Разработка системы для обнаружения наркотических веществ во внелабораторных условиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рязанский государственный радиотехнический университет

Разработка системы для обнаружения наркотических веществ во внелабораторных условиях

бакалавр, студент Трушина Дарья Юрьевна

Аннотация

В данной статье описана система для обнаружения наркотических веществ во внелабораторных условиях. В качестве чувствительного элемента выступают сенсоры на поверхностно - акустических волнах. Принцип работы системы, основанной на изменении характеристик поверхностной волны в результате контакта с анализируемым веществом.

Распространение наркотиков в настоящее время охватило все стороны жизни общества. Отбор и выявление газонаркотических элементов получило особенную значимость, так как регулярно возрастающее употребление наркотических веществ в разных государствах, и как результат, их продвижения посредством таможенных границ требовали специализированных отраслей направленной деятельности по обнаружению в проносимых через государственную границу газонаркотических препаратов. В международный таможенной практике отсутствуют приборы, помогающие с большой верностью выявлять запрещенные элементы в абсолютно всех типах проверяемых объектов, однако нужно сосредоточить интерес, на усилиях формирования и улучшения подобных приборов, использующихся в государстве. Несмотря на это, в наше время всемирная индустрия изготавливает довольно большой комплект специального оснащения с целью выявления газонаркотических элементов во внелабораторных условиях, что специализировано с целью завершения трудностей связанных с проведением обследований значительного количества людей, объектов либо предметов в краткие сроки, для того чтобы отыскать, тщательно и внимательно изучить, и доставить в лаборатории [1].

В данной статье представлена система для обнаружения наркотических веществ во внелабораторных условиях. В качестве чувствительного элемента выступают сенсоры на поверхностно -- акустических волнах [2]. Принцип работы ПАВ -- сенсоров основан на изменении характеристик поверхностной волны в результате контакта ее с анализируемым веществом.

Частицы среды в ПАВ совершают колебания в плоскости, проходящей через линию распространения волны и перпендикулярной к поверхности среды. Волна распространяется по особой чувствительной поверхности, на которую нанесены химические реагенты, вступающие в реакцию с определенными наркотическими веществами. При попадании микрочастиц анализируемого вещества на плоскость, по которой распространяется поверхностно -- акустическая волна, возникает химическая реакция, вследствие чего меняется характеристика волны. Эти изменения фиксируются и посылаются на оповестительные приборы.

Система содержит средства для обработки и преобразования проб воздуха и устройства для передачи информации на сервер, где она обрабатывается.

Проба воздуха с тестируемыми элементами попадает в систему пробозабора с целью доставки химического вещества с рассматриваемого воздушного объема к воспринимающей матрице. В систему пробозабора вступает система возобновления, специализированная на восстановлении работоспособности воспринимающего матричного блока уже после влияния на него действующих частей газовой консистенции. В матричном блоке часть газовой консистенции делится в части, которые прогоняются посредством концепции специализированных рецепторов и меняют их свойства. Результаты с сенсоров подаются на усилитель, который усиливает сигнал и подаёт его для дальнейшей обработки.

Сигнал с матричного сенсорного блока поступает в виде частот (опорная частота и частоты с информационных сенсоров), которые вычитаются в смесителе, в результате образуется разностная частота. Именно массив разностных частот, получаемый последовательно со всей матрицы, служит основой идентификация запаха образца. Для дальнейшей обработки сигналов используется блоки усилителя и фильтра. Затем разностная частота преобразуется в код с помощью АЦП микроконтроллера, где и решается задача идентификации. Результаты предварительного анализа с каждого МК передаются на общий центральный МК (ЦМК), где происходит анализ данных со всех модулей системы. Для управления центральным микроконтроллером была выбрана матричная клавиатура. Для непосредственной связи с компьютером используется интерфейс RS-232.

Система спроектирована для здания, состоящего из 5 зон (входы, выходы, через которые проходит большое количество людей), в каждой зоне размещается определённое количество измерительных каналов:

· зона No1 -- 2 измерительных канала;

· зона No2 -- 4 измерительных канала;

· зона No3 -- 6 измерительных каналов;

· зона No4 -- 4 измерительных канала;

· зона No5 -- 2 измерительных канала.

Рисунок 1. Структурная схема системы для обнаружения наркотических веществ.

Схема состоит из следующих блоков: Датчик -- система пробоотбора доставляет газовую пробу из анализируемого воздушного объема к сенсорной матрице, которая расположена в матричном сенсорном блоке. Затем в матричном сенсорном блоке анализируется состав газовой пробы. Результат с матричного сенсорного блока поступает в виде частот (опорная частота и частоты с информационных сенсоров), которые вычитаются в смесителе, в результате образуется разностная частота. Именно массив разностных частот, получаемый последовательно со всей матрицы, служит основой идентификация запаха образца. Для дальнейшей обработки сигналов используется блоки усилителя и фильтра. Затем разностная частота преобразуется в код с помощью АЦП микроконтроллера, где и решается задача идентификации. Результаты с каждого МК отправляются на общий центральный МК (ЦМК), где происходит анализ данных со всех модулей системы.

Одним из путей усовершенствования разработанного прибора является увеличение скорости реагирования при обнаружении запретных веществ в воздухе, скрытность размещения, вмонтирование датчиков в окружающий интерьер, отсутствие влияния на пропускную способность помещения, так как система работает без телесного контакта.

сенсор акустический чувствительный наркотический

Список литературы

1. Иванов Д.В. Проблемы использования специальных средств для обнаружения наркотических веществ, Актуальные проблемы борьбы с преступлениями и иными правонарушениями. Материалы международной научно - практической конференции. М., 2006.

2. Беспалов А. Е., Соборовер Э. И., Швандеров А. Ф., Исследования сенсорных свойств чувствительного элемента на поверхностно - акустических волнах, Вестник Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского, Сер. Физика твердого тела, 1999г.

Размещено на Allbest.ru