RU124808U1

RU124808U1 - DEVICE FOR CHECKING FOOTWEARS AVAILABLE IN IT OF EXTERNAL INCLUSIONS

Info

Publication number: RU124808U1
Application number: RU2012120304/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Корженевский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория АВК"
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2013-02-10

Abstract

1. Устройство для проверки обуви на наличие в ней посторонних включений, содержащее корпус, внутри которого размещено вычислительное устройство и источник переменного напряжения, и индикаторный блок, подключенный к первому выходу вычислительного устройства, отличающееся тем, что в него введены два многоканальных измерителя наведенных зарядов, две матрицы измерительных электродов и блок памяти, в котором записаны коэффициенты линейной комбинации и ее максимальные значения для обуви без посторонних включений, при этом блок памяти подключен к вычислительному устройству, входы которого соединены с выходами многоканальных измерителей наведенных зарядов, вход каждого многоканального измерителя наведенных зарядов подключен к части электродов соответствующей матрицы измерительных электродов, другая часть электродов каждой матрицы измерительных электродов подсоединена к соответствующему выходу источника переменного напряжения, который выполнен многоканальным, а его управляющий вход соединен со вторым выходом вычислительного устройства.2. Устройство для проверки обуви на наличие в ней посторонних включений, содержащее корпус, внутри которого размещено вычислительное устройство и источник переменного напряжения, и индикаторный блок, подключенный к первому выходу вычислительного устройства, отличающееся тем, что в него введены двухканальный металлодетектор, с подключенными к его входам измерительными катушками, два многоканальных измерителя наведенных зарядов, две матрицы измерительных электродов и блок памяти, в котором записаны коэффициенты линейной комбинации и ее максимальные значения для о�1. A device for checking shoes for the presence of foreign inclusions, comprising a housing inside which a computing device and an AC voltage source are located, and an indicator unit connected to the first output of the computing device, characterized in that two multichannel induced charge meters are inserted into it, two matrices of measuring electrodes and a memory block, in which the coefficients of the linear combination and its maximum values for shoes without extraneous inclusions are recorded, while the memory block is connected is connected to the computing device, the inputs of which are connected to the outputs of the multi-channel meters of induced charges, the input of each multi-channel meters of the induced charges is connected to a part of the electrodes of the corresponding matrix of measuring electrodes, the other part of the electrodes of each matrix of measuring electrodes is connected to the corresponding output of the AC voltage source, which is multi-channel, and its control input is connected to the second output of the computing device. 2. A device for checking shoes for the presence of foreign inclusions in it, comprising a housing inside which a computing device and an AC voltage source are located, and an indicator unit connected to the first output of the computing device, characterized in that a two-channel metal detector is inserted into it, with its inputs connected measuring coils, two multichannel meters of induced charges, two matrices of measuring electrodes and a memory unit in which the coefficients of the linear combination and its Maximum Feed values of

Description

Полезная модель относится к области технических средств измерения физических свойств материалов и может быть использована для проведения досмотра обуви без необходимости ее снятия и обеспечения безопасности в аэропортах, контрольно-пропускных пунктах, местах массового скопления людей, например, на стадионах, в школах, дискотеках.The utility model relates to the field of technical means of measuring the physical properties of materials and can be used to inspect shoes without the need to remove them and ensure safety at airports, checkpoints, and crowded places, for example, in stadiums, schools, discotheques.

