RU49287U1 - Металлообнаружитель - Google Patents

Abstract

Полезная модель предназначена для обнаружения металлических объектов (преимущественно огнестрельного оружия), проносимых проверяемыми лицами под одеждой через зону контроля. Полезная модель направлена на увеличения ширины зоны контроля при сохранении мощности излучения в допустимых пределах в соответствии с "Нормами 4-87 Государственной комиссии по радиочастотам СССР Общесоюзные нормы допускаемых радиопомех". Поставленная задача решается тем, что в металлообнаружителе выполненном в виде двух вертикальных стоек, внутри которых установлены две намагничивающие катушки и две приемные катушки, причем намагничивающие катушки соединены между собой последовательно и подключены к генератору, а две приемные катушки, соединены между собой последовательно и подключены к усилителю, выход которого подключен к первому входу синхронного детектора, выход которого соединен со входом анализатора, выход которого соединен со входом блока индикации, устройство управления, первый выход которого соединен со входом генератора, а второй выход соединен со вторым входом синхронного детектора, дополнительно намагничивающие катушка установлены ортогонально в центре одной из стоек, при этом одна из намагничивающих катушек установлена вертикально, а вторая - горизонтально перпендикулярно плоскости зоны контроля и приемные катушки установлены симметрично горизонтально и встречно в другой стойке, причем расстояние между приемными катушками выбирается в зависимости от ширины зоны контроля. Таким образом достигается рабочая ширина зоны контроля 1.8-2.1 м.

Description

Полезная модель предназначена для обнаружения металлических объектов (преимущественно огнестрельного оружия), проносимых проверяемыми лицами под одеждой через зону контроля.

Основные требования, предъявляемые к подобным устройствам - это малые размеры и высокая достоверность обнаружения запрещенных объектов.

Малые размеры элементов металлообнаружителя позволяют встраивать (камуфлировать) его в существующие архитектурные сооружения (проходы, коридоры, дверные проемы) и офисную мебель. Высокая достоверность или низкий уровень ложных срабатываний должны обеспечиваться за счет высокой помехозащищенности от внешних несанкционированных воздействий и промышленных помех и многокомпонентного анализа проносимых металлических предметов (вес, объем, вид металла).

Известен Металлообнаружитель, [патент США, №5859532, оп. 12 января 1999 года] выполненный в виде ворот П-образной формы и состоящий из двух вертикальных стоек и верхней перекладины. В одной из вертикальных стоек установлены намагничивающие катушки, а в другой - приемные катушки. Векторы намагничивания намагничивающих катушек и векторы чувствительности приемных катушек формируются таким образом, что каждая из намагничивающих катушек имеет свою приемную катушку, т.е. они работают в паре, и таким образом разделяют всю зону контроля на сектора. В дальнейшем сигналы с приемных катушек обрабатываются цифровым процессором и визуально отображаются блок индикации.

Недостатком такой конструкции является небольшая ширина зоны контроля. Обычно она составляет 0.9-1.0 м и данный Металлообнаружитель

используется для контроля стандартного дверного проема. При увеличении ширины зоны контроля приходится неизбежно увеличивать поле намагничивания, т.е. мощность излучения. Однако это приведет к нарушению требований стандарта "Нормы допускаемых индустриальных радиопомех", установленных Государственной комиссией по радиочастотам.

Наиболее близким к заявляемому является металлообнаружитель [Свидетельство на полезную модель РФ №26139, оп. 10 ноября 2002 года], выполненный в виде ворот П-образной формы. Металлообнаружитель содержит две намагничивающие и две приемные катушки, причем намагничивающие катушки устанавливаются в соседних углах контролируемой зоны, а приемные катушки - в противоположных углах. Две намагничивающие катушки подключены к генератору, а две приемные катушки, соединенные между собой последовательно, подключены к усилителю, выход которого подключен к первому входу синхронного детектора, выход которого соединен со входом анализатора, выход которого соединен со входом индикатора, устройство управления, первый выход которого соединен со входом генератора, а второй выход соединен со вторым входом синхронного детектора.

Однако такое расположение приемных катушек и намагничивающих катушек не позволяет создать широкую зону контроля, так как при раздвижении вертикальных стоек ворот в центре образуется вертикальная "мертвая" зона чувствительности. Обычно ширина контролируемой зоны составляет 0.9.-1.2 метра. Устранить "мертвую" зону возможно путем увеличения мощности излучения намагничивающих катушек. Однако, как известно из физики, увеличение размеров зоны контроля в 2 раза, требует увеличения мощности более чем в 100 раз. Это неизбежно приведет к недопустимому уровню радиопомех.

