Патент на изобретение №2201619

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРЕДМЕТОВ

(57) Реферат:

Изобретение позволяет повысить чувствительность устройств с одновременным снижением уровня внешнего излучения (энергопотребления) и обеспечивает исключение ложных тревог в режиме ожидания. Техническим результатом является повышение надежности за счет увеличения чувствительности, снижения уровня внешнего излучения (энергопотребления) и количества ложных тревог. Устройство содержит три катушки, выполненные в виде многовитковых плоскостных рамок, образующих в пространстве контролируемую зону. Две рамки соединены последовательно и включены параллельно с третьей и входными конденсаторами, образуя параллельный резонансный контур, подключенный к первому входу квадратурного автокомпенсатора, предназначенного при изменении общей индуктивности, например при наличии металлических предметов в контролируемой зоне, формировать на выходах сигналы заданных параметров. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к техническим средствам охраны и контроля, предотвращающего несанкционированный пронос различного рода металлоизделий в местах повышенной категории риска – аэропортах, вокзалах, промышленных предприятиях и т.п.

Известно устройство для охранной сигнализации (А.С. СССР 1433276, кл. G 08 B 13/26, 1986), содержащее генератор тока (напряжения), излучающую и приемную катушки (обмотки), регистрирующий и исполнительный блоки. Излучающая и приемная катушки выполняются многовитковыми и располагаются в непосредственной близости одна от другой. Генератор тока подключается к излучающей катушке, регистрирующий блок соединен входом с приемной катушкой, а выходом с исполнительным блоком. Регистрирующий блок состоит из каскадно соединенных усилителя, синхронного детектора, фильтра верхних частот и порогового элемента.

Излучающая катушка под воздействием генератора тока формирует в окружающем пространстве электромагнитное поле, которое, пересекая витки приемной катушки, наводит в ней ЭДС. Изменения ЭДС, возникающие в приемной катушке при внесении в зону чувствительности излучающей катушки металлического предмета, фиксируются регистрирующим блоком и воспроизводятся в исполнительном блоке в виде звуковой и/или световой тревожной сигнализации.

К недостаткам данного устройства можно отнести наличие зон пространственной нечувствительности, повышенный уровень внешнего излучения и большое количество ложных тревог. Указанные недостатки обусловлены следующими обстоятельствами. Электромагнитное поле, формируемое излучающей катушкой в контролируемой зоне (пространстве, отведенном для прохода человека, где гарантируются заданные характеристики обнаружения), является принципиально неоднородным и достаточно быстро убывающим с удалением от ее витков. Составляющие вектора напряженности магнитного поля по пространственным координатам Н_x, Н_y, Н_z тоже существенно изменяются в зависимости от расстояния до катушки. Таким образом, в контролируемой зоне, создаваемой одной катушкой, имеются области пространства, где будет превалировать только одна составляющая вектора Н, следовательно, имеется такая ориентация вносимого металлического предмета (в плоскости максимальной составляющей вектора Н), которая вызывает столь малые изменения поля, что противо ЭДС, наводимая в приемной катушке, мала и может не восприниматься регистрирующим блоком указанной структуры, т. е. имеют место зоны пространственной нечувствительности устройства. Чтобы обеспечить требуемую чувствительность устройства обнаружения приходится создавать более мощное электромагнитное поле. С этой целью увеличивают подводимую к излучающей катушке мощность (как правило, увеличивая ток в катушке), что приводит к существенному возрастанию внешнего излучения, которое, с одной стороны, само является помехой, с другой стороны, появляется проблема электромагнитной совместимости (работы на одной частоте) нескольких устройств обнаружения, размещаемых в одном помещении в непосредственной близости друг от друга. Последнее характерно, например, для проходных промышленных предприятий. В силу взаимного влияния устройств друг на друга приходится либо уменьшать их чувствительность, либо предусматривать их работу на разных частотах, увеличивая при этом частотный диапазон собственных внешних помех. Многовитковые излучающая и приемная катушки, являясь, по существу, антеннами, воспринимают все изменения внешнего электромагнитного поля, создаваемого различными источниками (коммутационные помехи от промышленной электросети, излучения источников, частота которых совпадает с частотой генератора тока устройства), и вызывают ложные срабатывания регистрирующего блока (ложные тревоги). Как показывает анализ опыта эксплуатации различных металлодетекторов ложные тревоги возникают в основном в режиме ожидания (когда обнаружения металла не производится), поскольку реальное соотношение времени ожидания и времени обнаружения составляет приблизительно 10:2.