Известно устройство визуализации пространственного распределения диэлектрической проницаемости внутри объектов, называемое электроемкостным томографом [Reinecke N. and Mewes D. 1996, Recent developments and industrial/research applications of capacitance tomography, Meas. Sci. Technol. 7, pp 233-246], в котором используют многоэлектродные емкостные системы, состоящие из десятков электродов, окружающих объект со всех сторон. Изображения реконструируются по результатам измерений путем решения обратной задачи для уравнения, описывающего электрическое поле в неоднородной среде. Вариант электроемкостного томографа для обследования багажа предложен в [Yang et al. United States Patent 7,295,019, Nov. 13 2007 "Security scanners with capacitance and magnetic sensor arrays"]. Для проверки обуви электроемкостные томографы не применяются ввиду необходимости помещать исследуемый объект целиком внутрь измерительной системы, т.е. досматриваемое лицо должно разуваться. Это делает такие устройства неконкурентоспособными по сравнению с традиционной рентгеновской досмотровой техникой, которая при соизмеримой стоимости обладает большей разрешающей и проникающей способностью.A device for visualizing the spatial distribution of permittivity inside objects is known as an electric capacitive tomograph [Reinecke N. and Mewes D. 1996, Recent developments and industrial / research applications of capacitance tomography, Meas. Sci. Technol. 7, pp 233-246], in which multi-electrode capacitive systems are used, consisting of dozens of electrodes surrounding the object from all sides. Images are reconstructed from the measurement results by solving the inverse problem for the equation describing the electric field in an inhomogeneous medium. A variant of an electric capacitive tomograph for examining baggage is proposed in [Yang et al. United States Patent 7,295,019, Nov. 13 2007 "Security scanners with capacitance and magnetic sensor arrays"]. To check shoes, electric capacitance tomographs are not used because of the need to place the studied object as a whole inside the measuring system, i.e. the inspected person must take off her shoes. This makes such devices uncompetitive compared to traditional X-ray inspection technology, which at a comparable cost has a higher resolution and penetration.

Известно устройство ShoeScanner [Crowley; Christopher W. United States Patent 7,750,631, July 6, 2010 "Passenger inspection system and methods for using the same", http://www.morpho.com/IMG/pdf/MDI_ShoeScanner_Overview_1_14_10.pdf] для проверки обуви, включающее в себя платформу, в которой скомбинированы обнаружитель металла электромагнитного типа и обнаружитель массивных взрывчатых веществ, основанный на методе ядерной квадрупольной спектроскопии. Недостатком устройства является низкая чувствительность ядерного квадрупольного спектрометра, требующего облучения пассажира электромагнитным полем высокой интенсивности и длительного времени измерений.Known ShoeScanner device [Crowley; Christopher W. United States Patent 7,750,631, July 6, 2010 "Passenger inspection system and methods for using the same", http://www.morpho.com/IMG/pdf/MDI_ShoeScanner_Overview_1_14_10.pdf] for checking shoes, which includes a platform in which a metal-type electromagnetic detector and a massive explosive detector are combined based on the nuclear quadrupole spectroscopy method. The disadvantage of this device is the low sensitivity of the nuclear quadrupole spectrometer, which requires exposure of the passenger to a high intensity electromagnetic field and a long measurement time.

В качестве прототипа принято устройство, в котором используется матрица емкостных сенсоров, с помощью которой производится оценка распределения электрических свойств, например, подошвы ботинка в плоскости, прилегающей к матрице [Dixiang Chen1, Xiaohui Hul and Wuqiang Yang "Design of a security screening system with a capacitance sensor matrix operating in single-electrode mode", Meas. Sci. Technol. 22 (2011) 114026]. Устройство формирует изображение («карту») подошвы, а функция обнаружения опасных объектов выполняется оператором. Недостатком системы является низкая эффективность обнаружения, обусловленная сочетанием недостаточной разрешающей способности используемого метода с необходимостью визуального анализа получаемых малоинформативных изображений. Устройство обеспечивает визуализацию только двумерного распределения электрических свойств, распределение свойств по глубине не может быть использовано для детектирования.As a prototype, a device has been adopted that uses a matrix of capacitive sensors, which is used to evaluate the distribution of electrical properties, for example, the sole of a shoe in a plane adjacent to the matrix [Dixiang Chen1, Xiaohui Hul and Wuqiang Yang "Design of a security screening system with a capacitance sensor matrix operating in single-electrode mode ", Meas. Sci. Technol. 22 (2011) 114026]. The device forms an image (“map”) of the sole, and the function of detecting dangerous objects is performed by the operator. The disadvantage of the system is the low detection efficiency due to a combination of insufficient resolution of the method used with the need for a visual analysis of the resulting uninformative images. The device provides visualization of only a two-dimensional distribution of electrical properties, the distribution of properties by depth cannot be used for detection.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание устройства, обеспечивающее автоматизацию тестирования обуви.The technical problem to which the utility model is directed is to create a device that provides automation of shoe testing.

