичное заключение через блок 21 связи передается по линии связи в терминальную систему 1 и выводится на экран дисплея 15 терминальной системы 1. Блок 21 связи системы 2 поддержки работает точно так же, как и блок 17 связи терминальной системы 1. В системе 2 поддержки имеется также устройство 24 для хранения базы данных, блок 25 подготовки инструкций с перечнем мер, направленных на обеспечение безопасности, и устройство (блок) 26 ввода. Как показано на фиг.3, устройство 24 для хранения базы данных выполнено таким образом, чтобы в нем можно было хранить данные о масс-спектре при первичном анализе (MS1), данные о масс-спектре при вторичном анализе (MS2), данные первичного масс-спектрометрического анализа (MS1), данные вторичного масс-спектрометрического анализа (MS2), данные, связанные с обслуживанием системы безопасности и ее управлением, и различные бухгалтерские данные.
В качестве масс-спектрометра 12 в предлагаемой в настоящем изобретении системе обеспечения безопасности используется масс-спектрометр с ионной ловушкой, схема которого показана на фиг.4. Показанный масс-спектрометр 12 состоит из всасывающего устройства 31, через которое в него попадает проба проверяемого газа, декомпрессионной камеры 32 и вакуумной камеры 33 с высоким вакуумом. Во всасывающем устройстве 31 имеется трубка 34, через которую проходит газ 30, попадающий в нее под действием разрежения, создаваемого вакуум-насосом. В трубке 34, через которую проходит попадающий в масс-спектрометр газ, имеется отверстие 36, в которое входит игольчатый электрод 35. Этот игольчатый электрод 35 выделяет при коронарном разряде электроны, которые ионизируют содержащийся в первичном воздухе кислород (первичная ионизация). При содержании в пробе газа 30 элемента, характерного для взрывчатого вещества, ионизированный кислород вступает во взаимодействие с молекулами характерного для взрывчатого вещества элемента и ионизирует эти молекулы (вторичная ионизация). Образующиеся при атмосферном давлении ионы элемента, характерного для взрывчатого вещества, через предусмотренное в трубке 34 отверстие 37 и через отверстие 38 в стенке декомпрессионной камеры 32 попадают внутрь последней, откуда они через отверстие 39 попадают в вакуумную камеру 33. Попадающие в вакуумную камеру 33 ионы элемента, характерного для взрывчатого вещества, проходят через конфузор 40 и попадают в ионную ловушку 42. Ионная ловушка 42 состоит из двух выполненных в виде колпачков концевых электродов и одного электрода, выполненного в виде кольца. Когда ионизированные молекулы взятого на пробу газа попадают в пространство между этими тремя электродами, электрическое поле, создаваемое приложенным к кольцевому электроду напряжением высокой частоты, захватывает попадающие в него ионы. При сканировании ионной ловушки электрическим полем другой частоты, создаваемым напряжением высокой частоты, приложенным к концевым электродам, захваченные ионы высвобождаются из удерживающего их электрического поля в соответствии с их массой. Фиксируя высвобождающиеся из ловушки ионы, можно получить масс-спектр взятого на пробу газа. Удерживаемые в электрическом поле ионы высвобождаются из него по истечении определенного периода времени (порядка нескольких дюжин мс).
Такая задержка времени увеличивает количество удерживаемых ловушкой ионов и существенно повышает чувствительность масс-спектрометра.
Анализируя данные, полученные при проведении описанным выше способом масс-спектроскопического анализа взятого на пробу газа, можно определить наличие или отсутствие в масс-спектре составляющих, характерных для опасного, например взрывчатого, вещества, которое может содержаться в пробе взятого на анализ газа. При этом можно не только установить сам факт наличия или отсутствия в проверяемом предмете опасного, в частности взрывчатого, вещества, но и идентифицировать его (в том случае, когда оно будет обнаружено).
Вся процедура обнаружения взрывчатого вещества описанным выше способом занимает всего несколько секунд (от 3 до 8). При этом надежность такого способа можно дополнительно повысить путем последовательного (многоэтапного) анализа взятого на пробу газа (MS/MS). При многоэтапном анализе взятого на пробу газа масс-спектрометрическим способом из смеси ионов отбирают только ионы, которые характерны для взрывчатых веществ (материнский ион) и которые затем вступают во взаимодействие с газообразным гелием, в результате чего их кинетическая энергия превращается во внутреннюю энергию и из них образуются фрагментарные ионы (дочерний ион), которые затем и фиксируют соответствующим способом.
На первом этапе масс-спектрометрического анализа (MS1) взятой пробы определяется, в частности, масс-спектр ионов (материнский ион), характерных для взрывчатых веществ, и на основании данных, полученных в результате масс-спектрометрического анализа (MS1), определяется наличие или отсутствие в пробе взрывчатого вещества. Для повышения достоверности полученных результатов выполняется второй этап масс-спектрометрического анализа (MS2), во время которого определяется масс-спектр дочерних ионов, и наличие в пробе взрывчатого вещества определяется на основании данных, полученных на втором этапе масс-спектрометрического анализа (MS2).
Ниже со ссылкой на фиг.5-9 более подробно рассмотрена работа предлагаемой в изобретении системы обеспечения безопасности. На фиг.5 показана блок-схема операций, выполняемых в определенной последовательности под управлением блока устройства управления на терминальной системе 1, а на фиг.6 приведена блок-схема операций, выполняемых в определенной последовательности под управлением блока устройства управления в системе 2 поддержки.
