RU2643672C1 - Multi-zone metal detector - Google Patents
Multi-zone metal detector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643672C1 RU2643672C1 RU2017118673A RU2017118673A RU2643672C1 RU 2643672 C1 RU2643672 C1 RU 2643672C1 RU 2017118673 A RU2017118673 A RU 2017118673A RU 2017118673 A RU2017118673 A RU 2017118673A RU 2643672 C1 RU2643672 C1 RU 2643672C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- transmitting
- coils
- zone
- signal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/18—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
- G01V3/26—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device
- G01V3/28—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device using induction coils
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам обнаружения объектов из металла, проносимых проверяемыми лицами через контрольное пространство.The invention relates to devices for detecting objects made of metal carried by verified persons through a control space.
Известен патент RU 49287 U1, опубликован 10.11.2005 г., «Металлообнаружитель». Металлообнаружитель выполнен в виде двух вертикальных стоек, внутри которых установлены две намагничивающие катушки и две приемные катушки, причем намагничивающие катушки соединены между собой последовательно и подключены к генератору, а две приемные катушки, соединены между собой последовательно и подключены к усилителю, выход которого подключен к первому входу синхронного детектора, выход которого соединен с входом анализатора, выход которого соединен со входом блока индикации, устройство управления, первый выход которого соединен с входом генератора, а второй выход соединен со вторым входом синхронного детектора, дополнительно намагничивающие катушка установлены ортогонально в центре одной из стоек, при этом одна из намагничивающих катушек установлена вертикально, а вторая горизонтально перпендикулярно плоскости зоны контроля и приемные катушки установлены симметрично горизонтально и встречно в другой стойке, причем расстояние между приемными катушками выбирается в зависимости от ширины зоны контроля. Недостатком данного металлообнаружителя является отсутствие многозонности.Known patent RU 49287 U1, published November 10, 2005, "Metal Detector". The metal detector is made in the form of two vertical racks, inside of which there are two magnetizing coils and two receiving coils, the magnetizing coils being connected together in series and connected to the generator, and two receiving coils connected together in series and connected to the amplifier, the output of which is connected to the first the input of the synchronous detector, the output of which is connected to the input of the analyzer, the output of which is connected to the input of the display unit, a control device, the first output of which is connected with the input of the generator, and the second output is connected to the second input of the synchronous detector, additionally magnetizing coils are mounted orthogonally in the center of one of the racks, while one of the magnetizing coils is installed vertically, and the second is horizontally perpendicular to the plane of the control zone and the receiving coils are installed symmetrically horizontally and counterclockwise another rack, and the distance between the receiving coils is selected depending on the width of the control zone. The disadvantage of this metal detector is the lack of multi-zone.
Известен патент RU 2251125 C1, опубликован 27.04.2005 г., «Селективный металлодетектор с гармоническим возбуждением». Селективный металлодетектор содержит две приемные катушки, фазовращатель, передающую катушку, генератор, синхронные детекторы, вычислительный блок и блок индикации. Вычислительный блок выполнен в виде процессора, а генератор выполнен в виде преобразователя. Недостатком данного металлообнаружителя является отсутствие многозонности.Known patent RU 2251125 C1, published April 27, 2005, "Selective metal detector with harmonic excitation." The selective metal detector contains two receiving coils, a phase shifter, a transmitting coil, a generator, synchronous detectors, a computing unit and an indication unit. The computing unit is made in the form of a processor, and the generator is made in the form of a converter. The disadvantage of this metal detector is the lack of multi-zone.
