Результат интеллектуальной деятельности: МЕТАЛЛООБНАРУЖИТЕЛЬ

Изобретение относится к области разведки или обнаружения с помощью электрических или магнитных средств и может быть использована для обнаружения токопроводящих объектов, например огнестрельного оружия, холодного оружия, гранат, замаскированных в багаже или под одеждой.

Известен досмотровый металлодетектор, предназначенный для поиска металлических предметов и работающий по вихретоковому принципу обнаружения (Саулов А.Ю. Металлоискатели для любителей и профессионалов. Сборник «Наука и техника», 2004 г.).

Недостаток известного металлодетектора заключается в большом количестве ложных срабатываний вследствие реагирования на любые металлические предметы.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является обнаружитель ферромагнитных объектов, содержащий заключенные в корпус из немагнитного материала два магниточувствительных датчика, выполненных виде датчиков Холла, дифференциально включенные и закрепленные на одной оси, дифференциальный усилитель и индикаторное устройство, при этом выходы датчиков Холла соединены с входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом индикаторного устройства (полезная модель №42329, МПК G01V 3/11, опубл. 27.11.2004 г.).

Недостатком известного технического решения является то, что сигналы с обоих датчиков Холла суммируются, поэтому невозможно определить местоположение ферромагнитного предмета в зоне контроля, а также чувствительность датчиков Холла недостаточная.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является возможность регистрации положения ферромагнитного объекта в зоне контроля при увеличении чувствительности к изменениям магнитного поля.

Поставленная задача решается следующим образом.

Металлообнаружитель, содержащий размещенные в корпусе магниточувствительную систему, состоящую из двух магниточувствительных датчиков, усилитель и индикаторное устройство, согласно заявляемому техническому решению, он дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, фильтры высокой частоты и усилители, магниточувствительная система выполнена по меньшей мере из трех магниточувствительных датчиков, выполненных в виде магниторезистивных твердотельных датчиков, равномерно распределенных по высоте корпуса, а индикаторное устройство выполнено в виде блока визуализации и управления, при этом количество усилителей и фильтров высокой частоты соответствует количеству магниторезистивных твердотельных датчиков, причем каждый магниторезистивный твердотельный датчик своим выходом соединен с входом своего усилителя, выход каждого из которых подключен к входу своего фильтра высокой частоты, выходы которых соединены с входом аналого-цифрового преобразователя, который своим выходом соединен с входом блока визуализации и управления, выход которого соединен с входами магниторезистивных твердотельных датчиков.

Количество магниторезистивных твердотельных датчиков, равное по меньшей мере трем, установлено опытным путем и позволяет равномерно распределить датчики по высоте корпуса с образованием по меньшей мере трех зон регистрации изменения магнитного поля, а соединение каждого магниторезистивного твердотельного датчика, имеющего более высокую чувствительность, через усилитель и фильтр высокой частоты с аналого-цифровым преобразователем и блоком визуализации и управления позволяет оценить величину изменения магнитного поля на разных расстояниях в пределах зоны контроля, что обеспечивает возможность регистрации положения ферромагнитного объекта в зоне контроля при увеличении чувствительности к изменениям магнитного поля.

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

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

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

На фиг. 1 схематично представлено заявляемое устройство; на фиг. 2 - его структурная схема.

Металлообнаружитель содержит корпус, выполненный в виде стойки 1, внутри которой равномерно по ее высоте установлены магниторезистивные твердотельные датчики 2, 3, 4 и 5, подключенные каждый своим выходом к входу своего усилителя 6, 7, 8 и 9, каждый из которых своим выходом подключен к входу своего фильтра высокой частоты 10, 11, 12 и 13, (далее ФВЧ), выходы которых соединены с входом аналого-цифрового преобразователя 14, (далее АЦП), у которого выход соединен с входом блока визуализации и управления 15, который в свою очередь выходом соединен с входами магниторезистивных твердотельных датчиков 2, 3, 4 и 5. Все элементы заявляемого устройства размещены внутри стойки 1, за исключением блока визуализации и управления 15, который также может быть размещен и внутри стойки 1. Блок визуализации и управления 15 состоит из модуля связи с АЦП 14, а также с микроконтроллером, дисплеем, аккумуляторной батареей, модулем связи с персональным компьютером, модулем звукового оповещения (не показаны).

Металлообнаружитель работает следующим образом.

Постоянное магнитное поле Земли воздействует на магниторезистивные твердотельные датчики 2, 3, 4 и 5, сигнал с которых поступает на усилители 6, 7, 8 и 9. Далее усиленный сигнал с каждого усилителя 6, 7, 8 и 9 поступает на ФВЧ 10, 11, 12 и 13, которые необходимы для отсечения постоянного уровня, обусловленного величиной магнитного поля в конкретной точке установки металлообнаружителя. Затем сигналы со всех ФВЧ 10, 11, 12 и 13 поступают на многоканальный АЦП 14, данные с которого передаются в блок визуализации и управления 15. Каждый датчик 2, 3, 4 и 5 оснащен схемой периодического перемагничивания для того, чтобы магниторезистивный элемент датчика всегда находился в зоне максимальной чувствительности. Блок визуализации и управления 15 помимо интерфейса связи с персональным компьютером (ПК) оснащен дисплеем, пультом дистанционного управления и аккумуляторной батареей (не показаны) для возможности автономной работы. Имеется также звуковой оповещатель (не показан) о превышении уровня изменения магнитного поля в зоне контроля. По дисплею или программному обеспечению на персональном компьютере можно определить место в зоне контроля, где произошло возмущение магнитного поля. Появившийся в зоне контроля ферромагнитный предмет вызывает изменение в магнитном поле, которое воздействует на соответствующий магниторезистивный твердотельный датчик, вызывая появление на его выходе изменение напряжения, которое усиливается соединенным с ним усилителем, и, пройдя через соединенный с этим усилителем ФВЧ, поступает на АЦП 14, данные с которого поступают в блок визуализации и управления 15. Если изменения в магнитном поле больше установленного порога, происходит звуковая сигнализация, а также на дисплее происходит индикация того датчика или тех датчиков, по которым произошло превышение пороговых значений, что позволяет понять в каком месте зоны контроля появился ферромагнитный предмет. Блок визуализации и управления работает следующим образом. Данные с АЦП 14 через модуль связи с АЦП 14 поступают в микроконтроллер, который принимает решение о выводе информации на дисплей и модуль звукового оповещения. Параметры, при которых должна происходить визуализация, задаются с помощью пульта дистанционного управления, также данные о превышении изменения магнитного поля посылаются на ПК. Через модуль связи с ПК с помощью пульта дистанционного управления также можно производить настройку таких параметров, как громкость звукового оповещения, длительность визуального и звукового сигнала, просмотр статистики превышений изменения магнитного поля.

Данный металлообнаружитель может быть использован не только как обнаружитель проноса запрещенных ферромагнитных предметов, но и для изучения естественных возмущений магнитного поля, в том числе магнитного поля Земли при установке минимального порога срабатывания.

Таким образом, использование заявляемого металлообнаружителя позволяет осуществлять регистрацию положения ферромагнитного объекта в зоне контроля при увеличении чувствительности к изменениям магнитного поля.