Работа терминальной системы 1 начинается с подачи в ее блок 13 устройства управления из устройства 16 ввода команды на начало проверки. По этой команде блок 13 устройства управления выдает команду устройству 11 забора проб газа, которое забирает на проверку определенное количество подлежащего проверке газа (S1). Взятая на проверку проба газа попадает в масс-спектрометр 12, в котором осуществляется описанный выше при рассмотрении показанной на фиг.4 схемы масс-спектрометра первый этап масс-спектрометрического анализа (MS1) (S2). В результате первого этапа масс-спектрометрического анализа в качестве данных масс-спектрометрического анализа получают масс-спектр взятой на анализ пробы газа. При этом, в частности, масс-спектрометр 12 выдает масс-спектр ионов элементов (материнский ион), характерных для взрывчатых веществ. Полученные в результате масс-спектрометрического анализа данные по команде блока 13 устройства управления попадают в (I) блок 14 определения наличия во взятой пробе газа взрывчатого вещества (S3). В памяти блока (I) 14 хранятся предварительно записанные в нее эталонные данные I, которые соответствуют массе ионов элементов (материнский ион), характерных для взрывчатых веществ. В блоке (I) 14 поступающие в него данные масс-спектрометрического анализа сопоставляются с эталонными данными I, и в результате такого сопоставления определяется наличие или отсутствие в пробе газа соответствующего элемента (S4).
Результат, полученный в блоке определения, выводится блоком 13 устройства управления на дисплей 15. В том случае, когда в проверяемой пробе газа не окажется взрывчатого вещества, блок 13 устройства управления выдает команду на окончание процесса проверки (S6).
Если же в результате проверки окажется, что в проверяемой пробе газа содержатся элементы, характерные для взрывчатых веществ, то блок 13 устройства управления выдает команду масс-спектрометру 12 на выполнение второго этапа масс-спектрометрического анализа (MS2) (S6). Получив эту команду, масс-спектрометр 12 выполняет этот анализ (MS2) (S7). При выполнении второго этапа анализа (MS2) из всей смеси ионов выделяют ионы попавших в ловушку во время первого этапа анализа (MS1) элементов (материнский ион), после активации которых регистрируют образовавшиеся из них фрагментарные ионы (дочерний ион). Выполнение второго этапа масс-спектрометрического анализа позволяет существенно повысить достоверность всей процедуры определения взрывчатых веществ, которые могут находиться в проверяемом предмете.
Полученные на втором этапе масс-спектрометрического анализа (MS2) данные передаются по команде, выдаваемой блоком 13 устройства управления, в блок 17 связи. В блоке 17 связи полученные на втором этапе масс-спектрометрического анализа (MS2) данные вместе с командой на выполнение определения взрывчатого вещества на основании данных, полученных на втором этапе анализа (MS2), преобразуются в соответствующий формат и выдаются в линию 3 связи (S8) для передачи по добавленному к ним адресу в систему 2 поддержки.
Данные масс-спектрометрического анализа (MS2) вместе с командой на выполнение операции по определению на их основании взрывчатого вещества, направляемые в систему 2 поддержки по линии 3 связи, принимаются блоком 21 связи системы поддержки. Как показано на фиг.6, блок 22 устройства управления системы 2 поддержки подтверждает получение команды на определение взрывчатого вещества по данным анализа (MS2) (S11), осуществляет прием данных масс-спектрометрического анализа (MS2) и направляет их в блок (II) 23 определения взрывчатых веществ (S12). В памяти блока (II) 23 хранятся предварительно записанные в нее эталонные данные II, которые соответствуют массе фрагментарных ионов (дочерний ион), характерных для взрывчатых веществ. В блоке (II) 23 поступающие в него данные масс-спектрометрического анализа (MS2) сопоставляются с эталонными данными II, и по результатам такого сопоставления определяется наличие или отсутствие в пробе газа соответствующего элемента (S13). Полученные блоком определения взрывчатого вещества на основании данных анализа (MS2) результат по команде из блока 22 устройства управления передается в блок 21 связи, в котором он преобразуется в соответствующий формат и поступает в линию 3 связи для передачи по указанному в нем адресу в терминальную систему 1 (S14). При наличии соответствующего контракта отчет об определении взрывчатого вещества по данным второго этапа масс-спектроскопического анализа (MS2) регистрируют и сохраняют в устройстве 24 для хранения базы данных системы 2 поддержки вместе с соответствующими бухгалтерскими данными (S14). Кроме того, если это предусмотрено контрактом, всю информацию о затратах, связанных с определением взрывчатого вещества в системе поддержки, можно отослать пользователю терминальной системы 1.
Как показано далее на фиг.5, результат определения взрывчатого вещества по данным второго анализа (MS2), передаваемый в терминальную систему 1 по линии 3 связи, принимается блоком 17 связи терминальной системы (S9). Затем этот результат по команде от блока 13 устройства управления выводится на экран дисплея 15 (S10). На этом весь процесс определения наличия в проверяемом предмете взрывчатого вещества заканчивается. Если на основании данных второго этапа масс-спектрометрического анализа (MS2) будет установлено, что в проверенном предмете находится взрывчатое вещество, то в предлагаемой в изобретении системе обеспечения безопасности в результате выполнения соответствующих (описанных ниже) операций формируется инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете взрывчатого вещества.
Описанная выше система обеспечения безопасности, в которой наличие взрывчатого вещества в проверяемом предмете определяется масс-спектрометрическим методом, позволяет выполнять необходимую проверку сравнительно быстро и отличается высокой степенью достоверности полученного результата проверки. Кроме того, при двухэтапном проведении масс-спектрометрического анализа пробы газа (MS1/MS2) с целью обнаружения в проверяемом предмете взрывчатого вещества процесс проверки можно закончить сразу же после проведения первого этапа анализа, если на этом этапе будет установлено, что в проверенном предмете взрывоопасного вещества не содержится. Сократив за счет этого время проверки, можно добиться того, чтобы проверка происходила без всяких заторов и чтобы в зоне проверки не скапливалось слишком большое количество подлежащих проверке предметов.