Известно устройство для обнаружения металлических предметов (пат. РФ 2020591, кл. G 08 В 13/26, 1994), содержащее генератор тока (напряжения), соединенный с излучающей катушкой, две приемные катушки, разнесенные в пространстве вдоль оси излучающей катушки и соединенные соответственно через каскадно включенные усилитель, синхронный детектор, пороговый элемент, интегратор со входами блока разности, связанного через элементы памяти с исполнительным блоком, выходы пороговых элементов связаны со входами блока очередности, выходы которого соединены с управляющими входами интеграторов и элементами памяти. Наличие двух приемных катушек, разнесенных вдоль оси излучающей катушки на расстояние 1,5-2 м, блока разности, блока очередности и элементов памяти, позволяет осуществлять компенсацию помех, одновременно действующих на выходах приемных катушек, в то время как изменение ЭДС от металлических предметов, проносимых человеком последовательно вдоль первой и второй приемных катушек, будет наблюдаться поочередно только на выходе одной из катушек (по мере продвижения человека в пространстве между ними). Это позволяет путем соответствующей обработки сигналов уменьшить количество ложных тревог, поступающих в исполнительный блок. Практическое применение такого технического решения может оказаться весьма ограниченным, так как построение контролируемой зоны с двумя разнесенными на достаточно большое расстояние приемными катушками требует соответствующего конструктивного исполнения, которое оказывается достаточно объемным и тяжеловесным.

Указанное устройство имеет зоны пространственной нечувствительности и требует для своего функционирования достаточно мощного электромагнитного поля, создаваемого излучающей катушкой, следовательно, обладает повышенными энергопотреблением и уровнем внешнего излучения.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сути является система обнаружения металлических предметов (пат. США 3764860, кл. G 08 B 13/26 (НКИ 317-146), 1973), содержащая генератор тока, соединенный с излучающей катушкой, последовательно соединенные приемная катушка, полосовой усилитель, фильтр верхних частот, пороговый элемент и исполнительный блок (генератор сигнала тревоги). Излучающая катушка формирует в пространстве электромагнитное поле, которое пересекает витки приемной катушки и наводит в ней ЭДС. Выходное напряжение приемной катушки усиливается в полосовом усилителе и поступает на фильтр верхних частот, который не пропускает медленные изменения напряжения. При отсутствии в зоне чувствительности приемной катушки металлического предмета сигнал с выхода фильтра верхних частот не достигает порогового уровня порогового элемента, при этом генератор тревоги не включается. При попадании металлического предмета в зону чувствительности приемной катушки изменяются ее индуктивная связь с излучающей катушкой и напряжение на выходе приемной катушки, появляется выброс напряжения на выходе фильтра верхних частот. При превышении сигналом на выходе фильтра верхних частот порогового уровня включается генератор сигнала тревоги.

Недостатками данной системы также являются наличие зон пространственной нечувствительности, повышенный уровень внешнего излучения (энергопотребления) и большое количество ложных тревог.

Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение тактической надежности за счет увеличения его чувствительности, снижения уровня внешнего излучения (энергопотребления) и количества ложных тревог.

