УСТРОЙСТВО ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ПРОНОСА РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА КОНТРОЛЬНО-ПРОПУСКНЫХ ПУНКТАХ Российский патент 2010 года по МПК G08B17/12 

Предлагаемое изобретение относится к средствам охранной сигнализации и автоматизации контрольно-пропускных пунктов (КПП) режимных объектов.

В настоящее время для решения задачи обнаружения несанкционированного проноса радиоактивных веществ, например, на атомных электростанциях, на их контрольно-пропускных пунктах применяются пешеходные портальные мониторы гамма-излучения, которые выпускаются многими зарубежными и отечественными фирмами. Например, РМ 700HS и IPM-21A (США), PSM R11 (Франция), КПРМ-П1 (Россия), ППМ-01 (Россия), СРМ-1 (Россия), РМ 5000-06 (Беларусь) и т.д. Принцип их действия основан на сборе информации об ионизации, вызванной гамма-излучением в рабочих объемах чувствительных элементов детекторов при размещении последних в пространстве, подлежащем контролю.

Традиционно такие мониторы выполнены в виде рамки-портала, через которую и осуществляется проход. В боковых стенках портала размещается, как правило, четыре сцинтилляционных детектора (по два с каждой стороны друг над другом), а также необходимое оборудование для преобразования, обработки сигналов и принятия решения, с конечным его отображением на информационном табло, снабженным звуковым извещателем. Практически все мониторы данного класса в своем составе содержат «датчик присутствия», формирующий зону контроля в плоскости «рамки» для прохода, по сигналу с которого производится переключение режимов работы устройства: «Режим измерения естественного фона» (при отсутствии человека в контролируемом пространстве) и «Режим обнаружения» (при совершении прохода через «рамку» устройства).

Существенным недостатком таких устройств является невозможность получения информации о местонахождении источника ионизирующего излучения, размещенного на теле или в одежде человека, осуществляющего его несанкционированный пронос, что требует (после формирования сигнала тревоги) применения дополнительных процедур с использованием ручных детекторов ионизирующего излучения.

Данный недостаток устранен в устройстве охранной сигнализации для обнаружения несанкционированного проноса радиоактивных веществ на контрольно-пропускных пунктах, описанном в заявке на изобретение RU 2007143603, которое позволяет в процессе проверки обнаруживать в автоматическом режиме не только факты наличия источников ионизирующих излучений, но определять их места расположения (по высоте) на теле или в одежде человека.

Технический результат в таком устройстве достигается за счет использования в его конструкции подвижной сканирующей платформы с установленным на ней, по меньше мере одним, детектором ионизирующего излучения, которая перемещается электроприводом по высоте (по механическим направляющим) в пространстве за стоящим в зоне контроля человеком.

С целью обеспечения стабильного перемещения платформы в заданном диапазоне высот с заданной скоростью данное устройство включает в себя также датчик-энкондер, определяющий истинное положение подвижной сканирующей платформы в пространстве, опоры для фиксации платформы в ее нижнем положении, датчик, сигнализирующий о факте нахождения платформы в нижнем (исходном) положении, и датчик фиксации верхней точки подъема подвижной сканирующей платформы. Для осуществления управления процессом функционирования устройства и отображения результатов проверок в нем применяется специальный источник электропитания, датчик присутствия человека в зоне контроля, блок обработки информации и управления, а также информационное табло со звуковым извещателем.

Однако существенным недостатком этого устройства, используемого в данном случае в качестве прототипа на вновь заявляемое устройство, а также устройств-аналогов является практическая невозможность обнаружения несанкционированного проноса источников ионизирующего излучения, при их размещении в специальных контейнерах, экранирующих излучение, выполненных, например, из свинца или толстостенной стали. Из специальной литературы известно, что для уменьшения уровня излучения урана-235 в 10 раз необходим слой железа толщиной 18 мм или кадмия толщиной 8 мм. Для снижения излучения плутония-239 также в 10 раз требуется слой свинца толщиной 6 мм или кадмия толщиной 12 мм. В этой связи понятно, что такой способ незаметного проноса источников ионизирующего излучения вполне реализуем нарушителями для практического использования.