При наличии в терминальной системе 1 блока (I) 14 определения взрывчатых веществ отпадает необходимость, в случае отсутствия в проверяемом предмете взрывчатого вещества, в обмене информацией с системой 2 поддержки, что, как очевидно, сокращает время проверки и повышает эффективность системы. Если же по каким-либо причинам результат, полученный на первом этапе проверки по данным анализа (MS1), вызывает сомнения, то этот результат всегда можно перепроверить, воспользовавшись для этого уточненными данными масс-спектрометрического анализа (MS2), полученными на втором этапе проверки. Очевидно, что такая возможность дополнительно повышает надежность системы и достоверность полученных результатов проверки.
На фиг.7 показаны операции, выполняемые описанной выше системой, в том случае, когда на втором этапе проверки по данным масс-спектрального анализа (MS2) будет установлено, что в проверенном предмете находится взрывчатое вещество. На этой схеме в блоках, обведенных одинарной линией, указаны операции, выполняемые терминальной системой 1, а в блоках, обведенных двойными линиями, указаны операции, выполняемые системой 2 поддержки.
При получении информации из системы поддержки о том, что в проверенном предмете находится взрывчатое вещество, блок устройства управления терминальной системы 1 направляет в рентгеновскую аппаратуру 7 и в измерительное устройство 8 запрос на передачу собранных данных о весе проверенного предмета 4 (посылки, багажа) и полученного ранее рентгеновского изображения (данные о форме предмета). При отсутствии таких данных терминальная система 1 выдает запрос измерительному устройству и рентгеновской аппаратуре на определение веса проверенного на наличие взрывчатых веществ предмета 4 и на получение его рентгеновского изображения. Полученные данные о весе предмета и его рентгеновское изображение через блок 17 связи передаются в систему 2 поддержки. Процесс передачи информации блоком 17 связи в этом случае ничем не отличается от рассмотренного выше.
Операция S22
Блок 21 связи системы 2 поддержки получает данные о весе проверенного предмета 4 и его рентгеновское изображение и передает их в блок 22 устройства управления. Блок 22 устройства управления отправляет данные о весе проверенного предмета 4 и его рентгеновское изображение вместе с информацией о типе взрывчатого вещества, полученной в блоке (II) 23 определения взрывчатого вещества на основании данных второго этапа масс-спектрометрического анализа, и командой на подготовку соответствующей инструкции с перечнем необходимых для обеспечения безопасности мер в предназначенное для подготовки таких инструкций устройство, блок 25 которого вычисляет по полученной информации и рентгеновскому изображению вес взрывчатого вещества, находящегося в проверенном предмете 4, и в зависимости от типа взрывчатого вещества оценивает мощность взрыва. При этом одновременно в результате анализа содержимого предмета (по его рентгеновскому изображению) определяется наличие или отсутствие в нем детонирующего устройства, например плавкого или первичного стимулятора взрыва. После получения такой информации блок 25 устройства подготовки инструкций составляет перечень мероприятий, которые следует предпринять для обеспечения необходимой безопасности в связи с обнаружением в проверенном предмете 4 взрывчатого вещества. Составленная инструкция по команде из блока 22 устройства управления передается из системы 2 поддержки через блок 21 связи (и линию связи) в терминальную систему 1. Передаваемая из системы поддержки в терминальную систему инструкция может содержать следующую информацию:
сведения о составе взрывчатого вещества и его наименовании (бытовое или общепринятое название);
перечень мер, которые необходимо предпринять в связи с обнаружением взрывчатого вещества:
а) рекомендации по поводу необходимости эвакуации людей;
б) рекомендации о необходимости помещения проверенного предмета в специальный контейнер;
в) рекомендации по поводу возможного задержания владельца (владельцев) предмета, в котором оказалось взрывчатое вещество;
г) рекомендации о необходимости сообщения о случившемся в соответствующие, связанные с обеспечением безопасности организации.
Очевидно, что принимаемые в связи с обнаружением взрывчатого вещества меры зависят от состава и типа взрывчатого вещества. При определении всех подлежащих принятию мер безопасности одновременно устанавливается и очередность их выполнения.
Операции S23, S24
Терминальная система 1 получает переданную ей инструкцию с перечнем мер, которые требуется предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете взрывчатого вещества, и передает ее для воспроизведения на экране дисплея 15. В принципе эту инструкцию можно и распечатать. В соответствии с содержащимися в воспроизводимой на экране дисплея 15 инструкции рекомендациями инспекторы либо эвакуируют из зоны проверки находящихся в ней людей, либо используют специальные ограждения, защищающие людей от последствий возможного взрыва и обеспечивающие их безопасность. При наличии в зоне проверки специального контейнера для защиты от взрыва его можно выполнить с автоматическим управлением и использовать для размещения в нем содержащего взрывчатое вещество предмета, изолировав его тем самым от находящихся в зоне проверки людей.
Получив инструкцию по обеспечению безопасности из блока 23 системы 2 поддержки, пользователь терминальной системы 1 может предпринять необходимые меры безопасности в соответствии с указаниями, отображаемыми на экране дисплея 15 даже в том случае, когда он не обладает должными знаниями относительно взрывчатых веществ.
На фиг.8 показана блок-схема операций, выполняемых при проверке технического состояния терминальной системы 1. На этой схеме в блоках, обведенных одинарной линией, указаны операции, выполняемые терминальной системой 1, а в блоках, обведенных двойной линией, указаны операции, выполняемые системой 2 поддержки.
