Способ обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ и устройство для его осуществления



Способ обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2507505:

Открытое акционерное общество "Авангард" (RU)

Предлагаемые способ и устройство относятся к технике обнаружения взрывчатых и наркотических веществ, в частности к способам и устройствам обнаружения взрывчатых и наркотических веществ в различных закрытых объемах и на теле человека, находящегося в местах массового скопления людей. Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей известных технических решений путем определения местонахождения контролируемого объекта, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит приемопередающую антенну, антенный переключатель, передатчик, приемник, первый и второй усилители высокой частоты, аналого-цифровой преобразователь, измерительное средство, блок памяти, блок индикации, контролируемый объект, процессор, блок сравнения, ключ, первый и второй перемножители, первый и второй фильтры нижних частот, первый и второй экстремальные регуляторы, первый и второй блоки регулируемой задержки, первый и второй корреляторы, индикатор дальности и индикатор азимута. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемые способ и устройство относятся к технике обнаружения взрывчатых и наркотических веществ, в частности к способам и устройствам обнаружения взрывчатых и наркотических веществ в различных закрытых объемах и на теле человека, находящегося в местах массового скопления людей.

Известны способы и устройства обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ (авт. свид. СССР №№1.131.138, 1.800.333; патенты РФ №№2.086.963, 2.150.105, 2.161.300, 2.179.716, 2.185.614, 2.226.686, 2.283.485, 2.436.073; патенты США №№4.529.710, 4.599.740, 4.651.085, 4.756.866, 5.668.734, 6.507.278; патент Великобритании №1.033.452 и другие).

Из известных способов обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ наиболее близким к предлагаемому является «Способ обнаружения и идентификации взрывчатых веществ» (патент РФ №2.283.485, G01N 22/00, 2004), который и выбран в качестве прототипа.

Известный способ основан на том, что предварительно в память измерительного средства записывают эталонные значения фазовых сдвигов, соответствующие диэлектрическим свойствам включений определенных типов взрывчатых и наркотических веществ, облучение контролируемого объекта осуществляют импульсным СВЧ-сигналом с заданными значениями несущей частоты зондирующих импульсов, из длительности и амплитуды в диапазоне частот от 300 МГц до 150 ГГц при длительности зондирующих импульсов, не превышающей 10 мс, измеряют величину фазового сдвига принятого сигнала относительно излученного и его интенсивность, по величине которой определяют коэффициент поглощения контролируемого объекта, сравнивают измеренную величину фазового сдвига принятого сигнала относительно излученного с эталонными значениями, после чего по результатам сравнения с учетом определенного коэффициента поглощения контролируемого объекта определяют наличие взрывчатого или наркотического вещества и его тип.

Однако известные технические решения не обеспечивают возможности для определения местонахождения контролируемого объекта, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей известных технических решений путем определения местонахождения контролируемого объекта, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество.

