Основная проблема состоит в том, чтобы при всех усовершенствованиях сохранить легкость и удобство обращения с оборудованием. Для этого, в частности, требуется, чтобы чувствительный элемент детектора, выносимый на конец досмотровой штанги, имел минимально возможные габариты и вес. Для высокочастотной аппаратуры важно обеспечить безопасные, но эффективные параметры излучения. Необходимо также решить проблемы функциональной и конструктивной совместимости различных технических средств.
Примером успешного решения этих и многих других трудностей служит система для досмотра автотранспорта S-1100 («Дозор»), позволяющая осуществлять одновременно локацию объекта и вести телевизионное наблюдение за обследуемой зоной (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Система S-1100 «Дозор»
В легкий малогабаритный антенный блок системы, осуществляющий высокочастотное зондирование, встроена миниатюрная телевизионная камера, сориентированная по диаграмме направленности антенны, что позволяет точно наблюдать зону отклика при получении сигнала локации.
Такую систему можно дополнить малогабаритным дозиметром, детектором взрывчатых веществ и наркотиков, приборами для обнаружения часовых механизмов и магнитов и другими средствами обследования.
Если количество аппаратуры и приспособлении или особенности выполняемых задач превысят возможности применения стандартного оборудования, на помощь придут радиоуправляемое шасси с манипуляторами, средства нейтрализации и другое оборудование, рассмотрение которого выходит за рамки данной книги.
Рис. 4.9. «Дозор» в работе
4.2.6. МеталлодетекторыСтационарные металлоискатели мы все видели в аэропортах и на крупных стадионах. Но есть и другие, портативные приборы. Ручной металлоискатель применяют для быстрой и скрытной проверки на наличие оружия. Телохранитель высокопоставленного лица проходит сквозь толпу и незаметно проверяет людей, не касаясь их.
Металлоискатели в аэропортах способны обнаруживать очень мелкие предметы. Однако это может сильно затруднить работу проверяющих. Чувствительность таких приборов регулируется, и большинство операторов устанавливает ее на низкий уровень во избежание слишком большого числа ложных срабатываний. 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 рассерженных пассажиров, им проще снизить чувствительность прибора — и будь что будет. Металлоискатели могут обнаруживать очень мелкие металлические предметы, величиной с иголку или скрепку.
Большинство из них (рис. 4.10) улавливает и цветные металлы, например медь, свинец и никель, которые используются в оружии и боеприпасах.
Рис. 4.10. Стационарный и ручной металлоискатели
Срабатывание металлоискателя зависит как от массы металлического предмета, так и от расстояния до него. Чтобы обнаружить мелкий предмет, прибор должен находиться очень близко от него. При этом более крупные предметы будут экранировать мелкие, и последние останутся незамеченными. На практике это означает, что мимо металлоискателя можно пронести оружие, если спрятать его достаточно глубоко. Определить нужную глубину можно методом проб и ошибок, используя металлоискатель того типа, которым будет производиться проверка. Учтите, что армейские подразделения при поиске спрятанных предметов обычно используют миноискатели различных модификаций.
Промышленные металлодетекторы
Металлодетектор предназначен для поиска металлических предметов из черных и цветных металлов в непроводящих и слабо проводящих средах (дерево, одежда, пластмасса и т. п.). Существует множество промышленных конструкций металлодетекторов. Внешний вид одного из них представлен на рис. 4.11.
Рис. 4.11. Ручной металлодетектор «Metor 22»
Прибор имеет звуковую и световую сигнализацию. Дальность обнаружения металлических предметов от 20 до 200 мм.
Наряду с профессиональными промышленными образцами, которые стоят довольно дорого, для решения ваших задач можно использовать и приборы, изготовленные самостоятельно. Они имеют достаточно высокие характеристики, подчас не уступающие промышленным образцам. Ниже описываются несколько таких устройств.
Практические схемы металлодетекторов (металлоискателей)
Принцип действия описываемых ниже приборов основан на сравнении значений частоты колебаний двух генераторов: образцового и перестраиваемого, частота которого изменяется под воздействием на его колебательный контур искомого металлического предмета. По сравнению с другими известными методами — мостовым (регистрируется разбаланс измерительного моста, в одно из плеч которого включена поисковая катушка), сдвига фаз (измеряется фазовый сдвиг колебаний образцового и перестраиваемого генераторов), передатчик-приемник (регистрируется переизлучаемая металлическим предметом радиочастотная энергия), — метод сравнения значений частоты (иными словами, метод биений) менее эффективен, однако более прост в реализации. Построенные с его использованием металлоискатели компактны, не требуют тщательной настройки и мер по жесткой стабилизации частоты, неприхотливы в эксплуатации, благодаря чему и получили широкое распространение.
Предлагаемые вашему вниманию устройства выполнены на доступной элементной базе и могут быть с успехом использованы не только при оборудовании тайников, но и в строительстве, коммунальном хозяйстве, для поиска скрытых под слоем земли мусора или снега, люков и крышек колодцев, решеток водостока и т. п. Кроме того, эти приборы можно с успехом использовать для обнаружения тайников и скрытых металлических предметов.
Металлоискатель на одной микросхеме
Металлоискатель, принципиальная схема которого изображена на рис. 4.12, собран всего на одной микросхеме К176ЛП2. Один из се элементов (DD1.1) использован в образцовом генераторе, другой (DD1.2) — в перестраиваемом.
Колебательный контур образцового генератора состоит из катушки L1 и конденсаторов C1, С2, а перестраиваемого — из поисковой катушки L2 и конденсатора С4; первый перестраивают переменным конденсатором С1, второй — подбором емкости конденсатора С4.
На элементе DD1.3 выполнен смеситель колебаний образцовой и переменной частот. С нагрузки этого узла — переменного резистора R5 — сигнал разностной частоты поступает на вход элемента DD1.4, а усиленное им напряжение звуковой частоты — на головные телефоны BF1.
Прибором можно обнаружить пятикопеечную монету (доперестроечную денежную единицу) на глубине до 60 мм. А крышку канализационного колодца — на глубине до 0,6 м.
Металлоискатель на двух микросхемах
Несколько большей чувствительностью обладает металлоискатель, собранный по схеме, приведенной на рис. 4.13.
Рис. 4.13. Металлоискатель на двух микросхемах
Здесь в качестве смесителя и усилителя колебаний разностной частоты применена микросхема К118УН1Д. Образцовый и перестраиваемый генераторы этого прибора также идентичны по схеме, каждый из них выполнен на двух инверторах (DD1.1, DD1.2 и DD2.1, DD2.2 соответственно), элементы DD1.3 и DD2.3 — буферные (ослабляют влияние смесителя на генераторы). Образцовый генератор настраивают на заданную частоту переменным конденсатором С1, перестраиваемый — подбором емкости конденсатора С2.
Металлоискатель повышенной чувствительности
Повысить чувствительность металлоискателя, в котором использован метод биений, можно, настроив образцовый генератор на частоту в 5—10 раз большую, чем частота перестраиваемого. В этом случае возникают биения между колебаниями образцового генератора и ближайшей по частоте (5—10-й) гармоникой перестраиваемого генератора. Расстройка последнего, скажем, всего на 10 Гц приводит к увеличению частоты разностных колебаний на 50… 100 Гц.
Именно таким способом достигнута повышенная чувствительность прибора, схема которого изображена на рис. 4.14. Пятикопеечную монету с его помощью можно обнаружить на глубине до 100 мм, а крышку колодца — на глубине до 0,65 м.
Рис. 4.14. Металлоискатель повышенной чувствительности
