Содержание


Введение. 3

1. От электрических измерений в поисковой технике к электронным.. 5

2. Лазеры и оптоэлектроника. 6

3. Классификация  волоконно-оптических датчиков и примеры их применения  10

4. Применение достижений физики и химии в военной поисковой технике  12

5. Применение достижений физики и химии в поисковой технике таможенных служб. 18

Заключение. 23

Список литературы.. 25


Введение


Наука - это многогранное и вместе с тем целостное образование, в котором все его отдельные компоненты в своих глубинных, мировоззренческих и методологических основаниях теснейшим образом связаны между собой. В ходе всей истории познания существовали мощные токи знаний, идей, образов, представлений от естественных наук к гуманитарным и от гуманитарных к естественным, имело место теснейшее взаимодействие между науками о природе и науками об обществе и человеке. Особенно важную роль такое взаимодействие играло в периоды научных революций, т.е. глубинных преобразований способа познания, принципов и методов научной деятельности.

Естествознание, являясь основной всякого знания, всегда оказывало на развитие гуманитарных наук значительное воздействие как своими методологическими установками, так и общемировоззренческими представлениями, образами и идеями. Особенно мощным такое воздействие оказывается в настоящую эпоху, эпоху научно-технической революции, радикального изменения отношения человека к миру, к системе производства, глобальных интеграционных процессов как в науке, так и в культуре в целом.

Сенсоризация производственной деятельности, т. е. замена органов чувств человека на датчики, должна рассматриваться в качестве третьей промышленной революции вслед за первыми двумя — машинно-энергетической и информационно-компьютерной. Потребность в датчиках стремительно растет в связи с бурным развитием автоматизированных систем поиска и обработки информации, внедрением новых технологических процессов, переходом к гибким автоматизированным производствам. Происходит широкое проникновение данной техники в таможенные и военные службы, также и в гражданские.

Таким образом, целью данной работы является рассмотрение способов применений достижений современной физики и химии в поисковой технике.

В связи с этим выделим следующие задачи:

1. рассмотрение процессов развития электронных приборов в поисковой технике;

2. рассмотрение лазеров и оптоэлектроники в поисковой технике;

3. раскрытие классификации  волоконно-оптических датчиков и примеры их применения;

4. рассмотрение достижений физики и химии в военной поисковой технике;

5. рассмотрение достижений физики и химии в поисковой технике таможенных служб;

1. От электрических измерений в поисковой технике к электронным


Конец X IX века можно считать периодом становления метрологии в ее общем виде. К тому времени произошла определенная систематизация в области электротехники на основе теории электромагнетизма и цепей переменного тока. До этого физические величины измерялись главным образом механическими средствами, а сами механические измерения распространены были незначительно. Электрические же измерения ограничивались едва ли не исключительно только электростатическими. Можно сказать, что метрология, развиваясь по мере прогресса электротехники, с конца XIX века стала как бы ее родной сестрой.

Рассмотрим этапы и успехи этого развития. В течение нескольких десятков лет, вплоть до второй мировой войны, получили распространение электроизмерительные и поисковые устройства, принцип работы которых основан на силах взаимодействия электрического тока и магнитного поля (закон Био — Совара). Тогда же эти приборы внедрялись в быстро развивающуюся промышленность. Особенность периода в том, что наука и техника, причастные к поисковой технике и электроизмерительным приборам, становятся ядром метрологии и измерительной индустрии.

После второй мировой войны значительные успехи в развитии электроники привели к громадным переменам в метрологии. В пятидесятых годах появились осциллографы, а также целый ряд поисково-измерительных устройств, которые стали широко применяться в сфере производства и научных исследований. Так наступила эра электронного поиска и измерений. Сегодня, по прошествии 30 лет, значительно изменилась элементная база поисково-измерительных приборов. Таким образом, и сегодня электроника является основой измерительной  и поисковой техники[1].


2. Лазеры и оптоэлектроника


Рис. 2. Снижение минимальных потерь передачи для различных типов оптических волокон

Оптоэлектроника — это новая область науки и техники, которая появилась на стыке оптики и электроники. Следует заметить, что в развитии радиотехники в поисковой технике с самого начала ХХ века постоянно прослеживалась тенденция освоения электромагнитных волн все более высокой частоты. Вытекающее из этого факта предположение, что однажды радиотехника и электроника достигнут оптического диапазона волн, становится все более и более достоверным, начиная с 1950-х годов. Годом возникновения оптоэлектроники можно считать 1955-й, когда Е. Лоебнер (Loеbner Е. Е. Optoelectronic devices and networks//Proc. 1ЕЕЕ. 1955. V. 43. N 12. Р. 1897 — 1906) описал потенциальные параметры различных оптоэлектронных устройств связи, нынче называемых оптронами, т. е. когда были обсуждены основные характеристики соединения оптического и электронного устройств[2].

