[發明專利]核四極矩共振系統及其使用方法

無效

• 申請號: 201310654147.8
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103760506A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: H·羅伯特;E·E·芒努松
• 申請（專利權）人: 莫弗探測公司
• 主分類號: G01R33/44
• 分類號: G01R33/44;G01R33/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬麗娜;胡莉莉

相關申請的交叉引用

本申請要求于2012年9月7日提交的序號為61／698,243、題為“NUCLEAR?QUADRUPOLE?RESONANCE?SYSTEM?AND?METHOD?OF?USING?THE?SAME”的臨時專利申請以及于2013年3月15日提交的序號為61／800,923、題為“NUCLEAR?QUADRUPOLE?RESONANCE?SYSTEM?AND?METHOD?OF?USING?THE?SAME”的臨時專利申請的優先權，并且由此通過引用的方式并入這兩個申請的全部內容。

技術領域

此處描述的實施例總體上涉及一種核四極矩共振(NQR)檢測系統，并且更具體地，涉及一種NQR檢測系統，該NQR檢測系統用于減小由NQR系統產生的檢測信號中的環境射頻干擾信號。

NQR是一種射頻(RF)光譜技術，其可以用于檢測包括四極核(例如氮14，鉀39，氯35和氯37)的材料的存在，所述四極核可指示存在感興趣的材料。如這里所使用的，術語“感興趣的材料”指的是炸藥，毒品，自制炸藥(HME)，和／或任何其他可能在所檢查的區域內構成威脅的材料。NQR已經用于行李和包裹篩查、毒品檢測和／或炸藥檢測，例如，埋藏的簡易爆炸裝置(1ED)的檢測，人員篩選，和／或地雷檢測。

至少一些已知的NQR系統包括RF發送裝置，其以與感興趣的材料相關聯的NQR頻率發送能量譜的RF部分中的波。NQR產生于NQR活性核的電四極矩與在這些核的位置處由感興趣的材料的分子中的電荷分布產生的電場梯度之間的電氣相互作用。所發送的RF波激發了由該電氣相互作用所限定的能量級之間的躍遷。當核躍遷回到平衡態時，從所述核接收到NQR響應。這種已知的NQR系統還包括接收裝置，其接收具有諧振頻率的NQR響應。待掃描的材料被放置在檢測由脈沖RF激勵場感應的NQR信號的調諧諧振電感元件(通常稱為“線圈”)之中或者附近。

在一些NQR的應用中，傳感器，例如NQR線圈，無屏蔽或者部分地屏蔽電磁(EM)場地工作。然而，這種傳感器可能會遇到低信噪比(SNR)的問題，低信噪比可能由于外部或者背景射頻干擾(RFI)的存在而被一步惡化。RFI可能是由遠處的源(即無線電臺)和／或由于傳感器附近存在其他設備(即電子和電氣設備)引起的。為了當傳感器部署在屏蔽室外部時在低誤報警率(FAR)水平下進行操作，所期望的是NQR傳感器對于外部RFI和／或環境RF噪聲的存在不敏感或者不受其影響。

至少一種已知的用于改善對環境干擾的抑制性的傳感器設計包括梯度儀線圈。梯度儀線圈不會受到空間內均勻的EM場影響。因而，梯度儀線圈僅對于EM場的空間導數敏感。另外，這種環境干擾還可以包括相當大的梯度，其具有大得足以不會被梯度儀線圈完全抵消的量值。

另一種已知的傳感器為梯度儀，其包括兩個分開的以相反方向纏繞并串聯連接的線圈。可替換地，兩個線圈以相同方向纏繞，但是在接收器處合并信號之前在其中一個線圈內執行倒相。由兩個線圈檢測的噪聲到達接收器，作為兩個具有相反相位的信號，導致噪聲的自消除。樣品總是被放置得離一個線圈比離另一個線圈更近些，使得樣品的NQR信號不被消除。然而，該傳感器具有減小SNR的缺點，這是因為在對信號求和時第二個線圈將熱噪聲加到了NQR信號上。

另外，已知的研究已經提出使用激勵RF脈沖序列，其具有復合脈沖用于消除偽信號。然而，使用這種激勵RF脈沖序列導致顯著的信噪比退化，其不利地影響了實施激勵RF脈沖序列的NQR傳感器的檢測性能。

至少一種已知的便攜式NQR系統(即，NQR棒，背包探雷器，和／或地雷檢測器)使用一組輔助天線或線圈，例如三個天線，用于有效的RFI消除。輔助天線獨立于發送／接收NQR傳感器，例如放置得離接收NQR傳感器幾英尺遠。輔助天線對可能干擾接收NQR傳感器的操作的外部EM輻射的三個垂直分量進行采樣。輔助天線可以稱作“RFI天線”，并且與接收NQR傳感器(“主NQR傳感器”)分離，并且定位在距離主NQR線圈足夠的距離處以避免RFI天線和主NQR線圈之間的干擾。這樣的NQR系統提供了RFI消除方面的相對好的性能，但是當各干擾不相關時，例如，當RFI的源距離主NQR線圈更近時和／或當存在多個RFI路徑／多個RFI源時，不會達到所期望的RFI抑制性。