Известен патент US 5680103(A) взятый за прототип, опубликован 21.10.1997 г, «Metal detection system» («Система обнаружения металла»). Система обнаружения металла содержащая: генератор, катушку генерации поля, соединенную и возбуждаемую генератором, для генерирования электромагнитного поля равномерной плотности, которое нарушается при наличии в нем металлических предметов, множество первых приемных катушек, установленных вертикально на одной стороне прохода, множество вторых приемных катушек, установленных вертикально на другой стороне прохода, каждая из приемных катушек соединена с отдельной цепью детектора, каждый детектор включает средство для обнаружения нарушения электромагнитного поля, принимаемого соответствующей приемной катушкой, и выдачи сигнала обнаружения; обработка выходных сигналов обнаружения от цепей детектора для генерации сигнала положения, указывающего приближенное горизонтальное и вертикальное расположение каждого отдельного объекта из металла и сигнала о массе объекта; средство для сравнения каждого сигнала с пороговым значением и средство для вывода индикации тревоги.Known patent US 5680103 (A) taken as a prototype, published October 21, 1997, "Metal detection system" ("Metal detection system"). A metal detection system comprising: a generator, a field generation coil connected and driven by a generator to generate an electromagnetic field of uniform density that is disturbed by the presence of metal objects, a plurality of first receiving coils mounted vertically on one side of the passage, a plurality of second receiving coils installed vertically on the other side of the passage, each of the receiving coils is connected to a separate detector circuit, each detector includes means for detecting communication of the electromagnetic field received by the corresponding receiving coil, and issuing a detection signal; processing the output detection signals from the detector circuits to generate a position signal indicating the approximate horizontal and vertical position of each individual metal object and the mass signal of the object; means for comparing each signal with a threshold value; and means for outputting an alarm indication.
Известны статьи,Known articles
1) Березанский Д.П. «Металлодетекторы - обнаружители оружия. Обзор принципов действия». Специальная техника, 1998, №4-5.1) Berezansky D.P. “Metal detectors are weapon detectors. Overview of the principles of action. " Special Technique, 1998, No. 4-5.
2) Синелыциков Г.А. «Зарубежные арочные металлодетекторы: осознанный выбор». Специальная техника, 1999, №1-2.2) Sinelytsikov G.A. "Foreign arched metal detectors: a conscious choice." Special equipment, 1999, No. 1-2.
Техническая задача заключается в расширении арсенала технических средств того же назначения, создание многозонного металлообнаружителя, способного определять местоположение объектов из металла в контрольном пространстве.The technical task is to expand the arsenal of technical means of the same purpose, the creation of a multi-zone metal detector that can determine the location of objects from metal in the control space.
Техническая задача в металлообнаружителе многозонном содержащем передающие катушки, установленные вертикально на одной стороне прохода, приемные катушки, установленные вертикально на другой стороне прохода, блок индикации, блок управления, соединенный с передающими и приемными катушками и генерирующий сигнал о наличии и местоположении объектов из металла в контрольном пространстве на блок индикации, достигается тем, что блок управления определяет местоположение объекта из металла путем последовательного включения каждой из передающих катушек для генерации электромагнитного поля в части контрольного пространства, одновременной при этом обработки сигнала каждой приемной катушки, включающей определение наличия объекта из металла в каждой зоне обнаружения между передающей и каждой приемной катушкой, вычисления местоположения объектов из металла в контрольном пространстве на основе данных о наличии объектов из металла в каждой зоне обнаружения.Technical problem in a multi-zone metal detector containing transmitting coils mounted vertically on one side of the passage, receiving coils mounted vertically on the other side of the passage, an indication unit, a control unit connected to the transmitting and receiving coils and generating a signal about the presence and location of metal objects in the control space on the display unit, is achieved by the fact that the control unit determines the location of an object of metal by sequentially turning on each of the transmission coils for generating an electromagnetic field in part of the control space, while simultaneously processing the signal of each receiving coil, including determining the presence of an object of metal in each detection zone between the transmitting and each receiving coil, calculating the location of objects of metal in the control space based on data on the presence of metal objects in each detection zone.
На чертеже изображена общая схема многозонного металлообнаружителя.The drawing shows a General diagram of a multi-zone metal detector.
