3.2 Стационарный металлодетектор, порядок его использования при досмотре экипажа и воздушного судна

В настоящее время широкое распространение в различных областях человеческой деятельности получили устройства, решающие с помощью магнитных методов задачи обнаружения проводящих объектов в непроводящей среде. Металлодетекторы (металлоискатели, металлообнаружители) применяются сегодня в дефектоскопии (поиск металлических включений в различных материалах), рудной электроразведке, в системах контроля доступа, предотвращения хищений и

т. д.

Потребность в создании досмотровой техники возникла после ряда террористических актов, захвата воздушных судов и других транспортных средств, повлекших за собой не только материальный ущерб, но и человеческие жертвы.

Стационарные металлодетекторы способны обнаружить металличес­кие предметы в любом месте одежды досматриваемого за время его прохо­да через датчик и поэтому применяются для массово­го досмотра.

Датчики стационарных металлоискателей выполняются в виде замк­нутой или П-образной рамки, через которую проходит досматриваемый. Датчики стационарных металлодетекторов (СМД) часто относятся к трансформаторному типу.

Функциональная схема стационарного металлоискате­ля приведена на рис. 3.1.

Рис. 3.1- Функциональная схема стационарного металлоискателя

Блок генератора (БГ) вырабатывает стабилизированное по частоте квар­цем синусоидальное напряжение с частотой несколько килогерц. Генератор выполнен по схеме с независимым возбуждением, т. е. состоит из авто­генератора и усилителя мощности. При параллельной работе несколь­ких металлодетекторов усилитель мощности отключается от автогенера­тора, и на его вход подается синхронизирующее напряжение от ведуще­го металлодетектокра.

Выходное напряжение усилителя мощности подается на передающую катуш­ку блока трансформаторного датчика (БД). Это же напряжение используется в качестве опорного при обработке сигнала.

С приемных катушек блока датчика его выходное напряжение Uд через первичную обмотку трансформатора (Т) поступает на вход избира­тельного усилителя (ИУ). Усилитель настроен на частоту генератора. Это ослабляет помехи, которые могут наводиться в приемных катушках от сети и других электроустановок.

Выходное напряжение избирательного усилителя Uу поступает на входы дискриминатора (Д) и автокомпенсатора (АК).

Автокомпенсатор, компенсатор (К) и трансформатор формируют в первичной обмотке последнего компенсирующее напряжение, равное по амплитуде и противоположное по фазе остаточному напряжению датчика.

Компенсирующее напряжение формируется потенциометрической схемой компенсатора из опорного напряжения (Uо).

Автокомпенсатор управляет исполнительными электродвигателями, которые через редукторы вращают валы потенциометров компенсатора.

Напряжение, управляющее электродвигателями, формируется в автокомпенсаторе в результате сравнения выходного напряжения изби­рательного усилителя Uу и опорного напряжения Uо. В более современных СМД электродвигатели заменены электронной схемой.

Трансформатор, избирательный усилитель, автокомпенсатор и ком­пенсатор образуют замкнутую петлю следящей обратной связи. Дискриминатор имеет два идентичных канала: дискриминатор цвет­ного металла (ДЦМ) и дискриминатор черного металла (ДЧМ), - предназ­наченные для обнаружения предметов из цветных и черных металлов соответственно.

Возможность различения вида металла основана на том, что началь­ные фазы сигналов датчика от цветного и черного металлов относи­тельно опорного напряжения отличаются примерно на 180°.

Каждый канал дискриминатора состоит из фазового детектора и по­рогового устройства. Различие между каналами лишь в том, что опор­ные напряжения, подаваемые на фазовые детекторы, сдвинуты по фазе относительно друг друга на 180°. Соответственно, пороговые напряже­ния пороговых устройств противоположны по знаку относительно об­щей шины.

Устройство коммутации (УК) управляется сигналами с дискриминатора и предназначено для включения и выключения цепи питания устройства сигнализации и сброса (УСС). УСС, при включённом питании, формирует звуковой и световой сигналы.

Принцип действия СМД

Когда в электромагнитном поле датчика нет металлического предмета, следящая система поддерживает напряжение Uу на выходе избирательного усилителя близким к нулю, т. е. осуществляет непре­рывную компенсацию текущего остаточного напряжения датчика. На выходе фазового детектора дискриминатора уровень сигнала значительно ниже порогового уровня. Поэтому УК не подаёт напряжение питания на УСС. Звуковая и световая сигнализация отключена.

При появлении в поле датчика металлического предмета напряжение на выходе датчика Uд возрастает. Следовательно, возрастает напряжение и на выходе избирательного уси­лителя. Начинается компенсация появившегося рассогласования в следящей системе. Но на полную компенсацию требуется определенное время, которое установлено достаточно большим. Именно за это время дискриминатор обрабатыва­ет появившийся сигнал, сравнивает его с пороговым напряжением и, если оно больше порогового, то пороговое устройство (компаратор) включает устройство коммутации (УК). Оно, в свою очередь, включает устройство сигнализации и сброса (УСС). Появляется световая и зву­ковая сигнализация.

Если металлический предмет остается в поле датчика, то после за­вершения компенсации на выходе избирательного усилителя снова ус­танавливается близкое к нулю напряжение. В зависимости от установ­ленного режима работы устройства сигнализации и сброса (УСС) сигна­лизация об обнаружении металлического предмета продолжает рабо­тать или автоматически выключается с помощью реле време­ни, расположенном в этом устройстве.

Выключение сигнализации может производится кнопкой «Сброс». После сброса включается свето­вая индикация готовности металлодетектора к новому циклу работы.