Технический результат заключается в повышение точности и достоверности обнаружения за счет использования информации о трехмерном распределении электрических свойств в объекте, а также в упрощении эксплуатационных характеристик и расширении функциональных возможностей.The technical result consists in increasing the accuracy and reliability of detection through the use of information on the three-dimensional distribution of electrical properties in the object, as well as in simplifying operational characteristics and expanding functionality.

Технический результат по первому варианту достигается тем, что в устройство для проверки обуви на наличие в ней посторонних включений, содержащее корпус, внутри которого размещено вычислительное устройство и источник переменного напряжения, и индикаторный блок, подключенный к первому выходу вычислительного устройства, согласно предложению введены два многоканальных измерителя наведенных зарядов, две матрицы измерительных электродов и блок памяти, в котором записаны коэффициенты линейной комбинации и ее максимальные значения для обуви без посторонних включений, при этом блок памяти подключен к вычислительному устройству, входы которого соединены с выходами многоканальных измерителей наведенных зарядов, вход каждого многоканального измерителя наведенных зарядов подключен к части электродов соответствующей матрицы измерительных электродов, другая часть электродов каждой матрицы измерительных электродов подсоединена к соответствующему выходу источника переменного напряжения, который выполнен многоканальным, а его управляющий вход соединен со вторым выходом вычислительного устройства.The technical result according to the first embodiment is achieved by the fact that in the device for checking shoes for the presence of foreign inclusions, containing a housing inside which a computing device and an AC voltage source are located, and an indicator unit connected to the first output of the computing device, according to the proposal, two multichannel induced charge meter, two matrices of measuring electrodes and a memory unit in which the coefficients of the linear combination and its maximum values for without any extraneous inclusions, while the memory unit is connected to a computing device, the inputs of which are connected to the outputs of the multichannel induced charge meters, the input of each multichannel induced charge meter is connected to a part of the electrodes of the corresponding matrix of measuring electrodes, the other part of the electrodes of each matrix of measuring electrodes is connected to the corresponding output AC voltage source, which is multi-channel, and its control input is connected to the second output ychislitelnogo device.

Технический результат по второму варианту достигается тем, что в устройство для проверки обуви на наличие в ней посторонних включений, содержащее корпус, внутри которого размещено вычислительное устройство и источник переменного напряжения, и индикаторный блок, подключенный к первому выходу вычислительного устройства, согласно предложению введены двухканальный металлодетектор, с подключенными к его входам измерительными катушками, два многоканальных измерителя наведенных зарядов, две матрицы измерительных электродов и блок памяти, в котором записаны коэффициенты линейной комбинации и ее максимальные значения для обуви без посторонних включений, при этом блок памяти подключен к вычислительному устройству, входы которого соединены с выходом двухканального металлодетектора и с выходами многоканальных измерителей наведенных зарядов, вход каждого многоканального измерителя наведенных зарядов подключен к части электродов соответствующей матрицы измерительных электродов, другая часть электродов каждой матрицы измерительных электродов подсоединена к соответствующему выходу источника переменного напряжения, который выполнен многоканальным, а его управляющий вход соединен со вторым выходом вычислительного устройства, к третьему выходу которого подключен управляющий вход двухканального металлодетектора.The technical result according to the second embodiment is achieved by the fact that in the device for checking shoes for the presence of foreign impurities in it, comprising a housing inside which a computing device and an AC voltage source are located, and an indicator unit connected to the first output of the computing device, according to the proposal, a two-channel metal detector is introduced , with measuring coils connected to its inputs, two multichannel meters of induced charges, two arrays of measuring electrodes and a memory unit, in which the coefficients of the linear combination and its maximum values for shoes without extraneous inclusions are recorded, the memory unit is connected to a computing device whose inputs are connected to the output of a two-channel metal detector and to the outputs of a multi-channel meter of induced charges, the input of each multi-channel meter of induced charges is connected to a part of the electrodes the corresponding matrix of measuring electrodes, another part of the electrodes of each matrix of measuring electrodes is connected to the corresponding yuschemu output AC voltage source which is configured multichannel, and its control input coupled to the second output of the computing device, the third output of which is connected the control input of a two-channel detector.

