Detectores de metales de arco extraño. Elección consciente.

Detectores de metales con arco extranjero — elección informada.

Sinelytsikov Georgy Aleksandrovich

Los detectores de metales para buscar armas durante registros personales se han convertido en una parte integral de la mayoría de los sistemas de seguridad.

Al construir dicho sistema, el consumidor tiene la tarea de elegir entre 30 modelos y modificaciones de detectores de metales de producción nacional y extranjera que se encuentran actualmente en el mercado.

La falta de normas estatales y de la industria para los detectores y métodos de metales probarlos y evaluarlos complica significativamente la capacidad de seleccionar correctamente un detector de metales para propósitos y condiciones de inspección específicamente definidos.

Sin embargo, cada consumidor puede seleccionar un detector de metales para sus tareas, teniendo ciertos conocimientos en el campo de la detección de metales y el tiempo necesario para realizar pruebas sencillas de forma independiente.

Para seleccionar un modelo de detector de metales específico, el el usuario debe, en primer lugar, determinar los objetos de búsqueda.

La capacidad de un detector de metales para resolver diversos problemas a la hora de detectar objetos metálicos nos permite clasificar los detectores de metales según su aplicación. Definir el objeto de búsqueda le permite seleccionar la clase del detector de metales.

Puede clasificar los detectores de metales (MD) para inspección personal de la siguiente manera:

— MD arqueados para uso general (diseñados para detectar armas metálicas);
— MD arqueados de mayor sensibilidad (diseñados para detectar objetos metálicos bastante pequeños);
— MD arqueados de muy alta sensibilidad (diseñados para detectar objetos hechos de metales no ferrosos que pesan desde unos pocos gramos);
— detectores de metales manuales (utilizados en todos los casos anteriores, tanto como dispositivo independiente como como dispositivo de localización adicional cuando se utilizan junto con MD arqueados).

Los detectores de metales portátiles prácticamente no se diferencian entre sí en términos de principios operativos y su principal diferencia son las características de rendimiento y de consumo.

Al elegir un detector de metales portátil, se debe prestar atención a si sus características indicadas corresponden a los requisitos reales y específicos del usuario. Los detectores de metales de arco de muy alta sensibilidad tienen un alcance limitado.

Se utilizan como sistema de acceso e inspección para evitar robos en empresas asociadas a la minería y procesamiento de metales preciosos.

Los principios de funcionamiento de este tipo de detectores de metales se basan en la evaluación de la diferencia entre la señal medida durante el paso controlado de una persona específica y la señal de la misma persona, pero “metalamente pura”, almacenada en una base de datos informática.

Estos detectores de metales utilizan un sistema de acceso integrado, tienen una configuración compleja y un precio bastante alto ($60-100 mil).

Los detectores de metales de arco de mayor sensibilidad y propósito general son similares en principio en cuanto a funcionamiento y las tecnologías utilizadas.

El principal indicador cualitativo de un detector de metales de alta sensibilidad es la capacidad de detectar un objeto de búsqueda bastante pequeño (pueden ser hojas de afeitar, una navaja, microcircuitos, algunas joyas, envases de láminas metálicas, etc.), y dado que es comparable o incluso mucho más pequeños que cualquiera de los objetos personales, el indicador de selectividad en tales detectores de metales no se evalúa.

Las medidas organizativas utilizadas al utilizar este tipo de detectores de metales incluyen un punto de inspección abierto con inspección visual de los objetos metálicos presentados, proporcionando al personal ropa y calzado que no contenga o contenga la mínima cantidad posible de inclusiones metálicas, en un entorno electromagnético satisfactorio.</p >

Los detectores de metales de arco de alta sensibilidad se utilizan con mayor frecuencia en las empresas para evitar el robo de productos, para inspeccionar a los visitantes de las cárceles y en las salas de resonancia magnética nuclear de los hospitales.