В основу полезной модели поставлена задача увеличения ширины зоны контроля при сохранении мощности излучения в допустимых пределах в

соответствии с "Нормами 4-87 Государственной комиссии по радиочастотам СССР. Общесоюзные нормы допускаемых радиопомех".

Поставленная задача решается тем, что в металлообнаружителе, выполненном в виде двух вертикальных стоек, внутри которых установлены две намагничивающие катушки и две приемные катушки, причем намагничивающие катушки соединены между собой последовательно и подключены к генератору, две приемные катушки, соединены между собой последовательно и подключены к усилителю, выход которого подключен к первому входу синхронного детектора, выход которого соединен со входом анализатора, выход которого соединен со входом блока индикации, устройство управления, первый выход которого соединен со входом генератора, а второй выход соединен со вторым входом синхронного детектора, согласно полезной модели намагничивающие катушка установлены ортогонально в центре одной из стоек, при этом одна из намагничивающих катушек установлена вертикально, а вторая горизонтально перпендикулярно плоскости зоны контроля и приемные катушки установлены горизонтально и встречно в другой стойке, причем расстояние между приемными катушками выбирается в зависимости от ширины зоны контроля.

Причем ширина зоны контроля изменяется в пределах 1.8-2.1 м, а расстояние между приемными катушками соответственно изменяется в пределах 1.1-1.Ом.

Установка двух намагничивающих катушек ортогонально в центре одной их вертикальных стоек создает двухвекторное намагничивающее поле, которое, с одной стороны позволяет устранить "мертвые" зоны чувствительности, а другой стороны повысить уровень полезного сигнала от объекта обнаружения, вне зависимости от его положения относительно намагничивающего поля. Это позволило увеличить ширину зоны контроля до двух метров, без увеличения мощности поля намагничивающих катушек.

На фиг.1 представлено схематическое изображение расположения приемных и намагничивающих катушек в вертикальных стойках и линий магнитного поля;

- на фиг.2 - схематическое изображение полюсов приемных и намагничивающих катушек;

- на фиг.3 - электрическая схема;

- на фиг.4 - показано одно из возможных применений металлообнаружителя;

- на фиг.5 - блок индикации.

Конструктивно металлообнаружитель (фиг.1) выполнен в виде двух вертикальных стоек 1 и 2. В стойке 1 размещены намагничивающая катушка 3, установленная вертикально и намагничивающая катушка 4, установленная горизонтально и перпендикулярно плоскости зоны контроля, причем намагничивающие катушки 3 и 4 размещены в центре. В стойке 2 размещены приемные катушки 5 и 6, установленные горизонтально и параллельно плоскости зоны контроля. За горизонтальное или вертикальное расположение катушек принимается соответственно горизонтальное или вертикальное расположение осей катушек. Ширина зоны контроля S составляет 1.8-2.1 м. Расстояние Н между приемными катушками, установленными симметрично, соответственно составляет 1.1-1.0 м.

Намагничивающие катушки 3 и 4, создающие равномерное переменное магнитное поле возбуждения в зоне 7 контроля, соединены последовательно и подключены к генератору 8 переменного тока. Приемные катушки 5 и 6, включены последовательно и градиентометрически, для вычитания сигналов, наведенных однородной внешней помехой. Свободные выводы приемных катушек 5 и 6 соединены со входом усилителя 9. Первый выход устройства 10 управления соединен со входом генератора 8, а второй выход со вторым входом синхронного детектора 11, выход усилителя 9 соединен с первым входом синхронного детектора 11, выход которого соединен со входом анализатора 12, выход которого соединен со входом блока 13 индикации.

Блок 13 индикации (фиг.5) содержит цифровой дисплей 14, сигнальную лампочку 15 и светодиодную "линейку" 16 левого канала, а также сигнальную лампочку 17 и светодиодную "линейку" 18 правого канала. Левый канал предназначен для отображения сигналов от объектов из цветного металла, а правый канал - для ферромагнитных объектов. Блок 13 индикации может быть оснащен звуковой сигнализацией, а также иметь возможность подключения внешних блокирующих устройств турникета.

