Глава 5 металлоискатели

Металлоискатель, магнитометр, поисковая рамка, чувствительность, селективность, магнитное поле, индуктивность, приемная катушка, излучающая катушка, генератор, детектор

5.1. Классификация и основные параметры

Поиск металлосодержащих предметов при таможенном досмотре выполняется с помощью металлоискателей (по зарубежной терминологии - металлодетекторы).

Эти приборы имеют поисковую рамку которая в процессе поиска перемещается вдоль контролируемого объекта. При обнаружении металлического предмета прибор издает световой и/или звуковой сигна­лы. В наиболее совершенных приборах для индикации результатов поиска используются и дисплеи.

Различают ручные и стационарные металлоискатели.

В таможенной практике стационарные металлоискатели широко используются в аэропортах, на железнодорожных переходах, в морских портах и иных местах, где имеет место таможенное оформление пасса­жиров. Такие металлоискатели устанавливается стационарно и представ­ляет собой большую рамку, через которую проходят пассажиры.

Ручные металлоискатели имеют небольшие размеры и вес. Ис­пользуются сотрудниками таможенных органов в местах пропуска лю­дей для обнаружения в их одежде и личных вещах металлических пред­метов.

По воздействию на объект контроля металлоискатели можно раз­делить на три группы: локационные, параметрические и магниточувствительные. Первые две группы иногда называют индукционными ме­таллоискателями, так как их чувствительным элементом является ка­тушка индуктивности.

Магниточувствительные металлоискатели в практической рабо­те таможенных органов не применяются.

В таможенных органах применяются индукционные металлоискатели. По принципу действия среди них выделяют четыре основных класса:

• металлоискатели по принципу «прием-передача»;

• металлоискатели на биениях;

• однокатушечные металлоискатели индукционного типа;

• импульсные металлоискатели.

К числу основных параметров, характеризующих ручные метал­лоискатели относят следующие.

Чувствительность. Важнейший параметр металлоискателей -чувствительность, т.е. максимальная дальность обнаружения искомо­го предмета.

Для магниточувствительных металлоискателей принято чувстви­тельность оценивать минимальной величиной магнитной индукции поля, которую способен зарегистрировать прибор.

Для индукционных металлоискателей в качестве эталонов чувстви­тельности обычно используют пластины круглой или квадратной фор­мы из различных металлов и различных размеров. С помощью этих пластин можно сравнивать расстояния, на которых их обнаруживают разные индукционные металлоискатели. Часто в качестве эталона рас­сматривается монета определенного размера.

В общем случае чувствительность тем больше, чем больше число витков приемной катушки, больше размер искомого объекта и меньше расстояние до него.

При досмотре людей, личного багажа или корреспонденции высо­кой чувствительности не требуется. Как правило, достаточно 15-20 см.

Помехоустойчивость. В процессе применения металлоискателя на него воздействует внешняя среда, создавая помехи, затрудняющие или делающие невозможным выполнение им своих функций. Чаще всего помехи создаются источниками электромагнитного излучения (элект­рооборудование, мониторы компьютеров и т.п.) или вызваны наличи­ем вблизи больших масс металла, перемещающихся или неподвижных.

Помехоустойчивость металлоискателя определяется его способ­ностью сохранять свои характеристики в условиях воздействия вне­шних помех.

Селективность. Свойство различать объекты по составу веще­ства и иным параметрам называют селективностью. Современные ме­таллоискатели могут различать объекты по массе, геометрическим раз­мерам, составу вещества (золото, сталь, латунь и т.п.).

Конструкция и разрешающая способность. К числу основных характеристик металле искателя относится разрешающая способность, т.е, возможность раздельно регистрировать близко расположенные предметы. Для улучшения этой характеристики важным является вы­бор размера и форма поискового элемента (измерительного элемен­та). При малых размерах поискового элемента улучшается разрешаю­щая способность прибора. К сожалению, при малых размерах поиско­вого элемента снижается производительность контроля, так как увели­чивается время, необходимое для досмотра объекта, что является су­щественным показателем при использовании приборов, например, в аэропортах с большим пассажиропотоком. Наиболее эффективный путь устранения противоречия между разрешающей способностью и произ­водительностью - это придание поисковому элементу продольно-вы­тянутой формы. Если же поисковый элемент достаточно плоский, по­является возможность контроля в труднодоступных местах (щели, по­лости).

