Detectores de metales. Cuestiones de estandarización de requisitos.
David Pavlovich Berezansky, candidato de ciencias técnicas
Detectores de metales y #8212; dispositivos de inspección.
Cuestiones de estandarización de requisitos.
El artículo está reimpreso de la revista «Special Equipment» N° 2 1998
Para una amplia gama de lectores de la revista, se proponen debatir una serie de problemas relacionados con la estandarización de los requisitos para los detectores de metales, como uno de los tipos importantes de equipos de inspección. En condiciones en las que en la Federación de Rusia todavía no existe una norma estatal que regule los requisitos reglamentarios para los detectores de metales como dispositivos de inspección, las cuestiones presentadas en el artículo son relevantes.
Un papel importante en la organización de la seguridad de edificios, estructuras, seguimiento y regulación del movimiento de personas, detectores de metales — detectores de artículos prohibidos en estas instalaciones.
Los detectores de metales, según la clasificación aceptada hoy en día [1], se refieren a dispositivos de inspección que forman parte de equipos de seguridad integrados o se utilizan de forma autónoma. Estructuralmente, estos detectores de metales pueden integrarse en las barreras de los sistemas de gestión y control de acceso, autónomos estacionarios o portátiles autónomos.
Los elementos que los visitantes de sitios protegidos tienen prohibido llevar y detectar mediante un detector de metales (en adelante, OP — objetos de búsqueda) incluyen principalmente:
& #8212; armas de fuego;
— granadas de mano;
— cuchillos
El propósito funcional de los detectores de metales es generalmente bastante amplio: desde la búsqueda de metales no ferrosos que pesan ~ 1 g hasta la detección de objetos hechos de metales ferromagnéticos que superan significativamente el OP en masa. Las tareas que resuelven los detectores de metales en los sistemas de seguridad y protección son más limitadas y tienen características propias que determinan requisitos específicos para dichos dispositivos. Estos incluyen:
— detección confiable de OP;
— garantizar la selectividad en relación con los objetos metálicos que se permite introducir en una instalación vigilada;
— garantizar la inmunidad al ruido en las condiciones de trabajo en una instalación protegida;
— garantizando una seguridad especial.
Hasta la fecha, en Rusia no existe una norma estatal que regule la mayoría de los requisitos discutidos anteriormente. Como resultado, los consumidores de detectores de metales sufren. Habiendo comprado un producto, cuya documentación proporciona solo evaluaciones cualitativas de sus características principales (detecta armas de manera confiable, no reacciona a pequeños objetos metálicos, es resistente a interferencias, etc.), el consumidor, al descubrir que el detector de metales no le conviene en términos de capacidades reales, no puede hacer reclamaciones contra el fabricante o el vendedor. A menudo surge la situación de que el detector de metales universal comprado tiene varios programas de funcionamiento. Sin embargo, los documentos operativos no indican las características que proporciona el producto al utilizar los programas implementados en el mismo. E incluso las referencias a la configuración del nivel de seguridad según la norma internacional “NILECJ-SCD 0601-00 Nivel de seguridad 1…5” [2] no permiten al consumidor nacional decidir la elección del modo.
De lo anterior se deduce que existe una necesidad urgente de desarrollar un estándar ruso para detectores de metales — dispositivos de inspección. Echemos un vistazo más de cerca a cada uno de los requisitos para dichos dispositivos.
Características de detección.
Los OP discutidos anteriormente tienen diferentes tamaños, masa, forma, conductividad eléctrica y permeabilidad magnética. En un detector de metales, la señal en la salida de la antena receptora depende tanto de estas características como de la ubicación del OP con respecto a las antenas. En consecuencia, el rendimiento de detección de un detector de metales debe evaluarse teniendo en cuenta los factores enumerados anteriormente.
La investigación realizada permitió desarrollar una serie de muestras de prueba con parámetros de diseño generalizados para OP [3]. El uso de tales muestras de prueba o OP reales permite estimar la probabilidad de su detección por un detector de metales en diferentes orientaciones espaciales de los OP en las ubicaciones más probables de una persona.