С тех пор оптоэлектроника непрерывно развивается, и полагают, что до конца ХХ века она превратится в огромную отрасль науки и техники, соизмеримую с электроникой. Появление в начале 1960-х годов лазеров способствовало ускорению развития оптоэлектроники. Потенциальные характеристики лазеров описаны еще в 1958 г., а уже в 1960 г. был создан самый первый лазер — газовый, на основе смеси гелия и неона. Генерирующие непрерывное излучение при комнатной температуре полупроводниковые лазеры, которые в настоящее время получили наиболее широкое применение, стали выпускаться с 1970 г.

Одним из самых замечательных достижений физики второй половины двадцатого века было открытие физических явлений, послуживших основой для создания удивительного прибора - оптического квантового генератора, или лазера[3].

Лазер представляет собой источник монохроматического когерентного света с высокой направленностью светового луча. Само слово “лазер” составлено из первых букв английского словосочетания, означающего усиление света в результате вынужденного излучения”. 

  Действительно, основной физический процесс, определяющий действие лазера, - это вынужденное испускание излучения. Оно происходит при взаимодействии        фотона с возбужденным атомом при точном совпадении энергии фотона с энергией возбуждения атома (или молекулы)    

  В результате этого взаимодействия атом переходит в невозбужденное состояние, а избыток  энергии излучается в виде нового фотона с точно такой же энергией, направлением  распространения  и поляризацией, как и у первичного  фотона.  Таким  образом, следствием данного процесса является наличие уже двух абсолютно   идентичных   фотонов. При   дальнейшем взаимодействии этих фотонов с возбужденными атомами, аналогичными  первому  атому, может  возникнуть “цепная реакция” размножения одинаковых фотонов, “летящих” абсолютно точно в одном направлении, что приведет к появлению узконаправленного светового луча. Для возникновения  лавины  идентичных  фотонов необходима среда, в  которой   возбужденных  атомов было бы больше, чем невозбужденных, поскольку  при взаимодействии фотонов с невозбужденными атомами  происходило бы поглощение фотонов. Такая  среда называется  средой  с  инверсной  населенностью  уровней энергии.        

  Итак,  кроме  вынужденного  испускания  фотонов  возбужденными  атомами  происходят  также   процесс  самопроизвольного, спонтанного   испускания  фотонов  при переходе возбужденными атомами в невозбужденное состояние и процесс поглощения фотонов при переходе атомов из невозбужденного состояния в возбужденное. Эти три процесса, сопровождающие переходы атомов в возбужденные состояния и обратно, были постулированы  А. Эйнштейном в 1916 г.

  Если число возбужденных атомов велико и существует инверсная выделенность уровней (в верхнем, возбужденном состоянии атомов больше, чем в нижнем,  невозбужденном), то первый же фотон, родившийся в результате спонтанного излучения, вызовет всенарастающую лавину  появления  идентичных фотонов. Произойдет усиление спонтанного излучения.                

На  возможность  усиления  света  в  среде с инверсной населенностью за счет  вынужденного  испускания  впервые  указал  в  1939  г. советский физик

В.А.Фабрикант, предложивший создавать  инверсную  населенность в  электрическом разряде в газе.                  

При  одновременном  рождении (принципиально   это возможно) большого    числа  спонтанно  испущенных фотонов  возникнет большое  число  лавин,   каждая  из которых  будет  распространяться  в   своем  направлении, заданном     первоначальным  фотоном  соответствующей лавины. В  результате  мы  получим  потоки   квантов  света, но  не  сможем  получить   ни  направленного   луча,  ни высокой   монохроматичности,   так   как   каждая  лавина инициировалась  собственным   первоначальным   фотоном.  Для  того  чтобы  среду  с  инверсной населенностью можно   было    использовать   для  генерации   лазерного луча, т. е.  направленного  луча с  высокой монохроматичностью, необходимо  “снимать” инверсную  населенность с помощью  первичных  фотонов,  уже  обладающих одной и  той   же  энергией  ,совпадающей  с   энергией  данного перехода  в  атоме.  В  этом случае  мы будем  иметь лазерный усилитель света.     