Матрицы измерительных электродов и измерительные катушки могут быть выполнены на многослойной печатной плате, причем матрицы измерительных электродов выполнены на внешней стороне платы по отношению к проверяемому объекту.The matrices of the measuring electrodes and the measuring coils can be made on a multilayer printed circuit board, and the matrices of the measuring electrodes are made on the outside of the board with respect to the object being tested.

На чертеже (рис.1) приведена функциональная схема предлагаемого устройства для проверки обуви на наличие в ней посторонних включений. На рис.2 приведены характеристики распределения вычисленной линейной комбинации измеренных наведенных зарядов для различной обуви при наличии и отсутствии в ней посторонних включений. На рис.3 показано трехмерное распределение области чувствительности для различных пар активных и приемных электродов. На рис.4 приведена блок-схема алгоритма работы устройства.The drawing (Fig. 1) shows a functional diagram of the proposed device for checking shoes for the presence of foreign inclusions in it. Figure 2 shows the distribution characteristics of the calculated linear combination of the measured induced charges for various shoes in the presence and absence of foreign impurities in it. Figure 3 shows the three-dimensional distribution of the sensitivity region for various pairs of active and receiving electrodes. Figure 4 shows a block diagram of the algorithm of the device.

Устройство для проверки обуви на наличие в ней посторонних включений содержит корпус (на чертеже не показан), внутри которого размещено вычислительное устройство 1, источник 2 переменного напряжения, два многоканальных измерителя 3, 4 наведенных зарядов и блок 5 памяти, в котором записаны коэффициенты линейной комбинации и ее максимальные значения для обуви без посторонних включений, блок 5 памяти подключен к вычислительному устройству 1, входы которого соединены с выходами многоканальных измерителей 3, 4 наведенных зарядов, вход каждого многоканального измерителя 3 (4) наведенных зарядов подключен к части электродов соответствующей матрицы 6 (7) измерительных электродов, другая часть электродов каждой матрицы 6 (7) измерительных электродов подсоединена к соответствующему выходу источника 2 переменного напряжения, который выполнен многоканальным, а его управляющий вход соединен со вторым выходом вычислительного устройства 1, первый выход которого подключен к индикаторному блоку 8. Индикаторный блок 8 может быть выполнен в виде отдельного блока и установлен в любом удобном для оператора месте, в частности, на его рабочем столе. Либо индикаторный блок может быть размещен в корпусе устройства, а его индикаторные элементы или индикатор установлены на лицевой панели корпуса. Матрицы 6 (7) измерительных электродов располагают под поверхностью, на которую проверяемый для контроля должен встать обеими ногами. Во втором варианте выполнения устройство дополнительно снабжено двухканальным металлодетектором 9, с подключенными к его входам измерительными катушками 10 и 11, выход двухканального металлодетектора соединен с соответствующим входом вычислительного устройства 1, к третьему выходу которого подключен управляющий вход двухканального металлодетектора. При этом матрицы 6 (7) измерительных электродов и измерительные катушки 10 и 11 могут быть выполнены на многослойной печатной плате, причем матрицы 6 (7) измерительных электродов выполнены на внешней стороне платы по отношению к проверяемому объекту.A device for checking shoes for the presence of foreign inclusions in it contains a housing (not shown in the drawing), inside which there is a computing device 1, an AC voltage source 2, two multichannel meters 3, 4 induced charges and a memory unit 5 in which the linear combination coefficients are recorded and its maximum values for shoes without impurities, the memory unit 5 is connected to a computing device 1, the inputs of which are connected to the outputs of multi-channel meters 3, 4 induced charges, the input of each 3 (4) induced charge channel meter is connected to a part of the electrodes of the corresponding matrix 6 (7) of the measuring electrodes, another part of the electrodes of each matrix 6 (7) of the measuring electrodes is connected to the corresponding output of the AC voltage source 2, which is multi-channel, and its control input is connected with the second output of the computing device 1, the first output of which is connected to the indicator unit 8. The indicator unit 8 can be made as a separate unit and installed in any convenient the operator’s place, in particular on his desktop. Or the indicator unit can be placed in the device’s case, and its indicator elements or indicator are installed on the front panel of the case. Matrices 6 (7) of the measuring electrodes are placed under the surface on which the person being checked for control must stand with both feet. In the second embodiment, the device is additionally equipped with a two-channel metal detector 9, with measuring coils 10 and 11 connected to its inputs, the output of the two-channel metal detector is connected to the corresponding input of the computing device 1, to the third output of which a control input of the two-channel metal detector is connected. In this case, the matrices 6 (7) of the measuring electrodes and the measuring coils 10 and 11 can be made on a multilayer printed circuit board, and the matrices 6 (7) of the measuring electrodes are made on the outside of the board with respect to the test object.