Операция S31
Блок 13 устройства управления терминальной системы 1 периодически собирает данные о рабочем состоянии каждого блока системы при ее нормальной работе. Собираемые данные о рабочем состоянии системы передаются блоком 17 связи в систему 2 поддержки.
Операция S32
В системе 2 поддержки принятые данные о работе терминальной системы 1 сохраняются в базе данных.
Операция S33
Блок 22 устройства управления системы поддержки проверяет получаемые данные о рабочем состоянии терминальной системы 1 в соответствии с хранящимся в устройстве 24 для хранения базы данных регламентом на техническое обслуживание и управление терминальной системой с целью определения наличия ошибки в работе терминальной системы и затем регистрирует данные в базе данных.
Операции S34, S35
При наличии обнаруженной в результате проверки блоком 22 устройства управления системы поддержки ошибки в работе терминальной системы 1 блок управления системы поддержки выбирает из регламента на техническое обслуживание конкретную направленную на устранение возникшей ошибки процедуру проверки и регулирования соответствующего блока терминальной системы и передает ее в терминальную систему 1. Блок устройства управления терминальной системы 1 проверяет систему в соответствии с полученной процедурой проверки и регулирования и выполняет необходимые регулировки. При необходимости (и наличии соответствующего контракта) для этой работы можно привлечь специалистов из сервисной компании, специализирующейся на эксплуатации и обслуживании подобных систем.
Таким образом, пользователь, у которого смонтирована терминальная система 1 и который не обладает необходимыми для обслуживания системы техническими знаниями, всегда может получить необходимую помощь в виде информации, поступающей к нему из системы 2 поддержки, находящейся в распоряжении сервисной компании, специализирующейся на эксплуатации и обслуживании подобных систем безопасности. В конечном итоге пользователь сам сможет участвовать в проведении тех или иных операций по обслуживанию имеющейся у него системы терминалов.
На фиг.9 показана блок-схема операций, выполняемых при обновлении устройства 24 для хранения базы данных.
Обычно, как уже было отмечено выше, при проверке различных предметов на наличие в них взрывчатых веществ приходится иметь дело с обычными взрывчатыми веществами, на основе которых, однако, достаточно просто можно получить большое количество разных по типу взрывчатых веществ. Именно этим и объясняется необходимость изменения эталонных данных I и II, с которыми сравниваются данные, полученные на обоих этапах масс-спектрального анализа (MS1) и (MS2), и от которых зависит правильность идентификации обнаруженного при проверке взрывчатого вещества. Процедура внесения соответствующих изменений в устройство базы данных показана на схеме, изображенной на фиг.9. На этой схеме в блоках, обведенных одинарной линией, указаны операции, выполняемые терминальной системой 1, а в блоках, обведенных двойной линией, указаны операции, выполняемые системой 2 поддержки.
Как показано на фиг.9, при получении (S41) от изготовителя взрывчатых веществ либо оперативным путем, либо через систему связи информации, требующей обновления базы данных, система 2 поддержки обновляет данные, хранящиеся в устройстве 24 для хранения базы данных, и в том случае, когда эти данные так или иначе связаны с работой терминальной системы 1, посылает терминальной системе 1 указание на изменение данных, хранящихся в ее памяти (S42). При получении терминальной системой 1 указания, связанного с необходимостью изменения эталонных данных I, по команде из блока устройства управления терминальной системы происходит изменение эталонных данных в блоке (I) 14 определения взрывчатых веществ. В том случае, когда полученное терминальной системой указание связано с необходимостью изменения условий первого или второго этапа масс-спектроскопического анализа (MS1) или (MS2), по команде из блока устройства управления терминальной системы происходит изменение условий анализа в масс-спектрометре 12 (S43). После внесения в базу данных всех необходимых изменений терминальная система 1 посылает об этом соответствующее сообщение в систему 2 поддержки (S44). Система 2 поддержки получает и подтверждает сообщение об окончании внесения всех необходимых изменений в базу данных системы, и на этом вся процедура обновления базы данных заканчивается (S45).
На фиг.10 показана предлагаемая в качестве варианта в настоящем изобретении схема организации работ по обеспечению безопасности с использованием системы, показанной на фиг.2. В центре этой схемы изображена сервисная компания 51, которая объединяет всех участников, так или иначе занимающихся упомянутыми проблемами, и которая связана с пользователем 52, поставщиком 53 системы проверки, изготовителем 54 взрывчатых веществ и организациями 55, которые по роду своей деятельности отвечают за соблюдение общественной безопасности, в частности с органами власти. При установке пользователем 52 в обслуживаемой им зоне проверки терминальной системы сервисная компания 51 осуществляет необходимую поддержку терминалов и решает различного рода административные задачи, включая предоставление пользователю различного рода услуг, техническое обслуживание установленной у него терминальной системы, проверку ее состояния, связанного с проверкой различных предметов и определения находящихся в них опасных (взрывчатых) веществ и проведением различных мероприятий, направленных на обеспечение должной безопасности, которые оплачиваются пользователем в соответствии с заключенным контрактом. Кроме того, сервисная компания 51 приобретает у поставщика 53 системы проверки информацию, необходимую для обновления базы данных. Помимо этого сервисная компания приобретает у изготовителя 54 взрывчатых веществ систему обработки опасных (взрывчатых) веществ (в частности различные устройства защиты и другое соответствующее оборудование).
Сервисная компания 51 связана также с соответствующими отвечающими за обеспечение общественной безопасности органами 55 власти, которые она в соответствии с существующими законами и нормами информирует о всех случаях обнаружения взрывчатых веществ, сообщая им сведения о типе обнаруженного взрывчатого вещества и его количестве.
