Устройство для обнаружения в отпечатках пальцев следов подлежащих контролю веществ

Полезная модель относится к области газового анализа и может быть использована для решения задач обнаружения следов подлежащих контролю веществ (например, взрывчатых, наркотических) в отпечатках пальцев как самостоятельно, так и в составе контрольно-пропускных пунктов (КПП), порталов или турникетов.
Известно устройство для обнаружения микрочастиц веществ в потоке окружающего воздуха, содержащее газоанализатор, проницаемый концентратор, клапан, побудитель расхода и соответствующие газовые коммуникации [патент US №6085601, опубл. 11.07.2000].
Работа данного устройства заключается в следующем. Газовый поток, содержащий взвешенные частицы, пропускают через проницаемый концентратор. Частицы накапливаются на концентраторе. Затем газовый поток прерывают клапаном, после чего поперечным потоком газа-носителя продувают параллельно поверхности концентратора, чтобы переместить накопленные частицы в газоанализатор. Нагрев концентратора производят, например, пропусканием электрического тока, чтобы активизировать десорбцию частиц с него в поток газа-носителя. Устройство может быть использовано для обнаружения взрывчатых и наркотических веществ.
Известно устройство для обнаружения опасных веществ, содержащее печь, вмещающую протирочное устройство с налипшей на него пробой вещества, источник инфракрасного излучения для нагрева протирочного устройства, газоанализатор, масс-анализатор для осуществления анализа масс ионов, блоки управления, обработки и генерации сигнала тревоги [патент US №6884997, опубл. 26.04.2005].
Основным ограничением описанных выше устройств является невозможность с их помощью автоматически обследовать отпечатки пальцев людей, в которых наиболее вероятно наличие следов подлежащих контролю веществ.
Известно также устройство для сбора химической пробы с пальцев рук человека с помощью жетона [патент US №5741984, опубл. 21.04.1998]. Устройство содержит узел раздачи жетонов, газоанализатор, вырабатывающий сигнал тревоги при регистрации паров подлежащих контролю веществ, камеру-жетоноприемник, соединенную с помощью газового канала с входом газоанализатора, нагреватель, обеспечивающий нагрев камеры-жетоноприемника. Пальцы рук контактируют с поверхностью жетона при их раздаче. Сила, приложенная пальцами к поверхности, должна быть достаточна для того, чтобы химическая проба была перенесена с пальцев рук человека на поверхность. Жетон, контактировавший с пальцами рук, помещают в камеру-жетоноприемник, соединенную по газовому каналу с входом газоанализатора, и нагревают. При наличии в газовом потоке подлежащих контролю веществ, десорбированных с поверхности жетона, устройство вырабатывает сигнал тревоги.
Недостатками описанного выше устройства являются:
необходимость использования расходного материала - жетонов;
большое время обследования одного человека, вследствие необходимости манипулирования руками.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для обнаружения в отпечатках пальцев следов подлежащих контролю веществ, содержащее нажимаемую пальцем пластину, нагреватель поверхности указанной пластины, выполненный с возможностью включения нагрева после нажатия на поверхность пластины, газоанализатор, который имеет побудитель расхода для отбора пробы воздуха вблизи поверхности пластины и выполнен с возможностью выработки сигнала тревоги при обнаружении в пробе паров подлежащих контролю веществ, таймер, подключенный к нагревателю и выполненный с возможностью включения нагревателя после нажатия на поверхность пластины и его выключения по истечении заданного времени или при выработке сигнала тревоги [патент РФ №2335755, опубл. 10.10.2008].
Недостатками данного устройства являются:
возможность загрязнения газоанализатора при наличии в отпечатке пальца слишком большого количества любого вызывающего сигнал тревоги вещества, что приводит к потере чувствительности и увеличению вероятности ложных срабатываний устройства;
низкая эксплуатационная производительность, обусловленная невозможностью автоматической проверки чистоты поверхности нажимаемой пальцем пластины и необходимостью принудительной очистки пластины оператором, приводящей к увеличению времени восстановления работоспособности прибора после загрязнения.
Проблема, решаемая созданием заявляемой полезной модели, заключается в предотвращении возможности загрязнения газоанализатора при наличии в отпечатке пальца слишком большого количества любого вызывающего сигнал тревоги вещества а, следовательно, исключении потери чувствительности и уменьшении вероятности ложных срабатываний предлагаемого устройства.