Для устранения указанного недостатка в состав известного устройства, описанного в заявке на изобретение RU 2007143603, дополнительно вводится панель, изготовленная из диэлектрического материала, с размещенным на ней блоком антенн передатчика и приемника, расположенных геометрически соосно на общем неметаллическом каркасе, которая устанавливается, так же как и детектор ионизирующего излучения в используемом прототипе, на подвижной платформе, и блок формирования сигналов металлообнаружения, к первому из выходов которого подключена антенна передатчика. При этом при работе передатчика в контролируемом пространстве (т.е. в зоне контроля устройства) создается импульсное низкочастотное электромагнитное поле, вызывающее в близкорасположенных металлических предметах зоны вихревые токи (токи Фуко) и связанное с этим процессом ответное излучение, принимаемое антенной приемника, сигнал с которой поступает на первый вход данного блока для его (сигнала) последующего усиления и предварительной обработки. При этом на втором выходе блока формирования сигналов металлообнаружения (в результате последовательных функциональных преобразований) формируются импульсные выходные сигналы определенного вида (постоянной амплитуды, но изменяющейся длительности от фактически ее «нулевого» значения до некоторого максимального), которые поступают для дальнейшей обработки и принятия решения на специальный (измерительный) вход блока обработки информации и управления устройства. Для обеспечения единства управления и синхронизации работы всего устройства с соответствующего выхода его блока обработки информации и управления поступают сигналы на второй (управляющий) вход блока формирования сигналов металлообнаружения.

В свою очередь, блок формирования сигналов металлообнаружения содержит нагрузочный резистор приемной антенны, предназначенный для преобразования эдс индукции антенны приемника на своем первом входе в сигнал напряжения, ограничитель сигнала приемной антенны, обеспечивающий уменьшение высоковольтной составляющей сигнала приемной антенны до допустимого (рабочего) уровня, электронный ключ, осуществляющий коммутацию тока в передающей антенне синхронно с сигналами управления, поступающими с блока обработки информации и управления устройства на второй вход блока металлообнаружения, усилитель входного сигнала приемной антенны, обладающий, помимо своей основной функции (усиление входного сигнала), в том числе возможностью (функцией) ступенчатого изменения собственного коэффициента усиления (К) от максимального (требуемого для работы) значения до близкой к единице величине (уменьшение К ориентировочно должно ступенчато изменяться примерно на два порядка) при поступлении на его второй (управляющий) вход сигналов от специального «расширителя» (в качестве которого может быть использован, например, одновибратор), обеспечивающего увеличение длительности поступающих на второй вход блока сигналов управления на определенную величину, которые, в свою очередь, используются для осуществления блокирования в рабочем тракте преобразования сигналов помех, стабильно возникающих в процессе работы обнаружителя, интегратор, осуществляющий накопление полезного сигнала, амплитуда и длительность которого пропорциональны массе (количеству) обнаруженного металла в контролируемом пространстве, и компаратор с функцией инверсии сигналов на своем выходе, обеспечивающий сравнение сигналов, поступающих на его первый вход (с выхода интегратора), с определенным (пороговым) значением сигнала на его втором входе, задаваемым переменным резистором и осуществляющий последующее формирование необходимых для последующей обработки разноширотных импульсных сигналов металлообнаружения (первоначально определяется факт наличия сигнала, а затем, если он есть, анализируется его амплитуда и длительность) на втором выходе блока.

Существенным отличием заявляемого устройства от известных технических средств является также то, что его каркас, подвижная сканирующая платформа, направляющие, по которым перемещается подвижная платформа, опоры для фиксации платформы в ее нижнем положении, тянущие ленты, редуктор электродвигателя, подшипник рабочего вала и сам рабочий вал выполнены из диэлектрических материалов.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами:

Фиг.1 - конструктивная схема устройства;

Фиг.2 - структурно-функциональная схема устройства;

Фиг.3 - виды и формы сигналов, используемых и вырабатываемых блоком формирования сигналов металлообнаружения.

