Рамка металлодетектор: принцип работы

Металлодетектор – это электронный инструмент для обнаружения металла. Используется при его поиске в объектах или под землей. Рамка-металлодетектор представляет собой металлоискатель, который установлен в дверном проеме и служит для поиска предметов, спрятанных на теле человека, проходящего через него. Используется для проверки безопасности в пунктах доступа в тюрьмах, судах и в аэропортах для обнаружения скрытого на теле человека оружия.

Принцип работы

Простейшая форма металлоискателя представляет собой генератор переменного тока и катушку. Ток, проходя через последнюю, создает переменное магнитное поле. Если вблизи катушки появляется электропроводящий металл, то в нем индуцируются вихревые токи, создающие собственное магнитное поле.

Самым большим техническим изменением в детекторах стало развитие системы индукционного баланса. Она состоит из двух электрически сбалансированных катушек. Когда поблизости находится металл, баланс исчезает. Детекторы могут определять различные металлы, поскольку под действием переменного тока у них проявляются разные фазочастотные свойства.

Импульсная индукция

Широкое распространение получили детекторы импульсно-индукционного типа. У них в качестве передатчика и приемника может использоваться одна или несколько катушек. Через катушку передатчика пропускаются мощные короткие импульсы тока, каждый из которых генерирует магнитное поле. Когда сигнал прекращается, магнитное поле меняет полярность и резко уменьшается. Результатом является электрический всплеск продолжительностью в несколько микросекунд, который вырабатывает в катушке электрический ток, называемый отраженным импульсом. Его продолжительность чрезвычайно мала. Затем снова посылается импульс, и процесс повторяется.

Типичная рамка-металлодетектор на основе данной технологии посылает около 100–500 импульсов в секунду. Частота может сильно варьироваться в зависимости от стиля и модели. Если в рамку поместить металлический предмет, импульс создает в нем противоположное магнитное поле. Когда поле импульса сжимается, магнитное поле объекта увеличивает продолжительность отраженного импульса. Это явление похоже на эхо. Если кричать в комнате, где мало твердых поверхностей, то отраженный звук можно не услышать совсем. Если же твердых поверхностей много, то отзвук длится дольше. В импульсном индукционном сканере магнитные поля объектов добавляют свое «эхо» к отраженному импульсу.

Длину отраженного импульса в металлодетекторе контролирует специальная схема. Сравнивая фактическую продолжительность с ожидаемой, можно определить, вызвано ли это другим магнитным полем. Если отраженный сигнал длится на нескольких микросекунд дольше, чем обычно, то, скорее всего, это результат вмешательства металлического объекта. Схема отправляет получаемые слабые импульсы в интегратор, который усиливает их и преобразует в постоянный ток. Напряжение постоянного тока подключено к аудиосхеме, где оно изменяется на тон, который использует металлодетектор, чтобы указать, что объект найден.

Мультисенсорная детекция

При использовании данной технологии передатчики и датчики приемника сканируют человека с обеих сторон. Используются магнитные поля низкой интенсивности, которые безопасны для пользователей кардиостимуляторов сердца, беременных женщин, пленочных и магнитных носителей. Металлические объекты анализируются 33 000 раз в секунду. Это контрастирует с детекторами импульсной индукции, у которых частота намного меньше. Многофункциональная сенсорная матрица в 80 раз быстрее проводит анализ и позволяет находить металлические объекты с большой точностью и в широком диапазоне скоростей их движения.

Для цифровой обработки сигналов используется цифровой процессор, а стабильную работу обеспечивает диагностическая программа самоконтроля. Схема обнаружения работает постоянно. От частых ложных срабатываний, характерных для многих детекторов, позволяют избавиться высокоэффективные алгоритмы подавления электромагнитных помех. Технология может использоваться в средах, где большинство других технологий оказываются неработоспособными.

Контрольный досмотр

Технология поиска металлов была адаптирована для досмотра пассажиров авиакомпаний. Первоначально конструкция пряталась в большой цилиндрической трубе. В конечном итоге была создана прямоугольная рамка-металлодетектор, в аэропортах ставшая стандартной. Используются как системы переменного тока, так и импульсные системы, а дизайн катушек и электроники постоянно прогрессирует в сторону улучшения их различающей способности (дискриминации). Можно узнать приблизительную высоту металлического объекта над землей, что дает возможность сотрудникам службы безопасности быстрее находить источник сигнала. Для более точного определения местонахождения искомого предмета используются ручные устройства небольшого размера. Арочные рамки металлодетекторов разрабатываются для обеспечения высокой пропускной способности с небольшим процентом ложных срабатываний. Целевые объекты, такие как оружие и ножи, обнаруживаются постоянно и точно, а личные предметы, такие как ключи, монеты, пряжки и очки, пропускаются без сигнала тревоги.

Типы

Стационарные рамки-металлодетекторы бывают однозонными и многозонными. Последние могут определять приблизительное местонахождение цели. Например, если человек проходит через рамку металлодетектора со скрытым оружием, расположенным в области лодыжек, то и однозонная, и многозонная модификации его обнаружат. Разница заключается в том, что многозонный вариант может идентифицировать местоположение цели на теле индивидуума.

