Как это работает. Металлодетектор

На сегодняшний день, наверняка, не существует ни одного человека, который бы не прошел через арку металлодетектора. Эти устройства можно встретить повсеместно: в аэропортах, на вокзалах, в магазинах, на производстве или в офисах крупных компаний. Производители выпускают модели различных типов в зависимости от их предназначения. Например, новейший арочный металлодетектор МТД-КА концерна «Автоматика» способен выявить даже скрепку, не говоря уже про большие металлические предметы. Как же работает рамка металлодетектора – об этом в нашем сегодняшнем выпуске.

Первые «радиодетективы»

Считается, что современный арочный металлодетектор имеет далекого «предка» – прообраз такого устройства нашли в древнем Китае. В первом веке нашей эры при входе в Императорский дворец были установлены колонны из магнитного железняка, которые притягивали любые железные предметы. Благодаря таким мерам безопасности, охрана императора выявляла возможных злоумышленников.

Лишь в прошлом столетии с развитием электро-радиотехники металлодетекторы приобрели знакомый вид. Первый арочный металлоискатель под названием «Радиодетектив» был создан в Германии в 1926 году. Инженеры из Лейпцига Геффшен и Рихтер изобрели прибор, с помощью которого можно было находить металлические инструменты у рабочих при выходе с завода, чем избавили охранников от длительных обысков. В своей разработке немецкие изобретатели использовали опыт создателя телефона Александра Белла, а точнее поиски пули в теле раненого американского президента Гарфилда с использованием изобретенного им металлоискателя.

Массовое применение арочных металлодетекторов началось с 1970-х годов, в связи с увеличившимся количеством террористических актов. В наши дни рамки металлоискателей можно встретить везде: в метро, на входе в торговые центры, даже просто на улице – мобильные рамочные металлоискатели устанавливают при различных мероприятиях. Современные арочные металлодетекторы могут обнаружить не только металл, но обладают и множеством других полезных функций.

Принцип работы: вспоминаем школьную физику

Как можно легко догадаться, арочный металлодетектор внешне напоминает арку, через которую должен пройти человек. Что касается принципа работы – современные арочные металлодетекторы являются импульсно-индукционными. Объяснить принцип действия можно, вспомнив курс школьной физики. В вертикальных стенках рамки установлены катушки индуктивности. На них подается короткий электрический импульс, который вызывает генерацию магнитного поля в катушке. Этот факт обнаружил еще в 1820 году датский физик Эрстед. После отключения тока магнитное поле катушки меняет свою полярность и затухает, вызывая в катушке образование электрического тока. Это явление называется «отраженный импульс» и относится к закону электромагнитной индукции, открытым Фарадеем в 1831 году.

Если рядом с катушкой поместить металлический предмет, отраженный импульс задержится на несколько миллисекунд, так как первый магнитный импульс вызовет генерацию магнитного поля и в этом предмете. Специальная схема в металлодетекторе анализирует длину отраженного импульса и сравнивает фактическую с ожидаемой. Если отраженный сигнал длится дольше обычного, это означает, что присутствует поле металлического предмета. Схема посылает сигнал на интегратор, который преобразует его в напряжение постоянного тока. Напряжение, в свою очередь, подается на аудиосхему, и срабатывает звуковой сигнал, который оповещает о наличии металлического предмета.

Без «слепых» зон: преимущество многозонных моделей

Только одна катушка, встроенная в арку металлодетектора, не позволяет определить местоположение «металлической цели». Поэтому катушек устанавливают несколько в обе стойки, на разной высоте. Таким образом, можно условно разбить пространство внутри арки на квадраты и довольно точно определять, где находится металлический объект, который засек металлодетектор.

Рамки металлодетектора, имеющие несколько катушек, расположенных на разной высоте, называют многозонными. В отличие от однозонных, они позволяют определять местонахождение искомых предметов и их высоту над землей. Например, показать, что запрещенный предмет у человека в правом кармане.

Многозонные арочные металлодетекторы значительно повышают эффективность досмотра – число зон обнаружения достигает от 3 до 64. Часто практикуется конструкция катушек с перекрытием соседних зон. Это позволяет избежать возникновения «слепых» зон, через которые потенциально возможно пронести металлический предмет.

И скрепка не «пройдет»: что может обнаружить металлодетектор

Другой ключевой характеристикой металлодетекторов является их чувствительность. В описаниях приборов можно увидеть 100, 200, 300 уровней чувствительности. Эти цифры показывают, с какой точностью можно настроить детектор, насколько чувствительным может он стать. Например, металлодетектор можно настроить так, что он будет выявлять запрещенные к проносу предметы и при этом не реагировать на предметы личного пользования: часы, пряжки от ремней, монеты и пр. Эта функция детектора называется селективностью. Выбор программы зависит от условий применения металлодетектора. Очевидно, что досмотр при входе в торговый центр и в тюрьму не должен производиться с одинаковыми программами.

Фото: Концерн «Автоматика» 

Чувствительность арочного металлодетектора МТД-КА от концерна «Автоматика» регулируется от 0 до 999 уровня. Максимальный уровень чувствительности позволяет обнаружить мелкие металлические предметы, вплоть до скрепки, а на минимальном уровне обнаружить большие металлические предметы, не обращая внимания на пряжки ремня или монетки в кармане.

Эффективность МТД-КА была неоднократно доказана при обеспечении безопасности на различных общественных мероприятиях, в том числе и очень масштабных. Например, во время проведения Чемпионата мира по футболу FIFA 2018 металлодетектор Ростеха позволил задержать ряд опасных преступников. Также МТД-КА стал незаменимым помощником на избирательных участках в Единый день голосования в прошлом году.

Металлодетекторы против коронавируса

Благодаря развитию микроэлектроники современные металлоискатели «умнеют» с каждым годом, и сегодня кроме своей основной миссии, обладают набором различных полезных возможностей. Например, наличием интеллектуальных счетчиков пассажиропотока. В арсенале МТД-КА – кое-что поинтересней. Этот металлодетектор может быть оборудован видеокамерой с системой распознавания лиц на основе одного из самых быстрых и точных алгоритмов в мире – от компании NtechLab. При обнаружении совпадения с лицом из базы, уведомление мгновенно поступает сотрудникам службы безопасности.

Фото: Концерн «Автоматика» 

Пандемия коронавируса внесла свои коррективы, и металлодетекторы «Автоматики» получили новую функцию. Появилась возможность оснащать их тепловизорами, изготовленными другой дочерней структурой Ростеха – холдингом «Швабе». Теперь рамки металлодетектора обнаруживают не только металлические предметы, но также измеряют температуру тела с точностью ±0,3 градуса. Таким образом, сигнал тревоги прозвучит, если кто-то попытается пронести с собой запрещенные предметы или имеет повышенную температуру.

Несмотря на то, что арочные металлодетекторы в прямом смысле стоят на страже жизни и здоровья граждан, все еще существуют мифы об их вреде. Среди самых распространенных «страшилок» – использование рентгеновского излучения или частоты микроволновых печей. Однако, доказанный факт – уровень электромагнитного поля металлодетектора гораздо меньше и безопаснее, чем у сотового телефона. Металлодетектор является низкочастотным прибором и диапазон его рабочих частот не оказывает влияния на организм человека. По заявлению разработчиков МТД-КА, устройство безопасно даже для беременных и людей с кардиостимулятором. Меры предосторожности, которые нужно соблюдать при проходе рамки, касаются только одного – не иметь при себе запрещенных предметов, ну и высокой температуры.