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液体检测技术在安全检查中的应用及影响

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液体检测技术在安全检查中的应用及影响

发布日期:2013-10-26 00:00 来源:http://www.yieldtrust-top.com 点击:

     在过去的十年里,使用液态燃爆物对民用航班进行袭击的事件屡有发生,各国机场不断增加针对液体的安检和管控力度。在这一形势下,国内外的安检厂商纷纷开始研究液体检测技术,并推出了各种可应用于民航领域的液体安检设备。本文介绍了液体检测中三种主流技术及其代表设备。同时,鉴于检测技术的不断完善,欧洲民航组织(European Civil Aviation Conference,缩写ECAC)已将液体解禁纳入计划,未来中国民航的相关政策预计也有可能会随之产生变化。
 
液体检测技术在安全检查中的应用及影响 
1.引言
 
2002年5月7日,中国北方航空公司一架从北京飞往大连的航班失事,原因是一名乘客点燃了随身携带的汽油;2006年8月10日,英国警方在伦敦希斯罗机场破获了一宗使用液体炸药对一架飞往美国的航班实施恐怖袭击的未遂案件;2008年3月7日,中国南方航空公司一架从乌鲁木齐飞往北京的航班紧急备降,原因是空乘人员发现一名乘客持有可疑液体。接连发生的这些事件说明液态燃爆物已经成为不法分子和恐怖组织制造航空事端的主要工具。为此,对旅客所携带的液态物品进行安全检查已成为各国机场安检工作中的重要一环。
 
2.主流检测技术及其代表设备
2.1 X射线技术
 
X射线技术能够同时提供被检物的形态(DR图、CT图)和成分两方面信息,它已成为一种常规的安全检查技术。该技术的基本原理是:当X射线穿过被检物后,其衰减程度由被检物的线衰减系数和贯穿长度决定;不同的物质有着不同的线衰减系数,通过分析衰减后的射线强度可以计算出线衰减系数,从而完成对被检物的识别。
 
随着X射线检测技术的发展,其应用模式由早期的单一能量、单一视角发展到目前的双能量、多视角或CT的模式。当被检物为液体时,采用双能量模式能够获取被检液体的二维特征参数(如密度和等效原子序数),从而区分更多的液态物质;采用多视角或CT模式能够有效或精确重建被检液体的横截面,从而将液体和容器进行剥离,以克服容器对液体的影响,提高检测精度。为使设备的检测性能达到最佳,一般将双能量模式和多视角或CT模式综合应用。
 
双能量多视角设备的检测方式一般是将一个或多个液体放在专用托盘中,依次经过各个视角的扫描,获得各视角下的双能量投影图像,然后利用双能量投影图像计算液体的材料特征,再根据各个视角的投影图像进行截面重建得到液体的密度特征,以完成对液体的检测。
 
双能量CT设备可分为转台式和通道式两种。转台式CT设备借鉴了工业CT的工作方式,将被检液体放在一个旋转平台上进行检测;通道式CT设备则借鉴了医疗CT的工作方式,将被检液体放在输送带上进行检测。由于通道式CT设备在具有传统安检设备过包率的同时,还能提供比传统安检设备更为准确的检测结果,因此它已成为X射线安检设备的发展方向。
2.2拉曼光谱技术
 
拉曼光谱是一种能够表征物质结构的指纹光谱,它由印度科学家C.V.拉曼在1928年发现。该技术的基本原理是:使用一定频率的激发光照射被检物,激发光的一部分光子将与被检物的分子发生能量交换(光子的一部分能量传递给分子,或者分子的振动和转动能量传递给光子),从而改变光子的运动方向和频率,产生拉曼散射;利用探测器收集拉曼散射光谱,并与数据库中已有物质的拉曼光谱进行比对,完成对被检物的识别。
2.3电磁分析技术
 
和前两种技术一样,电磁分析技术也是目前使用较为普遍的一种检测技术,其基本原理是:对被检物(非导电材质)施加一定的电场,被检物在电场的作用下产生感应电荷进而削弱外加电场的强度;不同的物质对电场的削弱程度不同;通过分析电场的削弱程度可以对被检物进行识别。
 