Ejemplos de detectores de metales en arco con mayor sensibilidad son METOR124 fabricado por Metorex (Finlandia) y SMD600 fabricado por C.E.I.A (Italia).

La mayoría de los detectores de metales en el mercado son detectores de metales de uso general.

A la hora de elegir un detector de metales hay que recordar que, especialmente en este momento, cuando el mercado atraviesa tiempos bastante difíciles, la diferencia de precio refleja muy claramente la diferencia de tecnología.

Por supuesto, el precio está influenciado por los enfoques de marketing de las empresas, pero en general, al analizar tanto el mercado ruso como el extranjero, resulta obvio que los productos caros implican el uso de alta tecnología y altas características de detección.

Se trata de productos que, cuando se utilizan, exigen altos requisitos de seguridad.

Por el contrario, los detectores de metales económicos se caracterizan por su bajo rendimiento, el uso de tecnología barata y mano de obra poco cualificada. Estos productos sólo se pueden utilizar para garantizar un bajo nivel de seguridad si se toman medidas organizativas estrictas adicionales.

El análisis de las características de diferentes modelos de detectores de metales se puede realizar utilizando solo los mismos objetos de búsqueda y un conjunto de artículos personales.

Muy a menudo, al comprar un detector de metales, los consumidores rusos identifican la pistola Makarov ( PM) como único objeto de búsqueda.

Muy a menudo, al comprar un detector de metales, los consumidores rusos identifican la pistola Makarov (PM) como único objeto de búsqueda.

Sin embargo, como muestra la experiencia, después de un tiempo de uso de un detector de metales, en el 70% de los casos los objetos de búsqueda reales resultan ser menores que el PM, surgen requisitos para identificar objetos hechos de acero no magnético y metales no ferrosos.

Por lo tanto, es necesario elegir un detector de metales con reserva para el futuro.

Por supuesto, solo el consumidor puede determinar el objeto de búsqueda que necesita, pero como referencia indicativa. Se puede proporcionar un conjunto de objetos de búsqueda, la llamada prueba de 3 armas (ver Tabla 1), definida por la FAA (Administración Federal de Aviación de EE. UU.) para evaluar el rendimiento de detección de los detectores de metales destinados a su uso en los aeropuertos de EE. UU. .

Por cierto, la FAA evalúa los detectores de metales caso por caso y generalmente no los certifica para su uso en aeropuertos de EE. UU.

Tabla 1. Elementos de prueba de la FAA. (Prueba de 3 pistolas).

Estos artículos deben ser detectados por un detector de metales de arco con una probabilidad razonablemente alta de acuerdo con los procedimientos o estándares de prueba específicos.

Los métodos NILECJ y ASTM se utilizan ampliamente en todo el mundo para evaluar el rendimiento de los detectores de metales. NILECJ es el primer estándar, bastante antiguo (año de desarrollo -1974), al que se pueden encontrar referencias de todos los fabricantes de MD.

Se trata de objetos que simulan artificialmente ciertos tipos de armas.

Según muchos usuarios experimentados, este enfoque para analizar las características MD muy a menudo distorsiona las características de detección reales de los detectores de metales.

La gama de artículos personales puede variar de un país a otro, de una propiedad a otra, dependiendo de los hábitos, costumbres y requisitos de seguridad específicos.

Normalmente, el kit incluye artículos de metal propiedad de un adulto promedio.

La ubicación de estos artículos durante las pruebas debe ser estándar y consistente de una prueba a otra.

Un ejemplo sería el conjunto de artículos personales especificados por la FAA y utilizados en los Estados Unidos. , que también es aceptado como original en la norma ASTM (Sociedad Americana de Materiales y Pruebas):

1. Botas con soportes de arco de acero;
2. Llaves para la cerradura “inglesa” (siete);
3. Reloj en caja de metal y pulsera de metal;
4. Dos bolígrafos con estuches de metal;
5. Gafas con montura de metal;
6. Monedas (5 piezas — 1 centavo cada una, 3 piezas — 10 centavos cada una, 3 piezas — un cuarto de dólar, 4 piezas — 5 centavos cada una) ;
7. Hebilla de cinturón no magnética;
8. Paquete de cigarrillos;
9. Anillo de bodas de oro;
10. Encendedor (“Zippo”, opcional)

Cada consumidor define su propio conjunto de objetos de búsqueda y artículos personales, ya que las tareas de detección pueden ser diferentes.