Поставленная задача решается тем, что способ обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ, включающий, в соответствии с ближайшим аналогом, облучение контролируемого объекта импульсным СВЧ-сигналом с заданными значениями несущей частоты зондирующих импульсов, их длительности и амплитуды, прием отраженного от контролируемого объекта сигнала, усиление и аналого-цифровое преобразование принятого сигнала, измерение значений параметров преобразованного сигнала и сравнение их с эталонными значениями измерительным средством, при этом предварительно в память измерительного средства записывают эталонные значения фазовых сдвигов, соответствующие диэлектрическим свойствам включений определенных типов взрывчатых и наркотических веществ, облучение контролируемого объекта осуществляют в диапазоне частот от 300 МГц до 150 ГГц при длительности зондирующих импульсов, не превышающей 10 мс, измеряют величину фазового сдвига принятого сигнала относительно излученного и его интенсивность, по величине которой определяют коэффициент поглощения контролируемого объекта, сравнивают измеренную величину фазового сдвига принятого сигнала относительно излученного с эталонными значениями, после чего по результатам сравнения с учетом определенного коэффициента поглощения контролируемого объекта определяют наличие взрывчатого или наркотического вещества и его тип, отличается от ближайшего аналога тем, что после обнаружения взрывчатого или наркотического вещества на контролируемом объекте перемножают отраженный сигнал, принятый приемопередающей антенной, с зондирующим сигналом, пропущенным через первый блок регулируемой задержки, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное первой корреляционной функции R1(τ), где τ - текущая временная задержка, изменяют временную задержку τ до наступления равенства τ=τз1 где τз1= 2 R c , где R - расстояние до контролируемого объекта, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество, с - скорость распространения радиоволн, поддерживают указанное равенство, что соответствует максимальному значению первой корреляционной функции R1(τ), и определяют расстояние R до контролируемого объекта, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество, одновременно перемножают отраженный сигнал, принятый приемной антенной, разнесенной в горизонтальной плоскости на расстояние d, где d - измерительная база, с отраженным сигналом, принятым приемопередающей антенной и пропущенным через второй блок регулируемой задержки, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное второй корреляционной функции R2(τ), изменяют время задержки τ до наступления равенства τ=τз2, где τз2=t1-t2, где t1, t2 - время прохождения отраженными сигналами расстояний от контролируемого объекта, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество, до приемопередающей и приемной антенн соответственно, поддерживают указанное равенство, что соответствует максимальному значению второй корреляционной функции R2(t), и определяют азимут на контролируемый объект, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество

β = arccos c d τ з 2 .

Поставленная задача решается тем, что устройство для обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ, содержащее, в соответствии с ближайшим аналогом, последовательно включенные передатчик, антенный переключатель, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, первый усилитель высокой частоты, аналого-цифровой преобразователь, процессор, вход-выход которого связан с передатчиком, блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, и блок индикации, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено ключом, двумя перемножителями, двумя фильтрами нижних частот, двумя экстремальными регуляторами, двумя блоками регулируемой задержки, индикатором дальности, приемной антенной, вторым усилителем высокой частоты и индикатором азимута, причем к выходу первого усилителя высокой частоты последовательно подключены ключ, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый перемножитель, второй вход которого через первый блок регулируемой задержки соединен с выходом передатчика, первый фильтр нижних частот и первый экстремальный регулятор, выход которого соединен со вторым входом первого блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор дальности, к выходу приемной антенны последовательно подключены второй усилитель высокой частоты, второй перемножитель, второй вход которого через второй блок регулируемой задержки соединен с выходом ключа, второй фильтр нижних частот и второй экстремальный регулятор, выход которого соединен со вторым входом второго блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор азимута.

Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на чертеже.

Устройство содержит последовательно включенные передатчик 3, антенный переключатель 2, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 1, первый усилитель 5 высокой частоты, аналого-цифровой преобразователь 6, процессор 11, вход-выход которого связан с передатчиком 3, блок 12 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 8 памяти, и блок 9 индикации. К выходу первого усилителя 5 высокой частоты последовательно подключены ключ 13, второй вход которого соединен с выходом блока 12 сравнения, первый перемножитель 15, второй вход которого через первый блок 18 регулируемой задержки соединен с выходом передатчика 3, первый фильтр 16 нижних частот и первый экстремальный регулятор 17, выход которого соединен со вторым входом первого блока 18 регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор 19 дальности. К выходу приемной антенны 20 последовательно подключены второй усилитель 21 высокой частоты, второй перемножитель 23, второй вход которого через второй блок 26 регулируемой задержки соединен с выходом ключа 13, второй фильтр 24 нижних частот и второй экстремальный регулятор 25, выход которого соединен со вторым входом второго блока 26 регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор 27 азимута.

Первый усилитель 5 высокой частоты и аналого-цифровой преобразователь образуют приемник 4. Процессор 11, блок 12 сравнения и блок 8 памяти образуют измерительное средство 7. Первый перемножитель 15, первый фильтр 16 нижних частот, первый экстремальный регулятор 17 и первый блок 18 регулируемой задержки образуют первый коррелятор 14. Второй перемножитель 23, второй фильтр 24 нижних частот, второй блок 26 регулируемой задержки образуют второй коррелятор 22. Устройство содержит также контролируемый объект 10.