Устройство для проверки обуви на наличие в ней посторонних включений работает следующим образом.A device for checking shoes for the presence of foreign matter in it works as follows.

Проведение досмотра обуви в аэропортах, контрольно-пропускных пунктах, местах массового скопления людей и т.д. осуществляется без ее снятия. Для этого необходимо встать обеими ногами на поверхность, под которой расположены матрицы 6 и 7 измерительных электродов. После чего с вычислительного устройства автоматически или оператором (вручную) подается сигнал на управляющий вход для включения источника 2. В результате на измерительных электродах матриц 6 и 7 наводятся заряды, величина которых зависит от выходного напряжения источника 2, от расстояния между активным и пассивным электродом матриц 6 и 7 и электрических свойств среды (подошв обуви). Пространственное распределение чувствительности измерений к свойствам исследуемой среды определяется геометрией силовых линий электрического поля, связывающих электрод-источник с электродом-приемником, как показано на рис.3, на котором следующими цифрами обозначено 12 - электрод-передатчик, 13 - электроды-приемники, 14 - подошва обуви (диэлектрическая среда), 15 - постороннее включение в подошве, 16 - ступня ноги (проводящая среда), 17 - силовые линии электрического поля, связывающие электрод-передатчик с электродами-приемниками. Поскольку для различных комбинаций передающих и приемных электродов трехмерная геометрия зон чувствительности отличается, в том числе и по глубине, имея набор измерений с различными комбинациями электродов, можно, решая соответствующую обратную задачу, оценивать трехмерные распределения диэлектрических свойств внутри исследуемого объекта.Inspection of shoes at airports, checkpoints, crowded places, etc. carried out without removing it. To do this, it is necessary to stand with both feet on the surface under which the matrices 6 and 7 of the measuring electrodes are located. After that, a signal is fed from the computing device automatically or by the operator (manually) to the control input to turn on source 2. As a result, charges are induced on the measuring electrodes of matrices 6 and 7, the magnitude of which depends on the output voltage of source 2, on the distance between the active and passive matrix electrodes 6 and 7 and electrical properties of the medium (shoe soles). The spatial distribution of the measurement sensitivity to the properties of the medium under study is determined by the geometry of the electric field lines connecting the source electrode to the receiver electrode, as shown in Fig. 3, in which the following numbers indicate 12 - transmitter electrode, 13 - receiver electrodes, 14 - shoe sole (dielectric medium), 15 - extraneous inclusion in the sole, 16 - foot of the foot (conductive medium), 17 - electric field lines connecting the transmitter-electrode with the receiver electrodes. Since for different combinations of transmitting and receiving electrodes, the three-dimensional geometry of the sensitivity zones is different, including in depth, having a set of measurements with different combinations of electrodes, it is possible, by solving the corresponding inverse problem, to evaluate the three-dimensional distribution of dielectric properties inside the object under study.

