МЕТАЛЛООБНАРУЖИТЕЛЬ Российский патент 2018 года по МПК G01V3/11 

Изобретение относится к области обнаружения токопроводящих объектов и может быть использовано в качестве технического средства борьбы с терроризмом для выявления огнестрельного оружия, гранат, холодного оружия, замаскированных под одеждой или в багаже.

Известен металлообнаружитель, содержащий излучающую и две симметрично расположенные приемные катушки, генератор, усилитель, индикатор, при этом приемные катушки расположены в плоскости, параллельной плоскости излучающей катушки, и нейтрально относительно поля излучающей катушки (А.С. СССР №270124, МПК G01V 3/00, оп. 30.07.1970 г.).

Недостаток известного металлообнаружителя заключается в увеличении размеров из-за дополнительных приемных катушек, усложняя его изготовление, и не исключает разбалансировку во время работы, вызванную установкой рядом с большими металлическими предметами.

Наиболее близким к заявляемому устройству является стационарный металлообнаружитель, содержащий передающий датчик в виде плоской прямоугольной рамочной намагничивающей катушки, расположенной горизонтально в полу контролируемого прохода, вход которой соединен с выходом генератора блока управления, два приемных датчика в виде двух приемных катушек, градиентометрически соединенных между собой и расположенных симметрично по обе стороны контролируемого прохода над намагничивающей катушкой, выходы которых соединены с входом блока управления (П. №2165094, МПК G01V 3/11, оп. 10.04.2001 г.).

Недостатком известного металлообнаружителя являются большие размеры и имеет ограничения по установке вблизи металлических предметов.

Известно, что металлообнаружители, построенные по активному принципу обнаружения с применением передающих и приемных датчиков, имеют ограничения по установке вблизи металлических предметов, обусловленные тем, что большие металлические предметы искажают магнитное поле от передающего датчика настолько, что в приемном датчике наводится напряжение, вызывающее перегрузку входных каскадов схемы измерения. Кроме этого, чтобы получить сигнал с приемного датчика в определенном динамическом диапазоне, приходится изготавливать приемные и передающие датчики с большой точностью и затем подбирать пары передатчик-приемник так, чтобы сигнал с приемника попадал в рабочий диапазон, в узкую область работы входных каскадов.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в расширении условий применения металлообнаружителей при уменьшении трудоемкости изготовления его датчиков.

Поставленная задача решается следующим образом.

Металлообнаружитель, содержащий блок управления, по меньшей мере: один передающий датчик, один генератор, выход которого соединен с входом передающего датчика, и один приемный датчик, согласно заявляемому техническому решению дополнительно содержит по меньшей мере: один блок компенсации, один входной каскад и один аналого-цифровой преобразователь (АЦП), при этом выход приемного датчика соединен с входом блока компенсации, выход которого соединен с входом входного каскада, у которого выход соединен с входом АЦП, выход которого соединен с входом блока управления, а выходы блока управления соединены с входом генератора и входом блока компенсации.

Причем блок компенсации содержит генератор компенсации, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и сумматор, выход генератора компенсации соединен с входом ЦАП, у которого выход соединен с входом сумматора, при этом вход генератора компенсации соединен с выходом блока управления, вход сумматора соединен с выходом приемного датчика, а выход сумматора соединен с входом входного каскада.

Дополнительное оснащение металлообнаружителя по меньшей мере одним блоком компенсации, состоящим из генератора компенсации, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и сумматора, а также одним входным каскадом и одним аналого-цифровым преобразователем (АЦП) позволяет обеспечить, чтобы величина сигнала с приемного датчика не вышла за пределы, в которых обеспечивается линейная передача сигнала, т.е. чтобы сигнал поддерживался в рабочем динамическом диапазоне даже при нахождении поблизости с большими металлическими предметами, не требуя большой точности изготовления передающего и приемного датчиков.

В зависимости от размеров контролируемой зоны, разбитой на участки, потребуется не одна пара передающий-приемный датчики с элементами их соединения, а две и более пар, равных количеству участков контролируемой зоны, которые управляются одним общим блоком управления.

Наличие отличительных от прототипа признаков 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 изображена структурная схема заявляемого металлообнаружителя; на фиг. 2 - схематическое изображение расположения передающего и приемного датчиков.