Pero sin determinar primero la composición Con estos conjuntos, es imposible realizar un análisis completo del rendimiento de un detector de metales.

La evaluación del rendimiento de detección de los detectores de metales suele basarse en el cumplimiento de los siguientes requisitos:

— alto rendimiento;
— 100% o cerca de probabilidad de identificar objetos de búsqueda;*
— alta selectividad (la capacidad de distinguir entre objetos de búsqueda y artículos personales);
— muy baja probabilidad de falsas alarmas;**- estabilidad de los parámetros en el tiempo.

Notas:
*El valor depende de las pruebas específicas y métodos utilizados y profundidad del muestreo estadístico para algunas pruebas.

**El concepto de “falsas alarmas” tiene diferentes interpretaciones. En algunos casos, esto lo activa cualquier objeto que no sea un objeto de búsqueda; en otros, — provocado por objetos personales, en tercer lugar — de interferencia externa, así como cualquier combinación de las razones anteriores.

Por lo tanto, al evaluar, es necesario elegir una de las interpretaciones del concepto de falsas alarmas.”

La satisfacción de cada requisito está influenciada por muchas características fundamentales y tecnológicas incorporadas e implementadas en los diseños de varios detectores de metales. Echemos un vistazo más de cerca a los distintos principios de funcionamiento de los detectores de metales y las soluciones tecnológicas utilizadas.

Para crear un campo electromagnético dentro de un detector de metales, se utilizan dos principios:

el principio de un circuito elemental cerrado y el principio de un sistema de antena adaptado.

En el primer caso, la bobina del detector de metales, junto con los condensadores de la unidad electrónica, forma un circuito de radio simple en el que oscilaciones sinusoidales con una amplitud constante están excitados.

La introducción de objetos metálicos en dicho circuito deteriora su factor de calidad y disminuye la amplitud de las oscilaciones, lo que se registra en la unidad electrónica.

Analizar únicamente la amplitud de la oscilación no permite lograr una selectividad satisfactoria. El rango dinámico limitado conduce a una baja inmunidad al ruido, y el diseño de la bobina de dicho circuito (que limita la capacidad de estabilizar los parámetros) no permite lograr una distribución uniforme del campo, lo que generalmente conduce a un rendimiento deficiente del sistema.

Un principio similar de creación de campo se encuentra en los detectores de metales industriales SAFLEC (Sudáfrica), por ejemplo, en los modelos Slimline, PF450(550), Popular2000.

El segundo principio es utilizado por casi todos fabricantes de detectores de metales y consiste en generar un campo mediante una bobina transmisora ​​ubicada en un panel del detector de metales y recibir un campo de señal mediante la bobina receptora ubicada en el panel opuesto del detector de metales.

Con este tipo de generación de campo, hay más posibilidades para diferentes diseños de bobinas y, en consecuencia, una mejor uniformidad en la distribución del campo y, como resultado, una mejor selectividad y reducción de falsas alarmas.

Otra ventaja de esto El tipo de generación de campo es la capacidad de analizar el campo durante el tiempo durante la propagación de un panel a otro, así como los parámetros de atenuación del campo, lo que proporciona mucha información adicional para analizar señales de objetos metálicos.

Todos los detectores de metales que se analizan a continuación utilizan el principio de generación de campo a través de un par transmisor-receptor coincidente.

