Реферат № 14

6.4. Классификация металлодетекторов по конструктивному исполнению

В зависимости от конструктивного исполнения, обычно различают следующие виды МД: ручные (досмотровые); арочные (стационарные); поисковые (селективные) для поиска металлических предметов в траве, песке, под землей. Другой способ классификации МД – их разделение на поисковые, досмотровые (ручные и арочные) и МД для строительных целей.

Еще более общая классификация металлодетекторов заключается в их разделении на стационарные и портативные (ручные).

Главная особенность арочных МД – высокая настраиваемая чувствительность и большая скорость обработки потока людей. Такие стационарные МД в большинстве случаев конструктивно исполняются в виде П-образной сборно-разборной арки. В боковых стойках, панелях и колоннах такой арки находятся генераторные и приемные антенные системы. Стойки соединяются между собой на месте установки в жесткую конструкцию с помощью перемычки, которая одновременно может служить корпусом электронного блока или для размещения электронных узлов. Принцип действия стационарного МД основан на регистрации изменений взаимной индукции генераторной и приемной антенн, которые возникают при перемещении в зоне обнаружения металлических предметов. Используются различные варианты возбуждения первичного поля: гармоническим, полигармоническим или импульсным током. Частота тока обычно лежит в диапазоне от 1 до 10 кГц.

Основными техническими характеристиками стационарного МД являются чувствительность, вероятность правильного обнаружения, вероятность ложной тревоги, селективность и совместимость с другими приборами аналогичного применения.

Чувствительность определяется наименьшей величиной предмета, который может быть обнаружен с заданной вероятностью. Современные стационарные МД имеют чувствительность, достаточную для регистрации предметов массой от 10 г, и обеспечивают регулировку чувствительности с целью отстройки от предметов меньших размеров м массы, чем предметы поиска.

Селективность стационарных МД существенно зависит от однородности зоны обнаружения, которая характеризуется отношением максимальной ЭДС в приемной антенне к минимальной во всем проеме арки при проносе одного и того же предмета. Чем ближе это отношение к единице, тем лучше однородность поля и селективность устройства.

Рис. 6.4. Стационарный микроцессорный металлообнаружитель

«НИКО-ВП-С»

Стационарный МД имеет достаточно высокую помехоустойчивость, что обеспечивается специальной конструкцией и конфигурацией приемных антенн, схемотехническими решениями электронных узлов. Тем не менее, при работе в условиях интенсивных электронных помех, например в аэропорту, возможны ложные срабатывания МД.

Одним из лучших примеров стационарного МД служит устройство «НИКО-ВП-С» (рис. 6.4; производитель – ФГУП «НПП “Дельта”», Россия), который позволяет обнаруживать скрытые в одежде или на теле человека металлические предметы размером с пистолетный патрон или брелка для ключей. Данный МД имеет десятиступенчатый регулятор чувствительности при высоте контрольной зоны 200 см, ширине 75 или 100 см (по выбору), глубине 43 см. Металлообнаружитель «НИКО-ВП-С» совместим с ренгтенотелевизионным интроскопом.

Наиболее зарубежными производителями арочных МД являются американские фирмы Garrett Electronics и Ranger Security, финская Metorex, итальянская C.E.I.A. Доступны отечественные арочные детекторы металла «Гвоздика 003», «Поиск 3», зарубежные PMD2, 02PH8HI-PE.

Модели арочных (стационарных) МД весьма многочисленны. Все они могут использоваться в практике служб авиационной безопасности для явного и неявного (скрытого) контроля доступа пассажиров и других лиц в охраняемые зоны, в том числе при выходе на посадку в воздушное судно.

Портативные (ручные) металлообнаружители используются для оперативного поиска металлических предметов, скрытых на теле человека, в багаже, корреспонденции и т.д. Конструктивно металлообнаружитель выполняется в виде портативного диэлектрического корпуса, в котором размещается поисковый элемент, электронные узлы обработки и индикации, элементы питания. Поисковым элементом является индукционный контур в виде прямоугольной, круглой или цилиндрической катушки.