В рассматриваемом примере поставщик 53 системы проверки предоставляет пользователю 52 (с соответствующей оплатой) необходимую для работы терминальной системы 1 систему проверки. Изготовитель 54 взрывчатых веществ предоставляет поставщику 53 системы проверки информацию о взрывчатых веществах и другие материалы, необходимые для обновления базы данных системы проверки и ее модернизации. Поставщик 53 системы проверки предоставляет пользователю необходимые для обнаружения взрывчатых веществ алгоритм и базу данных. Изготовитель 54 взрывчатых веществ получает из соответствующих органов 55 власти информацию о новых взрывчатых веществах, которую затем для ее дальнейшего использования в системе обеспечения безопасности он предоставляет сервисной компании 51 и поставщику 53 системы проверки для внесения соответствующих изменений в периодически обновляемую базу данных.
На фиг.11 показана блок-схема другого варианта выполнения предлагаемой в настоящем изобретении системы обеспечения безопасности, а на фиг.12 и 13 показаны последовательности операций, выполняемые в этой системе в определенном порядке. Как следует из этих чертежей, основное отличие этого варианта от варианта, показанного на фиг.2-9, заключается в том, что в этом варианте блок (I) 14 определения взрывчатого вещества входит в состав не терминальной системы 1, а в состав системы 2 поддержки.
Функционально блок (I) 27 определения взрывчатого вещества, который является одним из блоков системы 2 поддержки, ничем не отличается от описанного выше блока 14 определения взрывчатого вещества, являющегося одним из элементов терминальной системы.
В этом варианте системы (см. блок-схемы, показанные на фиг.12, 13 и 6) данные первого и второго этапа масс-спектрометрического анализа (MS1) и (MS2) передаются по линии связи в систему 2 поддержки, в которой на основании этих данных определяется наличие в проверенном предмете того или иного взрывчатого вещества.
Работа терминальной системы 1 начинается после получения команды на начало проверки, которая вводится в ее блок 13 устройства управления с помощью устройства 16 ввода. Блок 13 устройства управления выдает команду устройству 11 забора пробы газа, которое забирает на анализ из проверяемого предмета некоторое количество газа (S61). Забираемая для анализа проба газа попадает в масс-спектрометр 12, в котором по схеме, показанной на фиг.4, происходит первый этап масс-спектрометрического анализа (MS1) взятой пробы газа (S62). Полученные на первом этапе анализа (MS1) данные вместе с выдаваемой блоком 13 устройства управления командой на определение по ним содержания в проверенном предмете взрывчатого вещества передаются в систему 2 поддержки (S63).
Как показано на фиг.13, в системе 2 поддержки полученные ею данные (S71) масс-спектрометрического анализа (MS1) поступают в блок (I) 27 определения взрывчатого вещества, который оценивает полученные данные на предмет наличия или отсутствия в проверенном предмете взрывчатого вещества (S72). В блоке (I) 27 определения взрывчатого вещества полученные им данные сопоставляются с эталонными данными I, и в результате такого сравнения устанавливается, содержится ли во взятой пробе газа элемент, характерный для взрывчатых веществ (S73), или нет. Результат, полученный в блоке определения взрывчатого вещества, направляется блоком 22 устройства управления системы 2 поддержки в терминальную систему 1 (S74). Одновременно этот результат вместе с соответствующими бухгалтерскими данными сохраняется блоком 22 устройства управления в устройстве 24 для хранения базы данных системы 2 поддержки. Сведения о затратах (бухгалтерские данные) посылаются также в терминальную систему 1.
Как показано на блок-схеме, изображенной на фиг.12, терминальная система 1 получает результат определения взрывчатого вещества по данным анализа (MS1) (S64), который выводится на экран дисплея 15 (S65). При отсутствии в проверенном предмете взрывчатого вещества блок 13 устройства управления прекращает дальнейшую процедуру проверки. Если в результате проверки окажется, что в проверенном предмете содержится взрывчатое вещество, то блок 13 устройства управления выдает команду масс-спектрометру 12 на начало второго этапа анализа (MS2) (S66). Получив эту команду, масс-спектрометр 12, как и в варианте, показанном на фиг.1, выполняет второй этап анализа (MS2) (S67). Полученные в результате второго этапа масс-спектрометрического анализа (MS2) данные вместе с командой на определение типа взрывчатого вещества передаются блоком 17 связи в систему 2 поддержки (S68).
В системе 2 поддержки блок 22 устройства управления подтверждает, как показано на фиг.6, получение команды на определение вида взрывчатого вещества по данным второго этапа анализа (MS2) (S11), принимает данные второго этапа масс-спектрометрического анализа (MS2) и передает эти данные в блок (II) 23 определения типа взрывчатого вещества (S12). В блоке (II) 23 поступающие в него данные масс-спектрометрического анализа (MS2) сопоставляются с эталонными данными II, и по результатам такого сопоставления определяется наличие или отсутствие в пробе газа соответствующего элемента (S13). Полученный блоком определения взрывчатого вещества на основании данных анализа (MS2) результат по команде из блока 22 устройства управления передается в блок 21 связи и поступает в линию 3 (S14). При наличии соответствующего контракта отчет об определении взрывчатого вещества по данным второго этапа масс-спектроскопического анализа (MS2) регистрируют и сохраняют в устройстве 24 для хранения базы данных системы поддержки вместе с соответствующими бухгалтерскими данными (S14). Кроме того, если это предусмотрено контрактом, всю информацию о затратах, связанных с определением взрывчатого вещества в системе поддержки, можно отослать пользователю терминальной системы 1.
