Novel standoff explosives detection - Progress in noncontact analysis

Författare:

  • Bernhard Zachhuber
  • Matilda Ågren
  • Markus Nordberg
  • Henric Östmark
  • Mattias Svanqvist
  • Martin Glimtoft
  • Anna Pettersson
  • Andreas Brorsson
  • David Bergström
  • David Gustafsson

Publiceringsdatum: 2019-02-20

Rapportnummer: FOI-R--4695--SE

Sidor: 92

Skriven på: Engelska

Nyckelord:

  • Raman
  • IR
  • avstånds
  • beröringsfri
  • detektion
  • explosivämnen
  • hotanalys
  • compressive
  • sensing
  • sampling
  • CS
  • inkjet
  • energetiska material
  • anti-terrorism

Sammanfattning

Föreliggande rapport "Nya metoder för explosivämnesdetektion-Framsteg inom beröringsfri hotanalys" beskriver tekniker som kan identifiera och detektera energetiska material på avstånd genom att summera delar av de framsteg som gjorts vid FOI inom området. Att beröringsfria mätmetoder är av speciellt intresse beror på att risken att en systemoperatör skadas vid undersökning av okända, potentiellt farliga ämnen då kan minimeras. Metoder som inte kräver direkt kontakt med de ämnen som undersöks baseras ofta på att någon typ av elektromagnetisk strålning interagerar med provet, så som t.ex. ljusbaserade tekniker. En sådan teknik är Ramanspektroskopi, vilken kan ge molekylspecifik information för ett stort antal ämnen, t.ex. för energetiska material. Tekniken är baserad på laserljus, som kan vara både synligt och osynligt för mänskliga ögat. I rapporten beskrivs ett flertal mätmetoder som baseras på Raman spektroskopi, men även andra metoder, såsom SWIR-spektroskopi (shortwave infrared), finns representerade. Detta dokument beskriver teknikerna utifrån FOI:s erfarenhet att utveckla allt från nya laborationsmässiga uppställningar till framtagning av prototyper för mer scenariobaserade demonstrationer. Rapporten beskriver även de för- och nackdelar som finns med de Ramanbaserade tekniker som FOI har tillämpat, använder i dagsläget, eller kommer fortsätta utveckla, för ändamålet. De senaste framstegen som FOI gjort inom området summeras också, med fokus på "compressive sensing". Utöver detta presenteras en teknik, så kallad "inkjet printing", som möjliggör att med hög exakthet preparera och tillverka referensprov för utvärdering av detektionsutrustning. Målen med detta arbete kan summeras enligt följande: FOI:s koncept för avståndsdetektions av explosiva ämnen: Flertalet detektionsteknikerbeskrivs och allt från bulkdetektion på långa avstånd, till avbildande system anpassade för spårmängdsdetektion med både synligt ljus och UV-ljus, och snabbadetektionsmetoder anpassade för rörliga mål, beskrivs. Även detektionssystem som kan identifiera ämnen i slutna, ej genomskinliga, behållare och detektionsmetoder baseradepå infrarött ljus presenteras. Potentialen i att kombinera Ramanbaserade tekniker med "compressive sensing" undersöks och demonstreras. Tillverkning av referensmaterial för beröringsfria mätmetoder: Utvecklingen av metodik för att tillverka referensmaterial med hög precision vad gäller partikelstorlek och form.