Алгоритм работы устройства иллюстрируется рис.4. Значения наведенных зарядов на измерительных электродах матриц 6 и 7 поступают с выходов многоканальных измерителей 3 и 4 в вычислительное устройство 1, осуществляющее вычисление разности между суммой всех измеренных наведенных зарядов и суммой измеренных наведенных зарядов при отсутствии объектов. Затем определяется превышение (или не превышение) вычисленного значения разности заданного значения порога>А. Если вычисленное значение не превышает заданного значения порога, то это означает, что нет объекта для исследования. В данном случае с вычислительного устройства 1 на индикаторный блок 8 поступает сигнал об отсутствии объекта исследования, при этом загорается соответствующий световой индикатор. Если имеет место превышение заданного значения порога, то по измеренным значениям наведенных зарядов вычислительное устройство 1 осуществляет вычисление линейной комбинация входных параметров. Коэффициенты этой линейной комбинации хранятся в блоке 5 памяти, подключенном к вычислительному устройству 1. Они вычисляются заранее вне устройства, например, методом логистической регрессии [Крамер Г., Математические методы статистики, пер. с англ., 2 изд., М., 1975; Кендалл М. Д ж., Стьюарт А., Статистические выводы и связи, пер. с англ., М., 1973] с помощью обучающего набора данных, полученных при измерениях на большом количестве обуви как, обычной, так и с внедренными в нее посторонними объектами. Линейная комбинация вычисляется путем последовательности операций умножения и сложения в соответствии с формулой:

, где х_i - вектор результатов, полученных от измерителя, а _i - коэффициенты линейной комбинации входных параметров, используемой для вычисления вероятности наличия постороннего вложения в обуви и хранящиеся в блоке 5 памяти (база знаний), I=m□n - количество данных измеряемых системой с количеством передающих электродов m и приемных электродов n. После этого проверяется, превышает ли значение вычисленной линейной комбинации заданную пороговую величину В. Если "да", то с вычислительного устройства 1 на индикаторный блок 8 поступает сигнал тревоги и включается соответствующий световой индикатор. Если "нет", то с вычислительного устройства 1 на индикаторный блок 8 поступает сигнал об отсутствии посторонних включений в обуви, при этом включается соответствующий световой индикатор. Аналогичным образом, с помощью другого набора коэффициентов линейной комбинации, может вычисляться вероятность превышения заданной толщины подошвы обуви или соответствие обуви другим критериям.The device operation algorithm is illustrated in Fig. 4. The values of the induced charges on the measuring electrodes of

matrices

6 and 7 come from the outputs of the

multi-channel meters

3 and 4 to a computing device 1 that calculates the difference between the sum of all measured induced charges and the sum of the measured induced charges in the absence of objects. Then the excess (or not exceeding) of the calculated difference value of the specified threshold value> A is determined. If the calculated value does not exceed the specified threshold value, then this means that there is no object to study. In this case, from the computing device 1 to the indicator unit 8 a signal is received about the absence of the object of study, while the corresponding light indicator lights up. If there is an excess of a predetermined threshold value, then from the measured values of the induced charges, the computing device 1 calculates a linear combination of input parameters. The coefficients of this linear combination are stored in the memory unit 5 connected to the computing device 1. They are calculated in advance outside the device, for example, by the method of logistic regression [Kramer G., Mathematical methods of statistics, trans. from English., 2 ed., M., 1975; Kendall M. J., Stewart A., Statistical Findings and Communications, trans. from English., M., 1973] with the help of a training set of data obtained during measurements on a large number of shoes, both ordinary and with foreign objects embedded in it. A linear combination is calculated by a sequence of operations of multiplication and addition in accordance with the formula:

, where x _i is the vector of the results obtained from the meter, and _i are the coefficients of the linear combination of input parameters used to calculate the probability of the presence of a foreign investment in shoes and stored in memory unit 5 (knowledge base), I = m □ n is the amount of data measured system with the number of transmitting electrodes m and receiving electrodes n. After that, it is checked whether the value of the calculated linear combination exceeds a predetermined threshold value B. If yes, then an alarm signal is sent from the computing device 1 to the indicator unit 8 and the corresponding indicator light is turned on. If "no", then from the computing device 1 to the indicator unit 8 a signal is received about the absence of foreign matter in the shoe, and the corresponding light indicator is turned on. Similarly, using another set of linear combination coefficients, the probability of exceeding a given thickness of the sole of the shoe or the conformity of the shoe to other criteria can be calculated.

Рис.2 иллюстрирует результаты работы вычислительного устройства 1, где по оси абсцисс отложены номера испытаний, а по оси ординат величина вычисленной линейной комбинации. Прямоугольники с заливкой соответствуют испытаниям обуви без посторонних вложений, а без заливки - с различными вложениями.Figure 2 illustrates the results of the operation of computing device 1, where the test numbers are plotted along the abscissa axis, and the value of the calculated linear combination is plotted along the ordinate axis. Rectangles with filling correspond to the tests of shoes without extraneous attachments, and without filling - with various attachments.

В предлагаемом устройстве используется подход, близкий по своему смыслу к электроемкостной томографии, однако в данном случае вместо визуализации требуется только оценка степени отличия пространственного распределения диэлектрической проницаемости от распределения типичного для нормальной обуви. Благодаря этому требуется существенно меньшее количество электродов в матрицах. Сами электроды можно располагать только с одной стороны объекта подошвы обуви вблизи его поверхности. В результате устройство позволяет оценивать физические (электрические) свойства объектов независимо от размера и до определенной степени положения обуви относительно датчика. При этом достаточно иметь доступ только к участку поверхности объекта с одной стороны, что выгодно отличает предложенное устройство от известных электроемкостных томографов. Измерения могут проводиться на любой удобной частоте от сотен герц до десятков мегагерц. Стоимость, сложность и требования к измерительной аппаратуре при реализации предложенного устройства значительно ниже, чем при использовании стандартной емкостной томографии (требования к количеству каналов, их чувствительности, вычислительным ресурсам для обработки данных значительно ниже).The proposed device uses an approach that is close in meaning to electric capacitive tomography, but in this case, instead of visualization, only an assessment of the degree of difference in the spatial distribution of dielectric constant from the distribution typical of normal shoes is required. Due to this, a significantly smaller number of electrodes in the matrices is required. The electrodes themselves can be placed only on one side of the shoe sole object near its surface. As a result, the device allows you to evaluate the physical (electrical) properties of objects, regardless of size and to a certain extent, the position of the shoe relative to the sensor. Moreover, it is enough to have access only to the surface area of the object on the one hand, which distinguishes the proposed device from the known electric capacitive tomographs. Measurements can be taken at any convenient frequency from hundreds of hertz to tens of megahertz. The cost, complexity and requirements for measuring equipment when implementing the proposed device are significantly lower than when using standard capacitive tomography (requirements for the number of channels, their sensitivity, computing resources for data processing are much lower).