В устройство, содержащее две катушки, генератор тока, подключенный выходом к одной из катушек, первый фильтр верхних частот, пороговый элемент и исполнительный блок, введены третья катушка, входные конденсаторы, генератор, управляемый напряжением, квадратурный автокомпенсатор, второй фильтр верхних частот, два линейных выпрямителя, сумматор, блок регистрации тревог, блок фотопрерывателей, усилитель и фильтр нижних частот, причем все три катушки выполнены в виде многовитковых плоскостных рамок, образующих в пространстве контролируемую зону, две рамки соединены последовательно и включены параллельно с третьей и входными конденсаторами, образуя параллельный резонансный контур, подключенный к первому входу квадратурного автокомпенсатора и к выходу генератора тока, входом соединенного с выходом генератора, управляемого напряжением, и со вторым входом квадратурного автокомпенсатора, один выход которого через первый фильтр верхних частот и первый линейный выпрямитель подключен к первому входу сумматора, а второй выход соединен через усилитель и фильтр нижних частот с управляющим входом генератора, управляемого напряжением, и через второй фильтр верхних частот и второй линейный выпрямитель со вторым входом сумматора, выходом подключенного ко входу порогового элемента, выходом связанного с первым входом блока регистрации тревог, второй и третий входы которого подключены к выходам блока фотопрерывателей, а выход соединен с исполнительным блоком.

Существенным отличием предлагаемого устройства является организация контролируемой зоны с помощью трех пространственно-разнесенных излучающих катушек (рамок), использование квадратурного автокомпенсатора (и введенных второго фильтра верхних частот, двух линейных выпрямителей и сумматора) по новому назначению – для регистрации малых изменений индуктивности катушек (образующих совместно с вводимыми емкостями параллельный резонансный контур, настроенный все время в резонанс с помощью генератора управляемого напряжением) при малой подводимой (излучаемой) мощности, введение блоков фотопрерывателей и регистрации тревог, что позволяет повысить чувствительность устройства при одновременном снижении уровня внешнего излучения (энергопотребления), а также полностью исключить ложные тревоги устройства в режиме ожидания.

На фигуре 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, содержащего излучающие катушки 1, 2 и 3, входные конденсаторы 4, генератор 5 тока, генератор 6 управляемый напряжением, квадратурный автокомпенсатор 7, включающий в себя квадратурный преобразователь 8, сумматор 9, перемножители 10 и фильтры 11 нижних частот, фильтры 12, 13 верхних частот, линейные выпрямители 14, 15, сумматор 16, пороговый элемент 17, блок 18 регистрации тревог, исполнительный блок 19, блок 20 фотопрерывателей, включающий в себя фотопередатчики 21, 22 и фотоприемники 23 и 24, усилитель 25 и фильтр 26 нижних частот, а на фигуре 2 показана схема размещения излучающих катушек в контролируемой зоне и места расположения элементов блока фотопрерывателей.

Излучающая катушка 1 подключена параллельно последовательно соединенным катушкам 2, 3 и входным конденсаторам 4, связанным с выходом генератора 5 тока и первым входом квадратурного автокомпенсатора 7, вторым входом подключенного ко входу генератора 5 тока и выходу генератора 6, управляемого напряжением. Выходы квадратурного автокомпенсатора 7 соединены соответственно через каскадно включенные фильтры 12, 13 верхних частот и линейные выпрямители 14, 15 со входами сумматора 16, выходом подключенного к пороговому элементу 17, соединенному с первым входом блока 18 регистрации тревог, второй и третий входы которого подсоединены к выходам блока 20 фотопрерывателей, а выход связан со входом исполнительного блока 19. Один из выходов квадратурного автокомпенсатора 7 соединен через каскадно включенные усилитель 25 и фильтр 26 нижних частот с управляющим входом генератора 6 управляемого напряжением.