Ручные МД отличаются компактностью, удобством в обращении, наличием таких режимов, как беззвучная вибрация рукоятки, а также глубиной обнаружения на теле (до 10-15 см для рублевой монеты). Портативные металлообнаружители эффективно применяются в комплекте со стационарными. Портативные металлообнаружители различных фирм отличаются выбранными формами, введением дополнительных сервисных органов управления и эксплуатационными характеристиками при практически сходных обнаружительных характеристиках. Чувствительность портативных металлообнаружителей выбирается в каждом конкретном случае органами ручной регулировки.

Отечественные портативные металлообнаружители успешно применяются как самостоятельно, так и в комплекте со стационарными, поскольку позволяют проводить дополнительную проверку. При этом ометаллообнаружители отечественные успешно используются в аэропортах удалённых городов Севера, Сибири и Дальнего Востока, где для работы в сложных климатических условиях требуется особенно надежная и неприхотливая техника.

6.5. Технические требования и проблемы эксплуатации металлодетекторной техники

К металлодетекторам как устройствам досмотра предъявляются особые требования медико-биологического и технического характера.

Требования по безопасности электромагнитного поля МД по отношению к организму человека определяются СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона», МСанПиН 001-96 «Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях».

МД, установленные в аэропортах, способны обнаруживать очень мелкие предметы. Однако это может сильно затруднить работу проверяющих. Большинство операторов устанавливает чувствительность МД на низкий уровень во избежание слишком большого числа ложных срабатываний. Действительно, при настройке большинства металлодетекторов на обнаружение с высокой вероятностью (0,98-0,99 для пистолета Макарова) происходит большое число ложных срабатываний на ПЛП (вероятность 30-60% и даже выше при ПЛП общей массой 150-180 г). Если сигнал тревоги звучит из-за наличия у пассажира авторучки или браслета от часов, сотруднику охраны приходится возвращать его обратно и просить вынуть из карманов металлические вещи. Это приводит к серьезным задержкам движения, особенно в оживленных аэропортах. Сотрудники охраны опасаются скопления раздраженных пассажиров, им проще снизить чувствительность прибора в ущерб требованиям безопасности.

Для уменьшения числа ложных срабатываний в современных МД, использующих электромагнитные методы обнаружения, находит применение дискретно-пространственное сканирование излучающих и приемо-измерительных операций (использование многокатушечных систем). Многокатушечные схемы применены в металлодетекторах Intelliscan 1200, Metor-200, а также «Рубеж-Д». Проведенные испытания последнего из них, являющегося специализированным обнаружителем оружия и использующего токовихревой метод, позволили оценить его технические характеристики:

- вероятность обнаружения пистолета ПСМ – более 98%;

- вероятность обнаружения гранаты РГО – более 95%;

- вероятность ложной тревоги на комплект ПЛП общим весом 180 г (часы с браслетом, зажигалка, металлическая авторучка) – менее 4%.

Срабатывание МД зависит как от массы металлического предмета, так и от расстояния до него. Чтобы обнаружить мелкий предмет, прибор должен находиться очень близко. При этом более крупные предметы будут экранировать мелкие, и последние останутся незамеченными.

Несмотря на достаточно высокую надежность поиска ВУ, недостатком применения МД является, с одной стороны, поиск только устройств, имеющих металлические детали, а с другой стороны – реакция МД на все без исключения металлические предметы, в том числе не представляющие никакой угрозы окружающим.

Ограниченность МД как средства предотвращения террористических взрывов и криминальных акций на воздушном транспорте является детекция ВУ по важному (наличие металла), но все же косвенному признаку. Поэтому наиболее целесообразно комплексное применение МД совместно с техническими устройствами других типов, а также с кинологической службой. Кроме того, МД не спасают от усталости операторов (а иногда – и их недобросовестности), других проявлений «человеческого фактора». Известно, что исполнители терактов 11 сентября прошли МД-контроль. На записи видеонаблюдения вашингтонского аэропорта сохранились последние минуты перед посадкой в самолет четверых террористов, проходящих рамку арочного МД. Пятого смертника – некоего Хани Ханджура, который, как предполагается, пилотировал угнанный самолет, на записи видеонаблюдения нет. В двух случаях датчик МД сработал, однако после повторной проверки террористам разрешили пройти на посадку. Примечательно, что эти кадры были получены журналистами всего за день до официального опубликования доклада комиссии, расследующей теракты 11 сентября. Без вмешательства «человеческого фактора» при личном досмотре пассажиров с помощью МД, увы, не обошлось и при трагедии с взрывом двух российских самолетов в 2004 году.