   В 1955 г. одновременно и независимо Н.Г. Басовым и А. М. Прохоровым  в  СССР  и  Ч.  Таунсом в  США был  предложен принцип создания  первого в  мире генератора квантов   электромагнитного   излучения  на   среде  с  инверсной   населенностью,   в   котором   вынужденное  испускание в  результате использования  обратной связи приводило  к  генерации   чрезвычайно  монохроматического излучения.                                     

   Рассмотрим некоторые уникальные свойства лазерного излучения.                             

   При спонтанном излучении атом излучает спектральную линию конечной ширины. При лавинообразном нарастании числа вынужденно испущенных фотонов в среде с инверсной населенностью интенсивность излучения этой лавины будет возрастать  прежде всего  в центре спектральной  линии  данного  атомного  перехода, и в результате этого  процесса ширина спектральной линии первоначального  спонтанного  излучения  будет  уменьшаться. На  практике  в специальных  условиях удается сделать относительную ширину спектральной  линии лазерного излучения в 1*10000000-1*100000000 раз меньше, чем ширина самых  узких  линий  спонтанного  излучения, наблюдаемых в природе.                                        

  Кроме  сужения  линии  излучения  в   лазере  удается получить расходимость луча менее 0,00001 радиана, т.  е. на уровне угловых секунд.                               

  Известно,  что  направленный  узкий  луч  света можно получить в принципе от  любого источника,  поставив на пути светового потока ряд экранов с  маленькими отверстиями,  расположенными  на  одной  прямой. Представим себе, что мы взяли нагретое черное  тело и  с помощью диафрагм получили луч света, из которого посредством призмы  или  другого  спектрального  прибора  выделили луч  с  шириной   спектра,   соответствующей  ширине спектра лазерного  излучения. Зная  мощность лазерного излучения, ширину его  спектра и  угловую расходимость луча,  можно  с   помощью  формулы   Планка  вычислить температуру  воображаемого черного  тела, использованного в качестве источника светового  луча, эквивалентного лазерному лучу. Этот расчет приведет нас к фантастической  цифре:  температура  черного   тела  должна быть порядка десятков миллионов  градусов! Удивительное свойство  лазерного луча  - его  высокая эффективная температура (даже  при относительно  малой средней мощности   лазерного   излучения  или  малой  энергии лазерного  импульса)  открывает  перед исследователями большие  возможности,  абсолютно   неосуществимые  без использования лазера.                                

Лазеры   различаются:   способом  создания   в  среде инверсной  населенности,  или, иначе  говоря, способом накачки  (оптическая  накачка,  возбуждение  электронным ударом, химическая накачка и т. п.);  рабочей средой (газы,  жидкости, стекла,  кристаллы, полупроводники и т.д.); конструкцией     резонатора; режимом работы   (импульсный,   непрерывный).   Эти различия определяются   многообразием  требований  к  характеристикам лазера в связи  с его  практическими применениями[4]. 


3. Классификация  волоконно-оптических датчиков и примеры их применения


Современные волоконно-оптические датчики позволяют определять почти все. Например, давление, температуру, расстояние, положение в пространстве, скорость вращения, скорость линейного перемещения, ускорение, колебания, массу, звуковые волны, уровень жидкости, деформацию, коэффициент преломления, электрическое поле, электрический ток, магнитное поле, концентрацию газа, дозу радиационного излучения и т.д.

Если классифицировать волоконно-оптические датчики с точки зрения применения в них оптического волокна, то, как уже было отмечено выше, их можно грубо разделить на датчики, в которых оптическое волокно используется в качестве линии передачи, и датчики, в которых оно используется в качестве чувствительного элемента. В датчиках типа "линии передачи" используются в основном многомодовые оптические волокна, а в датчиках сенсорного типа чаще всего — одномодовые[5]