Представленное устройство охранной сигнализации для обнаружения несанкционированного проноса радиоактивных веществ на контрольно-пропускных пунктах (Фиг.1) содержит неметаллический несущий каркас 1, выполненный, например, из полипропиленовых труб, с размещенной в нем подвижной сканирующей диэлектрической платформой 2, перемещающейся по нетокопроводящим направляющим 3 из нижней части каркаса в верхнею и обратно. Детектор ионизирующих излучений 4 и блок антенн 30, включающий в себя, в свою очередь, антенну передатчика 32 и антенну приемника 33, устанавливается на подвижной сканирующей платформе 2. Опоры 5, также выполненные из диэлектрика (например, из достаточно жесткой резины), используются для фиксации платформы 2 в ее нижнем (исходном) положении. Датчик 6 обеспечивает выдачу информации о факте фиксации платформы 2 в ее нижнем (исходном) положении. Датчик 7 обеспечивает выдачу информации о достижении верхней (максимальной) точки подъема платформы 2. Для привода платформы 2 используется электродвигатель постоянного тока 8 с пластиковым редуктором 9 и рабочим валом 10, выполненным из материала-изолятора, на который наматываются гибкие неметаллические тянущие ленты 11, закрепленные одними концами на рабочем валу 10, а другими концами на платформе 2 в точках «С». Опорный подшипник 28, изготовленный из токонепроводящего материала, например, из фторопласта, фиксирует рабочий вал 10 электродвигателя 8 от осевых перемещений. Датчик-энкондер (преобразователь «угол-код») 12 с выходом ВЫХ. «Э» обеспечивает формирование дискретных сигналов, например кода Грея, пропорциональных высоте подъема подвижной сканирующей платформы 2. Питание электродвигателя 8 обеспечивает блок питания 13, имеющий управляемый стабилизатор тока (выход «СТ») - для питания двигателя 8 и стабилизатор напряжения (выход «СН») - для питания необходимыми напряжениями остального оборудования данного устройства.

Блок формирования сигналов металлообнаружения 31 устройства (см. Фиг.2), используя на своем входе 43 сигналы в соответствии с диаграммой а) на Фиг.3, управляет процессом формирования тока в передающей антенне 32 (см. диаграмму б) на Фиг.3). При этом он, принимая на входе 34 сигналы от приемной антенны 33 (см. диаграмму в) на Фиг.3) и используя сигналы, поступающие на вход 43 (сигналы управления из блока обработки информации и управления устройства), генерирует на своем выходе 44 разноширотные импульсные сигналы в соответствии с диаграммой ж) на Фиг.3, пропорциональные массе металлических предметов, находящихся в области действия антенны металлообнаружителя.

Информационное табло 14 со звуковым извещателем устройства (см. Фиг.2) обеспечивает индикацию состояния всего устройства с отображением необходимых данных, отражающих результаты проводимого контроля при поступлении на свой вход сигналов с выхода 26 блока обработки информации и управления 16. Датчик 15 присутствия человека в зоне контроля «D» осуществляет выдачу сигналов нахождения/отсутствия человека в зоне контроля устройства (при проведении проверок) на вход 24 блока обработки информации и управления 16, который, в свою очередь, формирует на своих выходах 19 и 20 сигналы управления коммутационными элементами (реле) 17 и 18, подключающими источник тока блока питания 13 к двигателю 8 и переключающими полярность источника тока двигателя 8 для обеспечения движения платформы 2 соответственно в верхнее положение и обратно. Блок обработки информации и управления 16 устройства имеет вход 21 для подключения датчика 6 фиксации исходного нижнего положения подвижной платформы 2, вход 22 - для подключения датчика 7 фиксации верхней точки подъема платформы 2, вход 23 - для подключения выхода «ВЫХ «ДРК» детектора ионизирующих излучений 4, формирующего импульсы счета, вход 24 - для подключения выхода «ВЫХ «ДЗК» датчика 15 присутствия человека в зоне контроля устройства, вход 25 - для подключения выхода «ВЫХ «Э» датчика-энкондера 12, вход 46 - для подключения выхода 44 блока формирования сигнала металлообнаружения 31, выход 27 для его подключения к входу «ВХ «УСТ» блока питания 13, предназначенного для обеспечения управления током двигателя 8 в разные фазы движения подвижной платформы 2 и выход 47 - для подключения соответствующих сигналов управления блока обработки и управления 16 устройства к входу 43 блока формирования сигналов металлообнаружения 31.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (см. Фиг.2), после подачи на него питающего напряжения на выходе стабилизатора напряжения «ВЫХ «СН» блока питания 13 появляется рабочее напряжение, которое поступает на цепи питания «U_пит.» детектора ионизирующих излучений 4, датчика-энкондера 12, информационного табло 14, датчика 15 присутствия человека в зоне контроля устройства, блока обработки информации и управления 16, вход 48 блока формирования сигналов металлообнаружения 31 и на антенну передатчика 32 блока антенн 30. При этом на вход «ВХ «УСТ» блока питания 13 с выхода 27 блока обработки информации и управления 16 поступает управляющий сигнал логической единицы, по которому блок 16 переходит в режим готовности. На выходе блока 16 «ВЫХ «СТ» формируется некоторое начальное напряжение, определяемое характеристиками стабилизатора тока при его работе на холостом ходу. Это объясняется тем, что ток в нагрузке из-за нахождения контактов коммутационных элементов 17, 18 в исходном состоянии в этот момент полностью отсутствует (см. схему на Фиг.2).