МД, установленный в охраняемом помещении, подвергается воздействию целого ряда внешних условий (помех), затрудняющих или делающих невозможным выполнение им своих функций. Помехи разделяют на электромагнитные и вызванные наличием вблизи антенн больших масс металла, замкнутых контуров, перемещающихся или неподвижных. Источниками электромагнитных помех чаще всего являются: силовые электросети и их коммутационное оборудование; работающие силовые электрические устройства (электрические двигатели, электрические генераторы, трансформаторы); люминесцентные лампы; мониторы; телевизоры и т.д.; тепловые установки (завесы).

Наличие электромагнитных помех может привести к ложным срабатываниям, которые в некоторых случаях становятся непрерывными и практически не дают возможности использовать МД. Вследствие нежесткости конструкции, вибраций ложные срабатывания вызываются также находящимися вблизи МД конструкциями, перемещающиеся по своему функциональному назначению (двери, кабины лифтов и т.п.) или осуществляющими движение. При неправильной организации прохода через МД ложные срабатывания могут вызывать перемещающиеся металлические предметы (ручная кладь, зонты и т.п.) у посетителей, находящихся вблизи антенн. Помехоустойчивость МД определяется его способностью сохранять свои характеристики в условиях воздействия рассмотренных выше помех. Для контроля ручной клади могут использоваться рентгеновские установки или МД для ручной клади, располагающиеся в непосредственной близости от арочного МД, предназначенного для досмотра людей. Перечисленные устройства являются источниками дополнительных электромагнитных помех.

Требования к помехоустойчивости металлодетекторов по отношению к внешним электромагнитным помехам формулируются в разрабатываемых российских стандартах. Нормирование требований к помехоустойчивости от перемещающихся металлических масс в общем случае невозможно.

Для обеспечения помехоустойчивости МД применяют целый ряд конструктивных и организационных мер:

- специальные схемотехнические решения электронных узлов;

- специальную обработку сигналов с приемных антенн;

- различные виды синхронизации с помехами;

- удаление МД от подвижных металлических предметов;

- исключение проноса ручной клади через контролируемую зону и вблизи от неё.

Металлодетектор не следует устанавливать вблизи металлических конструкций, колонн, арок, так как это может негативно повлиять на его характеристики, а иногда и привести к полной неработоспособности. Также отрицательно может сказаться на устройстве его размещение рядом с мощными источниками электромагнитных полей: электрощитовыми, люминисцентными лампами, мониторами, телевизорами, радиопередатчиками и т.д.

Металлодетекторы генерируют электромагнитное поле, которое при проходе пересекает человек и вблизи которого длительное время находятся работники охраны. Поэтому, кроме выполнения обычных требований по безопасности устройств, имеющих электропитание, они должны обеспечивать:

- безопасность по отношению к организму человека;

- допустимый уровень влияния на имплантируемые электрокардиостимуляторы;

- допустимый уровень влияния на магнитные носители информации.

В отношении имплантируемых электростимуляторов, по-видимому, нормированных требований к допустимым характеристикам окружающих электромагнитных полей не установлено ни в России, ни в других странах. Поэтому требования по безопасности электромагнитного поля металлодетектора могут быть установлен по отношению к определенному (фиксированному) электрокардиостимулятору.

Таким образом, к металлодетекторам – устройствам досмотра предъявляются особые требования медико-биологического и технического характера.