Для решения проблемы с устранением указанных недостатков разработано устройство для обнаружения в отпечатках пальцев следов подлежащих контролю веществ, способное в автоматическом режиме не допускать загрязнения собственного чувствительного элемента - газоанализатора, а также осуществлять автоматическую проверку чистоты поверхности нажимаемой пальцем пластины. Предлагаемые конструктивные изменения в устройстве позволят исключить потерю чувствительности, снизив, тем самым, вероятность ложных срабатываний устройства и получить дополнительный технический результат - снижение времени восстановления работоспособности прибора после загрязнения.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для обнаружения в отпечатках пальцев следов подлежащих контролю веществ, которое содержит нажимаемую пальцем пластину, нагреватель поверхности указанной пластины, выполненный с возможностью включения нагрева после нажатия на поверхность пластины, газоанализатор, который имеет побудитель расхода для отбора пробы воздуха вблизи поверхности пластины и выполнен с возможностью выработки сигнала тревоги при обнаружении в пробе паров подлежащих контролю веществ, таймер, подключенный к нагревателю и выполненный с возможностью включения этого нагревателя после нажатия на поверхность пластины и его выключения по истечении заданного времени или при выработке сигнала тревоги, согласно заявляемой полезной модели дополнительно введен побудитель расхода для утилизации пробы, выполненный с функцией включения по сигналу тревоги газоанализатора и осуществляющий отбор пробы воздуха вблизи поверхности пластины и ее утилизацию для предотвращения загрязнения газоанализатора, а таймер дополнительно подключен к указанным побудителям расхода и выполнен с возможностью запуска по сигналу тревоги газоанализатора, по меньшей мере, одного временного цикла очистки, содержащего включение и по истечении заданного времени выключение нагревателя и побудителя расхода для утилизации пробы, а также выключение и по истечении заданного времени включение побудителя расхода газоанализатора для проверки чистоты поверхности нажимаемой пальцем пластины.
Преимущества и особенности предлагаемой полезной модели поясняются конкретным примером выполнения со ссылкой на фигуру, которая наглядно демонстрирует возможность решения существующей проблемы и достижения данной совокупностью существенных признаков указанного технического результата.
На фигуре изображены и позициями обозначены: нажимаемая пальцем пластина 1, нагреватель 2 поверхности пластины 1, газоанализатор 3, который имеет побудитель расхода 4, инициирующий отбор пробы воздуха 5 вблизи поверхности пластины 1, побудитель расхода 6 для утилизации пробы, обеспечивающий отбор пробы воздуха 5 вблизи поверхности пластины 1 и ее утилизацию для предотвращения загрязнения газоанализатора 3, таймер 7, подключенный к нагревателю 2, газоанализатору 3 и побудителям расхода 4 и 6.
Работает устройство следующим образом. Обследуемому человеку для прохода через КПП необходимо пальцем руки нажать на поверхность пластины 1. При нажатии на поверхности пластины остаются отпечатки пальцев этого человека. После нажатия включается нагреватель 2 поверхности пластины 1, а таймер 7 начинает отсчет времени нагрева. Вещества, испаряемые с поверхности, подаются в газоанализатор 3 с потоком пробы воздуха 5, инициируемого побудителем расхода 4, и анализируются. Если сигнал тревоги отсутствует, то по истечении заданного времени таймер 7 обеспечивает выключение нагревателя 2. Обследованию может быть подвергнут следующий человек. При обнаружении в пробе паров подлежащих контролю веществ, газоанализатор 3 вырабатывает сигнал тревоги. Персонал КПП действует в соответствие с инструкцией. По сигналу тревоги с газоанализатора 3 таймер 7 запускает отсчет времени, обеспечивает выключение побудителя расхода 4 газоанализатора 3, работу нагревателя 2 и включение побудителя расхода 6 для утилизации пробы, осуществляющего отбор пробы воздуха 5 вблизи поверхности пластины и утилизацию этой пробы для предотвращения загрязнения газоанализатора 3. Для автоматической проверки чистоты поверхности нажимаемой пальцем пластины 1 таймер 7 дополнительно подключен к побудителю расхода 4 газоанализатора 3. По сигналу тревоги газоанализатора 3 таймер 7 отсчитывает время очистки, по истечении которого обеспечивает выключение нагревателя 2 и побудителя расхода 6 для утилизации пробы и вновь включение побудителя расхода 4 газоанализатора 3 для проверки чистоты поверхности нажимаемой пальцем пластины. Если поверхность пластины не очистилась, газоанализатор 3 при анализе пробы воздуха 5 вновь вырабатывает сигнал тревоги и цикл очистки повторяется.
Если поверхность пластины очистилась, газоанализатор 3 не вырабатывает сигнал тревоги, устройство готово для обследования следующего человека.
Таким образом, использование дополнительного побудителя расхода и подключения таймера к побудителям расхода позволяет путем очистки в автоматическом режиме поверхности нажимаемой пальцем пластины избежать загрязнения газоанализатора, приводящего к потере чувствительности и росту вероятности ложных срабатываний устройства. Благодаря наличию совокупности конструктивных признаков, получен дополнительный технический результат: в устройстве исключена операция очистки пластины оператором вручную, что значительно уменьшает время восстановления работоспособности прибора после загрязнения и повышает эксплуатационную технологичность конструкции устройства.