Способ обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ осуществляется следующим образом.

Контролируемый объект 10, подлежащий проверке на наличие взрывчатых или наркотических веществ, облучается слабым высокочастотным электромагнитным излучением. СВЧ-сигнал в диапазоне частот от 300 МГц до 150 ГГц длительностью, не превышающей 10 мс, формируется в передатчике 3. Для облучения контролируемого объекта 10 может быть сформирован импульсный СВЧ-сигнал в виде последовательности пачек импульсов. В этом случае для каждой пачки импульсов задается свое значение несущей частоты, причем значение несущей частоты для последующей пачки импульсов либо увеличивают, либо уменьшают. Сформированный в передатчике 3 СВЧ-сигнал с заданными параметрами через антенный переключатель 2 поступает в антенну 1 и излучается в направлении контролируемого объекта 10. Поскольку мощность излучаемого (зондирующего) СВЧ-сигнала небольшая, проверке на наличие взрывчатых или наркотических веществ могут подвергаться непосредственно пассажиры либо люди, находящиеся в местах массовых мероприятий.

Отраженные сигналы от контролируемого объекта 10:

u1(t)=U1·Cos[wc(t-τз1)+φ1],

u2(t)=U2·Cos[wc(t-τз2)+φ2], 0<t≤Tc,

где τ31= 2 R c - время задержки отраженного сигнала относительно зондирующего;

τз2=t1-t2, t1, t2 - время прохождения сигналом расстояний от контролируемого объекта 10 до приемопередающей антенны 1 и приемной антенны 20;

R - расстояние от приемопередающей антенны 1 до контролируемого

объекта 10;

с - скорость распространения радиоволн.

Отраженный сигнал u1(t) воспринимается антенной 1 и поступает через антенный переключатель 2 на вход приемника 4, в котором он усиливается усилителем 5 высокой частоты и преобразуется с помощью аналого-цифрового преобразователя 6 в вид, удобный для его дальнейшей обработки в измерительном средстве 7, выполненном, например, с использованием процессора 11, позволяющего осуществлять цифровую обработку принятого сигнала с определением величин его фазового сдвига относительно зондирующего и интенсивности с последующим сравнением в блоке 12 сравнения с эталонными значениями, записанными в блок 8 памяти. При наличии диэлектрических включений на контролируемом объекте 10 (в частности, на теле человека) параметры принятого сигнала будут отличаться от параметров принятого сигнала, отраженного от контролируемого объекта, не содержащего взрывчатых или наркотических веществ. Отличия будут заключаться в изменении фазы принятого сигнала и его интенсивности. Изменение фазы будет различным для различных диэлектриков. Сравнивая фазу принятого сигнала с записанными в блок 8 памяти эталонными значениями фазовых сдвигов, соответствующих диэлектрическим свойствам включений определенных типов взрывчатых и наркотических веществ, можно идентифицировать взрывчатое или наркотическое вещество. Полученные данные могут отображаться на дисплее в блоке 9 индикации. В простейшем случае может быть использована индикаторная лампа, включение которой свидетельствует об обнаружении взрывчатых или наркотических веществ.

При обнаружении взрывчатого или наркотического вещества на контролируемом объекте 10, на выходе блока 12 сравнения образуется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 13, открывая его. В исходном состоянии ключ 13 всегда закрыт. При этом отраженный сигнал u1(t) с выхода усилителя 5 высокой частоты через открытый ключ 13 поступает на первый вход первого перемножителя 15 и на первый вход второго блока 26 регулируемой задержки.

На второй вход первого перемножителя 15 с выхода передатчика 3 через первый блок 18 регулируемой задержки поступает зондирующий сигнал

uc(t)=Uc·Cos[wc(t-τз2)+φ2], 0≤t≤Tc,

где τ - переменная задержка, вводимая первым блоком 18 регулируемой задержки.

