Результат интеллектуальной деятельности: МЕТАЛЛООБНАРУЖИТЕЛЬ

Изобретение относится к поисковым устройствам и предназначена для обнаружения металлических объектов (преимущественно огнестрельного оружия), проносимых проверяемыми лицами под одеждой через зону контроля.

Основные требования, предъявляемые к подобным устройствам, являются небольшие габаритные размеры и высокая достоверность обнаружения запрещенных объектов.

Известен металлообнаружитель, содержащий две последовательно соединенные намагничивающие катушки, установленные в соседних углах контролируемой зоны и подключенные к генератору, две последовательно и градиентометрически соединенные приемные катушки, установленные в противоположных углах контролируемой зоны и свободные выходы которых подключены к переменному резистору, усилитель, 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, причем управляющий выход переменного резистора соединен со входом усилителя (патент №26139, МПК G01V 3/11, опубл. 10.11.2002 г.).

Недостатком известного технического решения является узкая зона контроля, составляющая всего 0,9-1,0 м.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является металлообнаружитель, выполненный в виде двух вертикальных стоек, внутри которых установлены две намагничивающие катушки, соединенные последовательно и подключенные к генератору, две приемные катушки, соединенные последовательно и подключенные 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, при этом намагничивающие катушки установлены ортогонально в центре одной из стоек, одна из которых установлена вертикально, вторая - горизонтально, перпендикулярно плоскости зоны контроля, а приемные катушки установлены симметрично горизонтально и встречно в другой стойке, расстояние между которыми выбирается в зависимости от ширины зоны контроля, меняющейся в пределах 1,8-2,1 м., и соответственно изменяющимся расстоянием между приемными катушками в пределах 1,1-1,0 м (патент №49287, МПК G01V 3/11, опубл. 10.11.2005 г.).

Недостатком известного технического решения также является достаточно узкая зона контроля.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в увеличении ширины зоны контроля при сохранении мощности излучения в допустимых пределах.

Поставленная задача решается следующим образом.

В металлообнаружителе, выполненном в виде двух вертикальных стоек, внутри одной из которых установлена по меньшей мере одна намагничивающая катушка, подключенная к генератору, а внутри другой установлена по меньшей мере одна приемная катушка, подключенная к усилителю, выход которого подключен к первому входу синхронного детектора, выход которого соединен с входом анализатора, у которого выход соединен с входом блока индикации, устройство управления, первый выход которого соединен с входом генератора, а второй выход соединен с вторым входом синхронного детектора, согласно заявляемому техническому решению, намагничивающая катушка установлена горизонтально на одной из стоек, выполнена соизмеримой с высотой стойки с намоткой проволоки одной половины катушки по часовой стрелке, а второй половины катушки - против часовой стрелки, а приемная катушка установлена на другой стойке, выполнена соизмеримой с высотой стойки и выполнена по меньшей мере из двух пар секций, расположенных под углом 45° к вертикали, в каждой паре которых одна из секций выполнена с намоткой проволоки по часовой стрелке, а другая - с намоткой проволоки против часовой стрелки.

Выполнение намагничивающей катушки с намоткой проволоки одной половины катушки по часовой стрелке, а второй половины катушки - против часовой стрелки и соизмеримой с высотой стойки, ее установка горизонтально, а также выполнение приемной катушки по меньшей мере из двух пар секций, расположенных под углом 45° к вертикали, в каждой паре которых одна из секций выполнена с намоткой проволоки по часовой стрелке, а другая с намоткой проволоки против часовой стрелки, и соизмеримой с высотой стойки, ее установка горизонтально обеспечивает создание намагничивающего поля, которое меняет знак по направлению прохода, что позволяет увеличить отклик от проносимого предмета, наведенный на приемную катушку, и уменьшить разницу отклика при проносе вытянутого объекта под разными углами относительно намагничивающего поля. Это позволяет изменять ширину зоны контроля от 0,8 м до 2,1 м без увеличения мощности поля намагничивающей катушки.

Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое техническое решение новым.

Из уровня техники не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого устройства, поэтому оно соответствует критерию изобретательского уровня.

Возможность осуществления заявляемого устройства в промышленности позволяет считать его соответствующим критерию промышленной применимости.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение расположения намагничивающей и приемной катушек со схематическим изображением их полюсов; на фиг. 2 - электрическая схема; на фиг. 3 - блок индикации; на фиг. 4 - одно из возможных применений металлообнаружителя.