随着科技的发展,电磁分析技术的实现方式逐渐丰富,这体现在制造商们不遗余力地将自己的“独门”技术融入其中,研发出具有鲜明特色的产品。例如:德国Emisens公司的Emili2设备(如图6所示)、意大利CEIA公司的EMA-3设备(如图7所示)。前者使用了多模态的近场微波感应技术,使得用户将被检液体放入设备检测区域后,无需其他操作,便可在1秒内得到结果。后者使用了宽频电磁复合阻抗测量技术,能够对金属容器进行液体检测。
以上三种技术都能对液体进行不开封的无损检测。为反映出每种技术的优缺点,下面从设备体积、容器限制、响应速度、检测准确度以及是否可同时检测多瓶液体五个方面对三种技术进行比较,如表1所示。
表1:三种主流液体检测技术比较
技术名称
设备体积
容器限制
响应速度
检测准确度
能否同时检测多瓶
X射线技术
一般
较高
拉曼光谱技术
非透明容器
不能
电磁分析技术
金属容器
不能
 
3.ECAC认证及其液体解禁计划
 
欧洲民航组织下属的安检设备通用评估过程(Common Evaluation Process of Security Equipment,缩写CEP)管理部门负责对LEDS(Liquid Explosive Detection Systems,液态爆炸物探测系统)设备进行测试和认证。该机构分别在荷兰、德国、法国和英国设立了4个测试中心。所有申请ECAC认证的LEDS设备均在4个测试中心完成测试,并由测试中心向CEP管理部门提交测试报告。CEP管理部门负责对测试报告进行分析,然后给出不同级别的认证。
 
ECAC的认证级别从检测性能和操作方式两个方面进行划分。从检测性能上,分为Standard1和Standard2两个级别,其中Standard2的检测性能优于Standard1。检测性能具体从可检测的液态爆炸物种类、质量、形状以及设备探测率、图像质量等方面进行考核。从操作方式上,分为Type A、Type B、Type C、Type D和Type D+五个级别,如表2所示。其中,Type A对应的操作最为繁琐,Type D+对应的操作最为简单。
表2:ECAC认证中操作方式的等级划分
等级名称
操作说明
Type A
单瓶检测,需要将液体从包裹取出,需要打开容器对液体采样。
Type B
单瓶检测,需要将液体从包裹取出。
Type C
多瓶检测,需要将液体从包裹取出。
Type D
不需要将液体从包裹中取出。
Type D+
当包裹中装有复杂电子产品(例如:笔记本电脑)时,仍然可以检测。
 
随着LEDS设备检测能力的不断提高(例如:美国Reveal公司最新研制的CT-800,如图8所示,已经通过ECAC的Type D Standard2和Type D+ Standard1认证),欧盟开始制定机场液体的解禁计划。欧盟曾计划从2011年4月底开始,允许旅客携带液体,但液体必须经过LEDS设备检测,而参与检测的设备至少具有ECAC的Type C Standard1认证。后来,由于部分欧盟国家尚未准备妥当,该液体解禁计划被迫推迟。新的计划是从2013年4月29日开始,届时将完全解除对机场旅客携带液体的限制。
此外,在欧盟委员会 EU-185-2010号条例《航空安全基本公共标准的实施细则》中制定了LEDS设备的部署计划:从2014年4月29日开始,机场新安装的LEDS设备必须满足Standard2,之前安装的Standard1设备可继续使用;从2016年4月29日开始,机场新安装和使用的设备必须全部满足Standard2,之前所有的Standard1设备停止使用。事实上,这为全球安检厂商的LEDS设备研制起到了明确的指导作用。
 
4.结语
 
2008年3月14日,中国民用航空局发布了《关于禁止旅客随身携带液态物品乘坐国内航班的公告》。公告中规定,乘坐国内航班的旅客一律禁止随身携带液体物品,但可携带少量容积不超过100毫升的自用化妆品,同时糖尿病患者或其他患者可携带必需的液态药品,所有携带的液态物品必须通过安全检查确认。
 
随着液体检测技术的发展,液体检测设备性能的不断增强,针对液态物品的安全检查方案将逐步取得民航安全管理部门的认可。同时,随着欧盟对旅客携带液态物品的完全解禁,其相关法规和实施方法势必对其它国家民航的液体解禁具有较大的借鉴作用,伴随着液体解禁计划的实施,将为各国民航旅客的出行提供更大的便利。

相关标签:安检机

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