Излучающие катушки 1, 2, 3 выполняются в виде многовитковых плоскостных рамок с числом витков около 8… 10. Для обеспечения высокой добротности, образуемого резонансного контура, рамки изготавливают из провода с достаточно большим сечением, например, АПВ-10. Относительные размеры рамок 1 и 2, 3 выбираются таким образом, чтобы индуктивность рамки 1 была примерно в два раза больше индуктивности каждой из рамок 2, 3 (индуктивности последних выбираются равными). Рамки, с указанными на фигуре 2 размещением и размерами, монтируются в диэлектрическом тамбуре, образуя пространственно-контролируемую зону, через которую должен проходить человек, подвергающийся контролю. Все электронное оборудование размещается в специальном приборном отсеке тамбура, а элементы блока 20 фотопрерывателей могут быть вмонтированы в боковые панели тамбура. В целом же общая конструкция устройства мало чем отличается от известных конструкций арочных стационарных металлодетекторов различных фирм.

Квадратурный автокомпенсатор 7 реализован в соответствии со схемой, приведенной, например, в книге Ю. И. Лосева и др. Адаптивная компенсация помех в каналах связи. М.: Радио и связь, 1988, с.38-43. Перемножители 10 автокомпенсатора выполнены с использованием специализированных микросхем К525ПС2 (см. например, А.Г. Алексенко и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем. М.: Радио и связь, 1985, с.79, рис.1.43). Квадратурный преобразователь 8 выполнен в виде фазовращателя на 90^o (см., например, Ж. Марше. Операционные усилители и их применение. Перевод с английского М.: Радио и связь, 1984, с.97, рис.2.14). Сумматор 9 выполнен на операционном усилителе по схеме инвертирующего сумматора (см., например, Ю.А. Мячин. 180 аналоговых микросхем. М. : Патриот, 1993, с.7). Фильтры 11, 26 нижних частот реализованы в виде обычных RC-цепочек с заданными постоянными времени.

Генератор 6, управляемый напряжением, выполнен с использованием специализированной микросхемы К1561ГГ1 (см., например, В.Л. Шило. Популярные микросхемы КМОП.М.: Ягуар, 1993, с.59-61).

Усилитель 25 и сумматор 16 выполнены на операционных усилителях общего применения (см., например, Ю.А. Мячин. 180 аналоговых микросхем. М.: Патриот, 1993, с.7, 8).

Фильтры 12, 13 верхних частот выполнены на операционных усилителях по схеме дифференциатора (см., например, А.Г. Алексенко и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем. М.: Радио и связь, 1985, с.123, рис.2.34).

Линейные выпрямители 14, 15 реализованы на специализированных микросхемах K157DA1 (см. , например, Д.И. Атаев, В.А. Болотников. Аналоговые интегральные микросхемы для бытовой аппаратуры. М.: МЭИ, 1993, с.90-92).

Блок 18 регистрации тревог выполнен на основе логических элементов И, ИЛИ, НЕ, триггеров и ждущих мультивибраторов серии К1561 (см., например, В. Л. Шило. Популярные микросхемы КМОП. М.: Ягуар, 1993, с.12-15, с.24-26, с. 62) в соответствии с заданной логикой работы.

Каждый из фотопередатчиков 21 и 22 блока 20 фотопрерывателей выполнен в виде автогенератора (с частотой генерации 7-10 кГц), реализованного на основе двух логических элементов И-НЕ, управляющего ключом на биполярном транзисторе, в коллекторную цепь которого включен ИК излучающий диод.

Каждый из фотоприемников 23 и 24 блока 20 фотопрерывателей представляет собой каскадное соединение фотодиода ИК диапазона, полосового фильтра, усилителя, амплитудного детектора и порогового элемента. Указанные функциональные элементы реализованы на основе четырехканального операционного усилителя K1401УD2.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сначала рассмотрим функционирование устройства в режиме ожидания.

Излучающие катушки (рамки) 1, 2, 3 формируют в пространственно-контролируемой зоне электромагнитное поле с напряженностью, зависящей от тока генератора 5 и частотой, заданной с помощью генератора 6, управляемого напряжением. Суммарная индуктивность рамок совместно с емкостью входных конденсаторов 4 образуют параллельный контур, изначально настроенный в резонанс на заданной частоте генератора 6. Напряжение с контура подается на основной вход квадратурного автокомпенсатора 7, а с выхода генератора 6 – на его компенсационный вход.

