Датчик селективного металлообнаружителя

Датчик селективного металлообнаружителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ьп ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >881641

Союз Соввтскни

Соцналнстнческнк

Республик (Bl) Дополнительное к авт. свкд-ву— (22) Заявлено 21.12.79 (21) 2856396/ 18-25 (5i)M. Кл.

GI 01Ч 3/10 с присоедкненнеет заявки М—

1пеударстмииые комитет

СССР по делам изе4ретеиий и открытий (23) Прнорнтет —.

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень И 42

Дата опубликования описания (53) УДК 550. .838(088.8) В. И. Миронов, А. А. Матросов, П. А. .А. В. Тарайковский, Ф. Ф. Римский, Ф.

В. К. Ершов и С. В. Сорока (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ДАТЧИК СЕб1ЕКТИВНОГО МЕТАЛЛООБНАРУЖИТЕЛЯ

Изобретение относится к устройствам селективного обнаружения металлических объектов произвольной формы и проиэвопьной ориентации в пространстве и может быть использовано при селективном обнаружении металлических объектов.

Известен датчик металлообнаружителя, состояший иэ трех пар взаимно ортогональных индуктивных рамок, обеспечиваюших возбуждение и прием взаимно ортогональных магнитных полей. Каждая из пар ра10 мок может быть пространственно отнесена ог других или совмещена с ними так, что объекты подвергаются воздействию магнитных полей последовательно или одновременно (1). т3

Однако при пространственном разнесении рамок габариты датчика увелйчиваютler в несколько раэ, что ведет к снижентпо. пропускной способности металлообнаружителя и к значительному усложнению его

: конструкции.

Наиболее близким техническиьт решением к изобретению является датчик се2 лективного металлообнаружителя, содержащий три пары ортогональных индуктивных рамок для возбуждения и приема магнитных полей, .раапопоженных в пространстве в форме парадттелепипеда, ребра которого соизмеримы с размерами контрщтируемого человека. В этом случае расстояние между соосными рамками, лежашими в нижиеМ и верхнем основаниях, по крайней мере, в два раза болиде, чем расстояние между боковыми. Это приводит к тому, что сигнал иа выходе горизонтальных рамок датчика почти на два порядка меньше, чем на выходе вертикальных, что, в свою очередь, снижает чувствительность и увеличивает погрешность сигналов от изменения ориентации и местонахождения обьекта в поле датчика. Кроме того, указанный датчик имеет повышенную чувствительность к металлическим деталям фурнитуры обуви и головных уборов контролируемых тпщ, сигналы которых создают ложную тревогу или искажают переходный процесс искомых объектов, а наличие шес88104 1 4 ти рамок значительно усложняет его кон» струкцию. Г З.

Иелью изобретения является уменьшеwe погрешности измерения от изменения ориентации и местонахождения объекта внутри датчика, увеличение чувствительности и повышение помехозащищенности.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике селективного металлообнаружнтеля, содержащем индуктивные рамки для возбуждения и приема магнитных полей, одна пара которых выполнена в виде разнесенных в пространстве соосных прямоугольных рамок, две другие индуктивные рамки выполнены в виде изогнутых на концах взаимно перпендикулярных скрещивающихся рамок, размещенных внутри объема, ограниченного парой соосных прямоугольных рамок, причем плоскости каж— дой иэ скрещивающихся рамок перпендику- 20 лярны плоскостям соосных рамок, а концы скрещивающихся рамок изогнуты под углом, обеспечивающим исключение .вер.тикальной составляющей компоненты маг» нитного поля 25

На фиг. 1 показана конструкция датчика металлообнаружителя; на фиг. 2 — графики распределения магнитного поля известного и предлагаемого датчиков.

Для исключения зависимости сигнала от изменения положения и ориентации объекта произвольной формы в пространстве необходимо обеспечить поочередное возбуждение и прием в заданном объеме пространства ортогональных магнитных полей. Эти поля возбуждаются индуктивными рамками 1-4 (фиг. 1), расположенными вокруг контролируемого пространства, и согласно соединенными последовательно (или параллельно). При поочередной подаче тока в рамки, 1-4 в контролируемом пространстве возбуждаются маг нитные поля Н>, Н и H соответственно, вектора напряженности которых являются нормалями к плоскостям соответствукицих рамок, т;е. Н„1H>lH . Прием вторичных полей вихревых токов возбужденного объекта осуществляется теми же (или совмещенными с ними) рамками в паузе между первичными полями и в тех же проекциях объекта. Рамки горизонтальной компоненты датчика имеют вытянутую прямоугольную форму.