Полученное на выходе перемножителя 15 напряжение пропускается через фильтр 16 нижних частот, на выходе которого формируется низкочастотное напряжение, пропорциональное первой корреляционной функции R1(τ). Экстремальный регулятор 17, предназначенный для поддержания максимального значения первой корреляционной функции R1(τ) и подключенный к выходу фильтра 16 нижних частот, воздействует на управляющий вход первого блока 18 регулируемой задержки и поддерживает вводимую им задержку τ равной τз1(τ=τз1), что соответствует максимальному значению первой корреляционной функции R1(x). Индикатор 19 дальности, связанный со шкалой блока 18 регулируемой задержки, позволяет непосредственно считывать измеренное значение дальности R до контролируемого объекта 10, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество,

R = c τ з 1 2 .

Отраженный сигнал u2(t) с выхода приемной антенны 20 через усилитель 21 высокой частоты поступает на первый вход второго перемножителя 23, на второй вход которого через второй блок 26 регулируемой задержки подается отраженный сигнал u1(t) с выхода первого усилителя 5 высокой частоты через открытый ключ 13. В этом случае шкала второго блока 26 регулируемой задержки (индикатор 27 азимута) градуируется непосредственно в значения угловой координаты контролируемого объекта 10, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество

β = arccos c d τ з 2 ,

где d - расстояние между приемопередающей 1 и приемной 20 антеннами (измерительная база);

τз2=t1-t2, t1, t2 - время прохождения отраженных сигналов расстояний от контролируемого объекта до приемопередающей 1 и приемной 20 антенн соответственно.

Обнаружение взрывчатых и наркотических веществ может быть осуществлено и в случае, если контролируемый объект представляет собой многослойную структуру (например, взрывчатое или наркотическое вещество под одеждой человека), поскольку предварительно записанные в блок 8 памяти эталонные значения, с которыми сравнивают значения параметров принятых сигналов, представляют собой набор значений параметров принятых сигналов от различных объектов (в том числе и с многослойной структурой), с имеющимися в них взрывчатыми или наркотическими веществами, т.е. от объектов, которые будут близки по своим характеристикам с подлежащими проверке объектами, содержащими взрывчатые или наркотические вещества. Обычно используется компьютерная модель, позволяющая имитировать любые многослойные структуры.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, может быть выполнено с тремя антеннами, одна из которых служит для излучения сигнала, а две другие - для приема отраженных сигналов.

При облучении контролируемого объекта с многослойной структурой происходят многократные переотражения. Многослойная структура может облучаться последовательностью монохроматических пакетов, содержащих не менее 100 длин воли. В этом случае прохождение волн через многослойную структуру можно считать периодическим. При этом результат получают решением одномерного уравнения Гельмгольца (М.Борн, Э.Вольф. Основы оптики. М., Наука, 1974, с.72). Решение для каждого волнового пакета зависит от расстояния до слоистой структуры, толщины слоев и их электрофизических свойств, причем расстояние до слоистой структуры может быть легко определено по параметрам принятого сигнала (по времени его задержки относительно излученного). Общее количество неизвестных равно 3N+1, где N - число слоев. Измеряя фазу и амплитуду принятого сигнала для каждого волнового пакета, легко решить соответствующую систему уравнений, если 2М≥3N+1, где М - количество волновых пакетов.

Решая указанную систему, мы получаем значения проводимости, диэлектрической проницаемости и толщины каждого слоя. Это дает нам возможность определить, имеются ли опасные вещества в указанной слоистой структуре.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство, по сравнению с прототипом и другими техническими решениями, обеспечивают не только надежное обнаружение и идентификацию взрывчатых и наркотических веществ, но и позволяют точно и однозначно определять направление на контролируемый объект, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество, и дальность до его местонахождения. При этом повышение точности пеленгации контролируемого объекта достигается увеличением измерительной базы d, а возникающая при этом неоднозначность устраняется корреляционной обработкой отраженных сигналов. Тем самым функциональные возможности способа и устройства расширены.