Металлообнаружитель содержит передающие катушки 1, приемные катушки 2, блок индикации 3, соединенные с блоком управления 4.The metal detector comprises transmitting
Передающие катушки 1 и приемные катушки 2 установлены вертикально с одной и другой стороны прохода и формируют контрольное пространство. Каждая из передающих 1 и приемных 2 катушек выполнена в виде двух круглых катушек, соединенных в противофазе, что позволяет повысить защищенность передающих и приемных сигналов от внешних помех. Каждая передающая катушка 1 при включении формирует электромагнитное поле в части контрольного пространства, при этом вектор электромагнитного поля будет направлен от передающей катушки 1 к приемным катушкам 2. Таким образом, каждая передающая катушка 1 и каждая приемная катушка 2 образуют между собой локальную зону обнаружения 10 (на чертеже показано схематично). Локальная зона обнаружения 10 физически подобна лучу проходящему от каждой передающей катушки 1 к каждой приемной катушке 2, при этом ширина луча аппроксимируется и равна ширине катушек.Transmitting
Блок индикации 3 может быть выполнен в виде светодиодной панели или жидкокристалического дисплея и дополнен устройством звукового оповещения, и предназначен для отображения и звукового оповещения сигнала о наличии и местоположении объектов из металла в контрольном пространстве. Блок индикации 3 может быть установлен в панели металлообнаружителся или в раме, соединяющей панели металлообнаружителя в арочную конструкцию (не показано).The
Блок управления 4 выполнен на базе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС). ПЛИС позволяет производить параллельную многоканальную цифровую и математическую обработку сигналов, при этом электрическая принципиальная схема разрабатывается в отладочной среде или программированием на специальных языках программирования, например Verilog, VHDL, AHDL - языки описания аппаратуры интегральных схем. Такая программа компилируется и прошивается в ПЛИС, в результате чего ПЛИС становится электронным цифровым устройством с определенным программой функционалом.The
Блок управления 4 содержит генератор 6, соединенный с демультиплексором 7, выходы которого соединены с передающими катушками 1; цепи детектирования 5 сигнала каждой приемной катушки 2; модуль управления 8, принимающий сигналы от цепей детектирования 5 и соединенный с демультиплексором 7 для управления.The
Демультиплексор 7 обеспечивает передачу сигнала от генератора 6 к одной из передающих катушек, реализуя последовательное включение каждой из передающих катушек 1, для генерации электромагнитного поля в части контрольного пространства.The demultiplexer 7 provides a signal from the generator 6 to one of the transmitting coils, realizing the sequential inclusion of each of the transmitting
Каждая приемная катушка 2 соединена с соответствующей цепью детектирования 5, для параллельной обработки сигнала каждой приемной катушки. Цепь детектирования 5 состоит из последовательно соединенных первого усилителя, сумматора, аналого-цифрового преобразователя, второго усилителя, полосового фильтра, узла свертки, интегратора, пикового детектора, дополнительно опорный сигнал подается на узел свертки и через цифроаналоговый преобразователь - на сумматор (не показаны). Выше рассмотрен один из примеров реализации цепи детектирования, позволяющей выделить отклонение амплитудной и фазовой составляющей сигнала приемной катушки 2, возникающее при нахождении объекта из металла 9 в локальной зоне обнаружения 10. Анализ значения амплитудной и фазовой составляющей сигнала и отношения их значений позволяет определить тип металла, из которого сделаны объекты, находящиеся в контрольной зоне, определить массу или объем металла, а также обеспечить селективность обнаружения по массе или по типу металла, то есть обеспечить «не обнаружение» заданных объектов, например личных вещей из металла, телефонов, ключей и др. Таким образом, каждая цепь детектирования 5 выдает сигнал о нахождении объекта из металла в соответствующей локальной зоне обнаружения 10 между соответствующей передающей и приемной катушкой.Each
Модуль управления 8 обеспечивает последовательное включение передающих катушек 1, принимает и обрабатывает сигналы с цепей детектирования 5, вычисляет местоположение объектов из металла в контрольном пространстве, передает сигналы о наличии и местоположении объектов из металла в контрольном пространстве на блок индикации 3.The
Металлообнаружитель многозонный работает следующим образом.The multi-zone metal detector operates as follows.