Как показано на фиг.12, результат определения типа взрывчатого вещества по данным второго этапа анализа (MS2), передаваемый по линии 3 связи, принимается блоком 13 устройства управления терминальной системы 1 (S69) и отображается на экране дисплея 15 (S70). На этом после выполнения всех процедур проверка того или иного предмета на наличие в нем взрывчатого вещества заканчивается. Если в результате проверки окажется, что в проверенном предмете находится взрывчатое вещество, то терминальная система, как это показано на фиг.7, получает из системы поддержки инструкцию с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете взрывчатого вещества.
По своей эффективности этот вариант системы ничем не отличается от варианта системы, показанного на фиг.2. Преимущество этого варианта состоит в возможности избежать утечки конфиденциальной информации, в частности информации, связанной с определением взрывчатых веществ на первом этапе (I) анализа, поскольку эталонные данные I и II, которые требуются для определения взрывчатых веществ, в этом варианте можно хранить в системе 2 поддержки, принадлежащей сервисной компании.
В предлагаемой в изобретении системе обеспечения безопасности в варианте, показанном на фиг.2, и в варианте, показанном на фиг.11, при обнаружении по данным первого этапа масс-спектрометрического анализа (MS1) блоком определения в проверенном предмете взрывчатого вещества блок 13 или блок 22 устройства управления выдает команду масс-спектрометру 12 на проведение второго этапа масс-спектрометрического анализа (MS2). Вместо этого, однако, в предлагаемую в изобретении систему при ее использовании для обнаружения взрывчатых веществ можно заложить специальную программу, обеспечивающую непрерывное выполнение масс-спектрометром 12 первого и второго этапов анализа (MS1 и MS2). При проверке различных предметов на наличие в них взрывчатых веществ определение типа взрывчатого вещества по данным второго этапа масс-спектрометрического анализа (MS2) можно проводить, не дожидаясь результатов первого этапа анализа (MS1). В этом случае блок 13 устройства управления временно сохраняет данные I и II первого и второго этапов масс-спектрометрического анализа, которые непрерывно выдает масс-спектрометр 12, и при обнаружении в проверенном предмете взрывчатого вещества по данным первого этапа анализа (MS1) выдает данные II второго этапа анализа в блок (II) 13 определения взрывчатых веществ.
На фиг.14 показана общая схема еще одного варианта выполнения предлагаемой в настоящем изобретении системы обеспечения безопасности.
Этот вариант изобретения относится к системе, которая предназначена для проверки подозрительных предметов, оставленных в обычных местах. Терминальная система 1 и система 2 поддержки выполняются в этом варианте аналогично системам, рассмотренным выше и показанным на фиг.2-9. Наличие или отсутствие в подозрительном предмете опасного вещества определяется в этой системе анализом пробы, которая забирается с помощью всасывающей трубки из окружающего подозрительный пакет 19 воздуха. В этом варианте не всегда устанавливают в зоне проверки стационарную рентгеновскую аппаратуру, а используют портативный рентгеновский аппарат 10, предоставляемый сервисной компанией.
В каждом из рассмотренных выше вариантов речь шла о системе обеспечения безопасности, позволяющей обнаруживать взрывчатые вещества. Настоящее изобретение, однако, не ограничено обнаружением в различных предметах взрывчатых веществ и может быть положено в основу организации отдельного вида деятельности, связанной с обнаружением любых опасных веществ и разработкой и принятием соответствующих мер безопасности. К опасным для людей и общества помимо взрывчатых веществ относятся также порох, отравляющие газы, легко воспламеняющиеся вещества и ряд других материалов. Проверить те или иные предметы на наличие в них опасных материалов и определить их вид или тип можно описанным выше применительно к взрывчатым веществам способом с использованием для этого масс-спектрометра, позволяющего обнаружить наличие во взятой пробе воздуха элементов, характерных для опасных веществ.
Таким образом, в настоящем изобретении предложена система обеспечения безопасности, которую можно использовать в общественных целях. Предложенная в изобретении система позволяет повысить скорость проверки и достоверность полученных в результате проверки результатов. Кроме того, возможность просмотра на экране дисплея инструкции с перечнем мер, которые следует предпринять в случае обнаружения опасного вещества, позволяет повысить безопасность персонала, работающего в зоне проверки.
Формула изобретения
1. Терминальная система для обеспечения безопасности, имеющая устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет - воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, при этом с помощью устройства управления осуществляется передача устройством связи данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, в линию связи, прием устройством связи поступающей в него по линии связи информации по определению опасного вещества, полученной на основании данных масс-спектрометрического анализа, и последующее воспроизведение этой информации на дисплее.
2. Терминальная система по п.1, имеющая также измерительное устройство, которое предназначено для измерения веса проверяемого предмета, и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, при этом при обнаружении указанной информации об опасном веществе в проверяемом предмете в устройство управления из измерительного устройства поступают данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на дисплей выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете опасного вещества.
3. Терминальная система для обеспечения безопасности, имеющая устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет - воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, устройство определения, которое определяет, содержится ли во взятом на пробу газе опасное вещество или нет, и идентифицирует его на основании данных масс-спектрометрического анализа, полученных с помощью масс-спектрометра, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, при этом при установленном с помощью устройства определения наличии в пробе опасного вещества устройство управления выдает поступающую в масс-спектрометр команду на изменение условий анализа и включение масс-спектрометра в работу в измененном режиме, осуществляет передачу через устройство связи в линию связи уточненных данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, прием устройством связи поступающей в него по линии связи из устройства определения полученной на основании данных масс-спектрометрического анализа информации об опасном веществе и последующее воспроизведение этой информации на дисплее.