Рассмотрим на примере гироскопа. Гироскоп – поисково-измерительное устройство выполняет функции детектора угловой скорости в инерциальном пространстве и по праву может называться абсолютным тахометром, являясь структурным элементом инерциальной навигационной системы, обрабатывающей информацию о местонахождении самолета или судна. В состав этой системы обычно входит три гироскопа — для измерения скорости вращения вокруг трех ортогональных осей, три акселерометра — для определения скорости и расстояния и направлении трех осей и компьютер — для обработки выходных сигналов этих приборов. К самолетным гироскопам предъявляются очень высокие требования: разрешающая способность и дрейф нуля 0,01°/ч, динамический диапазон 6 порядков, высокая стабильность (10-5) масштабного коэффи­циента преобразования угла поворота в выходной сигнал. До сих пор применялись в основном механические гироскопы, рабо­тающие на основе эффекта удержания оси вращения тела в одном направлении инерциального пространства (закон сохранения момента количества движения)[6]. Это дорогостоящие приборы, поскольку требуется высокая точность формы тела вращения и минимальное возможное трение подшипников. В отличие от механических оптические гироскопы, например, волоконно-оптические, созданные на основе эффекта Саньяка, имеют структуру статического типа, обладающую рядом до­стоинств, основные из  которых: отсутствие подвижных деталей и, следовательно, устойчивость к ускорению; простота конструкции; короткое время запуска; высокая чувствительность; высокая линейность характеристик; низкая потребляемая мощность; высокая надежность.

Кроме того, возможно снижение стоимости волоконно-оптических гироскопов за счет внедрения оптических интегральных схем. Наряду с использованием в самолетах и на судах можно ожидать по мере прогресса в технике гироскопов применения их в автомобилях, роботах и т. д.

4. Применение достижений физики и химии в военной поисковой технике (лазерная локация)

а) Наземная локация:

Как сообщает печать, за рубежом разрабатывается ряд стационарных лазерных локаторов. Эти локаторы предназначены для слежения за ракетами на начальном этапе полета, а также для слежения за самолетами и спутниками. Большое значение придается лазерному локатору, включенному в систему  ПРО и ПКО. По проекту американской системы именно оптический локатор обеспечивает выдачу точных координат головной части или спутника в систему лазерного поражения цели. Локатор типа "ОПДАР" предназначен для слежения  за ракетами на активном участке их полета[7]. Тактические требования определяют незначительную дальность действия локатора, поэтому на нем установлен  газовый лазер, работающий на гелий-неоновой смеси, излучающий электромагнитную энергию на волне 0.6328мкм при входной мощности всего 0.01Вт. Лазер работает в непрерывном режиме, но его излучение модулируется с частотой 100МГц. Передающая оптическая система собрана из оптических элементов по схеме Кассагрена, что обеспечивает очень незначительную ширину расходимости луча. Локатор монтируется на основании, относительно которого он может с помощью следящей системы устанавливаться в нужном направлении с высокой точностью. Эта следящая система управляется сигналами, которые поступают через кодирующее устройство. Разрядность кода составляет 21 единицу двоичной информации, что позволяет устанавливать локатор в нужном направлении с точностью около одной угловой секунды. Приемная оптическая система имеет диаметр входной линзы 300мм. В ней  установлен интерференционный фильтр, предназначенный для подавления фоновых помех, а также устройство, обеспечивающее фазовое детектирование отраженной ракетой сигналов. В связи с тем, что локатор работает по своим объектам, то с целью увеличения отражательной способности ракеты на нее устанавливается зеркальный уголковый отражатель, который представляет собой систему из пяти рефлекторов, обеспечивающих распределение упавшей на них световой энергии таким образом, что основная ее часть идет в сторону лазерного локатора. Это повышает эффективность отражающей способности ракеты в тысячи раз. Локатор имеет три устройства слежения по углам: точный и грубый  датчики по углам и еще инфракрасную следящую систему. Технические данные первого датчика определяются в основном оптическими характеристиками приемо-передающей системы. А так как диаметр входной оптической системы равен 300мм и фокусное расстояние равно 2000м, то это обеспечивает угловую разрешающую способность 80 угловых секунд. Сканирующее устройство имеет полосу пропускания 100Гц. Второй датчик имеет оптическую систему с диаметром 150мм и меньшее фокусное расстояние. Это дает разрешающую способность по углу всего 200 угловых секунд, т.е. обеспечивает меньшую точность, чем первый. В качестве приемников излучения оба канала оснащены фотоумножителями, т.е. наиболее чувствительными элементами из имеющихся. Перед приемником излучения располагается интерференционный фильтр с полосой пропускания всего в 1.5 ангстрема. Это резко снижает долю приходящего излучения от фона. Полоса пропускания согласована с длиной волны излучения лазера, чем обеспечивается прохождение на приемник только своего лазерного излучения. Локатор позволяет работать в пределах от 30 до 30000м. Предельная высота полета ракеты 18000м. Сообщается, что этот локатор обычно располагается от ракеты на расстоянии около 1000м  и на линии,составляющей с плоскостью полета ракеты 45 градусов. Измерение параметров движения ракеты с такой высокой точностью на активном участке полета дает возможность точно рассчитать точку ее падения. Локатор для слежения. Рассмотрим локатор созданный по заказу НАСА и предназначенный для слежения за спутниками. Он предназначался для слежения за собственными спутниками и работал совместно с радиолокатором, который выдавал координаты спутника с низкой точностью. Эти координаты использовались для предварительного наведения лазерного локатора, который выдавал координаты с высокой точностью. Целью эксперимента было определение того, насколько отклоняется истинная траектория спутника от расчетной, - чтобы узнать распределение поля тяготения Земли по всей ее сфере. Для этого на полярную орбиту был запущен спутник "Эксплорер-22". Его орбита была рассчитана с высокой точностью, но в качестве исходных данных вложили информацию, что поле тяготения определяется формой Земли, т.е. использовали упрощенную модель. Если же теперь в процессе полета  спутника наблюдалось уменьшение высоты его относительно расчетной  траектории, то очевидно, что на этом участке имеются аномалии в поле тяготения. По спутнику "Эксплорер-22" была, по сообщению НАСА, проведена  серия экспериментов и часть этих данных была опубликована. В одном из сообщений говорится, что на расстоянии 960 км. ошибка в дальности составляла 3м. Минимальный угол, считываемый с кодируемого устройства, был равен всего пяти угловым секундам. Интересно, что в это время появилось сообщение, что американцев опередили в их работе французские инженеры и ученые. Сотрудники лаборатории Сан-Мишель де Прованс провели серию экспериментов по наблюдению за тем же спутником, используя лазерный локатор своего производства.