1. Способ обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ, включающий облучение контролируемого объекта импульсным СВЧ-сигналом с заданными значениями несущей частоты зондирующих импульсов, их длительности и амплитуды, прием отраженного от контролируемого объекта сигнала, усиление и аналого-цифровое преобразование принятого сигнала, измерение значений параметров преобразованного сигнала и сравнение их с эталонными значениями измерительным средством, при этом предварительно в память измерительного средства записывают эталонные значения фазовых сдвигов, соответствующие диэлектрическим свойствам включений определенных типов взрывчатых и наркотических веществ, облучение контролируемого объекта осуществляют в диапазоне частот от 300 МГц до 150 ГГц при длительности зондирующих импульсов, не превышающей 10 мс, измеряют величину фазового сдвига принятого сигнала относительно излученного и его интенсивность, по величине которой определяют коэффициент поглощения контролируемого объекта, сравнивают измеренную величину фазового сдвига принятого сигнала относительно излученного с эталонными значениями, после чего по результатам сравнения с учетом определенного коэффициента поглощения контролируемого объекта определяют наличие взрывчатого или наркотического вещества и его тип, отличающийся тем, что после обнаружения взрывчатого или наркотического вещества на контролируемом объекте перемножают отраженный сигнал, принятый приемопередающей антенной, с зондирующим сигналом, пропущенным через первый блок регулируемой задержки, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное первой корреляционной функции R1(τ), где τ - текущая временная задержка, изменяют временную задержку τ до наступления равенства τ=τз1, где τ з1 = 2R c , где R - расстояние до контролируемого объекта, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество, с - скорость распространения радиоволн, поддерживают указанное равенство, что соответствует максимальному значению первой корреляционной функции R1(τ), и определяют расстояние R до контролируемого объекта, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество, одновременно перемножают отраженный сигнал, принятый приемной антенной, разнесенной в горизонтальной плоскости на расстояние d, где d - измерительная база, с отраженным сигналом, принятым приемопередающей антенной и пропущенным через второй блок регулируемой задержки, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное второй корреляционной функции R2(τ), изменяют время задержки τ до наступления равенства τ=τз2, где τз2=t1-t2, где t1, t2 - время прохождения отраженными сигналами расстояний от контролируемого объекта, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество, до приемопередающей и приемной антенн соответственно, поддерживают указанное равенство, что соответствует максимальному значению второй корреляционной функции R2(τ), и определяют азимут на контролируемый объект, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество,
β = arccos c d τ з 2 .

2. Устройство для обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ, содержащее последовательно включенные передатчик, антенный переключатель, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, первый усилитель высокой частоты, аналого-цифровой преобразователь, процессор, вход-выход которого связан с передатчиком, блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, и блок индикации, отличающееся тем, что оно снабжено ключом, двумя перемножителями, двумя фильтрами нижних частот, двумя экстремальными регуляторами, двумя блоками регулируемой задержки, индикатором дальности, приемной антенной, вторым усилителем высокой частоты и индикатором азимута, причем к выходу первого усилителя высокой частоты последовательно подключены ключ, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый перемножитель, второй вход которого через первый блок регулируемой задержки соединен с выходом передатчика, первый фильтр нижних частот и первый экстремальный регулятор, выход которого соединен со вторым входом первого блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор дальности, к выходу приемной антенны последовательно подключены второй усилитель высокой частоты, второй перемножитель, второй вход которого через второй блок регулируемой задержки соединен с выходом ключа, второй фильтр нижних частот и второй экстремальный регулятор, выход которого соединен со вторым входом второго блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор азимута.



 

Похожие патенты:

Предложен способ сортировки добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, для разделения добытого ископаемого материала на, по меньшей мере, две категории, по меньшей мере, одна из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наиболее восприимчивые к микроволновой энергии, и, по меньшей мере, другая из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наименее восприимчивые к микроволновой энергии, причем способ содержит следующие этапы: (а) воздействие микроволновой энергией на частицы добытого ископаемого материала и нагрев частиц в зависимости от восприимчивости материала в частицах; (б) термический анализ частиц с использованием температур частиц в качестве основы для анализа для указания разницы состава частиц, причем этап термического анализа включает в себя оценку термическим путем частиц на фоновой поверхности и нагрев фоновой поверхности до температуры, отличной от температуры частиц, для обеспечения теплового контраста между частицами и фоновой поверхностью; и (в) сортировку частиц на основе результатов термического анализа.