Como se señaló anteriormente, el diseño de la configuración de la bobina de transmisión y recepción determina esencialmente la uniformidad del campo y es uno de los principales factores para garantizar los requisitos de selectividad de los detectores de metales, probabilidades de detección y falsas alarmas.

La elección de una configuración de bobina particular se realiza como resultado de una cuidadosa investigación y creación de prototipos.

La uniformidad de la distribución del campo dentro del detector de metales, así como la capacidad de no reaccionar a fuentes de radiación ubicadas fuera de él (supresión de «lóbulos parásitos» del sistema de antena) depende del diseño de las bobinas.

El efecto de la uniformidad en las características de los detectores de metales se puede ilustrar de la siguiente manera.

Con un campo uniforme en cada punto del detector de metales, la intensidad del campo es la misma, lo que significa que cuando se lleva un objeto de referencia en cada punto del espacio. del detector de metales, la señal del objeto será la misma.

Si el campo no es uniforme, lo que significa la presencia de puntos (regiones) del espacio con una intensidad diferente a la de los vecinos, entonces la señal del objeto de referencia será diferente en cada región.

En la realidad aplicación, esto significa lo siguiente: configurar un detector de metales para detectar un objeto de búsqueda, por ejemplo, en el cinturón de la derecha y a la altura del pecho, donde la intensidad del campo puede ser máxima, puede provocar que se pierda el mismo objeto en el nivel del cinturón de la izquierda o rodilla con los mismos ajustes.

Un intento de configurar un detector de metales para identificar de manera confiable un objeto de búsqueda en todas las áreas genera falsos positivos para artículos personales.

Para mejorar la uniformidad del campo en los detectores de metales, se utilizan algunas medidas especiales:

• el uso de bobinas duales en el transmisor y receptor con procesamiento independiente de cada canal (por ejemplo, METOR120, METOR160 fabricado por Metorex (Finlandia), SCDM2 fabricado por E.T. (Italia), 02PN8 y 02PN10 fabricados por C.E.I..A. (Italia) , Control Screening fabricado por CHECKGATE 8000 (EE. UU.)). Además, las bobinas de los detectores de metales METOR120, METOR160 crean un campo electromagnético en planos mutuamente perpendiculares, lo que mejora significativamente la detección de objetos extendidos linealmente, como cuchillos, barras de refuerzo, etc.
• el uso de pares de bobinas transceptoras conectadas en dirección opuesta. De este modo, es posible determinar la ubicación del objeto de búsqueda en relación con los paneles (utilizados en los detectores de metales MT5500 fabricados por GARRETT (EE.UU.), CHECKGATE 9000 fabricado por Control Screening (EE.UU.), Intelliscan 6000, 9000, 12000 fabricado por Ranger Seguridad (EE.UU.)). Cabe señalar que este método de compensación de la falta de homogeneidad no proporciona una mejora significativa en los resultados en los modelos presentados, ya que inicialmente se basa en un diseño insuficientemente bueno de las bobinas y se utiliza como una forma económica de «parchar agujeros».
• uso de sistemas multibobina con división espacial de las áreas de búsqueda. Los ajustes de sensibilidad independientes en tales sistemas permiten compensar las faltas de homogeneidad de campo en los detectores de metales que surgen debido a la influencia de la interferencia, y el procesamiento de señales espaciales permite aumentar la selectividad para los artículos personales distribuidos. El principio multizona se aplica parcialmente en el detector de metales PMD2 fabricado por C.E.I.A. (Italia) (utiliza tres bobinas transmisoras y cinco bobinas receptoras con conmutación combinada y procesamiento especial) y completamente — en detectores de metales METOR200 (ocho zonas de detección física) fabricados por Metorex e Intelliscan 12000 (seis zonas) fabricados por Ranger Security.

La uniformidad del campo está influenciada por la calidad del montaje de las bobinas, ya que una desviación en la disposición de las espiras provoca un cambio en la intensidad de campo total de la bobina y, naturalmente, de todo el detector de metales. .