Características selectivas.
Bajo características selectivas aplicadas a detectores de metales — Los dispositivos de acceso consideran la probabilidad de pasar objetos de menor tamaño y peso que el OP permitido para ser transportados a una instalación protegida (en adelante, PLP — artículos personales), o la probabilidad de una falsa alarma del producto.
Las características especificadas en un detector de metales están directamente relacionadas con la probabilidad de detectar un artefacto explosivo. El campo electromagnético a lo largo del ancho del paso del detector de metales es claramente heterogéneo. Incluso el uso de una configuración especial de la bobina y un procesamiento especial de las señales de la antena receptora no mejora significativamente esta falta de homogeneidad. Por lo tanto, al transportar el mismo objeto desde el mismo ángulo en las inmediaciones de las bobinas y en el medio del pasaje, las señales indicadas pueden diferir entre 2 y 4 veces. Por lo tanto, la señal del OP en el medio del pasaje es comparable a la señal del PLP transmitida cerca de las bobinas. Además, la mayoría de los detectores de metales analizados tienen sistemas de antena plana y tienen suficiente sensibilidad en una o, en el mejor de los casos, en dos direcciones. Por lo tanto, para garantizar una detección fiable en cualquier orientación de armas como una pistola o un cuchillo, que tienen tamaños significativamente diferentes en diferentes direcciones, se requiere un umbral de sensibilidad bajo, lo que reduce las características selectivas del detector de metales.
La selectividad también tiene un significado puramente psicológico para los trabajadores de seguridad en instalaciones equipadas con detectores de metales. De las observaciones prácticas del autor se desprende que las frecuentes falsas alarmas del PLP reducen la atención de los trabajadores de seguridad a cualquier señal de alarma, incluso cuando es activada por un OP. El uso de detectores de metales con baja selectividad suele ser simplemente un motivo para que los guardias de seguridad realicen una búsqueda completa de los visitantes.
Inmunidad al ruido.
Un detector de metales instalado en un área protegida se ve afectado por una serie de condiciones externas (interferencias) que dificultan o imposibilitan el desempeño de sus funciones. Las interferencias se dividen en electromagnéticas y causadas por la presencia de grandes masas de metal, circuitos cerrados, en movimiento o estacionarios cerca de las antenas. Las fuentes más comunes de interferencia electromagnética son:
— alimentar redes eléctricas y sus equipos de conmutación;
— dispositivos eléctricos de potencia en funcionamiento (motores eléctricos, generadores eléctricos, transformadores);
— lámparas fluorescentes;
— monitores;
— Televisores, etc
La presencia de interferencias electromagnéticas puede provocar falsas alarmas, que en algunos casos se vuelven continuas y hacen prácticamente imposible el uso del detector de metales. Además, las interferencias electromagnéticas afectan negativamente a la selectividad.
Las falsas alarmas también son causadas por estructuras y circuitos cerrados ubicados cerca del detector de metales que se mueven según su propósito funcional (puertas, cabinas de ascensor, etc.) o se mueven debido a estructuras sin rigidez, vibraciones.
Si el paso por el detector de metales no se organiza correctamente, se pueden producir falsas alarmas por objetos metálicos en movimiento (equipaje de mano, paraguas, etc.) para los visitantes ubicados cerca de las antenas.
La inmunidad al ruido de un detector de metales está determinada por su capacidad para mantener sus características en condiciones de exposición a las interferencias comentadas anteriormente. Para garantizar la inmunidad al ruido de los detectores de metales, se utilizan una serie de medidas tanto de diseño como de organización:
— soluciones de circuitos especiales para componentes electrónicos;
— procesamiento especial de señales de antenas receptoras;
— varios tipos de sincronización con interferencias;
— quitar detectores de metales de objetos metálicos en movimiento;
— exclusión del transporte de equipaje de mano a través y cerca de una zona controlada por un detector de metales.