В это же время с детектора ионизирующих излучений 4 на вход 23 блока обработки информации и управления 16 устройства (см. Фиг.2) начинают непрерывно поступать импульсы счета с частотой, пропорциональной уровню естественного радиационного фона, которая определяется характеристикой чувствительности примененного детектора 4. При условии, что человек в зоне чувствительности «D» датчика 15 отсутствует (см. Фиг.1), с выбранным временем накопления Т_ф происходит подсчет количества импульсов и вычисление конкретного значения радиационного фона.

Если контроль прохода не осуществляется, то процесс измерения фона повторяется и каждое последующее полученное значение сравнивается с предыдущим значением и допустимым порогом девиаций. В результате уточняется его абсолютная величина. Такой принцип позволяет улучшить статистику и уменьшить вероятность осуществления «обмана» монитора посредством незаметного приближения к зоне контроля нарушителем внешнего источника перед проходом, позволяющего «переобучить» устройство на более высокое значение фона и, таким образом, осуществить в последствии несанкционированный пронос радиоактивного вещества или материала. Указанные измерения и уточнения осуществляются постоянно при отсутствии проходов.

Если при вычислении значений естественного фона наблюдается устойчивая тенденция к его увеличению или превышен допустимый предел, то на выходе 26 блока обработки информации и управления 16 устройства формируется сигнал, поступающий на информационное табло 14, который отображается в виде сообщения «Превышен фон». При этом будет также включен и звуковой сигнал определенной тональности.

Если процесс начального измерения фона завершился успешно, то на информационном табло 14 устройства появляется разрешающий сигнал и можно осуществлять контроль проходящих лиц на предмет обнаружения несанкционированного проноса источников излучений. При появлении человека в зоне чувствительности «D» датчика 15 на его выходе «ВЫХ «ДЗК» появляется сигнал, который поступает на вход 24 блока обработки информации и управления 16. При этом на выходе 20 блока 16 формируется сигнал включения коммутационного элемента 17. До этого момента якорь двигателя 8 через перекидные и далее нормально замкнутые контакты коммутационных элементов 17 и 18 был замкнут накоротко и его вращение в ту или иную сторону было исключено.

В момент переключения перекидного контакта коммутационного элемента 17 и его замыкания с нормально разомкнутым контактом, подключенным к общей шине устройства (⊥), образуется цепь питания и стабилизации тока двигателя 8: выход стабилизатора тока «ВЫХ«СТ» источника питания 13 - нормально замкнутые контакты коммутационного элемента 18 - якорь двигателя 8 и общая шина. При этом ось двигателя 8 начинает вращаться, приводя в движение и выходной вал редуктора 9 (с передаточным коэффициентом, свойственным конкретному типу редуктора 9), рабочий вал 10 также приходит в движение, наматывая на себя тросы 11. Вращение вала 10 заставляет подвижную платформу 2 с закрепленными на ней детектором ионизирующего излучения 4 и панелью 29 (с блоком антенн 30) перемещаться по направляющим 3 вверх до момента срабатывания датчика 7 фиксации верхней точки подъема подвижной сканирующей платформы 2. При этом стабильность и плавность ее движения определяются величиной и стабильностью тока в цепи питания двигателя 8, формируемого управляемым стабилизатором тока блока питания 13, а скорость движения платформы 2 (в данном случае вверх) - конкретным значением тока на выходе «ВЫХ «СТ», задаваемого первоначальной (исходной) установкой, определяемой параметрами электродвигателя, редуктора и диаметром рабочего вала 10, а также местом нахождения платформы 26 в пространстве, контролируемом датчиком-энкондером12.

