Датчик селективного металлообнаружителя

(51)М. Кл. (01 Ч 3/10 с присоедкнениеет заявки М -Гоеударстмииы комитет СССР по делам изебретеиий и открытий(54) ДАТЧ ЕКТИВНОГО МЕТА НАРУЖИ Изобретение относится к устройствамселективного обнаружения металлическихобъектов произвольной формы и произвольной ориентации в пространстве и можетбыть использовано при селективном обнаружении металлических объектов,Известен датчик металлообнаружителясостоящий из трех пар взаимно ортогональных индуктивных рамок, обеспечивающихвозбуждение и прием взаимно ортогональных магнитных полей, Каждая из пар ра 1мок может быть пространственно отнесена ог других или совмещена с ними так,что объекты подвергаются воздействиюмагнитных полей последовательно или одновременно 1.тОднако при пространственном разнесении рамок габариты датчика увелйчиваютюг в нЕсколько раз, что ведет к сниженМю.пропускной способности металлообнаружителя и к значительному усложнению егоконструкции.Наиболее близким техническиьт решением к изобретению является датчик селективного металлообнаружителя, содержащий три пары ортогональных индуктивных рамок для возбуждения и приема магнитных полей, .расположенных в пространстве в форме паралттелепипеда, ребра которого соизмеримы с размерами контролируемого человека. В этом случае расстояние между соосными рамками, лежащими в нижиеМ и верхнем основаниях, по крайней мере, в два раза больше, чем расстояние между боковыми. Это приводит к тому, что сигнал на выходе горизонтальных рамок датчика почти на два порядка меньше, чем на выходе вертикальных, что, в свою очередь, снижает чувствительность и уватичивает 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 нвличие шес 881641 .4ти рамок значительно усложняет его конструкцию. 23.Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения от изменения ориентации и местонахождения объекта внутри датчика, увеличение чувствительности и повышение помехозащищенности.Поставленная цель достигается тем, что в датчике селективного металлообнаружителя, содержащем индуктивные рам ки 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 лярны плоскостям соосных рамок, а концы скрещивающихся рамок изогнуты под углом, обеспечивающим исключение вер.тикальной составляющей компоненты маг нитного поля. 25На фиг. 1 показана конструкция датчика металлообнаружителя; на фиг. 2 - графики распределения магнитного поля известного и предлагаемого датчиков.30Для исключения зависимости сигнала от изменения положения и ориентации объекта произвольной формы в пространстве необходимо обеспечить поочередное возбуждение и прием в заданном объеме пространства ортогональныхмагнитных 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 Н соответственно, вектора напряженности которых являются нормалями к плоскостям соответствукицих рамок, т;е. Н 1 Н 1 Н . 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 коор.гинатным осям датчика известного и пред лагаемого для того единичной силы дан на фиг. 2. Как видно из графиков, в объеме известного датчика напряженность полей 1 1, 1 у изл 1 еняется в небольших пределах, а Йапряженность поля Н изменяется резко и в широких пределах. Это приводит к тому, что сигнал с выхода-компоненты 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 с 2, 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 Ну - 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 датчикаНкоэффициентом К = , следует, чтой нДнеоднородность поля в 2. -компоненте улучшилась по сравнению с известным в15 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 детали имеют только вертикальные моменты. Для исключения сигналов от них необходимо, чтобы датчик в верхней и нижней частях объема имел только горизонтальные 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 быпи горизонтальными (плоскость этих частей рамок вертикальная). Тогда в верхней и нижней частях объема датчика будут присутствовать только две горизонтальные5 881641 6 компоненты поля. Таким образом, будут, помехозашишенности,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 ообразующими, 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 концыДатчик селективного металлообнаружи- скрещивающихся рамок изогнуты под угтеля, содержащий индуктивные рамки для 10 лом, обеспечивающим исключение вертивоэбуждения и приема магнитных полей, кальной составляющей компоненты магнит- одна пара которых выполнена в виде раэ- ного поля.несенных в пространстве соосных прямо- Источники информации, угольных рамок, отлич а юш ий- принятые во внимание при экспертизе с я тем, что, с целью уменьшения по 15 . 1, Патент Великобритании % 1350273, решности измерения от изменения ориен- кл, С, 1 Й, опублик, 1974, . тации и местонахождения обьектов внутри 2. Патент США % 3686564, датчика, увеличения чувствительности и кл. 324-41, онублик. 1972 (прототип).,У, Е(Ю 01 02 ОЗ 09 05 06 07 08 0 оставитель В. Майоршинехред М.Рейвес Корректор А. Дзя Редактор Т. Орловска Заказ 9964/68 Тираж 735ВНИИПИ. Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д Подписн Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Распределение поля 8 дащчике проеоеипаРаспределение поля о предполаааенок датчике