МД, установленные в пассажирских аэропортах, обычно не рассчитаны на выявление металлических деталей незначительного веса. Риск, связанный с этим, заключается в возможности проноса металлических деталей взрывателя на борт самолета с последующим осуществлением взрыва. Комплексная система безопасности пассажирского аэропорта должна включать в себя, кроме МД, взаимно дополняющие друг друга рентгеновские, газоаналитические и другие установки для обнаружения ВВ и ВУ. Как правило, стационарные и портативные (ручные) МД применяются совместно с рентгенотелевизионными интроскопами.

6.6. Миноискатели и принципиально близкие к ним специальные устройства

Для многих военнослужащих Министерства обороны РФ, Внутренних войск МВД России и других ведомств металлоискатель – это, прежде всего, миноискатель, предназначенный для поиска металлических предметов (предположительно – мин) в грунте и под водой. В этом случае не требуется способность прибора к дискриминации металлов. До недавнего времени не требовалась и высокая чувствительность, однако с появлением пластиковых мин ситуация изменилась: в пластиковой или керамической мине осталась, пожалуй, единственная незаменимая металлическая деталь – маленькая пружина во взрывателе. Обнаружить ее способен только высокочувствительный прибор. Кроме того, миноискатель должен быть всепогодным, всесезонным, максимально простым в управлении и предельно надежным.

Российская армия до недавнего времени использовала отечественные миноискатели ИМП-1. В последнее время, по разным причинам, ощущается нехватка миноискателей собственного производства, и все активнее используются американские приборы.

Переносные индукционные миноискатели обычно состоят из датчика и блока обработки сигнала с системой индикации, конструктивно расположенных на штанге. Питание приборов осуществляется от аккумуляторных батарей напряжением 6-12 В. Масса миноискателей лежит в пределах 2-5 кг.

Современные индукционные миноискатели позволяют обнаруживать в грунте противотанковые мины с металлическими корпусами (типа ТМ-62М) на глубинах до 0,5-1,2 м, а мелкие предметы (типа автоматной гильзы) – на глубинах до 0,1-0,4 м. Ширина зоны обнаружения указанных предметов составляет 0,2-1,2 м.

Средний темп поиска большинства современных миноискателей лежит в пределах 120-400 м²/ч и определяется в основном наличием посторонних металлических предметов (помех), которых особенно много в местах жилой застройки и хозяйственной деятельности человека, а также в местах ведения боевых действий.

Отдельные индукционные миноискатели, оснащенные системами обработки сигнала на основе использования микропроцессоров, позволяют проводить селективный поиск предметов (например, предметов из цветных металлов на фоне предметов-помех из черных металлов или наоборот). Образцами таких миноискателей являются Grand Master Hunter CXIII, White Eagle-2 производства США и отечественная «Медуза». Этот индукционный металлоискатель отличается от зарубежных аналогов как улучшенными возможностями селективного поиска (прежде всего в условиях промышленной и городской застройки), так и большей чувствительностью при поиске мин, установленных в грунт, что подтверждено результатами сравнительных испытаний. В частности, миноискатель «Медуза» позволяет обнаруживать печально известную по Афганистану противопехотную мину TS-50 (Италия) на штатной глубине установки, что для других аналогичных приборов является пока недостижимым результатом.

На технологии высокоскоростной импульсной индукции основан также ряд миноискателей зарубежного производства (например, MD8, используемый в британской армии и предлагаемый на отечественном рынке).

Существенный недостаток всех без исключения миноискателей – возможность приведения к срабатыванию некоторых типов взрывателей инженерных мин с магнитными датчиками цели и самодельных электронных и электромеханических взрывателей.

Особый класс металлоискателей представляют бомбоискатели (ферролокаторы) – средства поиска заглубленных в грунт или воду на глубину 1-6 м крупных металлических предметов из ферромагнитных материалов массой от нескольких десятков до нескольких сотен килограммов. Такие приборы позволяют обнаружить боеприпасы (крупнокалиберные снаряды, авиационные бомбы), склады оружия, находящиеся в грунте, и подземные инженерные коммуникации.

Работа бомбоискателей основана на гармоническом методе (устройства Gemini, Gemini-3), методе переходных процессов (ИМБ), а также магнитометрическом методе (ферролокаторы ОГФ-Л и ФТ-600А).