В момент начала движения подвижной сканирующей платформы 2 нормально замкнутый контакт датчика 6 фиксации исходного состояния платформы размыкается, на вход 21 блока обработки информации и управления 16 прекращает поступать сигнал, который ранее использовался для блокировки управления работой привода и создания условий для измерения естественного радиационного фона, а также блокировки формирования сигналов управления блоком металлообнаружения 31. В это же время начинает вращаться также и ось датчика-энкодера 12, механически соединенная с рабочим валом 10 и с выхода датчика «Вых. «Э» на вход 25 блока обработки информации и управления 16 устройства (см. Фиг.2) начинают поступать данные (кодовые комбинации) о местонахождении подвижной сканирующей платформы 2 в пространстве (по высоте) и на его выходе 47 формироваться сигналы управления блоком металлообнаружения 31, поступающие на вход 43 последнего в соответствии диаграммой, представленной на диаграмме а) Фиг.3 Данная импульсная последовательность начнет одновременно воздействовать на входы электронного ключа 37 и расширителя сигналов 39 блока формирования сигналов металлообнаружения 31 и антенна передатчика своим вторым концом (см. Фиг.2) начнет периодически (с частотой поступления сигналов управления) подключаться к общей шине источника питания 13.

При этом в антенне 32 передатчика будут периодически формироваться импульсы тока в соответствии с диаграммой б) на Фиг.3, а в близлежащем пространстве возникнет импульсное низкочастотное электромагнитное поле, которое начнет «наводить» на поверхностях близлежащих металлических предметов вихревые токи. Последние, в свою очередь, будут формировать (в виде ответной реакции) собственное (вторичное) электромагнитное поле, которое начнет фиксироваться антенной приемника 33 блока антенн 30. Примерная форма сигналов, возникающих в приемной антенне 33, представлена на диаграмме в) Фиг.3. На данной диаграмме непосредственно полезные сигналы (очень незначительной амплитуды - несколько десятков милливольт) условно обозначены значками 1, 2 и 3 (минимальное количество металла или его отсутствие соответствует кривой, обозначенной цифрой 1, небольшое количество - цифрой 2, а значительное количество металла - цифрой 3). На этой же диаграмме условно (не в масштабе) показаны также и все сигналы помех, амплитуды которых реально лежат в диапазоне значений от нескольких до сотен вольт, до сотых долей вольта. Все они условно сгруппированы в общую (гипотетическую) кривую для лучшего понимания принципа работы блока металлообнаружения 31 и процессов их возникновения.

Как следует из Фиг.2 выход антенны приемника 33 подключается к входу 34 блока формирования сигналов металлообнаружения 31, к которому также подключен нагрузочный резистор 35 с целью, чтобы выходные сигналы приемной антенны были менее зависимы от проявлений условий внешней среды.

Для осуществления эффективного противодействия всем видам помех в блоке формирования сигналов металлообнаружения 31 используются: амплитудный ограничитель входного сигнала 36 (например, диодный ограничитель), обеспечивающий устранение в первую очередь высоковольтных составляющих входного сигнала, а также составляющих, значительно превышающих его полезную часть (см. диаграмму д) Фиг.3), «расширитель» входного сигнала 39, который формирует для усилителя 38 сигналы блокирования в соответствии с диаграммой г) на Фиг.3 длительностью, большей времени действия всех видов собственных помех. Данный усилитель 38 обладает возможностью ступенчатого изменения по этим сигналам своего коэффициента усиления К (примерно на два порядка) и, тем самым, обеспечивает в таком режиме управления требуемый уровень подавления синхронных помех.