Характер распределения поля по координатным осям датчика известного и пред- 55 лагаемого для того единичной силы дан на фиг. 2. Как видно из графиков, в объеме известного датчика напряженность полей

II >, 1!у изменяется в небольших пределах, а Йапряженность поля Н изменяется резко и в широких пределах. Это приводит к тому, что сигнал с выхода Z -комп< ненты в зависимости от местоположения объекта изменяется более чем на три порядка. При этом в верхней и нижней частях объема датчик имеет повышенную чувствительность к объектам поиска, а в средней (О < Z, с 0,5) — ослабленную, что приводит к нежелательному подчеркиванию сигналов от фурнитуры обуви и головных уборов (например, форменных фура- жек) контролируемых лиц и к потере чувствительности к объектам поиска, расположенных в наиболее вероятной области их проноса.

Сравнивая графики распределения полей предлагаемого датчика и известного, нетрудно заметить, что напряженность поля

Н;,в центре датчика при прочих равных условиях возросла по сравнению с известным в 40 раз, а напряженность поля компоненты Н вЂ” в 1,25 раза, что увеличиваег уровень выходных сигналов (чувствительность указанных компонент датчика) в 1600 и 1,5 раза соответственно.

Оценивая неоднородность поля по каждой компоненте в рабочем объеме датчика

Н коэффициентом К =, следует, что

Н пса неоднородность поля в 2. -компоненте улучшилась по сравнению с известным в

15 раэ, а в У-компоненте — незначительно ухудшилась. Следовательно, в предлагаемом датчике изменение местоположения объекта приводит к незначительному изменению выходных сигналов, что снижает погрешность измерения при изменении ориентации объекта произвольной формы в объеме датчика.

Как правило, обувь и, в ряде случаев, головные уборы контролируемых лиц содержат металлические детали, сигналы от которых соизмеримы с сигналами от объектов поиска. В естественных условиях эти детщти имеют только вертикальные моменты. Для исключения сигналов от них необходимо, чтобы датчик в верхней и нижней частях объема имел только гориэонтщтьные компоненты поля. В предлагаемом техническом решении это достигается за счет изгиба верхних и нижних частей рамок 3 и 4 таким образом, чтобы направления их моментов были горизонтальными (плоскость этих частей рамок вертикальная). Тогда в верхней и нижней частях объема датчика будут присутствовать только две горизонтальные

5 881641 6 компоненты поля. Таким образом, будут; помехоэащищенности, две другие индуктивисключены сигналы от металлической фур- ные рамки выполнены в виде изогнутых на нитуры обуви и головных уборов, явпяю- концах, взаимно перпендикулярных скрещищиеся помех ообраэующими. вающихся рамок, размещенных внутри объе-

5 ма, ограниченного парой соосных прямоугольных рамок,. причем плоскости каждой

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я . иэ скрещивающихся рамок перпендикулярны плоскостям соосных рамок, а концы

Датчик селективного металлообнаружи- скрещивающихся рамок изогнуты под угтеля, содержащий индуктивные рамки для 1о лом, обеспечивающим исключение вертивоэбуждения и приема магнитных полей, кальной составляющей компоненты магнитодна пара которых выполнена в виде раэ- ного поля. несенных в пространстве соосных прямо- Источники информации, угольных рамок, отлич а ющ ий- принятые во внимание при экспертизе с я тем, что, с целью уменьшения по1 5 1. Патент Великобритании № 1350273, решности измерения от изменения ориен- кл. G, 1 Й, опублик, 1974. тации и местонахождения обьектов внутри 2. Патент США ¹ 3686564, датчика, увеличения чувствительности и кл. 324-41, онублик. 1972 (прототип).

881641

fp0

04

x,s, K(e) 0,S 0, 0,S

X Pacripedenenue nonrr Ю damvurre npomomuna

Распределение воля 8 предполаааанок датчике

Составитель В. Майоршин

Редактор Т. Орловская Техред М. Рейвес Корректор А. Дзятко

Заказ 9964/68 Тираж 735

ВНИИПИ . Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4