Металлообнаружитель выполнен в виде двух вертикальных стоек 1 и 2. В стойке 1 горизонтально установлена намагничивающая катушка 3, соизмеримая с высотой стойки 1, подключенная к генератору 5 переменного тока и у которой одна часть выполнена с намоткой проволоки по часовой стрелке, а другая часть - против часовой стрелки. В стойке 2 горизонтально установлена приемная катушка 4, соизмеримая с высотой стойки 2, выполненная из шести секций, расположенных под углом 45° к вертикали и чередующихся с намоткой проволоки по часовой и против часовой стрелок. Приемная катушка 4 соединена со входом усилителя 6. Первый выход устройства управления 7 соединен со входом генератора 5, а второй выход - со вторым входом синхронного детектора 8. Выход усилителя 6 соединен с первым входом синхронного детектора 8, выход которого соединен со входом анализатора 9, выход которого соединен со входом блока индикации 10. Блок индикации 10 содержит закрепленный на корпусе 11 цифровой дисплей 12, сигнальную лампочку 13 и светодиодную линейку 14 левого канала, а также сигнальную лампочку 15 и светодиодную линейку 16 правого канала. Левый канал предназначен для отображения сигналов от объектов из цветного металла, а правый канал - для ферромагнитных объектов. Блок индикации 10 может быть оснащен звуковой сигнализацией, а также иметь возможность подключения внешних устройств.

Металлообнаружитель работает следующим образом.

Переменный ток, вырабатываемый генератором 5, протекая по намагничивающей катушке 3, вызывает появление переменного магнитного поля в зоне контроля. В приемной катушке 4 наводится ЭДС, которая поступает на вход усилителя 6. Переменные поля индустриальных помех от отдаленных источников, воздействуя на приемную катушку 4, компенсируются за счет того, что секции катушки намотаны в разные стороны через одну, и на входе усилителя 6 не оказывают заметного влияния на функционирование заявляемого металлообнаружителя. Сигнал, наведенный в приемной катушке 4 от поля, создаваемого намагничивающей катушкой 3 при отсутствии металлических предметов в зоне контроля, принимается за исходный нулевой уровень. Далее этот сигнал поступает на синхронный детектор 8, на который одновременно поступает сигнал с устройства управления 7. При появлении в зоне контроля металлического предмета, подлежащего обнаружению, этот предмет намагничивается переменным полем намагничивающей катушки 3, в результате чего вокруг него возникает переменное поле переизлучения. Селективным параметром обнаруживаемого предмета является индуцированный в нем магнитный момент. Компоненты этого поля воздействуют на приемную катушку 4, вызывая появление на их выходах соответствующих переменных напряжений.

Металлообнаружитель работает в двух режимах. В первом режиме измеряется синфазная с током возбуждения составляющая полезного сигнала, что позволяет по изменению знака на выходе синхронного детектора 8 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 управления 7, которое посылает управляющие сигналы на синхронный детектор 8. Выделенные и первично обработанные сигналы, несущие информацию об амплитуде и квадратурной составляющей полезного сигнала, поступают на анализатор 9, который осуществляет вторичную обработку сигналов, анализируя все селективные компоненты, и выдает информацию о металлическом предмете. Информация отображается блоком индикации 10. На цифровом дисплее 12 отображаются текущие параметры настройки. Левый канал используется для отображения сведений по цветным металлам, а правый канал - по ферромагнитным металлам. Сигнальная лампа 13 левого канала включается при превышении полезного сигнала порога срабатывания для цветных металлов, что говорит о наличии запрещенного объекта, а диодная линейка 14 отображает уровень сигнала левого канала. Сигнальная лампа 15 правого канала включается при превышении полезного сигнала порога срабатывания для ферромагнитных металлов, что говорит о наличии запрещенного объекта, а диодная линейка 16 отображает уровень сигнала правого канала.

Таким образом, как показали опытные испытания, благодаря конструктивным усовершенствованиям намагничивающей и приемной катушек достигнуто увеличение ширины зоны контроля, которая изменяется от 0,8 м до 2,1 м при сохранении мощности излучения в допустимых пределах.