Применение магнитной томографии в проходных металлодетекторах.Применение магнитной томографии в проходных металлодетекторахЩербаков Григорий Николаевич,профессор, доктор технических наук, Источник: журнал "Специальная Техника" № 6 2007 год. В настоящее время в условиях действий криминальных и радикальных группировок, активизации террористической деятельности на территории РФ, актуальность выявления огнестрельного оружия, гранат, холодного оружия, замаскированных под одеждой или в багаже определяется необходимостью решения задачи обеспечения безопасности населения, организаций и предприятий. Все чаще и чаще мы наблюдаем картину досмотра сотрудниками органов безопасности граждан и их вещей с целью поиска предметов являющихся источником повышенной опасности для населения. Для проведения досмотров используются различные технические устройства. Одним из наиболее распространенных, предназначенных для проведения досмотров в местах массового скопления людей, являются проходные металлодетекторы. Объектами поиска, в борьбе с терроризмом, в большинстве случаев являются ферромагнетиками: огнестрельное оружие; гранаты; холодное оружие, замаскированные под одеждой или в багаже; «пояса шахидов», содержащие готовые осколки; батарейки в электронной схеме подрыва, механические, электронные и радиовзрыватели от различных взрывных устройств. В то же время, сигналы от изделий из диамагнитных металлов (часы, ювелирные изделия, фольга кондитерских изделий и т.д.) в данном случае являются помеховыми, снижающими пропускную способность При необходимости досмотра большого количества людей, например, при проведении массовых мероприятий, низкая скорость поиска приводит к невозможности качественного проведения контроля. Большинство современных проходных металлодетекторов работают на вихретоковом принципе и имеют ряд недостатков, основными из которых являются:
Кроме того, такие металлодетекторы относятся к активным, т.е. обладающим собственными зондирующими полями, поисковым приборам, и могут привести к подрыву взрывного устройства, например пояса шахида с дублирующим радиовзрывателем. Не маловажен в данном случае и медицинский аспект[8]. Долгие годы считалось, что электромагнитные поля оказывают на организм лишь тепловое воздействие, а имеющиеся техногенные источники, особенно в области сверхнизких частот (менее 100 Гц, прежде всего промышленных частот 50 и 60 Гц), обладают слишком малой энергией, чтобы оказывать заметное влияние на человеческие ткани. Однако к настоящему времени установлена достаточно устойчивая корреляция между временем нахождения персонала в зоне действия электромагнитного излучения и рядом неврологических нарушений организма (головная боль, раздражительность, повышенная утомляемость), а также расстройством сердечно-сосудистой и пищеварительной систем. Сейчас считается установленным факт воздействия на организм человека электромагнитного излучения даже незначительной интенсивности. Очень чувствительна к воздействию электромагнитного излучения нервная система эмбриона. Кроме того, имеются требования различных международных институтов относительно влияния электромагнитного излучения на вживленные кардиостимуляторы. Даже кратковременные малые внешние магнитные поля с индукцией 0,1-0,3 мкТл приводят к заметным изменениям участков электрокардиограмм. Наблюдаемые изменения усиливаются с повышением напряженности магнитного поля. Необходимо учесть, что в существующих индукционных проходных металлодетекторах (как гармонических, так и импульсных)индукция низкочастотного магнитного поля достигает единиц мкТл, а иногда и более. Таким образом, проходные «антитеррористические» металлодетекторы предназначенные для выявления огнестрельного оружия, гранат, холодного оружия, замаскированных под одеждой или в багаже должны отвечать следующим требованиям:
Применение магнитометрического метода поиска в качестве физической основы для разработки проходных металлодетекторов [1,2,3,6,7] позволит выполнить первое и второе требования. Возможность применения магнитометрического метода в качестве досмотрового средства рассмотрена в работах [5,6,7]. Данная идея реализована в виде портативного магнитометрического поискового прибора для обнаружения скрытно носимых ферромагнитных объектов (оружия, мин и взрывоопасных предметов) в условиях неблагоприятной помеховой обстановки. Для быстрого определения зоны нахождения объекта поиска на объекте досмотра (теле человека) целесообразно использовать несколько датчиков связанных в единую систему. Как показали проведенные исследования, наиболее целесообразно использовать в этих целях принцип магнитной томографии. В основе томографии (в широком смысле) лежит возможность математического реконструирования пространственного распределения той или иной характеристики вещества внутри объекта по влиянию этого вещества на физической поле или излучение, пронизывающее объект и регистрируемое внешними датчиками. Выполнение всех трех требований предъявляемых к проходным металлодетекторам достигается использованием в них в качестве датчиков линейки из твердотелых полупроводниковых датчиков магнитного поля, осуществляющих динамическое «послойное» сканирование, а также введением в состав проходного металлодетектора контроллера, приёмо-передающего устройства и автономного индикаторного устройства, включающего приёмо-передающее устройство и блок сопряжения с компьютером. На рис.1 показана структурная схема перспективного магнитного томографа - проходного металлодетектора отвечающего всем трем указанным выше требованиям. Магнитный томограф содержит блок сбора-передачи информации и автономное индикаторное устройство. Блок сбора-передачи информации включает датчики искажения магнитного поля Земли в виде линейки из твердотелых полупроводниковых датчиков магнитного поля[4], закрепленных на одной оси, контроллер, приёмо-передающее устройство, корпус из немагнитного материала. Автономное индикаторное устройство включает корпус из немагнитного материала, приёмо-передающее устройство и блок сопряжения со специальным компьютером. Магнитный томограф работает следующим образом. 1- содержит блок сбора-передачи информации; Ферромагнитный объект поиска, попадая в зону обнаружения, искажает силовые линии магнитного поля Земли. Данное искажение фиксируется датчиками магнитного поля (твердотелыми или пленочной структуры) , сигналы с которых обрабатываются микроконтроллером с помощью специального алгоритма, позволяющего исключить помехи. Далее информация по проводам или радиоканалу поступает на компьютер. Очень важно, чтобы интерфейс устройства представлял собой не статическую картину по принципу «да»-«нет», а динамическую «дышащую» послойно сканируемую картину изменения магнитного поля. В настоящее время практически все известные многозонные проходные металлодетекторы используют индукционный (вихретоковый) принцип работы. Из известных многозонных проходных металлодетекторов с программной обработкой сигналов пассивным, т.е. не облучающим проходящих через них людей, является только изделие «Зонд-П»(рис.2). Его технические характеристики: Габариты – 190х4х2 см; Основные преимущества перед существующими металлодетекторами: 1. Два уровня интеллектуального распознавания объекта: собственный встроенный микропроцессор и специальное программное обеспечение на персональном компьютере. 2. Более высокая скорость обнаружения за счет поиска только ферромагнитных издлиий и электронных устройств, находящихся в активном состоянии. Пибор не раегирует на изделия из цветных металлов (фольга о кондитерских и табачных изделий, ювелирные украшения, монеты и др.) 3. Высокая безопасность поиска взрывных устройств за счет отсутствия собственных зондирующих полей, вызывающих случайное срабатывание взрывателей с электронными компонентами. 4. Отсутствует электромагнитное излучение, влиияющее на здоровье человека. В частности не влияет на вживленные кардиостимуляторы. Небольшие габариты изделия обеспечивают его мобильность, не требует подготовки, а при необходимости дают скрытность установки. Литература: 1. Щербаков Г.Н. Обнаружение объектов в укрывающих средах. Для криминалистики, археологии, строительства и борьбы с терроризмом.- М.: Арбат-Информ, 1998г. |