В соответствии с алгоритмом функционирования автокомпенсатора (см. кн. Ю. И. Лосева и др. Адаптивная компенсация помех в каналах связи. М.: Радио и связь, 1988, с.38-43) на выходе сумматора 9 устанавливается минимум напряжения, т.е. осуществляется компенсация напряжения, поступающего по основному входу напряжением, подаваемым на компенсационный вход. Выравнивание амплитуд компенсируемых напряжений и обеспечение их противофазности обеспечивается за счет разложения колебаний компенсационного входа на две квадратурные составляющие с соответствующим управлением этими квадратурами с помощью корреляционных обратных связей.

Поскольку параллельный контур при резонансе имеет чисто активное эквивалентное сопротивление, то фазы напряжений, поступающих на входы квадратурного автокомпенсатора 7 будут одинаковыми, следовательно, напряжения на выходах фильтров 11 нижних частот (определяющие “вес” каждой квадратурной составляющей в компенсирующем сигнале) будут существенно различными: одно из них (квадратурное) будет близко к нулю, а другое (синфазное) имеет отрицательный знак и величину, зависящую от коэффициентов передачи квадратурного преобразователя 8 и перемножителей 10. Эти напряжения медленно меняющиеся, они соответствуют установившемуся режиму работы автокомпенсатора.

Медленные изменения напряжений на выходах фильтров 11 нижних частот автокомпенсатора не проходят на выходы первого и второго фильтров 12, 13 верхних частот и напряжения на выходах первого и второго линейных выпрямителей 14, 15 и сумматора 16 соответственно будут малыми, не превышающими установленный пороговый уровень порогового элемента 17.

В режиме ожидания колебания фотопередатчиков 21 и 22 поступают соответственно на входы фотоприемников 23 и 24 блока 20 фотопрерывателей, при этом на второй и третий входы блока 18 регистрации тревог постоянно поступают уровни логического “О”, которые блокируют прохождение сигнала тревоги с порогового элемента 17 в исполнительный блок 19. Таким образом, все превышения порогового уровня порогового элемента 17, вызванные различного рода внешними помехами, не вызывают ложных тревог устройства.

При несоответствии резонансной частоты контура частоте генератора 6 управляемого напряжением (за счет ухода частоты генератора, старения элементов, действия внешних дестабилизирующих факторов) будет наблюдаться изменение знака и величины (в зависимости от расстройки) квадратурного напряжения на выходе фильтра 11 нижних частот квадратурного автокомпенсатора 7, который выступает в данном случае в роли частотного дискриминатора. После соответствующего усиления усилителем 25 и усреднения фильтром 26 нижних частот это напряжение поступает на управляющий вход генератора 6 управляемого напряжением, изменяя его частоту генерации. Введение указанной цепи автоподстройки обеспечивает постоянную в процессе эксплуатации подстройку частоты генератора 6 управляемого напряжением под резонансную частоту параллельного контура. Для обеспечения устойчивой работы всего устройства постоянные времени фильтров 11 выбираются на несколько порядков меньше постоянной времени фильтра 26.

В режиме обнаружения процессы, происходящие в устройстве, сводятся к следующим. Вступление человека в контролируемую зону (тамбур) устройства сопровождается кратковременным прерыванием сигнала на входе фотоприемника 23 или 24 (в зависимости от направления движения человека через контролируемую зону), что вызывает появление на выходе соответствующего фотоприемника уровня логической “1”, которая запоминается в блоке 18 регистрации тревог.