Магнитометрические бомбоискатели позволяют определить глубину залегания объекта с точностью 15-20%, а также его форму, размеры и ориентацию в грунте.

Современные индукционные миноискатели и бомбоискатели выполняются в сухопутном и подводном вариантах, причем глубина их работы в последнем случае достигает 10-30 м. Характеристики современных отечественных миноискателей приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1.

Основные тактико-технические характеристики миноискателей (ПТМ – противотанковая, ППМ – противопехотная мина)

Характеристики	ИМП-2	ММП	«Медуза»	ИМБ	ОГФ-Л	ФТ-600А
Назначение	Поиск ПТМ и ППМ с металлическими корпусами и деталями	Поиск ПТМ и ППМ с корпусами из любого материала	Поиск ПТМ и ППМ с металлическими корпусами и деталями	Поиск боеприпасов с металлическими корпусами	Поиск боеприпасов с ферромагнитными корпусами	Поиск боеприпасов с ферромагнит­ными корпусами
Тип	Индукционный	Индукци­онный и радио­волновый	Индукционный	Индукционный	Магнито­метрический	Магнито­метрический
Глубина обнаружения, см:
ПТМ с металлическим корпусом	до 50	до 50	до 120	до 100	до 100	до 100
ПТМ с неметаллическим корпусом	до 15	до 15	до 35
Авиабомба калибра 500 кг	до 120	до 120	до 270	до 500	до 500	до 500
Ширина зоны обнаружения, см:
ПТМ, не менее				до 150	до 100	до 50
ППМ, не менее
Темп поиска, м^2/ч
Масса миноискателя, кг		4,7	2,8			0,6
Расчет, чел.

Помимо перечисленных моделей, необходимо назвать также:

- переносные индукционные металлоискатели ИМП-2К, способные, как у устройства ИМП, отыскивать металлосодержащие предметы в грунте, в снегу и под водой;

- селективный переносной индукционный металлоискатель ИМПС;

- прибор ММП для обнаружения металлических и пластмассовых предметов, скрытых в грунте, снегу и под водой на глубину до 0,8 м.

Миноискатели ультразвукового типа также хорошо обнаруживают минно-взрывные устройства в металлическом корпусе на небольшой глубине при невозможности их обнаружения на большой глубине или в пластиковой оболочке. Одним из основных российских производителей и распространителей данного вида техники является ПКФ «Эльбрус».

Для обнаружения проводных линий управления взрывными устройствами могут применяться так называемые кабелеискатели и трассопоисковое оборудование. Функционирование таких приборов основано на обнаружении вторичных электромагнитных полей, наводимых в проводных линиях сигналами радиовещательных станций (так называемые пассивные приборы) или возбужденных с помощью специальных устройств, входящих в комплект кабелеискателя и трассопоискового оборудования (так называемых активных приборов).

Основным назначением таких приборов обычно является поиск силовых и телефонных кабелей или металлических трубопроводов, залегающих на глубинах до нескольких метров и обладающих достаточной протяженностью (не менее 20-30 м). Обнаружение проводной линии управления существенно зависит от ее длины и глубины залегания. Отечественный кабелеискатель пассивного типа Р-299 обеспечивает обнаружение полевого телефонного провода при минимальной длине линии 25-30 м на глубине до 0,15 м. Трассопоисковый комплекс «Абрис» отличается более высокой эффективностью и функциональными возможностями – максимальная глубина обнаружения отдельных объектов с его помощью может составлять 8-10 м.

К достоинствам кабелеискателей следует отнести достаточно небольшую массу приборов (2-3 кг), а также возможность обнаружения места и глубины залегания проводов с точностью до 20-25%.

Функционирование всех перечисленных магнитометрических приборов основано на измерении искажений магнитного поля Земли, вызываемых наличием массивных металлических объектов. Необходимо отметить, что данный метод позволяет обнаруживать только ферромагнитные объекты (из стали и чугуна).

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ РЕФЕРАТОВ 13-14

Дата добавления: 2015-08-18