Para el control del equipaje de mano se pueden utilizar máquinas de rayos X o detectores de metales para equipaje de mano, situados muy cerca del detector de metales destinado al control de personas. Los dispositivos enumerados son fuentes de interferencias electromagnéticas adicionales y, para reducir su influencia, se deben tomar las medidas mencionadas anteriormente.
Seguridad especial.
Los detectores de metales generan un campo electromagnético que una persona atraviesa al pasar, y los guardias de seguridad permanecen cerca durante mucho tiempo. Por lo tanto, además de cumplir con los requisitos de seguridad normales para dispositivos alimentados, deben proporcionar:
— seguridad en relación con el cuerpo humano;
— nivel de influencia permitido sobre los marcapasos implantables;
— nivel de influencia permitido en los medios de almacenamiento magnéticos.
Así, a los detectores de metales — Los dispositivos de detección tienen requisitos especiales. El análisis de los requisitos para dichos dispositivos realizado en este artículo nos permite formular los principales enfoques para el desarrollo de la norma.
Propuestas para la estandarización de requisitos>p>
La principal característica del detector de metales — Los dispositivos de inspección pueden servir como probabilidad de detectar un OP. Los requisitos para el valor de esta característica pueden variar según el grado requerido de protección del objeto. El autor propone dividir estos requisitos en cuatro grupos: seguridad reducida, normal, aumentada y alta, con los siguientes valores numéricos de probabilidad de detección Robn.:
— reducido de Robn. >= 0,95;
— normal con Robn. >= 0,97;
— aumentado de Robn. >= 0,98;
— alto con Robn. >= 0,99.
Los valores propuestos se seleccionaron en función de la necesidad de garantizar un nivel suficiente de selectividad e inmunidad al ruido, además de tener en cuenta la viabilidad técnica de estos valores en los detectores de metales existentes. Además, dicha división permitirá certificar toda la variedad de productos rusos e importados y tener una cierta reserva para detectores de metales prometedores.
El punto más importante a la hora de evaluar a Robn. es la técnica de medición. Para crearlo necesitas:
— seleccionar una gama de OP o sus simuladores con características de diseño específicas;
— seleccionar y justificar puntos de medición en la apertura controlada del detector de metales;
— seleccionar y justificar el número de mediciones en función del nivel de confianza requerido;
— Desarrollar y justificar algoritmos de procesamiento de medidas.
La segunda característica importante de los dispositivos de inspección específicos es la selectividad. Además, dependiendo del valor de la probabilidad de detectar PLP (probabilidad de falsa alarma Rlt.), se puede evaluar en cuatro grupos:
— reducido de Rlt. <= 0.1;
— normal con Rlt. <= 0,05;
— aumentó de Rlt. <= 0,02;
— alto con Rlt. <= 0,01.
Acercamiento a las técnicas de medición de Rlt. puede ser similar al comentado anteriormente.
Robn propuso racionar. están estrechamente relacionados con el tiempo que el OP pasó en el área controlada por el detector de metales. Por lo tanto, también debe normalizarse la velocidad máxima de paso de los objetos, a la que se garantizan determinadas características probabilísticas. Normalmente, la velocidad de una persona que camina tranquilamente es de 0,5… 1,0 m/s. Sin embargo, en este caso, las velocidades relativas de movimiento de las distintas partes de su cuerpo (brazos, piernas) y, en consecuencia, del OP, pueden alcanzar 1,5-2 m/s. Los métodos para medir la velocidad máxima de transmisión de un OP (o el rendimiento resultante) son bastante obvios.
Los requisitos para la inmunidad al ruido de los detectores de metales con respecto a las interferencias electromagnéticas externas están formulados en el estándar en desarrollo. [1]. La estandarización de los requisitos para la inmunidad al ruido de masas metálicas en movimiento es generalmente imposible.
