DE3421066A1 - Person inspection device - Google Patents

Person inspection device

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DE3421066A1
DE3421066A1 DE19843421066 DE3421066A DE3421066A1 DE 3421066 A1 DE3421066 A1 DE 3421066A1 DE 19843421066 DE19843421066 DE 19843421066 DE 3421066 A DE3421066 A DE 3421066A DE 3421066 A1 DE3421066 A1 DE 3421066A1
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    • G01V3/104—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils
    • G01V3/105—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils forming directly coupled primary and secondary coils or loops

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Abstract

In a person inspection device, inhomogeneities in the magnetic field are evaluated. For this purpose, an inspection space (3) is provided on one side of which there is arranged a large-area primary coil (1), and on the other side of which there is arranged a matrix of measurement points (2). The invention is suitable for inspecting persons for metallic objects, in particular weapons. <IMAGE>

Description

Personenuntersuchungsgerät.Personal examination device.

D e vorliegende Erfindung betrifft ein Personenuntersuchungsgerät, welches Inhomogenitäten des Magnetfeldes in unmittelbarer Nähe der zu untersuchenden Person auswertet.The present invention relates to a person examination device, which inhomogeneities of the magnetic field in the immediate vicinity of the one to be examined Person evaluates.

Solche Auswertungen erfolgen üblicherweise durch Metalldetektoren, die von Hand an der zu untersuchenden Person entlanggeführt werden. Wird Metall festgestellt, so muß durch Abtasten oder durch eine Besichtigung festgestellt werden, welcher Art der metallische Gegenstand ist.Such evaluations are usually carried out by metal detectors, which are guided along the person to be examined by hand. Becomes metal determined, it must be determined by palpation or by an inspection, what kind of metallic object is.

Aus Gepäckprüfanlagen ist es bekannt, mittels Röntgenstrahlung den zu untersuchenden Gegenstand zu durchleuchten und ein Schattenbild auf einem Monitor herzustellen, auf dem metallische Gegenstände erkennbar sind.From baggage inspection systems, it is known to use X-rays to x-ray the object to be examined and a shadow image on a monitor on which metallic objects can be recognized.

Für ein Personenuntersuchungsgerät ist der Einsatz von Röntgenstrahlen wegen der damit verbundenen Strahlenbelastung nicht zulässig.For a personal examination device is the use of X-rays not permitted due to the associated radiation exposure.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, metallische Gegenstände, die eine Person mit sich führt, ohne den Einsatz von Röntgenstrahlung abzubilden.The present invention is based on the object of metallic Objects that a person can carry without the use of X-rays map.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of the patent claim 1 solved.

Da die Primärspule den gesamten Untersuchungsraum erfaßt, können die Meßwerte an den einzelnen Meßpunkten gespeichert und elektronisch zu einem Schattenbild zusammengesetzt werden.Since the primary coil covers the entire examination area, the Measured values stored at the individual measuring points and electronically to form a shadow image be put together.

Der Einfluß einer Exemplarstreuung von Magnetfelddetektoren wird vermieden, indem die Magnetfeldmeßpunkte durch einen in einer oder zwei Achsen verschiebbaren Magnetfelddetektor nacheinander abgefragt werden. Eine höhere Meßgeschwindigkeit wird erreicht, indem die Magnetfeldmeß- punkte durch eine Matrix von Magnetfelddetektoren abgefragt werden. Eine genauere Erfassung der Begrenzung eines metallischen Gegenstandes ist möglich, indem die Matrix von Magnetfelddetektoren bei der Messung um eine Matrixrasterweite in mindestens einer Dimension verschoben werden kann.The influence of specimen scatter of magnetic field detectors is avoided, by moving the magnetic field measuring points in one or two axes Magnetic field detector are queried one after the other. A higher measuring speed is achieved by the magnetic field measuring score through a matrix can be queried by magnetic field detectors. A more precise detection of the boundary a metallic object is possible by using the matrix of magnetic field detectors Shifted by one matrix grid width in at least one dimension during the measurement can be.

Re gespeicherten Meßwerte werden vort=nnhaft auf einen Monitor zu einem Bild zusammengesetzt. Dabei kann der Monitor als Anzeigeinstrument eine Kathodenstrahlröhre, eine LED-Matrix oder eine Flüssigkristallmatrix enthalten.Re-stored measured values are forwarded to a monitor composed of a picture. The monitor can use a cathode ray tube as a display instrument, contain an LED matrix or a liquid crystal matrix.