При наличии у человека металла пересечение им контролируемой зоны (за счет явления электромагнитной индукции) приводит к изменению индуктивности катушек (рамок), образующих пространственно-контролируемую зону и совместно с входными конденсаторами 4 параллельный резонансный контур. Изменение общей индуктивности вызывает смещение резонансной частоты контура, которое сопровождается изменением фазы и амплитуды напряжения на основном входе квадратурного автокомпенсатора 7 и, как следствие, приводит к появлению кратковременного изменения напряжений на выходах фильтров 11 нижних частот, связанного с переходными процессами в автокомпенсаторе. Эти относительно быстрые изменения напряжений проходят на выход фильтров 12, 13 верхних частот, преобразуются (становятся одинаковой положительной полярности) в линейных выпрямителях 14, 15, объединяются в сумматоре 16 и поступают на вход порогового элемента 17. Если чувствительность устройства (уровень порога порогового элемента 17) установлена такой, что наблюдается превышение порога, то сигнал логического уровня с выхода порогового элемента 17 поступает в блок 18 регистрации тревог, где также запоминается.

При выходе человека из контролируемой зоны прерывается сигнал на входе второго фотоприемника (24 или 23 в зависимости от направления движения), что вызывает появление на его выходе уровня логической “l”, который поступает в блок 18 регистрации тревог, где принимается решение о передаче в исполнительный блок 19 сигнала тревоги. В целом же логика работы блока 18 регистрации тревог может быть охарактеризована следующим образом.

Решение о наличии (или отсутствии) сигнала тревоги в блоке 18 регистрации тревог принимается только после поступления соответствующих сигналов от обоих фотоприемников блока 20 фотопрерывателей, удостоверяющих факт входа человека в контролируемую зону устройства и выхода из нее. Сигнал тревоги передается в исполнительный блок 19 лишь в том случае, если превышение уровня порога порогового элемента 17 наблюдалось только на интервале времени между поступлением сигналов от одного и другого фотоприемников блока 20 фотопрерывателей, т. е. на том интервале времени, когда человек находился в контролируемой зоне устройства. В остальных случаях превышение порога игнорируется, что позволяет полностью исключить ложные тревоги устройства в режиме ожидания. Интервал времени, отведенный на пребывание человека в контролируемой зоне, может быть установлен заранее (его величина выбирается от 4 до 6 секунд), поэтому, если из блока 20 фотопрерывателей за установленное время поступил сигнал только от одного фотоприемника (например, человек вошел в контролируемую зону и повернул обратно), то в такой ситуации никакого решения в блоке 18 регистрации тревог не принимается, а элементы памяти блока обнуляются.

Расчеты на электродинамической модели показывают, что предлагаемая конструкция контролируемой зоны устройства (образованной из двух боковых и одной диагональной рамок) обеспечивает наличие всех трех составляющих вектора напряженности магнитного поля в любой точке контролируемой зоны, следовательно, устраняет зоны пространственной нечувствительности устройства.

Использование резонансной системы совместно с квадратурным автокомпенсатором позволяет регистрировать достаточно малые изменения индуктивности рамок (обусловленные внесением в контролируемую зону металлических предметов) при малой мощности сигнала, подводимого к рамкам и создающего электромагнитное поле в контролируемой зоне. Оценим минимальную величину изменения индуктивности, регистрируемую с помощью квадратурного автокомпенсатора.

В первом приближении (дающем заниженную оценку) считаем, что изменения амплитуды сигнала, снимаемого с резонансного контура, вблизи резонансной частоты малы, а имеют место лишь относительно малые изменения фазы, вызванные меняющейся (под воздействием вносимого в контролируемую зону металла) индуктивностью контура. Разность фаз колебаний, поступающих на основной и компенсационный входы квадратурного автокомпенсатора, определяется соотношением:

где U_k и U_c – величины напряжений на выходах фильтров 11 нижних частот, определяющие соответственно “вес” квадратурной и синфазной составляющей в компенсирующем сигнале.

Уверенно регистрируемые простыми схемами величины напряжений U_k и U_c лежат в пределах от единиц мВ до единиц В. Следовательно, минимальная величина отношений U_k/U_c будет около 0,001.