Los requisitos para la seguridad del campo electromagnético de un detector de metales en relación con el cuerpo humano están determinados por: SanPiN 2.2.4/2.1.8.055-96 «Radiación electromagnética en el rango de radiofrecuencia», MSanPiN 001-96 «Normas sanitarias para niveles permisibles de factores físicos cuando se utilizan bienes de consumo en condiciones domésticas”.
Con respecto a los marcapasos implantables, según la información de que dispone el autor, ni Rusia ni otros países han establecido requisitos estandarizados para las características permisibles de los campos electromagnéticos circundantes. Por tanto, los requisitos de seguridad para el campo electromagnético de un detector de metales
pueden formularse en relación con un marcapasos (fijo) específico, por ejemplo, el que sea más sensible al impacto en cuestión. En particular, se ha probado la seguridad de varios detectores de metales importados disponibles en el mercado ruso en relación con modelos específicos de marcapasos.
Al desarrollar una norma, es necesario determinar los requisitos de seguridad para el campo electromagnético de un detector de metales en relación con los medios de almacenamiento magnéticos (cinta magnética, discos, etc.), lo que probablemente sea importante para los detectores de metales para inspeccionar el equipaje de mano.
Métodos de medición En la mayoría de áreas de seguridad del campo electromagnético emitido por un detector de metales, consiste en tomar medidas con instrumentos de medición convencionales de los niveles de intensidad de campo en ciertos rangos de frecuencia y compararlos con estándares aceptables.
p>
Los requisitos generales para la seguridad de los detectores de metales se establecen en GOST 12.1.004, GOST 12.1006, GOST 12.2.003, GOST 12.2.004, GOST 12.2.006.
Estándares internacionales
Los más conocidos son dos estándares internacionales que definen los requisitos para los detectores de metales utilizados para detectar armas en humanos [2,3].
Consideremos la relación de los requisitos básicos propuestos en este artículo para la estandarización con los requisitos correspondientes según el estándar de la Administración Federal de Aviación Civil de EE. UU. [3]. El estándar de la Administración Federal de Aviación de EE. UU. estandariza el límite inferior de Robn. para tres armas de fuego específicas. Las muestras están hechas de diferentes materiales (acero, acero inoxidable, aleaciones especiales) y tienen un peso y unas dimensiones bastante pequeñas. Las pruebas se llevan a cabo en tres puntos fijos del cuerpo humano. La norma no contiene requisitos sobre las probabilidades de detectar granadas y cuchillos. Además, no existe una gradación basada en los valores de Robn, lo que no permite comparar los detectores de metales entre sí. Según el autor, en la norma rusa que se está desarrollando se pueden utilizar una serie de disposiciones establecidas en [3], por ejemplo, la elección de un OP similar o el mismo, el uso de ubicaciones similares de armas en el cuerpo humano y en la misma orientación espacial. Sin embargo, la nomenclatura de los OP utilizados durante las pruebas, el número de puntos en los que se evalúan las probabilidades de su detección y el volumen de pruebas (probabilidades de confianza) en el estándar ruso deberían ser mayores. Esto permitirá evaluar de forma más fiable los parámetros de los detectores de metales en relación con las tareas consideradas anteriormente.
El autor no pudo analizar los requisitos de la norma [2] en el marco de este artículo. , porque no tenía el texto de la norma al momento de escribir este artículo. Por lo tanto, las cuestiones de comparación con la clasificación aceptada y los valores aceptables de las características de los detectores de metales según esta norma internacional requieren una consideración adicional.
1 — Proyecto GOST R ХХХХХ-98, “Sistema de normas para medios técnicos de protección y seguridad, Medios y sistemas de control y gestión de acceso. Dispositivos de barrera, requisitos técnicos generales y métodos de prueba.”
2 — NILECJ-SCD 0601-00 Nivel de seguridad 1…5 — estándar internacional, niveles de seguridad 1…5.
3 — Muestras de prueba según los estándares de la Administración Federal de Aviación de EE. UU. 3-GUN-TEST, 3-GUN-TEST ENNANCED.