В результате, выделяемые таким образом полезные сигналы поступают на вход интегратора 40, в котором реализуется процесс накопления энергии в некоем накопительном элементе (например, в конденсаторе), напряжение на выходе которого и длительность такого процесса (его заряда и разряда) будут различными в зависимости от количества металла, находящегося в данный момент времени в пространстве зоны обнаружения (см. диаграмму е) и кривые 1, 2 и 3 на ней Фиг.3.

В свою очередь выход интегратора 40 блока формирования сигналов металлообнаружения 31 подключен к первому входу компаратора 41 (см. Фиг.2), ко второму входу которого подключен выход потенциометра 42, обеспечивающего формирование порогового уровня (сигнала), необходимого для задания конкретного значения отсечки U пор (см. обозначенную на диаграмме е) Фиг.3 линию, проведенную параллельно оси времени из точки U_пор, который определяет, какое количество металла является допустимым (см. кривую 1 на диаграмме е) Фиг.3) и какие значения должны подлежать регистрации в качестве тревожной ситуации (см. кривые 2 и 3 на диаграмме е) Фиг.3). В результате на инверсном выходе компаратора 41 и выходе 44 блока металлообнаружения 31 будут сформированы соответствующие сигналы типа 2 или 3, показанные на диаграмме ж) Фиг.3, которые поступят на вход 46 блока обработки информации и управления 16 для измерения их длительности и последующей регистрации. В результате анализа этих сигналов будет рассчитываться длительность каждого импульса и в память устройства последовательно (по мере формирования соответствующих данных) записываться соответствующие числа, характеризующие уровень магнитной реакции («своеобразного ответа» на импульсное электромагнитное воздействие) в каждой точке пространства во время движения подвижной платформы.

Если принять, что рациональной высотой перемещения платформы будет являться высота 2000 мм (рост очень высокого человека), а период следования зондирующих пространство электромагнитных импульсов будет составлять 5 миллисекунд (200 Гц по частоте), а также то, что скорость подъема подвижной платформы 2 из ее нижнего положения в верхнее будет составлять 0,4 м/сек (5-секундный период перемещения платформы по времени вверх, а затем столько же вниз), то всего будет сформировано за время подъема 1000 чисел (и столько же при движении вниз). При этом очевидно, что расчетная разрешающая способность такой установки составит 2 мм по высоте, что позволит с высокой достоверностью не только выявлять факты наличия металлических предметов определенной массы (или размеров), но и решать задачу распознавания (в смысле селектирования) мелких предметов, сгруппированных в группу (например, монеты в кармане) от крупных предметов, запрещенных к проносу (нож или пистолет). Современные стационарные металлообнаружители такой возможности попросту не имеют.

Данный принцип также позволяет при первоначальном включении в работу устройства осуществлять первоначальную регистрацию обстановки в зоне контроля (формировать эталон «нулевых» отсчетов) для учета реакции устройства на размещение в близлежащей зоне стационарно размещенных металлических предметов (например, металлические двери, другое досмотровое оборудование и т.п.). Это даст возможность улучшить надежность работы устройства и повысить его характеристики обнаружения.

В отличие отданного принципа процесс обнаружения источников ионизирующего излучения имеет другую природу, которая приведена в описании прототипа (в заявке на предлагаемое изобретение RU 20077143603). В предлагаемом устройстве он полностью заимствован и представляет собой следующие компоненты и процедуры.

Диапазон перемещения платформы 2 из нижнего положения в верхнее разбивается на N зон. Для каждой такой зоны, определенной конкретными величинами значений «угол-код», записанными предварительно в память блока обработки информации и управления 16 устройства, в процессе движения подвижной платформы 2 производится подсчет импульсов, поступающих с детектора ионизирующих излучений 4, вычисляется разность N_с-N_ф и результат сравнивается с пороговым значением М_по. Все полученные данные записываются в оперативную память блока обработки информации и управления 16 для дальнейшего их использования по определенным правилам в процессе обратного хода платформы 2.

