Бочкарев Александр Николаевич,
Бочкарев Илья Александрович
МГТУ гражданской авиации, г.Москва
Специальные техника и технологии для обнаружения огнеопасных и легковоспламеняющихся жидкостей при коммерческом обслуживании воздушных судов
Источник: журнал "Специальная техника"
В статье исследована проблема предотвращения возможных актов незаконного вмешательства и террора с использованием опасных жидкостей и токсических веществ на объектах гражданской авиации. Рассмотрены вопросы использования комплексных автоматизированных систем и специальных технических средств контроля и мониторинга для исключения попадания на контролируемые объекты огнеопасных веществ и предметов и автоматического предупреждения о возможности их высокой концентрации.
Анализ показывает, что для совершения актов незаконного вмешательства в деятельности гражданской авиации (ГА) могут использоваться легковоспламеняющиеся жидкости и вещества. Вместе с тем представители ИАТА ставят вопросы об упрощении процедур провоза жидкостей на воздушных судах. ИКАО поддерживает данные требования авиаперевозчиков. В этих целях, для решения указанных проблем, в аэропортах целесообразно использовать инспекционную систему для обнаружения легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и веществ «THSCAN LS8016» и портативный прибор безопасности ППБ 2.7 (LQtest).
Несмотря на кажущуюся предельную простоту прибора ППБ 2.7(LQtest), принцип его работы основан на чрезвычайно сложной инновационной технологии с применением квазистатической электрополевой томографии и сложных математических алгоритмов. Это позволяет измерять диэлектрические параметры жидкостей, а по ним безошибочно определять огнеопасность. Более того, технология позволяет детектировать жидкости через преграду из пластика, стекла, картона и любых других неметаллических материалов. Толщина стенки сосуда при этом может достигать 8 мм. Благодаря высокой надежности, простоте в управлении, быстродействию и низкой стоимости LQtest превзошёл все зарубежные функциональные аналоги и стал доступен массовому потребителю. Прибор LQtest успешно применяется в крупнейших аэропортах РФ -«Шереметьево», «Домодедово», «Уфа» и других, получил Сертификат соответствия Министерства транспорта РФ.
Инспекционная система THSCAN LS8016 (рис.1) предназначена для автоматической идентификации жидких легковоспламеняющихся веществ, а также отдельных компонентов взрывоопасных жидкостей. Установка идеальна для использования в аэропортах. LS8016 - позволяет идентифицировать ЛВЖ и жидкую взрывчатку в любой таре (пластик, металл, стекло, керамика). Имеется встроенная база данных взрывчатых и легковоспламеняющихся жидкостей, медицинских препаратов, напитков, химических веществ.
Рис 1. Инспекционная система для обнаружения
легковоспламеняющихся жидкостей «THSCAN LS8016»
Технические характеристики THSCAN LS8016
| Габариты, мм | 800 (Д) х 500 (Ш) х 1300(В) |
| Размеры досматриваемого объекта, мм | 160 (Ш) х 500 (В) |
| Количество операторов: | 1 |
| Длительность сканирования одного объекта, с | 5 |
| Температура хранения, °С | -40 ~+60 °С |
| Температура эксплуатации, °С: | 0 °С ~ +40 °С |
| Относительная влажность воздуха: | 10% ~ 95% (без конденсата) |
| Источник питания | 220 В АС/110 В АС (+10%—15%), 50 Гц/60 Гц ± 3 Гц |
| Потребляемая мощность, кВт | 0,4 |
Рассмотрим работу специального прибора безопасности ППБ 2.7.
Ручной прибор ППБ 2.7 предназначен для обнаружения опасных жидкостей в закрытых сосудах, таких как пластиковые и стеклянные бутылки, картонные пакеты и другие неметаллические ёмкости. Он может быть использован охранными службами и органами правопорядка в аэропортах, контрольно-пропускных пунктах, местах массового скопления людей (стадионы, дискотеки) и т. д.
Устройство позволяет, не нарушая герметичности сосуда, отличать такие вещества, как бензин, зажигательные смеси, ацетон, нитроглицерин, нитрометан, различные спирты, эфиры и другие опасные жидкости от воды, безалкогольных и алкогольных напитков, молочных продуктов, косметических средств и т. п.
Варианты применения прибора:
- На транспорте - при досмотре ручной клади и багажа в аэропортах и при выборочных проверках на других видах транспорта.
- Патрульные службы при досмотре лиц, вызывающих подозрение своим внешним видом, поведением и т. п., используют прибор для проверки обнаруженных у них бутылок и контейнеров с жидкостями, не открывая их и не подвергая себя и окружающих возможной опасности, связанной с разгерметизацией сосудов с опасными жидкостями.
На контрольно-пропускных пунктах при входе на охраняемые объекты или места проведения массовых мероприятий прибор используется для проверки проносимых бутылок с напитками.
Технические характеристики прибора ППБ:
• Время обследования ёмкости с жидкостью - 1 с.