Устройство, выполненное по второму варианту, дополнительно содержит двухканальный металлодетектор 9, с подключенными к его входам измерительными катушками 10 и 11. Для продолжения проведения досмотра обуви с помощью металлодетектора 9 проверяемый остается стоять на контролируемой поверхности, под которой расположены измерительные катушки 10 и 11. Эти катушки могут быть выполнены на многослойной печатной плате и расположены под матрицами 6 и 7 измерительных электродов на внутренней стороне платы по отношению к проверяемому объекту. С вычислительного устройства 1 автоматически или оператором (вручную) подается команда на управляющий вход источника 2 для его выключения. После чего с третьего выхода вычислительного устройства 1 на управляющий вход двухканального металлодетектора 9 поступает сигнал на его включение и осуществляется контроль с помощью металлодетектора 9, выходной сигнал с которого поступает на вычислительное устройство 1, где производится обработка поступающей информации и по ее результатам формируется сигнал тревоги или ее отсутствия, который поступает на индикаторный блок 8 для включения соответствующего светового индикатора.The device, made according to the second embodiment, further comprises a two-channel metal detector 9, with measuring coils 10 and 11 connected to its inputs. To continue inspecting the shoes with a metal detector 9, the test person remains on the controlled surface under which the measuring coils 10 and 11. These the coils can be made on a multilayer printed circuit board and are located under the matrices 6 and 7 of the measuring electrodes on the inner side of the board with respect to the test object. From the computing device 1 automatically or by the operator (manually) sends a command to the control input of the source 2 to turn it off. Then, from the third output of the computing device 1, the control input of the two-channel metal detector 9 receives a signal to turn it on and is monitored by the metal detector 9, the output signal from which is sent to the computing device 1, where the incoming information is processed and an alarm signal is generated from it or its absence, which is fed to the indicator unit 8 to turn on the corresponding light indicator.

Заявленное устройство реализовано в виде переносного прибора. Наиболее успешно заявленное устройство для проверки обуви без необходимости ее снятия промышленно применимо для оперативной оценки органами правопорядка и безопасности обуви пассажиров, а также в местах проведения массовых мероприятий. Были проведены испытания предлагаемого устройства, которые показали высокую достоверность тестирования обуви.The claimed device is implemented as a portable device. The most successfully declared device for checking shoes without the need to remove it is industrially applicable for a rapid assessment by law enforcement agencies and the safety of shoes of passengers, as well as in places of public events. Tests were carried out on the proposed device, which showed high reliability testing shoes.

Claims

1. A device for checking shoes for the presence of foreign inclusions, comprising a housing inside which a computing device and an AC voltage source are located, and an indicator unit connected to the first output of the computing device, characterized in that two multichannel induced charge meters are inserted into it, two matrices of measuring electrodes and a memory block, in which the coefficients of the linear combination and its maximum values for shoes without extraneous inclusions are recorded, while the memory block is connected is connected to the computing device, the inputs of which are connected to the outputs of the multi-channel meters of induced charges, the input of each multi-channel meters of the induced charges is connected to a part of the electrodes of the corresponding matrix of measuring electrodes, the other part of the electrodes of each matrix of measuring electrodes is connected to the corresponding output of the AC voltage source, which is multi-channel, and its control input is connected to the second output of the computing device.

2. A device for checking shoes for the presence of foreign inclusions, comprising a housing inside which a computing device and an AC voltage source are located, and an indicator unit connected to the first output of the computing device, characterized in that a two-channel metal detector is inserted into it, with its inputs with measuring coils, two multichannel meters of induced charges, two matrices of measuring electrodes and a memory block in which the coefficients of the linear combination and e maximum values for shoes without extraneous inclusions, while the memory unit is connected to a computing device, the inputs of which are connected to the output of a two-channel metal detector and to the outputs of a multi-channel meter of induced charges, the input of each multi-channel meter of induced charges is connected to a part of the electrodes of the corresponding matrix of measuring electrodes, another part of the electrodes each matrix of measuring electrodes is connected to the corresponding output of the AC voltage source, which It executes the multichannel, and its control input coupled to the second output of the computing device, the third output of which is connected the control input of a two-channel detector.

3. A device for checking shoes for the presence of foreign matter according to claim 2, characterized in that the matrix of the measuring electrodes and measuring coils are made on a multilayer printed circuit board, and the matrix of measuring electrodes is made on the outside of the board with respect to the object being tested.