警犬訓練用T N T氣味濃度控制方法研究

龍成生 王 辛 吳德華

警犬訓練用T N T氣味濃度控制方法研究

龍成生 王 辛 吳德華

在搜爆犬訓練中，建立犬對爆炸物氣味的聯系和培養犬對爆炸物氣味的搜索能力，需要將相應的爆炸物原物作為氣味源。在日常訓練中，訓導員每日均需要接觸相應的爆炸物并采集其氣味供訓練使用。警犬作業能力是以能感知的目標物氣味濃度來衡量的。在一般情況下，警犬能夠感知示警的目標物氣味濃度越低，則該警犬的相應作業能力就越高。警犬作業能力的培養是依據訓導員利用不同濃度的氣味量來進行漸進式訓練誘導的。因而，氣味源濃度的不確定性，對警犬工作能力的培養有很大的影響。目前，大多數訓導員是將氣味吸附介質與爆炸物原物裝在同一密閉容器中，使吸附介質感染爆炸物氣味后進行相關訓練。吸附介質感染的爆炸物氣味濃度常用感染時間的長短來衡量，且主要依靠經驗決定感染的時長。為了解決警犬訓練用TNT氣味濃度控制這一難題，我們研究了熱法控制TNT氣味濃度技術。熱法控制TNT氣味濃度的基本原理是將固態TNT加熱至液體狀態，使其揮發性能大幅度提高，再利用惰性氣體將氣態爆炸物吹出，最后在常溫（或低溫）下用吸附介質收集爆炸物氣味。爆炸物氣味的濃度由加熱溫度、氣流流速及收集時長共同決定。

一、實驗

（一）材料與儀器

氣相色譜儀（Varian CP3800）、內徑0.53mm去活性空白毛細管、樣品瓶（帶硅膠密封墊）、紗布、電子天平（精度0.01mg）、干燥器、一次性手套、不銹鋼鑷子。

（二）實驗裝置

圖1　TNT氣味濃度控制裝置示意圖

警犬訓練用TNT氣味濃度控制由氣相色譜儀器完成，加熱溫度為柱溫箱（恒溫82℃，精度為0.1℃），流量為載氣流量（量程為0.1～50.0 ml/min，精度0.1 ml/ min）。氣路由內徑0.53mm去活性空白毛細管組成，連接示意圖見圖1。

（三）實驗過程

將約2.00g的TNT樣品裝入樣品瓶中，再放入干燥器中，室溫放置，稱重，直至恒重，記為m0，同時稱量樣品管的質量，記為S0。將裝有TNT的樣品瓶按圖1接入管路中，調節載氣流量，設置柱溫箱溫度，開始記時。24h后，取下樣品瓶，置于干燥器中冷卻至室溫，稱重，直至恒重，記為m1， 同時稱量樣品管的質量，記為S1。本實驗中，柱溫箱溫度設定為82℃恒溫，載氣流量為10、20、30、40、50 ml/min，各流速均重復4次。

（四）數據處理

裝TNT的樣品瓶中TNT的吹脫量為m1～m0，樣品管收集TNT的量為S1～S0。將每種流速的4次稱量值取平均值，作為該流速下TNT樣品的吹脫量或收集量。

二、結果與討論

（一）TNT樣品的吹脫量

在82℃恒溫條件下，TNT由固態轉變為液態，揮發性明顯增強。連續吹脫24h后，吹脫量隨流速的增加而增加，實驗結果如表1所示。

表1　82℃不同流速條件下TNT的吹脫量（n=4）

（二）樣品管的TNT收集量

在室溫 （25℃） 條件下，氣態TNT迅速凝結為固體，因此載氣攜帶TNT氣態分子經過樣品管時，被吸附介質攔截吸附，停留在吸附介質上。0.5g的棉質吸附介質連續收集24h后，其收集量隨流速的增加而增加，實驗結果見表2。

表2　常溫下棉質吸附介質對TNT的收集量（n=4）

（三）流速對爆炸物氣味濃度的控制

在進行吸附介質收集量（m，單位為mg）與流速（μ，單位為ml/min）之間的線性擬合時，我們先將收集量進行數據轉換，即對收集量先取對數再取負值。當收集量為m時，經變換后的值為-lgm。然后，我們對流速與-lgm進行線性擬合，結果如圖2所示，擬合公式為：

圖2　流速與-lgm的擬合曲線

將上式變換后，得到：

式中m為吸附介質的收集量，單位為mg；μ為載氣流速，單位為ml/min，取值范圍10～50 ml/ min。因此，為制備一定濃度的TNT氣味，只要控制載氣流速就能達到制備要求。

三、結論

我們對固態TNT的吹脫溫度、收集溫度、流速等對TNT氣味濃度的影響進行了實驗。結果表明，在吹脫溫度為82℃、收集溫度為25℃、吸附介質為棉質品時，吹脫收集24h后，吸附介質的收集量的負對數與流速成線性關系。因此，利用熱法通過控制流速，可以達到控制警犬訓練用TNT氣味濃度的目的。

（作者單位：公安部南京警犬研究所，210012）

（編輯：顏 勤）