Предложен способ сортировки добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, для разделения добытого ископаемого материала на, по меньшей мере, две категории, при этом, по меньшей мере, одна из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наиболее восприимчивые к микроволновой энергии, и, по меньшей мере, другая из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наименее восприимчивые к микроволновой энергии, причем способ содержит следующие этапы: (а) воздействие микроволновой энергией на частицы добытого ископаемого материала и нагрев частиц в зависимости от восприимчивости материала в частицах; (б) термический анализ частиц с использованием температур частиц в качестве основы для анализа для указания разницы состава частиц; и (в) сортировка частиц на основе результатов термического анализа; При этом способ также содержит контроль атмосферы, через которую перемещаются частицы между позицией, на которой частицы подвергаются воздействию микроволновой энергии, и позицией, на которой частицы подвергаются термическому анализу.

Изобретение предлагает устройство (100) для проверки материала (150), содержащее, по меньшей мере, средства (110) испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp для облучения материала (150) и средства (130) приема электромагнитного сигнала.

Способ информационного КВЧ воздействия на живой организм относится к области биологии и медицины и может быть использован для стимуляции жизнедеятельности живых организмов или растений, в частности для лечения ряда заболеваний человека и животных.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. .

Изобретение относится к технике обнаружения взрывчатых веществ, в частности, к способам обнаружения взрывчатых веществ в различных закрытых объемах и на теле человека, находящегося в местах массового скопления людей.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и диагностики материалов и может быть использовано в тех областях науки и техники, где необходимо отслеживать состояние материалов без оказания тестового воздействия на них.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических величин. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда.

Изобретение относится к области медицины, а именно к устройствам для выявления температурных аномалий внутренних тканей биологического объекта, и может быть использовано для неинвазивного раннего выявления риска рака. Антенна-аппликатор содержит отрезок первого волновода, частично или полностью заполненный диэлектриком, имеющий один закрытый конец и противоположный открытый конец, контактирующий с биологическим объектом, первую систему возбуждения электромагнитных волн, расположенную в первом волноводе между закрытым концом первого волновода и диэлектриком, соединенную с первым входом микроволнового радиотермометра, отрезок второго волновода, частично или полностью заполненный диэлектриком, имеющий один закрытый конец и противоположный открытый конец, контактирующий с биологическим объектом, находящийся внутри первого волновода, а также вторую систему возбуждения электромагнитных волн, расположенную во втором волноводе между закрытым концом второго волновода и диэлектриком, соединенную со вторым входом микроволнового радиотермометра. Устройство для определения температурных изменений помимо антенны-аппликатора содержит также вычислительное устройство, связанное с датчиками температуры и микроволновым радиотермометром. Использование изобретения позволяет повысить чувствительности метода радиотермометрии при выявлении злокачественных опухолей.2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу определения электропроводности и толщины слоя полупроводника на поверхности диэлектрика, и может найти применение в различных отраслях промышленности при контроле свойств полупроводниковых слоев. Предложенный способ включает облучение структуры электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение спектра отражения излучения от структуры в выбранном частотном диапазоне при двух различных значениях температуры T1 и T2, далее по полученным зависимостям определяют электропроводность σ1 и σ2 полупроводникового слоя при двух значениях температуры T1 и T2 соответственно, далее выбирают значения температур из диапазона, в котором изменение концентрации носителей заряда связано с ионизацией примесных центров, затем определяют энергию активации примесных центров ΔW, используя соотношение: ΔW=2kT1T2[ln(σ1/σ2)]/(T1-T2), где k - постоянная Больцмана. Одновременное определение электропроводности при пониженных температурах, например 180-190 К, и соответственно энергии активации примесных центров позволяет определить параметры полупроводникового слоя в измеряемой структуре диэлектрик-полупроводник, что является техническим результатом. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Технический результат - расширение функциональных возможностей одновременного определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин и электропроводности и толщины тонких полупроводниковых эпитаксиальных слоев в структурах «полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка». Способ определения электропроводности и толщины полупроводникового слоя включает облучение слоя электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение частотной зависимости коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, согласно решению, используют одномерный волноводный СВЧ фотонный кристалл, в котором создают нарушение периодичности в виде измененной толщины центрального воздушного слоя. Предварительно помещают измеряемый полупроводниковый слой внутрь центрального слоя на заданном расстоянии от его границы, дополнительно измеряют частотную зависимость коэффициента прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, затем помещают измеряемый полупроводниковый слой внутри центрального слоя на новом расстоянии от его границы или изменяют толщину центрального слоя, измеряют частотные зависимости коэффициента отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, взаимодействующего с фотонным кристаллом, при новом положении исследуемой полупроводниковой структуры или при новом значении толщины центрального слоя, рассчитывают с помощью ЭВМ значения толщины и электропроводности, при которых теоретические частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения, полученные при двух расстояниях от границы центрального слоя до исследуемой полупроводниковой структуры или при двух значениях толщины центрального слоя, наиболее близки к измеренным в этих положениях из решения системы уравнений. 8 ил.