Блок управления 4 последовательно включает каждую из передающих катушек 1, при этом модуль управления 8 подает сигнал управления демультиплексору 7, который перенаправляет сигнал от генератора 6 на одну из передающих катушек 1.The
Включенная передающая катушка 1 генерирует электромагнитное поле в части контрольного пространства металлообнаружителя. Наведенный электродвижущей силой (ЭДС) сигнал в каждой приемной катушке 2 поступает на вход соответствующей цепи детектора 5, где усиливается первым усилителем, складывается в сумматоре с сигналом компенсации, сформированным ЦАП из опорного сигнала, и преобразуется с помощью АЦП в цифровой вид. Далее сигнал поступает на второй усилитель, затем полосовым фильтром выделяется основная гармоника рабочей частоты, после чего сигнал подвергается функции математической свертки в узле свертки. Свертка сигнала осуществляется с опорным сигналом и его сдвинутой на 90° копией, что позволяет выделить амплитуду и фазу сигнала. Далее амплитудная и фазовая составляющие сигнала проходят через интегратор, где выделяется, в том числе отклонение амплитудной и фазовой составляющей сигнала от среднего значения покоя, и проходят через пиковый детектор, чтобы отделить девиацию амплитуды и фазы сигнала от шумовой составляющей. Девиация амплитуды и фазы сигнала на приемной катушке 2 возникают при нахождении объекта из металла 9 в локальной зоне обнаружения 10 между передающей и приемной катушкой. После анализа наведенной ЭДС в каждой приемной катушке 2 модуль управления 8 включает следующую передающую катушку 1 и вновь анализирует сигналы с приемных катушек 2. Таким образом, блок управления 4 определяет наличие объекта из металла в каждой локальной зоне обнаружения 10 независимо от другой зоны.The included transmitting
Блок управления 4 вычисляет местоположение объекта из металла 9 в контрольном пространстве следующим образом. Каждая передающая катушка 1 и каждая приемная катушка 2 формируют между собой локальную зону обнаружения 10, таким образом, при включении одной передающей катушки 1 будет сформировано несколько локальных зон обнаружения 10 по отношению к каждой приемной катушке 2. Локальные зоны обнаружения 10 формируемые разными передающими катушками 1 пересекаются в контрольном пространстве.The
Контрольное пространство металлообнаружителя в электронном виде можно представить как двухмерный массив пикселей. Геометрические размеры и расположение каждой локальной зоны обнаружения 10 в контрольном пространстве известны, поскольку известны размеры контрольного пространства и размеры катушек. Тогда каждой локальной зоне обнаружения 10 будет соответствовать определенный набор пикселей, при этом один и тот же пиксель может принадлежать нескольким локальным зонам обнаружения 10, так как они пересекаются в контрольном пространстве.The control space of the metal detector in electronic form can be represented as a two-dimensional array of pixels. The geometric dimensions and the location of each
Каждый перемещаемый через контрольное пространство металлический объект 9, вызовет девиации амплитуды и фазы сигнала в нескольких локальных зонах обнаружения 10. Если «подсветить» пиксели зон обнаружения 10, в которых были обнаружены металлические объекты 9, а затем «погасить» пиксели зон обнаружения 10, в которых не было обнаружено металлических объектов 9, то в итоге, в двумерном массиве пикселей, будут «подсвечены» только области пикселей, которые указывают местоположение металлических объектов 9 в контрольном пространстве, что и требовалось вычислить.Each metal object 9 moved through the control space will cause deviations of the amplitude and phase of the signal in several
После вычисления блок управления 4 выводит информацию о местоположении объекта(ов) из металла в контрольном пространстве на блок индикации 3.After calculation, the
Металлообнаружитель многозонный вычисляет местоположение объектов из металла в контрольном пространстве на основе данных о наличии объектов из металла в каждой локальной зоне обнаружения, решая поставленную техническую задачу.The multi-zone metal detector calculates the location of metal objects in the control space based on the data on the presence of metal objects in each local detection zone, solving the technical problem.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118673A RU2643672C1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Multi-zone metal detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118673A RU2643672C1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Multi-zone metal detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2643672C1 true RU2643672C1 (en) | 2018-02-05 |
Family