4. Терминальная система по п.3, имеющая также измерительное устройство, которое предназначено для измерения веса проверяемого предмета, и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, при этом при обнаружении указанной информации об опасном веществе в проверяемом предмете в устройство управления из измерительного устройства поступают данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на дисплей выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете опасного вещества.
5. Система поддержки в системе обеспечения безопасности, имеющая устройство определения, которое определяет, содержится ли в проверяемом предмете опасное вещество или нет, и идентифицирует его путем сопоставления результатов масс-спектрометрического анализа с эталонными данными, используемыми для определения опасного вещества, устройство связи, которое отправляет и принимает информацию, которая передается по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, при этом устройство управления осуществляет ввод результатов масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, в устройство определения и затем вывод результата, полученного с помощью устройства определения, через устройство связи в линию связи.
6. Система поддержки по п.5, имеющая также устройство для подготовки инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества с учетом веса проверенного предмета, полученного рентгеновского изображения опасного вещества, его типа и формы и информации о том месте, в котором оно находится, причем вся эта информация поступает в линию связи через устройство связи в том случае, когда результат, полученный в устройстве определения, подтвердит наличие в проверяемом предмете опасного вещества, при этом устройство управления осуществляет передачу упомянутой выше инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества, в линию связи через устройство связи.
7. Система поддержки в системе обеспечения безопасности, имеющая первое устройство определения, которое предназначено для определения по крайней мере наличия или отсутствия опасного вещества в проверяемом предмете путем сопоставления первых данных, полученных в результате масс-спектрометрического анализа взятой на проверку пробы газа, с первыми эталонными данными, по которым можно определить опасное вещество, второе устройство определения, которое предназначено для определения наличия или отсутствия во взятой пробе газа опасного вещества и его идентификации путем сопоставления вторых данных, полученных в результате масс-спектрометрического анализа взятой на проверку пробы газа, со вторыми эталонными данными, по которым можно определить опасное вещество, устройство связи, предназначенное для передачи и приема информации, передаваемой по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, при этом устройство управления осуществляет ввод первых данных масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, в первое устройство определения и вывод первого результата, полученного в первом устройстве определения, через устройство связи в линию связи и в том случае, когда на основании первого результата, полученного в первом устройстве определения, будет установлено, что во взятой на проверку пробе содержится опасное вещество, выдает через устройство связи в линию связи команду на изменение условий анализа и измерения вторых данных масс-спектрометрического анализа.
8. Система поддержки по п.7, имеющая также устройство для подготовки инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества с учетом веса проверенного предмета, полученного рентгеновского изображения опасного вещества, его типа и формы и информации о том месте, в котором оно находится, причем вся эта информация поступает в линию связи через устройство связи в том случае, когда результат, полученный в устройстве определения, подтвердит наличие в проверяемом предмете опасного вещества, при этом устройство управления осуществляет передачу упомянутой выше инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества, в линию связи через устройство связи.
9. Система обеспечения безопасности, которая состоит из терминальной системы и системы поддержки, обменивающихся между собой информацией по соединяющей их линии связи, и в которой терминальная система содержит устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет - воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, с помощью которого осуществляется передача устройством связи данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, в линию связи, прием устройством связи поступающей в него по линии связи информации по определению опасного вещества, полученной на основании данных масс-спектрометрического анализа, и последующее воспроизведение этой информации на дисплее, а система поддержки содержит устройство определения, которое определяет, содержится ли в проверяемом предмете опасное вещество или нет, и идентифицирует его путем сопоставления результатов масс-спектрометрического анализа с эталонными данными, используемыми для определения опасного вещества, устройство связи, которое отправляет и принимает информацию, которая передается по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, с помощью которого осуществляется ввод результатов масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, в устройство определения и затем вывод результата, полученного с помощью устройства определения, через устройство связи в линию связи.
10. Система по п.9, в которой терминальная система содержит также измерительное устройство, которое предназначено для измерения веса проверяемого предмета, и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, при этом при обнаружении с помощью устройства определения в проверяемом предмете опасного вещества в устройство управления из измерительного устройства поступают данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на дисплей выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете опасного вещества, а система поддержки содержит также устройство для подготовки инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества с учетом веса проверенного предмета, полученного рентгеновского изображения опасного вещества, его типа и формы и информации о том месте, в котором оно находится, причем вся эта информация поступает в линию связи через устройство связи в том случае, когда результат, полученный в устройстве определения, подтвердит наличие в проверяемом предмете опасного вещества, а имеющееся в ней устройство управления осуществляет передачу упомянутой выше инструкции с перечнем мер безопасности в линию связи через устройство связи.
11. Система обеспечения безопасности, которая состоит из терминальной системы и системы поддержки, обменивающихся между собой информацией по соединяющей их линии связи, и в которой терминальная система содержит устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет - воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, первое устройство определения, которое определяет, содержится ли во взятом на пробу газе опасное вещество или нет, и идентифицирует его путем сопоставления первых данных масс-спектрометрического анализа, полученных с помощью масс-спектрометра, с первыми эталонными данными, используемыми для определения опасного вещества, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, которое при установленном с помощью первого устройства определения наличии в пробе опасного вещества выдает поступающую в масс-спектрометр команду на изменение условий анализа и включение масс-спектрометра в работу в измененном режиме, осуществляет передачу через устройство связи в линию связи вторых данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, прием устройством связи поступающей в него по линии связи из устройства определения полученной на основании вторых данных масс-спектрометрического анализа информации об опасном веществе и последующее воспроизведение этой информации на дисплее, а система поддержки содержит второе устройство определения, которое определяет, содержится ли в проверяемом предмете опасное вещество или нет, и идентифицирует его путем сопоставления вторых данных масс-спектрометрического анализа со вторыми эталонными данными, используемыми для определения опасного вещества, устройство связи, которое отправляет и принимает информацию, которая передается по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, которое осуществляет ввод вторых данных масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, во второе устройство определения и затем вывод результата, полученного с помощью устройства определения, через устройство связи в линию связи.