Als Magnetfelddetektoren sind Spulen vorteilhaft einsetzbar.Coils can advantageously be used as magnetic field detectors.

Die Frequenz des harmonischen Wechselfeldes bzw. der zeitliche Anderungsnachweis bei der Messung mittels Impulsen wird so bemessen, daß die Wrbelstromeffekte aufgrund derLeitfähigkeit des menstlichen Körpers bereits ein Grundsignal ergeben, das z.B. als eine Graustufe dargestellt werden kann, die sSh gegenüber dem ohne menschlichen Körper erhaltenen Weiß abhebt. In diesem Fall ergeben gegenüber dem menschlichen Körper besser elektmsM leitende Gegenstände schwarze Bildpunkte. Die Obergrenze der Frequenz des harmonischen Magnetfeies 9rd einerseits durch die genannten Kontrastforderungen und andererseits durch den Aufwand für die Abschirmung festgelegt.The frequency of the harmonic alternating field or the proof of change over time When measuring by means of pulses, dimensioning is carried out in such a way that the vortex current effects are due to the conductivity of the human body already give a basic signal, which e.g. can be represented as a level of gray, which is sSh versus that without human Body preserved white stands out. In this case surrender to the human Body better electro-conductive objects black pixels. The upper limit the frequency of the harmonic magnetic field 9rd on the one hand due to the contrast requirements mentioned and on the other hand determined by the effort for the shielding.

Als Auswerteverfahen eignet sich die schon bisher bei Metallsuchgeräten übliche Auswertung der Phasenverschiebung im Falle von harmonischen Frequenzen bzw. die Verzögerung des An- und Abklingens des Magnetfeldes beim Impulsverfahren.It is already suitable as an evaluation method for metal detectors usual evaluation of the phase shift in the case of harmonic frequencies or the delay in the rise and fall of the magnetic field in the pulse method.

Die Erfindung ermöglicht Personenuntersuchungen mit einer geringen Belästigung des zu Untersuchenden, mit geringem Aufwand an qualifiziertem Personal und mit hoher Zuverlässigkeit und Gleichmäßigkeit der Untersuchungsergebnisse.The invention enables personal examinations with a low Harassment of the person to be examined, with little expenditure on qualified personnel and with high reliability and uniformity of the examination results.

Die Erfindung wird anhand von zwei Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to two figures.

Sie ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Beispiele beschränkt.It is not limited to the examples shown in the figures.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Personenuntersuchungsgerät schematisch, Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Untersuchungsgerätes.Fig. 1 shows a person examination device according to the invention schematically, Fig. 2 shows a block diagram of an examination device according to the invention.

Zwischen einer Primärspule 1 und einer Vielzahl in einer Ebene angeordneter Magnetfelddetektoren 2 befindet sich ein Untersuchungsraum 3. Das Magnetfeld der Primärspule 1 durchsetzt den Untersuchungsraum 3 und die Magnetfelddetektoren 2.Between a primary coil 1 and a plurality arranged in one plane Magnetic field detectors 2 is an examination room 3. The magnetic field of the Primary coil 1 penetrates the examination room 3 and the magnetic field detectors 2.

Metallteile an der zu untersuchenden Person 4 erzeugen Inhomogenitäten im Magnetfeld der Primärspule 1. Die Magnetfelddetektoren 2 registrieren diese Unregelmäßigkeiten des Magnetfeldes und geben entsprechende Meßwerte in einen Speicher.Metal parts on the person 4 to be examined produce inhomogeneities in the magnetic field of the primary coil 1. The magnetic field detectors 2 register these irregularities of the magnetic field and enter the corresponding measured values in a memory.

Die Magnetfelddetektoren 2 bestehen vorteilhaft aus Sekundärspulen, die in Form einer Matrix angeordnet sind.The magnetic field detectors 2 advantageously consist of secondary coils, which are arranged in the form of a matrix.

Zur Ansteuerung der einzelnen Sekundärspulen sind Schaltdioden 5 vorgesehen. Durch jede dieser Schaltdioden 5 wird eine Zeile von Sekundärspulen ausgewählt. Die Ausgangssignale der ausgewählten Zeile werden in einer Reihe von Auswertschaltungen bewertet, dann über einen Parallel-Serienwandler einem Analog-Digital-Wandler zugeführt.Switching diodes 5 are provided to control the individual secondary coils. A row of secondary coils is selected by each of these switching diodes 5. The output signals of the selected line are processed in a number of evaluation circuits rated, then fed to an analog-to-digital converter via a parallel-series converter.