• Объём минимально обнаруживаемой жидкости - 50 мл.
• Толщина стенки ёмкости с жидкостью -до 0,8 см.
• Допустимые материалы стенки ёмкости с жидкостью - любые неметаллические (стекло, пластик, керамика, бумага и прочие).
• Индикация об опасности жидкости -световая и звуковая.
• Вес устройства - 170 г.
• Размеры устройства - 207-70-30 мм.
• Электропитание - 2 батареи АА.
• Среднее время непрерывной работы от одного комплекта батарей - 100 часов.
Использование прибора ППБ:
Для исследования содержимого ёмкости следует поднести датчик прибора к боковой поверхности обследуемого сосуда ниже уровня жидкости и нажать кнопку. Зелёный сигнал индикатора укажет, что жидкость, находящаяся в сосуде, не огнеопасна. Красный сигнал указывает на потенциальную опасность содержимого. Подносить прибор следует так, чтобы весь его торец с датчиком оказался в контакте со стенкой сосуда. При неправильном расположении прибора результаты обследования будут неточными. Если количество жидкости в сосуде мало и не позволяет расположить весь датчик ниже её уровня, достаточно наклонить сосуд, так чтобы жидкость растеклась по его боковой поверхности на достаточное расстояние. В случае отсутствия у пластиковой бутылки участка с достаточно ровной поверхностью рекомендуется, слегка деформировав прибором стенку бутылки, добиться более однородного контакта. При обследовании картонных пакетов следует иметь в виду, что пакеты с внутренним слоем фольги недоступны для анализа.
Как отмечалось, в устройстве используется метод квазистатической электрополевой томографии, позволяющий оценивать пространственное распределение электрических свойств среды и определять характеристики
жидкости независимо от размеров контейнера, толщины его стенок или наличия воздушных зазоров между прибором и сосудом. В свою очередь, электрические свойства жидкости (диэлектрическая проницаемость и проводимость) позволяют однозначно оценить её опасность, что иллюстрируется таблицей 1.
Устройство является полностью электронным и не содержит источников ионизирующего или микроволнового излучения и других потенциально опасных элементов. Работает устройство следующим образом. Его подносят к сосуду 1 с тестируемой жидкостью и включают источник переменного напряжения V. В результате на измерительных электродах 4 наводятся потенциалы, величина которых зависит от выходного напряжения источника V, расстояния между активным электродом 3 и измерительными электродами и комплексной диэлектрической проницаемости среды.
Таблица 1. Показатели опасности жидкостей по их электрическим свойствам
| Жидкость | Диэлектрическая проницаемость | Электропроводность, см/м |
|---|---|---|
| Вода, безалкогольные напитки | 81 | 0,01 - 1 |
| Этанол | 25 | 10-5 |
| Ацетон | 21 | 10-5 |
| Нитроглицерин | 19 |
|
| Эфир | 4,3 |
|
| Бензин, дизельное топливо | 2 | 10-10 |
Рис.2. Общая схема устройства ППБ 2.7
1 - проверяемая жидкость, 2 - стенка сосуда и воздушный зазор,
3 - активный электрод, 4 - измерительные электроды,
5 - металлический экран, 6 - вычислительное устройство,
V - источник переменного напряжения, D- измерители
Таблица 2. Перечень протестированных ППБ 2.7 жидкостей
| Жидкости | Упаковка | Детектированы прибором ППБ 2.7 как | |
|---|---|---|---|
| Опасная | Неопасная | ||
| Этиловый спирт | пластик и стекло | * |
|
| Негазированная вода | пластик |
| * |
| Газированная вода | пластик |
| * |
| Растворитель для полиуретановых эмалей, тип 412 | пластик | * |
|
| Растворитель для полиакриловых красок | пластик | * |
|
| Растворитель для двухкомпонентных эмалей | пластик | * |
|
| Изопропиловый спирт | стекло | * |
|
| Метиловый спирт | стекло | * |
|
| Трансформаторное масло MIDEL7131 | пластик | * |
|
| Толуол | стекло | * |
|
| Метилпирролидон | стекло | * |
|
| Изометилбутилкетон | стекло | * |
|
| Бутил ацетат | стекло | * |
|
| Гексан | стекло | * |
|
| Пропанол | стекло | * |
|
| Циклогексан | стекло | * |
|
| Хлороформ | стекло | * |
|
| Шампанское | стекло |
| * |
| Чай | пластик |
| * |
| Дизельное топливо | пластик | * |
|
| Martini (16% алкоголя) |
|
| * |
| Campari (25% алкоголя) |
|
| * |
| Водка (40% алкоголя) |
|
| * |
| Smeets (голландский ликер) |
|
| * |
| Fernet (ликер) |
|
| * |