ID=61173694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017118673A RU2643672C1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Multi-zone metal detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2643672C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680854C1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Локаторная техника" | Multi-zone metal detector |
RU208136U1 (en) * | 2021-08-25 | 2021-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Локаторная техника" | METAL DETECTOR |
RU2789988C1 (en) * | 2022-02-07 | 2023-02-14 | Рафаэль Фирдаусович Набеев | Multi-zone metal detector |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5680103A (en) * | 1994-01-19 | 1997-10-21 | Ranger Security Detectors, Inc. | Metal detection system |
RU2233460C1 (en) * | 2002-11-18 | 2004-07-27 | Сибирский физико-технический институт при Томском государственном университете | Portable device for detecting and locating subsurface metal objects |
US7671596B2 (en) * | 2004-09-29 | 2010-03-02 | Robert Bosch Gmbh | Detector for locating metallic objects with inductively coupled transmit and receive coils |
US7759939B2 (en) * | 2004-09-29 | 2010-07-20 | Robert Bosch Gmbh | Sensor for locating metallic objects and method for evaluating measurement signal of such a sensor |
RU2595644C2 (en) * | 2010-08-30 | 2016-08-27 | Роберт Бош Гмбх | Measuring device, primarily measuring device for detection of metal articles |
-
2017
- 2017-05-29 RU RU2017118673A patent/RU2643672C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5680103A (en) * | 1994-01-19 | 1997-10-21 | Ranger Security Detectors, Inc. | Metal detection system |
RU2233460C1 (en) * | 2002-11-18 | 2004-07-27 | Сибирский физико-технический институт при Томском государственном университете | Portable device for detecting and locating subsurface metal objects |
US7671596B2 (en) * | 2004-09-29 | 2010-03-02 | Robert Bosch Gmbh | Detector for locating metallic objects with inductively coupled transmit and receive coils |
US7759939B2 (en) * | 2004-09-29 | 2010-07-20 | Robert Bosch Gmbh | Sensor for locating metallic objects and method for evaluating measurement signal of such a sensor |
RU2595644C2 (en) * | 2010-08-30 | 2016-08-27 | Роберт Бош Гмбх | Measuring device, primarily measuring device for detection of metal articles |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680854C1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Локаторная техника" | Multi-zone metal detector |
RU208136U1 (en) * | 2021-08-25 | 2021-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Локаторная техника" | METAL DETECTOR |
RU2789988C1 (en) * | 2022-02-07 | 2023-02-14 | Рафаэль Фирдаусович Набеев | Multi-zone metal detector |
RU2796199C1 (en) * | 2023-01-10 | 2023-05-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Локаторная техника" | Multi-zone metal detector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2643672C1 (en) | Multi-zone metal detector | |
CN205484851U (en) | Metal detecting gate | |
ATE244435T1 (en) | METAL DETECTOR SYSTEM | |
GB2209450A (en) | A magnetic tag surveillance system | |
KR20160046733A (en) | Human detecting system and method | |
US10768292B2 (en) | Surveillance apparatus having a radar sensor | |
GB201118970D0 (en) | Target position,movement and tracking system | |
WO2020209923A2 (en) | Systems and methods for weapon and destructive device detection based on electromagnetic field profile | |
AU2013200451C1 (en) | Method for separating target signals from unwanted signals in a metal detector | |
RU177858U1 (en) | Multi-zone metal detector | |
RU2672162C1 (en) | Multi-zone multi-frequency metal detector with harmonic excitation | |
JPH0777569A (en) | Sound source detector | |
US3441900A (en) | Signal detection,identification,and communication system providing good noise discrimination | |
KR101048607B1 (en) | Portable Liquid Phosphorus and Metal Detector and Liquid Phosphorus and Metal Detection Method Using the Same | |
EP3153880B1 (en) | Target detection device | |
RU2366982C2 (en) | Metal detector | |
RU2505834C1 (en) | Method of detecting radio-frequency radiation in near field of source | |
JP7011533B2 (en) | Partial discharge sound source display method and partial discharge sound source display device | |
RU49287U1 (en) | METAL DETECTOR | |
RU2300788C2 (en) | Hand metal detector | |
GB2247381A (en) | A magnetic tag surveillance system | |
WO2006081614A1 (en) | Article sequencing for scanning and improved article screening for detecting objects and substances | |
RU2796199C1 (en) | Multi-zone metal detector | |
RU2680854C1 (en) | Multi-zone metal detector | |
RU2571532C1 (en) | Nonlinear locator of unauthorised speech and visual information capturing devices |