б) Голографические индикаторы на лобовом стекле:

Для использования в прицельно-навигационной системе ночного видения, предназначенной для истребителя F-16 и штурмовика A-10 был разработан голографический индикатор на лобовом стекле. В связи с тем, что габариты кабины самолетов невелики, то с тем, чтобы получить большое мгновенное поле зрения индикатора разработчиками было решено разместить коллимирующий элемент под приборной доской. Оптическая система включает три раздельных элемента, каждый из которых обладает свойствами дифракционных оптических систем: центральный изогнутый элемент выполняет функции коллиматора, два других элемента служат для изменения положения  лучей. Разработан метод отображения на одном экране объединенной  информации: в форме растра и в штриховой форме, что достигается благодаря использованию обратного хода луча при формировании растра с интервалом времени 1.3мс, в течении которого на ТВ-экране воспроизводится информация в буквенно-цифровой форме и в виде графических данных, формируемых штриховым способом. Для экрана ТВ-трубки индикатора используется узкополосный  люминофор, благодаря чему обеспечивается хорошая селективность голографической системы при воспроизведении изображений и пропускание света без розового оттенка от внешней обстановки. В процессе этой работы решалась проблема приведения наблюдаемого изображения в соответствие с изображением на индикаторе при полетах на малых высотах в ночное время (система ночного видения давала несколько увеличенное изображение), которым летчик не мог пользоваться, поскольку при этом несколько искажалась картина, которую можно бы было получить при визуальном обзоре. Исследования показали, что в этих случаях летчик теряет уверенность, стремится лететь с меньшей скоростью и на большой высоте. Необходимо было создать систему,  обеспечивающую получение действительного изображения достаточно большого размера, чтобы летчик мог пилотировать самолет визуально ночью и в сложных метеоусловиях, лишь изредка сверяясь с приборами. Для этого потребовалось широкое поле индикатора, при котором расширяются возможности летчика по пилотированию самолета, обнаружению целей в стороне от маршрута и производству противозенитного маршрута и маневра атаки целей. Для обеспечения этих маневров необходимо большое поле зрения по углу места и азимуту. С увеличением угла крена самолета летчик должен иметь широкое поле зрения во вертикали. Установка коллимирующего элемента как можно выше и ближе к глазам летчика была достигнута за счет применения голографических элементов в качестве зеркал для изменения направления пучка лучей. Это хотя и усложнило конструкцию, однако дало возможность использовать простые и дешевые голографические элементы с высокой  отдачей.