El uso de robots en el bobinado de las bobinas de los detectores de metales por parte de C.E.I.A., Metorex, ET permite lograr una repetibilidad absoluta del diseño de las bobinas en cada instancia del panel.

Diferencias La uniformidad entre ellos está determinada únicamente por el diseño original.

Un análisis del bobinado de las bobinas del detector de metales Ranger Security Intelliscan 12000 arroja resultados desalentadores: las bobinas enrolladas manualmente fijadas a una hoja de madera contrachapada con cinta adhesiva no sólo no proporcionan repetibilidad, sino que también obligan al fabricante a seleccionar pares de bobinas para una instancia específica sólo para lograr una uniformidad de campo aceptable.

Todas las discusiones sobre el diseño de las bobinas y la calidad de su ensamblaje son válidas tanto para su versión de panel como para la versión de columna.

Los fabricantes italianos producen bobinas en forma de columnas junto con los paneles habituales.

Las columnas son buenas sólo desde el punto de vista estético, son livianas, no cubren el espacio de inspección y ahorran espacio de instalación. .

Eso es todo, las ventajas están agotadas. Hay que olvidarse de la uniformidad del campo, la selectividad cae bruscamente y aumenta el número de alarmas de objetos que se pueden transportar.

Las columnas se pueden utilizar en lugares de instalación con bajos requisitos de seguridad y un pequeño flujo de visitantes; para instalaciones con mayores requisitos de seguridad, los fabricantes recomiendan los mismos modelos de detectores de metales, pero con bobinas en forma de paneles.