Использование: для досмотра людей с использованием излучения. Сущность изобретения заключается в том, что система для досмотра субъекта (Р) содержит кабину (10), в которой имеется зона (16) анализа, предназначенная для размещения субъекта (Р), подлежащего досмотру, рамку (30), расположенную внутри кабины (10), при этом в рамке имеется полая часть (32), множество датчиков (31), расположенных на рамке (30), причем каждый датчик выполнен с возможностью сбора информации из полой части (32) и формирования сигналов, представляющих указанную информацию, привод (20) для перемещения рамки (30) внутри кабины (10), причем движение полой части (32) при перемещении рамки (30) определяет область (33) действия рамки, при этом указанная зона анализа является частью области действия рамки, устройство (60) обработки для анализа сигналов, сформированных каждым из множества датчиков (31), и для обнаружения, на основе указанных сигналов, возможного присутствия искомых предметов в зоне (16) анализа. Технический результат: обеспечение возможности вести досмотр людей с использованием одновременно множества датчиков при наиболее эффективной геометрии их расположения, минимизируя расстояние между датчиками и поверхностью тела человека, а также обеспечение возможности обнаружения местонахождения искомого предмета на человеке, не получая при этом изображения его/ее контура в обнаженном виде. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 10 ил.

Использование: для контроля человеческого тела посредством волн миллиметрового диапазона. Сущность изобретения заключается в том, что устройство обнаружения миллиметровых волн включает в себя оптические устройства (30, 50, 60), используемые для приема излучения миллиметровых волн от обнаруживаемого объекта и сбора принимаемых миллиметровых волн; радиометрическое приемное устройство (80), используемое для приема энергии собранных миллиметровых волн и преобразования энергии миллиметровых волн в электрический сигнал; и устройство формирования изображения, используемое для формирования температурного изображения обнаруживаемого объекта в соответствии с электрическим сигналом. Технический результат: обеспечение возможности безопасного контроля человека посредством устройства, имеющего простую и компактную конструкцию. 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано для измерения электрофизических параметров материалов. Технический результат заключается в повышении разрешающей способности до порядка 1 микрометра, а также повышении чувствительности до уровня, достаточного для определения параметров материалов с диэлектрической проницаемостью в диапазоне 1.5÷400 и проводимостью в диапазоне 2·10-2 Oм-1·м-1÷107 Ом-1·м-1.Заявленное устройство содержит СВЧ-генератор с подключенным к нему прямоугольным волноводом, имеющим измерительное устройство с волноводной резонансной системой в качестве оконечного устройства, причем оконечное устройство содержит емкостную металлическую диафрагму, согласно решению на емкостную металлическую диафрагму наложен плоскопараллельный образец диэлектрика с площадью, равной площади фланца волновода, а на образец диэлектрика наложен зонд в виде металлической проволоки с длиной от 12 до 20 мм и диаметром от 0,1 до 0,5 мм с заостренным концом, изогнутым под прямым углом, отрезок зонда большей длины расположен на диэлектрической пластине перпендикулярно щели в диафрагме, отрезок зонда с заостренным концом меньшей длины перпендикулярен плоскости образца диэлектрика, при этом толщина плоскопараллельного образца диэлектрика t выбрана из условия t ε 〈 〈 λ в , где λв - длина волны основного типа в волноводе, ε - диэлектрическая проницаемость пластины. 3 ил., 1 прим. .