В США разрабатывается голографический координатор для распознавания и сопровождения целей. Основным назначением такого коррелятора является выработка и контроль сигналов управления наведения ракеты на среднем и заключительном участках траектории полета[8]. Это достигается путем  мгновенного сравнения изображений земной поверхности, находящейся в поле зрения системы в нижней и передней полусфере, с изображением различных участков земной поверхности по заданной траектории, хранимым в запоминающем устройстве системы.. Таким образом обеспечивается возможность непрерывного определения местонахождения ракеты на траектории с использованием близко лежащих  участков поверхности, что позволяет проводить коррекцию курса в условиях частичного затемнения местности облаками. Высокая точность на заключительном этапе полета достигается с помощью сигналов коррекции с частотой меньше 1 Гц. Для системы управления ракетой не требуется инерциальная система координат и координаты точного положения цели. Как сообщается, исходные данные для данной системы должны обеспечиваться преварительной аэро- или космической разведкой и состоять из серии последовательных кадров, представляющих собой Фурье-спектр изображения или панорамные фотографии местности, как это делается при использовании существующего площадного коррелятора местности. Применение этой схемы, как утверждают специалисты, позволит производить пуски ракет с носителя, находящегося вне зоны ПВО противника, с любой высоты и точки траектории, при любом ракурсе, обеспечит высокую помехоустойчивость, наведения управляемого оружия после пуска по заранее выбранным и хорошо замаскированным стационарным целям. Образец аппаратуры включает в себя входной объектив, устройство преобразования текущего изображения, работающего в реальном масштабе времени, голографической линзовой матрицы, согласованной с голографическим запоминающим устройством, лазера, входного фотодетектора и электронных блоков. Особенностью данной схемы является использование линзовой матрицы из 100 элементов, имеющих формат 10x10.  Каждая элементарная линза обеспечивает обзор всей входной аппаратуры и, следовательно, всего сигнала от поступающего на вход изображения местности или цели. На заданной фокальной плоскости образуется соответственно 100 Фурье спектров этого входного сигнала. Таким образом мгновенный входной  сигнал адресуется одновременно к 100 позициям памяти. В соответствии в линзовой матрице изготавливается голографическая память большой емкости с использованием согласованных фильтров и учетом необходимых условий применения. Сообщается, что на этапе испытания системы был выявлен ряд ее важных характеристик.

1. Высокая обнаружительная способность как при низкой, так и при высокой  контрастности изображения, способность правильно опознать входную информацию, если даже имеется только часть ее.

2. Возможность плавного автоматического перехода сигналов сопровождения при смене одного изображения местности другим, содержащимся в запоминающем устройстве.

3. Возможность расширения зоны пуска ракеты путем запоминания несколько близко расположенных участков местности, из которых каждая имеет соответствующую ориентацию на цель. В процессе полета ракета может быстро переведена на заданную траекторию, зависящую от динамики ракеты.


5. Применение достижений физики и химии в поисковой технике таможенных служб


Одним из определяющих неотъемлемых элементов в повседневной досмотровой работе оперативных работников таможен является применение ими технических средств таможенного контроля (ТСТК), без которых в настоящее время уже невозможно обеспечить своевременность, качество и культуру таможенного контроля. Высокая результативность контроля достигается комплексным применением технических средств на каждом конкретном участке таможенного контроля, будь-то ручная кладь и багаж пассажиров и транспортных экипажей, контроль средне и крупногабаритных грузовых отправок и отдельно следующего багажа, контроль международных почтовых отправлений, или всех видов транспортных средств международного сообщения. Причем для таможенного контроля каждого вида перемещаемых через госграницу объектов в соответствии с технологическими схемами организации таможенного контроля должны применяться те или иные специфические виды ТСТК. Хорошее знание оперативно-технических возможностей ТСТК, современных методик и способов их применения, овладение практическими навыками работы с ними - все это в значительной степени обеспечивает высокий профессиональный уровень таможенного контроля, начиная с обоснованного начисления пошлины и до выявления предметов контрабанды.