Вероятность обнаружения. В результате воздействия помех, недостаточной селективности или разрешающей способности металлоискатель может выдавать ложный сигнал тревоги. В принципе, пользо­вателю не важно какая помехоустойчивость или чувствительность у прибора, он хотел бы иметь гарантию обнаружения некоторых пред­метов (например, ножа или пистолета) при выполнении им правил по­иска.

Оценкой такой гарантии может быть вероятность обнаружения.

Имеются международные стандарты, определяющие требования к металлоискателям, используемым для обнаружения оружия на чело­веке. Так, в стандарте Федерального управления гражданской авиа­ции США нормируется нижняя граница вероятности обнаружения (F2_6h) для трех конкретных образцов огнестрельного оружия. Образцы вы­полнены из разных материалов (сталь, нержавеющая сталь, специаль­ные сплавы), имеют достаточно малые массу и габариты. Испытания для оценки значения Р_обн проводятся в трех фиксированных точках на теле человека. Используемая в этом стандарте методика позволяет оценивать вероятность обнаружения типовых объектов при их различ­ной пространственной ориентации в наиболее вероятных местах рас­положения на человеке.

Безопасность. Как и любой прибор, с которым работает человек, металлоискатель должен удовлетворять определенным требованиям по безопасности. Это, например, требования по электрической безо­пасности, так как он имеет электропитание.

Металлоискатели генерируют электромагнитное поле, которое воздействует на человека, магнитные и электронные приборы. Поэтому кроме выполнения обычных требований по безопасности металлоискатель должен обеспечивать:

• безопасность по отношению к организму человека,

• допустимый уровень влияния на имплантируемые электрокар­диостимуляторы,

• допустимый уровень влияния на магнитные носители информа­ции.

Требования по безопасности электромагнитного поля по отношению к организму человека определяются СанПиН «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона» и СанПиН 001-96 «Санитар­ные нормы допустимых уровней физических факторов при примене­нии товаров народного потребления в бытовых условиях».

Потребляемая мощность. Поскольку портативные металлоискатели работают с автономным источником питания (батарея, аккумуля­торы), желательно, чтобы потребляемая мощность была минимальной.

Индикация. Большинство портативных металлоискателей имеют световую (светодиод) и звуковую сигнализацию при обнаружении металла, а также индикатор включения прибора. Как правило, на эти же индикаторы выводится сигнал о разряде батарей. Возможна сигнализация с помощью «виброзвонка», встроенного в ручку металлоискателя, что используется для сокрытия факта обнаружения металла. У наи­более совершенных моделей для индикации результатов работы и на­строек используется малогабаритный дисплей. Существуют модели, которые имеют разъем для подключения головных телефонов.

Некоторые модели приборов осуществляют раздельную регистрацию объектов из черных и цветных металлов (различная тональность звукового сигнала, светодиоды разного цвета).

Предназначенные для досмотра пассажиров металлоискатели иногда снабжаются специальной кнопкой, при нажатии которой имитируется сигнал обнаружения металлического предмета, что дает воз­можность спровоцировать углубленный досмотр.

Органы управления. Для обеспечения оперативности контроля количество органов управления и настройки в портативных металлоискателях стремятся сократить до минимума. Лучшие модели оснаще­ны системами автоматической настройки, т.е. реализован принцип: "включил - работай". Однако у любого прибора как минимум имеется кнопка «включения-выключения».

Отечественные металлоискатели, поступившие на вооружение таможенных органов России в первой половине 90-х годов, имеют ручки ручной регулировки чувствительности. С ее помощью перед примене­нием металлоискателя выставляется максимально возможная чувстви­тельность, при которой в отсутствие металла не срабатывают индика­торы.

Органы настройки современных металлоискателей позволяют производить селекцию объектов по типу металла и поиска по геометри­ческим размерам.

Заметим, что электронные схемы и конструкции металлоискателей во многом зависят от типа объектов, для обнаружения которых они предназначены. Так, состав вещества наиболее значительно влияет на фазу принимаемого металлоискателем сигнала. В связи с этим металлоискатели, различающие, например, черные и цветные металлы, реализуют методы обработки сигналов с приемной катушки, позволяю­щие реагировать на фазу принимаемого сигнала. Сила вторичного из­лучения от объекта зависит от частоты сигнала, создаваемого излуча­ющей катушкой. При больших частотах полый металлический предмет и такой же литой объект будут создавать вторичное излучение одной силы. Поэтому металлоискатели, различающие объекты по массе, дол­жны иметь определенную частоту излучения.