La selectividad y las probabilidades de detección y falsas alarmas también están influenciadas por el tipo de campo magnetizante.Los detectores de metales utilizan dos métodos para generar un campo magnetizante: — método de campo armónico y método de campo pulsado.(Para más detalles, ver ST No. 4-5, 1998).Con el tipo armónico, el campo es excitado por una sinusoide de una frecuencia (armónico).Con el tipo pulso, la excitación se realiza mediante un pulso cercano a una forma rectangular. Cada uno de estos tipos tiene sus propias desventajas y ventajas.En primer lugar, estos métodos tienen diferente contenido de información.Una oscilación armónica tiene sólo dos parámetros para el análisis posterior: la amplitud y fase del campo reemitido.Cuando el campo es pulsado, se utilizan para el análisis las características transitorias de todo el espectro de los componentes de Fourier de un pulso rectangular. Esto conduce a un aumento significativo en la información recopilada sobre las características y dimensiones del objeto metálico en estudio.Puede encontrar declaraciones de algunos fabricantes de detectores de metales de que el principio armónico es decenas de miles de veces mayor. informativo que el principio pulsado debido al hecho de que el campo creado continuamente.Un curso de física de la escuela secundaria muestra que estas afirmaciones no tienen sentido, ya que en una señal armónica, es decir, una onda sinusoidal, el cambio de fase no se puede medir más de dos veces durante el período de la señal, y los valores de amplitud máxima al pasar un Un objeto metálico no puede cambiar fundamentalmente con más frecuencia que la frecuencia de la señal (la velocidad de movimiento de un objeto es mucho menor que la frecuencia del campo electromagnético).Entonces, si las frecuencias para los diferentes tipos de generación de campo cambian no difieren miles de veces, y para todos los fabricantes están dentro del rango de 100 Hz-3 kHz, luego debido a la «continuidad de la sinusoide» las ganancias no son visibles.Por el contrario, el contenido de información es mucho mayor en los sistemas pulsados, ya que pueden analizar un número infinito de frecuencias.Los sistemas de pulsos son mucho más resistentes a las vibraciones, ya que al procesar conjuntamente los componentes de la señal de la re -campo emitido, es posible compensar los cambios causados ​​por el movimiento vibratorio de las bobinas.Debido a su inestabilidad ante las vibraciones, los detectores de metales que utilizan el principio armónico suelen ser entre un 30 y un 50 % más pesados ​​que los detectores de metales por impulsos, lo que, por un lado, les confiere rigidez, pero, por otro, degrada aún más su resistencia a los golpes.La ventaja de los detectores de metales armónicos radica en su buena inmunidad al ruido, ya que es posible filtrar eficazmente las interferencias con frecuencias diferentes a la frecuencia de excitación. Sin embargo, en la práctica, esta ventaja prácticamente no se materializa.La inmunidad al ruido de los detectores de metales fabricados por impulsos y armónicos es aproximadamente la misma.Una ventaja práctica se obtuvo en los detectores de metales 02PN8, 02PN10 y PMD2 fabricados por C.E.I.A..Cuando se instalan en fila, estos modelos de detectores de metales se pueden colocar a una distancia de 5 cm entre sí, extendiéndose naturalmente las frecuencias de generación de campo.Si en los detectores de metales armónicos utilizamos excitación de campo simultáneamente con varias frecuencias especialmente seleccionadas, entonces puede ser posible acercar sus características de detección a las de los sistemas pulsados.Sin embargo, hoy en día todos los fabricantes de detectores de metales armónicos utilizan un método de excitación de monofrecuencia.Solo hay unos pocos modelos de detectores de metales en el mercado ruso que utilizan el método de generación de campo armónico.Se trata de 02PN8, 02PN10 y PMD2 producidos por la empresa C.E.I.A. e Intelliscan 12000 fabricado por Ranger Security.Todos los demás fabricantes del mundo utilizan el método de generación de campo pulsado.El método de generación de campo pulsado MD parece ser el más prometedor en desarrollo.Cuando se utilizan métodos para analizar procesos transitorios (estimando la atenuación del campo electromagnético en un detector de metales después del final del pulso de excitación), es teóricamente posible sacar una conclusión sobre la forma exacta y las características electromagnéticas del objeto en estudio.Esto se logra midiendo las amplitudes de las características transitorias a diferentes frecuencias con diferentes retrasos en relación con el flanco de salida del pulso de excitación.Al acumular los resultados de las mediciones durante varios ciclos de exposición al pulso al pasar un objeto de búsqueda a través de un detector de metales y aplicar el procesamiento necesario, es posible obtener una imagen electromagnética del objeto.Comparándola con imágenes desde una biblioteca existente, puede identificar con bastante precisión los objetos que son objetos de búsqueda.A pequeña escala, en la medida en que las capacidades técnicas y el costo final lo permitan, esta tecnología de medición se utiliza en los detectores de metales METOR fabricados por Metorex. .Para facilitar la comparación de tecnologías, los detectores de metales mencionados en el artículo, así como otros modelos más conocidos en el mercado de seguridad ruso, se enumeran en la tabla. 2.
Cabe señalar que la tabla no enumera todos los modelos MD ni todos los fabricantes de detectores de metales, cuyos productos se pueden encontrar ya instalados en algunas instalaciones en Rusia.El artículo refleja los modelos más conocidos o los que ofrecen los proveedores de MD conocidos en Rusia.A la hora de elegir un detector de metales, un factor importante es su coste. Sin embargo, el precio relativamente bajo de MD no es una ventaja obvia y obvia.Si un ahorro de incluso el doble del costo conduce a la imposibilidad de resolver los nuevos problemas de inspección que surgen y, como resultado, posibles amenazas a la vida. , costes adicionales de reparación y salarios para la seguridad de los empleados, duplicando el funcionamiento de un detector de metales de este tipo, lo que significa que la preferencia por un precio bajo fue errónea.La vida humana, el funcionamiento fiable de las estructuras públicas y privadas , y la protección de los bienes materiales son mucho más importantes que los aparentes ahorros momentáneos.

Fig. 4. Izquierda: MD con sensibilidad desigual
(baja selectividad, gran número de falsas alarmas).
A la derecha — MD con sensibilidad uniforme (buena selectividad)