Для однозначного толкования понятия технических средств таможенного контроля принято следующее определение:

Технические средства таможенного контроля (ТСТК) - это комплекс специальных технических средств, применяемых таможенными службами непосредственно в процессе оперативного таможенного контроля всех видов перемещаемых через государственную границу объектов с целью выявления среди них предметов, материалов и веществ, запрещенных к ввозу и вывозу, или не соответствующих декларированному содержанию[9].

Под объектами, перемещаемыми через госграницу, понимаются - ручная кладь и сопровождаемый багаж пассажиров и транспортных служащих, несопровождаемый багаж пассажиров, все виды грузов, международные почтовые отправления, транспортные средства международного сообщения и в исключительных случаях конкретные лица (когда есть достаточные основания полагать, что они являются перевозчиками контрабандных товаров).

Как видно из определения, ТСТК - это необходимое "оружие" оперативных работников таможенной службы, использование которого обеспечивает экономическую и государственную безопасность страны.

Целью проекта является: создание  максимально-насыщенного источника информации по ТСТК; объединить всех заинтересованных лиц в деятельности ТСТК, с целью развития по данному направлению общедоступной информационной базы; привлечение добровольных инвестиций для последующей организации, развития и поддержки, как научной деятельности ТСТК, так и ее огласовки.

Рассмотрим некоторые поисковые устройства.  Инспекционно-досмотровые комплексы (ИДК) предназначе­ны для интроскопии крупногабаритных объектов таможенного контроля, отличающихся значительными размерами, весом, со­ставом конструкционных материалов, повышенной плотностью загрузки различными видами перевозимых в них товаров.

В соответствии с функциональным назначением ИДК де­лятся на два вида:

— ИДК   для   интроскопии   легковых   автотранспортных средств (легковых автомашин, микроавтобусов, прицепов, пере­движных дач, отдельных грузовых упаковок, не превышающих веса порядка 3-х тонн и размеров легковых автомашин);

— ИДК   для   интроскопии   крупногабаритных   объектов, предназначенных для перевозки грузов (контейнеров, трейле­ров, рефрижераторов, железнодорожных вагонов).

Тактико-технические характеристики ИДК должны обеспе­чить: возможность визуализации содержимого указанных видов объектов, распознавание находящихся в них различных устройств, предметов и веществ; определение загруженности объема кон­тейнера товарами и осмотр пространственного расположения содержимого; координатную привязку обнаруженных предметов к местам расположения; возможность распознавания изделий из различных материалов (металлы, органические вещества); воз­можность просмотра конструктивных полостей и пространств между стенками, потолочными перекрытиями и полом контей­неров, узлов автомашин и железнодорожных вагонов.

Аппаратура позволяет осуществить детальный, фрагмен­тарный просмотр отдельных зон инспектируемого объекта и его содержимого и увеличение изображения в несколько раз. Время интроскопии одного крупногабаритного объекта состав­ляет 15—20 мин.

Системы для досмотра грузовых автомобилей:

Rapiscan 2xxx - системы, предназначенные для быстрого и эффективного инспектирования грузовых контейнеров и автомобилей. Они способны инспектировать авиационные грузовые контейнеры, большегрузные автомобили с максимальными габаритами 4,5 м по высоте, 3,5 м шириной, 25 м длиной и массой до 60 т. Такие системы используют унифицированные составляющие подсистемы для комбинирования их в различных конфигурациях для строительства оптимальных для любого применения систем.

Для получения изображения досматриваемого объекта используются высокоэнергетические рентгеновские лучи. Изображение сохраняется в компьютере системы вместе с данными товарно-транспортной накладной и другими данными, подлежащими детальному изучению или сравнению.

 Мобильная система досмотра Rapiscan 3000[10]

Источник излучения

1 кюри - Кобальтовый Источник со средней энергией 1,33 MeV и 1,17 MeV.

Отклонение луча 70 градусов.

Срок действия источника излучения: 5 лет.

Уровень радиации в кабине оператора: меньше, чем 5 микро Сивертс.

Доза радиации для сканируемого транспортного средства: меньше, чем 0,5 мР на сканируемую часть.

Защита: отдельный стальной и титановый транспортабельный корпус с двойными предохранительными заслонками. Они предназначены для безотказной работы в случае потери мощности или экстренной остановки в процессе досмотра. В другом случае заслонки нужны для автоматического заслона, обеспечивающего невозможность случайного облучения из-за отключения электричества.