Тогда на основании соотношения (1) нетрудно оценить минимальную разность фаз колебаний, регистрируемую с помощью автокомпенсатора. Она составляет: _min0,05^.

Учитывая, что фазочастотная характеристика параллельного резонансного контура в зависимости от относительного изменения индуктивности определяется выражением:

где – относительное изменение индуктивности контура;
Q – добротность контура,
можно оценить изменение индуктивности контура, приводящее к изменению фазы на _min.
Из соотношения (2) указанная связь определяется зависимостью:

откуда нетрудно найти m:

Как показали экспериментальные исследования, величины добротностей резонансных контуров, получаемые в опытных образцах изготовленных устройств, находятся в пределах от 200 до 300. Тогда нижняя оценка m (при Q=200), на основании соотношения (4), составляет:
m= 4,410⁶, что соответствует относительному изменению индуктивности на уровне шестого порядка малости. Это указывает на возможность получения высокой чувствительности устройства, которая и была экспериментально подтверждена в изготовленных на ПО “СЕВЕР” опытных образцах металлодетекторов “СМ-2000”. При этом активная мощность, подводимая к катушкам (рамкам) устройства, не превышала 1 мВт.

Для сравнения укажем, например, что активная мощность, подводимая к катушке, образующей контролируемую зону, в металлодетекторе “Признак”, имеющем структуру прототипа и выпускающемся в ГП СНПО “Элерон”, составляет около 25 Вт, что в 25000 раз больше, чем в предлагаемом устройстве. Уменьшение подводимой к контролируемой зоне мощности электрического сигнала уменьшает не только уровень внешнего излучения, но и снижает общее энергопотребление устройства, делая его более простым и надежным.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить чувствительность устройства (исключить зоны пространственной нечувствительности) с одновременным снижением уровня внешнего излучения (энергопотребления) за счет использования при создании контролируемой зоны трех (двух боковых и одной диагональной) излучающих многовитковых рамок и осуществления регистрации малых изменений их суммарной индуктивности с помощью до сих пор не применявшегося сочетания электронных блоков: резонансная система – квадратурный автокомпенсатор. Введение блоков регистрации тревог и фотопрерывателей обеспечивает полное исключение ложных тревог устройства в режиме ожидания, что является вполне достаточным при эксплуатации устройства, поскольку время ожидания существенно превышает время обнаружения, а вероятность появления импульсной помехи в момент нахождения человека в контролируемой зоне является весьма малой.

Формула изобретения

Устройство для обнаружения металлических предметов, содержащее две катушки, генератор тока, подключенный выходом к одной из катушек, первый фильтр верхних частот, пороговый элемент и исполнительный блок, отличающееся тем, что в него введены третья катушка, входные конденсаторы, генератор, управляемый напряжением, квадратурный автокомпенсатор, второй фильтр верхних частот, два линейных выпрямителя, сумматор, блок регистрации тревог, блок фотопрерывателей, усилитель и фильтр нижних частот, причем все три катушки выполнены в виде многовитковых плоскостных рамок, образующих в пространстве контролируемую зону, две рамки соединены последовательно и включены параллельно с третьей и входными конденсаторами, образуя параллельный резонансный контур, подключенный к первому входу квадратурного автокомпенсатора и к выходу генератора тока, входом соединенного с выходом генератора, управляемого напряжением, и с вторым входом квадратурного автокомпенсатора, один выход которого через первый фильтр верхних частот и первый линейный выпрямитель подключен к первому входу сумматора, а второй выход соединен через усилитель и фильтр нижних частот с управляющим входом генератора, управляемого напряжением, и через второй фильтр верхних частот и второй линейный выпрямитель с вторым входом сумматора, выходом подключенного к входу порогового элемента, выходом связанного с первым входом блока регистрации тревог, второй и третий входы которого подключены к выходам блока фотопрерывателей, а выход соединен с исполнительным блоком.

РИСУНКИ