Nach der Digitalwandlung erfolgt in einem Bildspeicher der Bildaufbau. Dabei kann eine weitere Auswertung der Bildsignale z.B. durch Differenzbildung zwischen den Signalwerten ohne (Weißpegel) und mit der zu untersuchenden Person erfolgen. Der Speicherinhalt wird, ggf. nach einer Bildverarbeitung wie z.B. einer Kantenversteilerung, auf einem Monitor dargestellt. Über einen Bedienteil wird der Ablauf einer Untersuchung eingeleitet, nachdem sich die zu untersuchende Person unmittelbar vor die Spulenmatrix gestellt hat. Dabei kann eine Seite der Person untersucht werden, indem diese Seite (z.B. Rücken) unmittelbar vor die Spulenmatrix gestellt wird. Dies ist eine Folge der räumlich begrenzten Ausdehnung der Störung des Magnetfeldes durch Metall.After the digital conversion, the image is built up in an image memory. A further evaluation of the image signals can be carried out, e.g. by calculating the difference between the signal values take place without (white level) and with the person to be examined. The memory content is, if necessary, after image processing such as edge sharpening, shown on a monitor. The course of an examination is controlled via a control unit initiated after the person to be examined is directly in front of the coil matrix has asked. One side of the person can be examined by that side (e.g. back) is placed directly in front of the coil matrix. This is a consequence the spatially limited extent of the disturbance of the magnetic field by metal.

Im einfachsten Fall wird das Personenprüfgerät so ausgelegt, daß bei ungestörtem Feld kein Ausgangssignal an den Sekundärspulen auftritt. Hierzu werden die Achsen der Sekundärspulen senkrecht zur Achse der Primärspule angeordnet. Diese Lösung eignet sich sowohl für eine Ansteuerung mit harmonischer Wechselspannung als auch für eine impulsförmige Anregung des Feldes.In the simplest case, the person checking device is designed so that at In the undisturbed field, there is no output signal at the secondary coils. To do this will be the axes of the secondary coils are arranged perpendicular to the axis of the primary coil. These The solution is suitable for control with harmonic alternating voltage as well as for a pulsed excitation of the field.

Bei Verwendung eines harmonischen Wechselfeldes können auch die Primär- und die Selmndärspulen zueinander achsparallel angeordnet werden. In den Auswerteschaltungen wird in diesem Fall eine Phasenverschiebung des Signals der Sekundärspule mit Hilfe eines Vergleichssignals ermittelt, das aus der Reglerschaltung für die Primärspule gewonnen wird. Ohne eine Störung des Magnetfeldes der Primärspule durch einen leitenden Körper ergibt sich am Ausgang eines Differenzverstärkers für das Zeilen- und Vergleichssignal der Wert Null. Mit einem leitenden Körper hat das von der Sekundärspule abgeführte Magnetfeld eine Phasenverschiebung gegenüber dem Feld der Primärspule, die ein Ausgangssignal an der Auswerteschaltung ergibt.When using a harmonic alternating field, the primary and the selenium coils are arranged axially parallel to one another. In the evaluation circuits is used in this case to phase shift the signal from the secondary coil a comparison signal determined from the regulator circuit for the primary coil is won. Without disturbance of the magnetic field of the primary coil by a conductive one Body results at the output of a differential amplifier for the line and comparison signal the value zero. With a conductive body that has dissipated from the secondary coil Magnetic field is a phase shift from the field of the primary coil, which is an output signal at the evaluation circuit results.

Anstelle des Differenzverstärkers können hier auch andere phasenempfindliche Detektoren eingesetzt werden.Instead of the differential amplifier, other phase-sensitive amplifiers can also be used here Detectors are used.

Bei einer Impulsanregung der Primärspule und zu dieser achsenparallel angeordneten Sekundärspulen bestehen die Auswerte schaltungen zweckmäßig aus sample-and-hold- Gliedern, die während des Abklingens des Magnetfeldes oder kurz nach dem Abklingen des Magnetfeldes die induzierten Signale in den Sekundärspulen abtasten. Eine Differenzbildung zu einem Referenzsignal kann im digitalen Bereich beim Bildaufbau stattfinden.With a pulse excitation of the primary coil and axially parallel to it arranged secondary coils, the evaluation circuits expediently consist of sample-and-hold Limbs that appear during the decay of the magnetic field or shortly after the decay of the magnetic field sample the induced signals in the secondary coils. A difference formation to a reference signal can take place in the digital domain during image construction.