При подъеме подвижной платформы 2 на максимальную заданную высоту срабатывает датчик 7 фиксации факта достижения верхней точки подъема подвижной платформы 2 и на вход 22 блока обработки информации и управления 16 поступает на короткое время логический уровень нуля («общая шина»). Это вызывает отключение сигнала управления коммутационным элементом 17 на выходе 19 блока 16, включение сигнала управления коммутационным элементом 18 на выходе 20, а также формирование соответствующего сигнала на выходе 27 для управления стабилизатором тока блока питания 13 для осуществления движения платформы 2 вниз. В результате перекидной контакт коммутационного элемента 17 занимает исходное начальное положение, а перекидной контакт коммутационного элемента 18 переходит в позицию замыкания с ранее разомкнутым контактом. Такое состояние контактов коммутационных элементов 17 и 18 переключает направление протекающего через двигатель рабочего тока на обратное и платформа 2 начинает движение вниз. В этот же момент устанавливается другой режим работы стабилизатора тока блока питания 1 (режим формирования тока меньшего значения для осуществления движения платформы 2 вниз), т.к. вес платформы 2 будет помогать ее движению обратно к изначальной позиции. Величины токов при начальных установках выбирают таким образом, чтобы время движения подвижной платформы 2 вверх было строго равно времени ее движения вниз.

В процессе перемещения платформы 2 к исходному положению также производятся подсчет импульсов, поступающих с детектора ионизирующих излучений 4 для каждой из зон, и соответствующие значения записываются в оперативную память блока обработки информации и управления 16, где осуществляются вычисления и/или уточняются значения полученных приращений к естественному радиационному фону для принятия окончательного решения. Такой принцип позволяет существенно снизить вероятность ложного обнаружения источника радиации и/или повысить чувствительность устройства за счет использования фактически двойного времени накопления сигналов в каждой из зон (возможен подсчет общего количества импульсов в каждой зоне при движении платформы 2 сначала вверх, а затем вниз). При достижении платформой 2 своего исходного положения на вход 21 блока обработки информации и управления 16 поступает сигнал логического нуля. При этом на выходе 19 блока 16 отключается сигнал управления коммутационным элементом 18 и его перекидной контакт возвращается в исходное состояние. В этом положении контактов ток в цепи: «Вых«СТ» блока питания 13 - двигатель 8 прекращается и последний переходит в режим «короткозамкнутого якоря», что обеспечивает его эффективное торможение и плавное опускание платформы 2 на опоры 5.

После завершения полного цикла перемещений подвижной платформы 2 «вверх-вниз» осуществляется процесс уточнения данных и формирования окончательного решения. При этом, если источник ионизирующего излучения обнаружен, то на выходе 26 блока обработки информации и управления 16 формируется сообщение о номере зоны, в которой обнаружен источник излучения, и о значимости (активности) источника, которое поступает на вход информационного табло 14. В такой ситуации отображается соответствующая информация на индикаторах информационного табло 14 и, при необходимости, (при тревоге) включается звуковой извещатель. Если источник излучения не обнаружен, то на табло выводится соответствующая информация и контролируемое лицо может выйти из зоны контроля «D» датчика 15 для своего дальнейшего следования.

В момент освобождения зоны контроля осуществляется переключение устройства в режим накопления и вычисления значения естественного фона. При этом возможны две ситуации. Если необходимо незамедлительно произвести следующий цикл измерения (в течение времени, меньшего, чем время накопления фона Т_ф), то все расчеты устройством выполняются с использованием последнего измеренного значения фона. Если же следующий цикл измерения осуществляется с паузой, большей, чем время накопления фона Т_ф, то при дальнейших расчетах используется уже обновленное значение естественного радиационного фона.

Используя одновременно сигналы от детектора ионизирующего излучения и блока металлообнаружения, предлагаемое устройство позволяет исключить возможность несанкционированного проноса как самих источников ионизирующих излучений, так и источников, размещенных в специальных металлических контейнерах, экранирующих радиоактивное излучение с обеспечением реализации функции целеуказания (определения мест размещения объектов контроля в пространстве по высоте).

Другим положительным качеством предлагаемого устройства является также то, что при его работе могут выявляться и факты несанкционированного проноса холодного или огнестрельного оружия, а также взрывных устройств, имеющих в своем составе металлические компоненты.