| Джин |
|
| * |
| Ром |
|
| * |
| Ouzo (греческий ликер) |
|
| * |
| Вино марсала |
|
| * |
| Красное вино |
|
| * |
| Дезодорант |
|
| * |
| Лосьон после бритья |
|
| * |
| Шампунь |
|
| * |
| Различные домашние чистящие жидкости |
|
| * |
| Отбеливатель |
|
| * |
| Моющее средство «Селена» | пластик |
| * |
| Гель «Сантехник» | пластик |
| * |
| Масло для волос | пластик |
| * |
| Духи Sunkai | стекло | * |
|
| Духи Bicer | стекло | * |
|
| Коньяк, 40 градусов | стекло |
| * |
| Коньяк, 42 градуса | стекло |
| * |
| Водка, 40 градусов | стекло |
| * |
| Пиво | стекло |
| * |
| Сок яблочный | стекло |
| * |
| Сок ананасовый | стекло |
| * |
| Жидкость для обмывания стекол автомобиля, незамерзающая | пластик |
| * |
| Одеколон «Сирень» | стекло | * |
|
| Одеколон «Русский лес» | стекло | * |
|
| Одеколон «Паша» | стекло | * |
|
| Одеколон «Тройной» | стекло | * |
|
| Одеколон «Саша» | стекло | * |
|
| Пиридин | стекло | * |
|
| Раствор аммиака, 25% | стекло |
| * |
| Бензин | пластик | * |
|
| Ацетон | стекло | * |
|
| Уксусный ангидрид | стекло |
| * |
| Декан | стекло | * |
|
| Толуол | стекло | * |
|
| Этиленгликоль | стекло | * |
|
| ССl4, тетрахлорид углерода | стекло | * |
|
| Масло растительное | пластик | * |
|
| HN03 (конц.) | стекло |
| * |
| H2SO4(конц.) | стекло |
| * |
| HF (конц.) | пластик |
| * |
| H3PO4 (конц.) | стекло |
| * |
| НСl (конц.) | стекло |
| * |
| H2O2 (55%) | стекло |
| * |
| Ацетонитрил | стекло |
| * |
| Вакуумное масло | стекло | * |
|
| Додеканол | стекло | * |
|
| Трибутилфосфат | пластик | * |
|
| Силиконовое масло | стекло | * |
|
| Диметилметилфосфонат | стекло | * |
|
| Гептан | стекло | * |
|
| Пропиловый спирт | стекло | * |
|
| М- и п-ксилол | стекло | * |
|
| Фтор-дибутилбензол | стекло | * |
|
| N, Ν-диметилформамид | стекло | * |
|
| Муравьиная кислота | стекло |
| * |
| Нитрометан | стекло, пластик | * |
|
| Нитробензол | пластик | * |
|
| Зубная паста «Новый жемчуг» | пластиковый тюбик |
| * |
| Крем для рук и ногтей питательный | пластиковый тюбик |
| * |
| Крем для лица ночной питательный | пластиковый тюбик |
| * |
| Туалетная вода «Меркурий» | стекло |
| * |
| Туалетная вода Insense | стекло |
| * |
| Уайтспирит | стекло, пластик | * |
|
| Кока-кола | пластик |
| * |
| Метилацетат |
| * |
|
| Сероуглерод |
| * |
|
| Эфиры |
| * |
|
При этом величина крутизны характеристики распределения напряжения на электродах 4 для огнеопасных жидкостей всегдабольше, чем величина крутизны характеристики распределения напряжения для неогнеопасных жидкостей. Абсолютные значения и пространственная зависимость напряжений на электродах зависят как от свойств сосуда и воздушного зазора, так и от характеристик жидкости. При этом, независимо от свойств стенки сосуда, жидкости с меньшим модулем комплексной диэлектрической проницаемости создают пространственный профиль с большей скоростью убывания измеренных значений с расстоянием от активного электрода.
Этот факт и используется встроенным программным обеспечением прибора, использующим линейную искусственную нейронную сеть для идентификации жидкости по результатам описанных выше измерений. Поскольку мнимая часть комплексной диэлектрической проницаемости пропорциональна электропроводности среды, прибор реагирует как на безопасные на все жидкости, имеющие высокое значение диэлектрической проницаемости и/или электропроводности, что характерно для напитков и других жидкостей, используемых в быту. Ещё один аналогичный нейросетевой дискриминатор, реализованный в вычислительном устройстве прибора, используется для обнаружения факта присутствия исследуемого объекта вблизи датчика прибора.
Применение инновационных методов и новых специальных технических средств, в том числе специальных приборов для обнаружения ЛВЖ, позволит упростить процедуры провоза жидкостей и досмотра пассажиров и надёжно защитить гражданскую авиацию от незаконного вмешательства.
Литература
1. Ашфорд Н.,Стентон Х.П.М, Мур К.А. Функционирование аэропорта. Пер. с англ. В.И.Ноздрина. -М.: Транспорт, 1991. - 372 с.
2. Бар-Нир И.М., Коль Р.Л. Устранение угрозы взрыва бомб в гражданской авиации / Официальное издание ИКАО. - 1989. - № 2.
Статья опубликована на сайте: 05.07.2012