Zur Personenuntersuchung nach der vorliegenden Erfindung genügen relativ einfache Mittel. Beispielsweise reicht es aus, wenn die Sekundärspulen in einer Matrix gegenseitige Abstände von etwa 5cm bis 10cm aufweisen. Daraus ergibt sich beispielsweise für eine 0,9m breite und 2m hohe Matrix eine Bestückung mit 9 mal 20 bis 18 mal 40 Einzelspulen.For the examination of persons according to the present invention are relatively sufficient simple means. For example, it is sufficient if the secondary coils in a Matrix mutual distances of about 5cm to 10cm. This results in for example for a 0.9m wide and 2m high matrix an assembly with 9 times 20 to 18 times 40 individual coils.

Die daraus erhaltenen, relativ zuverlässigen und objektiven Untersuchungen können nötigenfalls durch gezielte manuelle Nachuntersuchungen ergänzt werden.The relatively reliable and objective investigations obtained from it can, if necessary, be supplemented by targeted manual follow-up examinations.

7 Patentansprüche 2 Figuren7 claims 2 figures

Claims (7)

Patentansprüche 1. Personenuntersuchungsgerät, welches Inhomogenitäten des Magnetfeldes in unmittelbarer Nähe der zu untersuchenden Person auswertet, dadurch gekennzei ohnest, daß ein Untersuchungsraum vorgesehen ist, daß an dessen einer Seite zumindest eine großflächige Primärspule angeordnet ist, deren Magnetfeld den gesamten Untersuchungsraum erfaßt und deren Symmetrieachse den Untersuchungsraum durchläuft, daß auf der in Richtung der Symmetrieachse gegenüberliegenden Seite des Untersuchungsraumes eine Matrix von Magnetfeldmeßpunkten vorgesehen ist, daß in an sich bekannter Weise in der Primärspule ein harmonisches Wechselfeldd oder ein impulsförmiges Feld erzeugt wird, daß die Phasenverschiebung bzw. Amplitudenänderunwg beim harmonischen bzw. die Veränderung des An- oder Abklingens beim impulsförmigen Magnetfeld ausgewertet wird und daß die ermittelten Meßwerte gespeichert und elektronisch zu einem Schattenbild zusammengesetzt werden.Claims 1. Personal examination device, which inhomogeneities evaluates the magnetic field in the immediate vicinity of the person to be examined, thereby gekennzei ohnest that an examination room is provided that one of it Side at least one large-area primary coil is arranged, the magnetic field of which the covers the entire examination area and the axis of symmetry of the examination area runs through that on the opposite side in the direction of the axis of symmetry of the examination room a matrix of magnetic field measuring points is provided that a harmonic alternating field or in a manner known per se in the primary coil a pulse-shaped field is generated that the phase shift or amplitude change in the case of harmonic or the change in the onset or decay in the case of pulsed Magnetic field is evaluated and that the measured values are stored and electronically can be put together to form a silhouette. 2. Personenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Magnetfeldmeßpunkte durch in einer oder zwei Achsen verschiebbare Magnetfelddetektoren nacheinander abgefragt werden.2. Personal examination device according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the magnetic field measuring points are displaceable in one or two axes Magnetic field detectors are queried one after the other. 3. Personenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Magnetfeldmeßpunkte durch eine Matrix von Magnetfelddetektoren abgefragt werden.3. Personal examination device according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the magnetic field measuring points through a matrix of magnetic field detectors be queried. 4. Personenuntersuchungsgerät nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Matrix von Magnetfelddetektoren um eine Matrixrastençeite in mindestens einer Dimension zur Messung verschoben werden kann.4. Personal examination device according to claim 3, characterized in that g e k e n n shows that the matrix of magnetic field detectors is set around a matrix grid side can be moved in at least one dimension for measurement. 5. Personenuntersuchungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, daß die gespeicherten Meßpunkte auf einem Monitor zu einem sichtbaren Bild zusammengesetzt werden.5. Personal examination device according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t that the stored measuring points are on a Monitor can be assembled into a visible image. 6. Personenuntersuchungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Magnetfelddetektoren Sekundärspulen sind.6. Personal examination device according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the magnetic field detectors secondary coils are. 7. Personenuntersuchungsgerät nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Spulen der Matrix jeweils mit einem nichtlinearen Koppelelement verbunden sind, vorzugsweise einer Diode, das es erlaubt, jeweils nur eine Zeile der Matrix zur Auswertung durchzuschalten.7. Personal examination device according to claim 3, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the coils of the matrix each with a non-linear coupling element are connected, preferably a diode, which allows only one row at a time to switch through the matrix for evaluation.
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