В многозонной рамке используется техника измерения непрерывной волны множественными датчиками, а не обычный импульсно-индукционный метод. Это повышает эффективность скрининга и снижает эксплуатационные расходы. Несколько зон обнаружения позволяют определить точное местонахождение скрытого оружия. При этом дисплей показывает, находится ли оружие слева, справа или по центру тела человека, который проходит досмотр, и находится ли оно на лодыжке, колене, талии, груди или на высоте головы. Если спрятано более одного металлического предмета, то каждый из них будет обнаружен с указанием его местоположения. Во время последующего ручного поиска сотрудники службы безопасности могут сразу найти объект или объекты, ставшие источниками сигнала тревоги.

Важной особенностью горизонтальной многозонной технологии является ее способность эффективно различать миниатюрные пистолеты и безвредные предметы. Люди, подвергающиеся досмотру, могут пройти через детектор без необходимости вынимать из карманов ключи и монеты. Оружие, изготовленное из различных марок стали, алюминия, сплавов цинка и смешанных сплавов, обнаруживается за один проход.

Технология устойчива к действию электрических помех, тем самым устраняя ложные сигналы, которые останавливают поток людей. Оборудование активно постоянно, а это означает, что оружие и контрабанда не будет незаметно передана или переброшена.

Цена рамки-металлодетектора однозонного типа Garrett CS 5000 составляет 4495$, а многозонного - Garrett PD6500i – 5495$.

Расширенные функции: счетчики трафика

Детекторы могут оборудоваться интеллектуальными и практически невидимыми счетчиками трафика, которые интегрированы внутри панелей катушек. Счетчики двунаправленны и могут вести обратный отсчет, подсчитывать как число человек, так и количество срабатываний.

Удаленное управление безопасностью

Данные, получаемые детекторами, можно просматривать на удаленном рабочем столе в режиме реального времени. Это позволяет контролировать информацию о пассажирах, собирать и обрабатывать ее с помощью универсальных средств создания отчетности, а также контролировать и управлять всеми параметрами рамки-металлодетектора. Статистику можно обобщать, рассылать по электронной почте и распечатывать в виде легко читаемых отчетов. Уполномоченный персонал может просматривать уровни трафика и срабатываний подключенной к сети рамки металлодетектора. Размеры трафика представляются наглядно в виде линий, помогая лучше развернуть ресурсы. Когда имеет место отклонение от исходных настроек, хранящихся на ПК, оператор получает предупреждение. Эта функция быстро указывает на любое неправильное использование или неисправность рамки и повышает общий уровень безопасности.

Другие приложения

Большинство установок рамок-металлодетекторов имеют фазочувствительные схемы обнаружения, которые позволяют повышать чувствительность к определенной группе металлов и уменьшать для других. Они предназначены для поиска как черных, так и цветных металлов. Системы с более высокой чувствительностью могут использоваться для защиты от хищений в подразделениях по изготовлению ювелирных изделий. Есть рамки, специально разработанные для обнаружения мелких предметов, таких как одноразовые лезвия и их кусочки, заточки, ключи от наручников, детонаторы, ювелирные изделия, монеты, микропроцессоры и чипы памяти. Использование таких детекторов повышает безопасность в тюрьмах, эффективно обнаруживая небольшие предметы, которые могут использоваться в качестве оружия, даже если они скрыты в полостях тела. Рамки также применяются в производстве и торговле для защиты небольших, но ценных товаров.

Постоянная результативность

Важно выбрать детектор, который обеспечивает одинаковый результат во всей контролируемой области. Плохо спроектированная рамка не будет работать линейно. В разных областях поля обнаружения могут присутствовать и высокочувствительные точки, и области с низкой чувствительности, известные как мертвые точки. При этом сигнал от одного и того же металлического объекта будет меняться при движении через разные секторы проема.

Электрические и электромагнитные помехи

Они могут привнести хаос в работу устройства и часто делают его непригодным к эксплуатации. Качественные детекторы от других отличаются своей способностью фильтровать помехи. В хороших металлодетекторах используются высокоэффективные алгоритмы подавления шума. Источники помех многочисленны. Это и мерцающие люминесцентные лампы, и компьютерные мониторы, и копировальные аппараты, и рации. Уровень окружающего шума варьируется в зависимости от местоположения рамки металлодетектора. Арку целесообразно протестировать в том месте, где она будет установлена.

Скорость перемещения объекта и ориентация

Независимо от того, перемещается ли объект очень медленно, быстро или перебрасывается через детектор, он всегда должен быть обнаружен. Кроме того, рамка должна срабатывать независимо от ориентации цели.

Постоянное активное обнаружение

Следует всегда выбирать детектор, который работает в постоянном режиме. Ни в коем случае нельзя деактивировать схему обнаружения. Ни при каких обстоятельствах не следует устанавливать отключаемый металлоискатель в автоматических дверных системах.