Детекторная сетка

600 - (Nal) йодисто-натриевых сцинтилляционных кристаллов с фото умножителями для образования изогнутой (L-образной) сетки изображения, встроенной в устойчивую к вибрации и защищенную от воздействий окружающей среды камеру из нержавеющей стали.

Проникающая способность

150мм по стали с кобальтом, проникающая способность 175мм по стали может быть достигнута при снижении скорости сканирования.

Пропускная способность

Средняя пропускная способность для грузовика, контейнера, вагона или машины 1-3 минуты, она зависит от размера досматриваемого транспортного средства и площади установки. Пропускная способность до 5 миль в час достигается при должных условиях зоны исключения и участка контроля для досмотра транспортного средства.



Заключение


Таким образом, в ходе работы были рассмотрены следующие вопросы:

1. рассмотрены процессы развития электронных приборов в поисковой технике;

2. рассмотрено использование лазеров и оптоэлектроники в поисковой технике;

3. раскрыта классификация  волоконно-оптических датчиков и примеры их применения;

4. рассмотрены достижения физики и химии в военной поисковой технике;

5. рассмотрены достижения физики и химии в поисковой технике таможенных служб;

По первому вопросу следует отметить, что ранее физические величины измерялись главным образом механическими средствами, а сами механические измерения распространены были незначительно. Электрические же измерения ограничивались едва ли не исключительно только электростатическими. Можно сказать, что метрология, развиваясь по мере прогресса электротехники. После второй мировой войны значительные успехи в развитии электроники привели к появлению новой поисковой техники.

По второму вопросу можно сказать, что оптоэлектроника — это новая область науки и техники, которая появилась на стыке оптики и электроники. Следует также заметить, что в развитии радиотехники в поисковой технике с самого начала ХХ века постоянно прослеживалась тенденция освоения электромагнитных волн все более высокой частоты.

По третьему вопросу была раскрыта классификация волоконно-оптических датчиков и их применение. Современные волоконно-оптические датчики позволяют определять почти все: давление, температуру, расстояние, положение в пространстве, ускорение, колебания, массу, звуковые волны, электрическое поле, электрический ток, магнитное поле, концентрацию газа, дозу радиационного излучения и т.д.

По четвертому и пятому вопросу были рассмотрены применение достижение физики и химии, используемые в таможенных службах и военной технике.

Список литературы


1.     Гордон А., Форд Р. Спутник химика.  - М.: Мир, 2000.

2.     Афанасьев В.А., Заиков Г.Е. Физические методы в химии. М.: Наука,1999. (Серия "История науки и техники").

3.     Драго Р. Физические методы в химии. Т. 1, 2.  - М.: Мир, 2002.

4.     Вилков Л.В., Пентин Ю.А. Физические методы исследования в химии. Структурные методы и оптическая спектроскопия.  - М: Высшая школа, 2000.

5.     Вилков Л.В., Пентин Ю.А. Физические методы исследования в химии. Резонансные и электрооптические методы. - М.: Высшая школа, 2001.

6.     Окоси Т. Волоконно-оптические датчики. // Физикс, 2002, №7

7.     Основы волоконно-оптической связи. Перевод с англ./ под ред. Е.М.Дианова – М.: Логос, 2001

8.     Исследования Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева.// Химия, 1999. Т. 30. N 2.

9.     Поисковая и военная техника Саммерс К. // Физикс, 2002, №5

10.          Применение поисковых технологий таможенными службами // Величина, 2001, № 1



[1] Гордон А., Форд Р. Спутник химика.  - М.: Мир, 2000. – с 15.


[2] Исследования Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева.// Химия, 1999. Т. 30. N 2. -с 7

[3] Окоси Т. Волоконно-оптические датчики. // Физикс, 2002, №7 – с 18


[4] Окоси Т. Волоконно-оптические датчики. // Физикс, 2002, №7 – с 19

[5] Вилков Л.В., Пентин Ю.А. Физические методы исследования в химии. Резонансные и электрооптические методы. - М.: Высшая школа, 2001. – с 78

[6] Исследования Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева.// Химия, 1999. Т. 30. N 2. – с 21


[7] Поисковая и военная техника Саммерс К. // Физикс, 2002, №5 – с 12

[8] Поисковая и военная техника Саммерс К. // Физикс, 2002, №5 – с 14

[9] Применение поисковых технологий таможенными службами // Величина, 2001, № 1- с 34


[10] Применение поисковых технологий таможенными службами // Величина, 2001, № 1 – с 35