Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

CEREX Progress report July - December 2010. "Detection of Explosives Particles by Imaging Raman Spectroscopy".

CEREX Progress report July - December 2010. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Markus Nordberg, Madeleine Cristina Hoffner Åkeson, Anders Elfving, Ida Johansson, Henric Östmark
Ort: Stockholm
Sidor: 21
Utgivningsår: 2010
Publiceringsdatum: 2010-12-31
Rapportnummer: (FOI-R--3137--SE)
Nyckelord Ramanspektroskopi, avbildning, partiklar, explosivämnen, AN, TNT, DNT, RDX, PETN, COMP-B, pikosekund
Keywords Raman spectroscopy, imaging, particles, explosives, AN, TNT, DNT, RDX, PETN, COMP-B, picosecond
Sammanfattning Vid sökandet av IED:er och andra explosiva hot skulle en detektionsmetod som fungerar på avstånd kunna ge stora fördelar, bland annat genom att både utrustning och användare kan befinna sig på ett säkert avstånd ifall t.ex. en vägbomb skulle detonera. FOI har i flera projekt undersökt Ramanspektroskopi som en metod för avståndsdetektion av explosivämnen. Metoden visar mycket bra resultat för bulkdetektion [1-3], ångfasdetektion [4] och partikel detektion [5]. I många fall är explosivämnet i ex en IED dolt, vilket gör att det är väldigt svårt att få optisk access för att möjliggöra en identifiering. Vid tillverkning av ex IED:er är det dock väldigt stor chans att små partiklar av explosivämnet hamnar på utsidan av IED:n. Hyperspektral avbildande Ramanspektroskopi kan detektera väldigt små mängder av explosivämnespartiklar [6] genom att mäta både den spektrala och spatiala informationen av målet. Denna rapport visar vidareutvecklingen av en demonstrator som använder sig av hyper spektral avbildande Ramanspektroskopi. I den andra rapporten av detta projekt [6] beskrivs en tidigare version av demonstratorn, den användes vid en demonstration i Frankrike och har bland annat använts för att detektera partiklar i fingeravtryck på 12 m avstånd. Den nya demonstrator är en uppgraderad version av den gamla och använder sig av en ny laser med hög pulsrepetitionsfrekvens. Både laserhuvudet och nätaggregatet är mycket mindre för denna laser vilket har gjort att den nya demonstratorn är både mindre och smidigare. Systemet kan detektera och identifiera mycket små partiklar av exempelvis ammoniumnitrat, 2,4-dinitrotuolen och 2,4,6- trinitrotuolen. Förutom demonstratorn har även en test plattform utrustad med flera lasrar med olika egenskaper (pikosekund pulslängd, nanosekund pulslängd och hög pulsrepetitionsfrekvens) blivit byggd för att kunna utvärdera hur signal-till-brus förhållandet ändras beroende på lasertyp när man använder sig av kameror med grindtider av några nanosekunders längd. Mätningarna visar på lovande resultat, där pikosekundlasern visar på högsta signal-till-brus förhållandet. Mätningarna kommer att fortsätta nästa år med bland annat en kamera som har mycket kortare grindtid. I den tidigare rapporten [6] visades att det är möjligt att detektera explosivämnen, med en 355 nm UV-laser, inne i en bil genom fönsterrutorna. Gooch and Housego, vilka tillverkar akustooptiska avstämbara filter kommer under våren att leverera till oss ett avstämbart filter för UV, det gör att vi kommer att kunna kombinera UV-laserns fördelar som osynlig och ögonsäker med ett hyperspektral avbildande system.
Abstract When searching for various explosive threats, safe stand-off detection methods would yield great advantage, since both the operator and equipment could be able to escape severe injury or damaged if the explosive detonates. FOI has in several projects examined Raman Spectroscopy as a method for stand-off detection of explosives. The method has been evaluated for bulk- [1-3], vapor- [4] and particle-detection [5]. In many cases, the explosive component in an explosive device can be hidden inside a container, making it very difficult to get optical access in order to identify the explosive. However, when manufacturing explosives devices, explosive residues in form of small particles will easily stick and leave traces on the outside the container. Hyper spectral imaging Raman spectroscopy is a technique capable of detecting very small amounts of explosives [6] at stand-off distances. The hyper spectral imaging Raman system uses a tunable filter and an intensified CCD-camera to acquire both spectral and spatial information of the target surface. The signal to background can in this way be increased drastically and therefore much smaller particles can be found than in conventional Raman spectroscopy. This progress report presents the continuing development of a demonstrator for detection of explosive particles at stand-off distances, by using hyper spectral imaging Raman spectroscopy. The previous report from this project [6] describes an earlier version of the demonstrator. It was used at a demonstration in France in late May and early June and has been used to detect and identify explosive particles in fingerprints at a distance of 12 m. The new demonstrator described in this report is an upgrade of the old one, with a new pulsed high repetition rate laser. This laser and power supply is much smaller than the old laser, which have made the new demonstrator much smaller in size. The demonstrator is capable of detecting and identifying very small amounts of 2,4-dinitrotuolene, 2,4,6-trinitrotoulene and ammonium nitrate particles. Apart from the demonstrator a test bed has been build. It is equipped with three lasers with different properties (picosecond, nanosecond and high repetition rate) in order to investigate how the signal-to-noise ratio differs between the different types of laser, using a nanosecond gated ICCD-camera. The measurements show promising results, with the picosecond laser giving the highest signal-to-noise ratio. These measurements will be completed next year with an ICCD-camera with much shorter gate width. In the previously report [6] it was shown that it is possible to detect and identify explosive substances with a 355 nm UV-laser inside a car with the windows closed. Gooch and Housego, that manufacture acousto optical tunable filters, will during the spring 2011 deliver to us a tunable filter made for UV-wavelengths, this makes it possible for us to combine the advantages of the UV-laser (invi

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182