Изобретение относится к средствам охранной сигнализации и автоматизации контрольно-пропускных пунктов. Устройство содержит детектор (детекторы) ионизирующего (ионизирующих) излучения (излучений), каркас, блок обработки информации и управления, блок формирования сигналов металлообнаружения, датчик присутствия человека в зоне контроля устройства, информационное табло со звуковым извещателем, подвижную сканирующую платформу, на которую совместно с детекторами ионизирующих излучений установлена панель с блоком передающей и приемной антенн, расположенных соосно на общем каркасе. Платформа может перемещаться по высоте в пространстве электроприводом по механическим направляющим. Датчик-энкондер и датчики фиксации платформы в верхнем и нижнем положениях определяют при работе устройства промежуточные и конечные положения платформы в пространстве. Каркас устройства, подвижная сканирующая платформа, панель с передающей и приемной антеннами, направляющие, по которым перемещается платформа в пространстве, опоры для фиксации платформы в ее нижнем положении, а также средства привода и облицовочное покрытие устройства выполнены из диэлектрических материалов. Технический результат - повышение вероятности обнаружения источников ионизирующего излучения, включая попытки проноса в специальных металлических контейнерах, экранирующих излучение, с определением места их размещения на теле или в одежде человека. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство охранной сигнализации для обнаружения фактов несанкционированного проноса радиоактивных веществ на контрольно-пропускных пунктах, содержащее каркас с N-детекторами ионизирующих излучений, где N - целое число, большее или равное единице, блок обработки информации и управления, датчик присутствия человека в зоне контроля устройства, информационное табло со звуковым извещателем, подвижную сканирующую платформу, выполненную с возможностью ее перемещения в пространстве по высоте по механическим направляющим электроприводом, на которой размещается детектор ионизирующих излучений, датчик-энкондер, определяющий положение подвижной сканирующей платформы в пространстве, опоры для фиксации платформы в нижнем (исходном) положении, датчик фиксации нижнего положения подвижной сканирующей платформы и датчик фиксации верхней точки подъема подвижной сканирующей платформы, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно введены панель с размещенным на ней блоком антенн передатчика и приемника, расположенных соосно на общем неметаллическом каркасе, которая устанавливается на подвижной платформе совместно с, по меньшей мере, одним детектором ионизирующего излучения, и блок формирования сигналов металлообнаружения, к первому выходу которого подключена антенна передатчика, к первому входу - антенна приемника, ко второму входу подключен выход сигналов управления с блока обработки информации и управления устройства, к измерительному входу которого подключен второй выход блока формирования сигналов металлообнаружения, причем каркас устройства, подвижная сканирующая платформа, панель с антеннами передатчика и приемника, направляющие, по которым перемещается подвижная платформа в пространстве, опоры для фиксации платформы в ее нижнем положении, тянущие ленты, редуктор электродвигателя, подшипник рабочего вала, непосредственно рабочий вал и все облицовочные панели устройства выполнены из диэлектрических материалов.

2. Устройство охранной сигнализации по п.1, отличающееся тем, что блок формирования сигналов металлообнаружения содержит нагрузочный резистор приемной антенны, амплитудный ограничитель сигнала приемной антенны, электронный ключ коммутации тока приемной антенны, усилитель входного сигнала приемной антенны с функцией ступенчатого изменения собственного коэффициента усиления по сигналам управления, расширитель входного сигнала управления блока, интегратор, компаратор и переменный резистор, причем к первому входу блока подключен нагрузочный резистор приемной антенны и вход амплитудного ограничителя сигнала приемной антенны, а его выход подключен к первому (основному) входу усилителя входного сигнала, на второй вход которого подключен выход расширителя входного сигнала, его вход подключен к второму входу блока и входу электронного ключа коммутации тока в передающей антенне, выход которого подключен к первому выходу блока, выход усилителя с коммутируемым коэффициентом усиления подключен к входу интегратора, а его выход подключен к первому входу компаратора, к второму входу которого подключен выход переменного резистора, определяющего уровень сигнала срабатывания компаратора, а выход компаратора подключен к второму выходу блока.