12. Система по п.11, в которой терминальная система содержит также измерительное устройство, которое предназначено для измерения веса проверяемого предмета, и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, при этом при обнаружении с помощью устройства определения в проверяемом предмете опасного вещества в устройство управления из измерительного устройства поступают данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на дисплей выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете опасного вещества, а система поддержки содержит также устройство для подготовки инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества с учетом веса проверенного предмета, полученного рентгеновского изображения опасного вещества, его типа и формы и информации о том месте, в котором оно находится, причем вся эта информация поступает в линию связи через устройство связи в том случае, когда результат, полученный в устройстве определения, подтвердит наличие в проверяемом предмете опасного вещества, а имеющееся в ней устройство управления осуществляет передачу упомянутой выше инструкции с перечнем мер безопасности в линию связи через устройство связи.
13. Система обеспечения безопасности, которая состоит из терминальной системы и системы поддержки, обменивающихся между собой информацией по соединяющей их линии связи, и в которой терминальная система содержит устройство для отбора проб, которое берет на пробу окружающий проверяемый предмет - воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа массы газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, устройство связи, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, с помощью которого осуществляется передача устройством связи первых данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, в линию связи, прием устройством связи поступающей в него по линии связи информации по определению опасного вещества, полученной на основании первых данных масс-спектрометрического анализа, и последующее воспроизведение этой информации на дисплее, при этом при установленном с помощью устройства определения наличии в пробе опасного вещества устройство управления выдает поступающую в масс-спектрометр команду на изменение условий анализа и включение масс-спектрометра в работу в измененном режиме, осуществляет передачу через устройство связи в линию связи вторых данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, прием устройством связи поступающей в него по линии связи из устройства определения полученной на основании вторых данных масс-спектрометрического анализа информации об опасном веществе и последующее воспроизведение этой информации на дисплее, а система поддержки содержит первое устройство определения, которое предназначено для определения по крайней мере наличия или отсутствия опасного вещества в проверяемом предмете путем сопоставления первых данных, полученных в результате масс-спектрометрического анализа взятой на проверку пробы газа, с первыми эталонными данными, по которым можно определить опасное вещество, второе устройство определения, которое предназначено для определения наличия или отсутствия во взятой пробе газа опасного вещества и его идентификации путем сопоставления вторых данных, полученных в результате масс-спектрометрического анализа взятой на проверку пробы газа, со вторыми эталонными данными, по которым можно определить опасное вещество, устройство связи, предназначенное для передачи и приема информации, передаваемой по линии связи, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, которое осуществляет ввод первых данных масс-спектрометрического анализа, принятых устройством связи, в первое устройство определения и вывод результата, полученного в первом устройстве определения, через устройство связи в линию связи и в том случае, когда на основании результата, полученного в первом устройстве определения, будет установлено, что во взятой на проверку пробе содержится опасное вещество, выдает через устройство связи в линию связи команду на изменение условий анализа и измерения вторых данных масс-спектрометрического анализа.
14. Система по п.13, в которой терминальная система содержит также измерительное устройство, которое предназначено для измерения веса проверяемого предмета, и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, при этом при обнаружении с помощью устройства определения в проверяемом предмете опасного вещества в устройство управления из измерительного устройства поступают данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на дисплей выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном предмете опасного вещества, а система поддержки содержит также устройство для подготовки инструкции с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением опасного вещества с учетом веса проверенного предмета, полученного рентгеновского изображения опасного вещества, его типа и формы и информации о том месте, в котором оно находится, причем вся эта информация поступает в линию связи через устройство связи в том случае, когда результат, полученный в устройстве определения, подтвердит наличие в проверяемом предмете опасного вещества, а имеющееся в ней устройство управления осуществляет передачу упомянутой выше инструкции с перечнем мер безопасности в линию связи через устройство связи.
15. Способ проверки предметов на наличие опасных веществ с использованием терминальной системы, оборудованной масс-спектрометром и установленной в зоне проверки, и системы поддержки, предназначенной для определения наличия или отсутствия в проверяемом предмете опасного вещества и идентификации его типа на основании данных масс-спектрометрического анализа, выполняемого с помощью масс-спектрометра с целью проверки пробы на содержание в ней определенных элементов и установленной в офисе сервисной компании, объединяющей всех участников, связанных с обеспечением безопасности, при этом терминальная система и система поддержки соединены между собой линией связи, по которой они могут обмениваться информацией, в частности результатом определения опасного вещества, передаваемым системой поддержки в терминальную систему.
16. Способ по п.15, при осуществлении которого система поддержки вместе с результатом определения опасного вещества передает в терминальную систему бухгалтерскую информацию, связанную с ее расходами.
17. Способ проверки предметов на наличие опасных веществ, при осуществлении которого пользователь приобретает или арендует масс-спектрометр, который предназначен для масс-спектрометрического анализа пробы на содержание в ней определенных элементов, а сервисная компания принимает по линии связи данные масс-спектрографического анализа, полученные с помощью масс-спектрометра, сравнивает эти данные с эталонными данными, характеризующими опасные вещества, и затем отсылает полученные ею результаты проверки пользователю.
РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14
