Dobór punktów pomiarowych do identyfikacji materiałów metodą dopasowania widma w paśmie terahercowym

• Autorzy: Ryniec R. , Szustakowski M.

Warianty tytułu

EN

Identification of explosives by matching method in statistical well-chosen measuring points in THz range

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wzrastająca w ostatnim czasie liczba zamachów terrorystycznych z ofiarami śmiertelnymi, którymi są przypadkowi świadkowie zdarzenia, wymusza prace badawcze nad coraz skuteczniejszymi metodami i rozwiązaniami technicznymi usprawniającymi procedury wykrywania zagrożeń związanych z zamachami. Zadanie to jest szczególnie pilne, gdyż terroryści coraz częściej na miejsce potencjalnych zamachów wybierają sytuacje i miejsca, gdzie występuje duże skupisko ludzi i jednocześnie utrudnione są możliwości kontroli osób pod kątem wykrycia niebezpieczeństwa. Celem pracy jest zaprezentowanie metody analizy danych, opartej na wnioskowaniu statystycznym, wspomagającej opracowanie i implementację algorytmu identyfikacji materiałów niebezpiecznych metodą dopasowania właściwości spektralnych w paśmie terahercowym.

EN

The increasing interest in the development of identification methods of explosives in THz region over the past few years has been observed because of potential terrorist threats. To determine specific spectra properties of materials, both possible spectroscopic methods — Time Domain Spectroscopy (TDS) and Fourier Transform-Infrared Spectroscopy (FT-IR) are used to analyze different classes of compounds. Results of a single compound separated from the mixture of other natural products have already been published [16, 17]. This paper deals with an identification problem of more than one compound. This task was solved mathematically by means of the following methods: Monte Carlo including principal components analysis (PCA) methods and analytic methods. Investigations were limited to a detector, which is based on a single-frequency Quantum Dot matrix in 0.2-1.3 THz range. The mathematical analysis also includes the atmosphere influence on propagation of THz waves. By means of the presented methods, we indicated fourteen optimal frequency points and next we managed to identify one explosive from a set of ten explosives.

Słowa kluczowe

PL

technologia terahercowa; optoelektroniczne systemy wykrywania; klasyfikacja i identyfikacja; statystyczne metody analizy zbioru danych; metoda Monte Carlo

EN

THz technology; identification systems; Monte Carlo methods

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 61, nr 1
• Strony: 103--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ryniec R.

autor

Szustakowski M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, 00-908 Warszawa, ul. Kaliskiego 2,

Bibliografia

• [1] A. Pettersson, S. Wallin, Explosive detection a technology inventory FOI, Weapons and protection.
• [2] C. Baker, T. Lo, W. R. Tribe, B. E. Cole, M. R. Hogbin, M. C. Kemp, Detection of Concealed Explosives at a Distance Using Terahertz Technology, Proceedings of the IEEE, 95, 8, August 2007.
• [3] Existing and potential Standoff explosives detection techniques, Committee on the Review of Existing and Potential Standoff Explosives Detection Techniques, National Research Council, 2004.
• [4] E. Grossman et al., Passive terahertz camera for standoff security screening, Applied Optics, 49, 19, 1 July 2010.
• [5] R. M. Silverstein, F. X. Webster, D. J. Kiemle, Spektroskopowe metody identyfikacji związków chemicznych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2008.
• [6] I. Vurgaftman, J. R. Meyer, D. H. Wu, K. Bussmann, B. T. Jonker, Spectral simulation of GaAs and InAs quantum-dot terahertz detectors designed for higher-temperature operation, Journal of Applied Physics, 100, 2006.
• [7] Hai-Bo Liu, Hua Zhong, N. Karpowicz, Terahertz Spectroscopy and Imaging for Defense and Security Applications, Proceedings of the IEEE, 95, 8, August 2007.
• [8] N. Pałka, M. Szustakowski, W. Ciurapiński, R. Ryniec, P. Zagrajek, S. Cudziło, M. Możdżonek, Pomiary spektralne materiałów wybuchowych w paśmie terahercowym, Elektronika, 1, 2010.
• [9] K. Park, W. Miller, Random number generators: Good ones are hard to find, Communications of the ACM, 12, 10, October 1988.
• [10] Z. Kotulski, Generatory liczb losowych: algorytmy, testowanie, zastosowanie, Warszawa, 2001.
• [11] M. Walesiak, E. Gatnar, Statystyczna analiza danych z wykorzystaniem programu R.
• [12] S. E. Stein, D. R. Scott, Optimization and Testing of Mass Spectral Library Search Algorithms for Compound Identification, American Society for Mass Spectrometry, 1994, 5, 1994, 859-866.
• [13] Passive multiarray sensor, Royal Holloway University of London, opracowanie wewnętrzne dla projektu TeraEye.
• [14] M. Shepard, Explosives - Vehicle Borne IEDs and Suicide Bombers, S&T Stakeholders Conference, May 21-24, 2007.
• [15] Passive multiarray sensor, Royal Holloway University of London, opracowanie wewnętrzne.
• [16] Hai-Bo Liu, Y. Chen, X.-C. Zhang, Detection and identification of explosive RDX by THz diffuse reflection spectroscopy, OPTICS EXPRESS, 9 January 2006, 14, 1, 416-423.
• [17] A. Giles Davies, Terahertz spectroscopy of explosives and drugs, Materials Today, 11, 3, March 2008.