Настоящее изобретение относится к детектору микроволнового излучения для измерения внутренней температуры образца белковосодержащего вещества, например мяса. Заявлено устройство тепловой обработки, предназначенное для тепловой обработки белковосодержащих пищевых продуктов (3) и включающее детектор (1) микроволнового излучения для измерения внутренней температуры белковосодержащего пищевого продукта (3), средство перемещения для транспортировки продуктов (3) через устройство в направлении перемещения (y-направление), так что продукты (3) проходят под неподвижным детектором (1), и средства воздействия на тепловую обработку, управляемые по сигналу детектора (1). Детектор (1) имеет чувствительную поверхность размером 0,1-180 мм2, воспринимающую микроволновое излучение, испускаемое продуктом, и обращенную к средству перемещения. Детектор способен измерять внутреннюю температуру продукта на длине измерения, которая меньше протяженности продукта в горизонтальном направлении (x-направление), перпендикулярном направлению перемещения (y-направление). Технический результат - повышение точности получаемых данных. 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Предложенное изобретение относится к способу обнаружения минерала в целевом материале, способу сортировки сырьевого потока материла и устройству для определения присутствия целевого минерала в материале. Способ обнаружения минерала в сырьевом продукте предусматривает облучение фрагментов породы материала электромагнитным излучением, например, микроволновым излучением, и регистрацию тепловой реакции материала фрагментов породы в ходе или сразу после облучения для обнаружения минерала в материале по скорости его нагрева или его части на зарегистрированном излучении. Предложенный способ основан на том, что скорость изменения температуры при нагреве кристаллов излучением СВЧ в целевом материале различна, что позволяет повысить эффективность и точность сортировки фрагментов породы для определения присутствия или отсутствия минерала в материале при снижении энергозатрат. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования биологических объектов. Приемное устройство радиометра включает в себя по меньшей мере один радиометр (83) и установочный модуль (824) для фиксации радиометра (83). Установочный модуль (824) включает в себя первую пластину (82) установочного фиксатора, которая обладает первой поверхностью (821), и вторую пластину (84) установочного фиксатора, которая обладает второй поверхностью (841). Первая поверхность (821) первой пластины (82) установочного фиксатора и вторая поверхность (841) второй пластины (84) установочного фиксатора устанавливаются напротив друг друга и используются для фиксации радиометра (83). Приемное устройство радиометра может поместить по меньшей мере один радиометр точно в соответствии с различными конструктивными требованиями для траектории луча излучения так, чтобы радиометры могли быть размещены в соответствии с необходимыми точками положения приема. Технический результат - повышение точности данных исследования. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройству измерения физических свойств жидкости в емкости. Повышение точности измерения является техническим результатом заявленного устройства, которое представляет собой первый рабочий чувствительный элемент в виде первого резонатора - отрезка коаксиальной линии, заполняемого контролируемой жидкостью, между полым внутренним и наружным проводниками которого размещена совокупность одного или более соосных с ними и вложенных один в другой металлических цилиндров, поочередно короткозамкнутых и разомкнутых на одном из их концов, и эталонный чувствительный элемент в виде второго резонатора, заполняемого эталонной жидкостью, являющегося полостью внутреннего проводника первого резонатора, при этом оба резонатора подключены через соответствующие элементы возбуждения и съема колебаний и линии связи этих резонаторов с соответствующими электронными блоками, выходы которых подсоединены к входу функционального преобразователя, подсоединенного выходом к индикатору. Второй резонатор выполнен идентично первому резонатору коаксиальным, при этом его наружным проводником служит внутренняя поверхность полого внутреннего проводника, внутренним проводником - центральный металлический стержень, а между ним и указанным наружным проводником размещена совокупность одного или более соосных с ними и вложенных один в другой металлических цилиндров, поочередно короткозамкнутых и разомкнутых на одном из их концов. 1 ил.
Наверх