Металлообнаружитель работает следующим образом. Переменный ток, вырабатываемый генератором 8, протекая по намагничивающим катушкам 3 и 4, вызывает появление в зоне контроля 7 переменного магнитного поля. В приемных катушках 5 и 6 наводится ЭДС, которая поступает на вход усилителя 9. Переменные поля индустриальных помех от отдаленных источников, воздействуя на приемные катушки 5 и 6, вызывают появление на их выходах приблизительно одинаковых по величине, но противофазных напряжений, которые взаимно компенсируются на входе усилителя 9 и не оказывают заметного влияния на функционирование заявляемого устройства. Сигнал, наведенный в приемных катушках 5 и 6 от поля, создаваемого намагничивающими катушками 3 и 4 при отсутствии металлических предметов в зоне 7 контроля, принимается за исходный, нулевой уровень. Далее этот сигнал поступает на синхронный детектор 11. Одновременно на синхронный детектор 11 поступает сигнал с устройства 10 управления.

При появлении в зоне 7 контроля металлического предмета (на чертеже не показан), подлежащего обнаружению (например, пистолета), этот предмет намагничивается переменным полем намагничивающих катушек 3 и 4, в результате чего вокруг него возникает веерообразно расходящееся переменное поле переизлучения. Селективным параметром обнаруживаемого предмета является индуцированный в нем магнитный момент. Компоненты этого поля воздействуют на приемные катушки 5 и 6, вызывая появление на их выходах соответствующих переменных напряжений.

Устройство работает в двух режимах. В первом режиме измеряется синфазная с током возбуждения составляющая полезного сигнала, что позволяет по изменению знака на выходе синхронного детектора судить о материале объекта (цветной или ферромагнитный), а также по величине (амплитуде) сигнала величину наведенного магнитного момента, который примерно пропорционален объему обнаруживаемого предмета. Во втором режиме измеряется квадратурная составляющая полезного сигнала, которая пропорциональна электромагнитным потерям в обнаруживаемом предмете. Они имеют характерную частотную зависимость и зависят от состава объекта, его объема и формы. Это позволяет использовать дополнительную селективность при обнаружении конкретного объекта на фоне остальных бытовых предметов, находящихся у человека (монеты, перочинные ножи, часы, ключи и т.д.) и обеспечивает высокую достоверность обнаружения запрещенных предметов.

Режимы работы металлообнаружителя задаются устройством 10 управления, которое посылает управляющие сигналы на синхронный детектор 11. Выделенные и первично обработанные сигналы, несущие информацию об амплитуде и квадратурной составляющей полезного сигнала поступают на анализатор 12. Анализатор 12 осуществляет вторичную обработку сигналов, анализируя все селективные компоненты, и выдает информацию о металлическом предмете. Информация отображается блоком индикации 13. На цифровом 14 дисплее отображаются текущие параметры настройки. Левый канал используется для отображения сведений по цветным металлам, а правый канал - по ферромагнитным металлам. Сигнальная лампа 15 левого канала включается при превышении полезного сигнала порога срабатывания для цветных металлов, что говорит о наличии запрещенного объекта, а диодная "линейка" 16 отображает уровень сигнала левого канала. Сигнальная лампа 17 правого канала включается при превышении полезного сигнала порога срабатывания для ферромагнитных металлов, что говорит о

наличии запрещенного объекта, а диодная "линейка" 18 отображает уровень сигнала правого канала.

Claims (2)

1. Металлообнаружитель, выполненный в виде двух вертикальных стоек, внутри которых установлены две намагничивающие катушки и две приемные катушки, причем намагничивающие катушки соединены между собой последовательно и подключены к генератору, а две приемные катушки соединены между собой последовательно и подключены к усилителю, выход которого подключен к первому входу синхронного детектора, выход которого соединен со входом анализатора, выход которого соединен со входом блока индикации, устройство управления, первый выход которого соединен со входом генератора, а второй выход соединен со вторым входом синхронного детектора, отличающийся тем, что намагничивающие катушка установлены ортогонально в центре одной из стоек, при этом одна из намагничивающих катушек установлена вертикально, а вторая - горизонтально перпендикулярно плоскости зоны контроля и приемные катушки установлены симметрично горизонтально и встречно в другой стойке, причем расстояние между приемными катушками выбирается в зависимости от ширины зоны контроля.

2. Металлообнаружитель по п.1, отличающийся тем, что ширина зоны контроля изменяется в пределах 1,8-2,1 м, а расстояние между приемными катушками соответственно изменяется в пределах 1,1-1,0 м.