Металлообнаружитель содержит передающий датчик 1, приемный датчик 2, блок компенсации 3, входной каскад 4, АЦП 5, блок управления 6, генератор 7. Блок компенсации 3 содержит сумматор 8, ЦАП 9, генератор компенсации 10. Один выход блока управления 6 соединен с входом генератора 7, а другой выход - с входом генератора компенсации 10. Выход генератора 7 соединен с входом передающего датчика 1. Приемный датчик 2 своим выходом соединен с входом сумматора 8 блока компенсации 3, который своим выходом соединен с входом входного каскада 4, выход которого соединен с входом АЦП 5, у которого выход соединен с входом блока управления 6. В блоке компенсации 3 выход генератора компенсации 10 соединен с входом ЦАП 9, выход которого соединен с входом сумматора 8.

Металлообнаружитель работает следующим образом.

Блок управления 6 вырабатывает частоту f0 для генератора 7, к выходу которого подключен передающий датчик 1, переменное магнитное поле которого наводит в приемном датчике 2 напряжение, которое поступает на сумматор 8, затем на входной каскад 4, затем измеряется в АЦП 5, а далее в блок управления 6. В реальных условиях на величину f0, наведенную в приемном датчике 2, влияют такие факторы, как расположенные вблизи металлические предметы и разброс параметров датчиков 1 и 2, поэтому возможен выход сигнала за рабочий динамический диапазон. Для поддержания сигнала на входе АЦП 5 в рабочем динамическом диапазоне используется блок компенсации следующим образом. На основе данных с АЦП 5 об амплитуде и фазе относительно частоты f0 блок компенсации 3 посредством генератора компенсации 10 вырабатывает частоту F1 для ЦАП 9, которая имеет такую амплитуду, как сигнал с приемного датчика 2, и находится в противофазе с ней. Далее два этих сигнала суммируются в сумматоре 8, в результате на входе АЦП 5 сигнал не выходит за динамический диапазон. Так компенсируется напряжение, наведенное на приемный датчик 2. При появлении в зоне контроля металлического предмета, подлежащего обнаружению, этот предмет намагничивается переменным полем передающего датчика 1, в результате чего вокруг него возникает переменное поле переизлучения. Селективным параметром обнаруживаемого предмета является индуцированный в нем магнитный момент. Компоненты этого поля воздействуют на приемный датчик 2, вызывая появление на его выходе соответствующего переменного напряжения, которое измеряется АЦП 5, данные этих измерений поступают в блок управления 6, который в зависимости от величины изменения принимает решение о выдаче тревоги или нет.

Таким образом, заявляемый металлообнаружитель надежно работает, находясь вблизи больших металлических предметов, не требуя применения высокоточных датчиков, расширяя условия применения металлообнаружителей при уменьшении трудоемкости изготовления его датчиков.

Изобретение относится к области обнаружения токопроводящих объектов, может быть использовано для выявления огнестрельного оружия, гранат, холодного оружия, замаскированных под одеждой или в багаже. Технический результат: расширение условий применения металлообнаружителей при уменьшении трудоемкости изготовления его датчиков. Сущность: металлообнаружитель содержит передающий датчик 1, приемный датчик 2, блок компенсации 3, входной каскад 4, АЦП 5, блок управления 6, генератор 7. Блок компенсации 3 содержит сумматор 8, ЦАП 9, генератор компенсации 10. Один выход блока управления 6 соединен с входом генератора 7, а другой выход - с входом генератора компенсации 10. Выход генератора 7 соединен с входом передающего датчика 1. Приемный датчик 2 своим выходом соединен с входом сумматора 8 блока компенсации 3, который своим выходом соединен с входом входного каскада 4, выход которого соединен с входом АЦП 5, у которого выход соединен с входом блока управления 6. В блоке компенсации 3 выход генератора компенсации 10 соединен с входом ЦАП 9, выход которого соединен с входом сумматора 8. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Металлообнаружитель, содержащий блок управления, по меньшей мере: один передающий датчик, один генератор, выход которого соединен с входом передающего датчика, и один приемный датчик, отличающийся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере: один блок компенсации, один входной каскад и один АЦП, при этом выход приемного датчика соединен с входом блока компенсации, выход которого соединен с входом входного каскада, у которого выход соединен с входом АЦП, выход которого соединен с входом блока управления, а выходы блока управления соединены с входом генератора и входом блока компенсации.

2. Металлообнаружитель по п. 1, отличающийся тем, что блок компенсации содержит генератор компенсации, ЦАП и сумматор, выход генератора компенсации соединен с входом ЦАП, у которого выход соединен с входом сумматора, при этом вход генератора компенсации соединен с выходом блока управления, вход сумматора соединен с выходом приемного датчика, а выход сумматора соединен с входом входного каскада.