Обнаружители пустот, металлодетекторы и рентгеновские аппараты

Эта группа приборов использует физические свойства среды, в которой может размещаться закладное устройство, или свойства элементов заклад­ных устройств, независимые от режима их работы.

Так как в пустотах сплошных сред (кирпичных и бетонных стенах, дере­вянных конструкциях и др.) могут устанавливаться долговременные дистан­ционно-управляемые закладные устройства, то выявление и обследование пустот проводится при «чистке» помещений.

В простейшем случае пустоты в стене или любой другой сплошной среде обнаруживаются путем их простукивания. Пустоты в сплошных средах изме­няют характер распространения структурного звука, в результате чего вос­принимаемые слуховой системой человека спектры звуков в сплошной среде и в пустоте отличаются.

Технические средства обнаружения пустот позволяют повысить досто­верность выявления пустот. В качестве таких средств могут применяться как различные ультразвуковые приборы, в том числе медицинского назначения, так и специальные обнаружители пустот. Специальные технические средства для обнаружения пустот используют:

- отличия в значениях диэлектрической проницаемости среды и пустоты;

- различия в значениях теплопроводности воздуха и сплошной среды.

В пустоте (воздухе) диэлектрическая постоянная близка к единице, для бетона, кирпича, дерева она значительно больше. Диэлектрики с разными значениями диэлектрической постоянной по-разному деформируют электри­ческое моле, создаваемое обнаружителем пустоты. По изменению диэлектрической индукции локализуется пустота. Так обнаружитель пустот «Кайма» выявляет полости в кирпичных или бетонных стенах размером 6х6х12 см и 6х6х25см.

Эффективным средством выявления пустот в стенах, нагретых на не­сколько градусов выше температуры воздуха в помещении, являются тепловизоры. Чувствительность охлаждаемых тепловизоров достигает 0.01 граду­са по Цельсию, неохлаждаемых - на порядок хуже. За счет разницы тепло­проводности бетона или кирпича стен и воздуха границы пустот с воздухом при нагревании или охлаждении помещения могут наблюдаться на экране тепловизора.

Переносной неохлаждаемый тепловизор ТН-3 («Спектр») со встроенный цифровым процессором обеспечивает возможность наблюдения на экране изображений в ИК-диапазоне (8-13 мкм) объекта при минимальной разности температуры элементов его поверхности 0.15 град. Комплект тепловизора содержит камеру размером 110х165х455 мм и массой 6 кг, малогабаритный монитор и блок питания.

В металлодетекторах используются магнитные и электрические свойст­ва электропроводящих материалов, которые в той или иной степени присут­ствуют в закладных устройствах. Любая закладка содержит токопроводящие элементы: резисторы, индуктивности, соединительные токопроводники в на­весном или микроминиатюрном исполнении, антенну, корпус элементов пи­тания, металлический корпус закладки.

Принципы работы металлодетекторов основаны на измерении и селекции изменений характеристик сигналов, наводимых в измерительной катушке ме-таллодетектора полями вихревых токов в исследуемом объекте, а также из­менений активного и реактивного сопротивлений катушки. Вихревые токи возникают при облучении объекта магнитным полем, создаваемым другой, так называемой поисковой катушкой металлодетектора. На эту катушку поступает аналоговый или импульсный сигнал от соответствующего генератора металлодетектора. Наводимые в приемной катушке сигналы усиливаются и анализируются встроенным в металлодетектор микропроцессором.

Характеристики сигнала в измерительной катушке зависят от размеров токопроводящей поверхности объекта, ее электропроводности, магнитной проницаемости материала и частоты поля. Частоту поля подбирают в зависи­мости от задач, решаемых металлодетектором. В детекторах, применяемых для поиска закладок, частота составляет несколько кГц. Компенсация сигна­лов в измерительной катушке, возникающих в результате непосредственного действия мощного поля поисковой катушки и помех, достигается за счет со­ответствующего пространственного расположения поисковой и измеритель­ной катушек, использования компенсационной катушки с параметрами, идентичными параметрам измерительной, но с противоположным направле­нием намотки провода, а также электронным путем.

Для обнаружения закладок применяются в основном ручные металлодетекторы. Измерительная и поисковая катушки в них могут выполняться в ви­де торроида диаметром порядка 140-150 мм, укрепленного на корпусе ручки (АКА 7202) или непосредственно в корпусе металлодетектора («Мини скан»). Металлодетектор имеет звуковой и световой индикаторы, регулятор настройки чувствительности; питание ручных металлодетекторов от химических источников тока. Проблема автоматической подстройки коэффициента усиления металлодетектора под параметры среды решается микропроцессо­ром. Возможности металлодетекторов указаны в табл. 8.

Таблица 8.

Для просмотра предметов непонятного назначения применяют перенос­ные рентгеновские установки. На рынке имеются переносные рентгенов­ские установки двух видов:

- переносные флюроскопы с отображением изображений на экране про­смотровой приставки;

- рентгенотелевизионные установки.

Переносные флюороскопы состоят из излучателя, пульта дистанционного управления, просмотровой приставки с люминесцентным экраном, аккумуля­торного блока, зарядного устройства, соединительных кабелей и сумок для переноса установки (транспортной упаковки). Обследуемый предмет разме­щается между излучателем и просмотровой приставкой на расстоянии около 50 см от излучателя и вплотную к просмотровой приставке. Характеристики отечественных флюороскопов приведены в табл. 9.

Из указанных в таблице рентгеновских установок наиболее эффективной для решения задач исследования неопознанных предметов является переносная установка «Очертание-К2М». Она достаточно компактна, имеет высокую разрешающую способность.

Фирма «Флэш Электроникс» выпускает также досмотровую рентгенов­скую установку «Шмель-90/К» (с анодным напряжением 90 кВ) с более вы­сокой проникающей способностью. Она просвечивает стальную пластину толщиной 2 мм, бетонную стену толщиной до 100 мм, позволяет различить за преградой из алюминия толщиной 3 мм две медные проволоки диаметром 0,2 мм расположенных на расстоянии 1 мм друг от друга. Рабочее поле экрана просмотровой приставки - круг диаметром 255 мм. Таблица 9.

В переносном рентгеновском флюроскопе Яуза-1 («Novo») используется люминесцентный экран с запоминанием, позволяющий рассматривать изо­бражение после выключения высокого напряжения. В состав комплекса включается специализированный термоконтейнер для стирания изображения с люминесцентных экранов. Размер рабочего поля этого аппарата составляет 280х180 мм, максимальная толщина контролируемых предметов в пересчете на толщину алюминиевого листа 10 мм, разрешающая способность - 0.4 мм. Суммарная масса комплекта в упаковке 20 кг.

Малые размеры (270х240х920 мм) и массу (3 кг) имеет переносной рент­геновский флюороскоп ФП-1 («Спектр»). Размеры его флюороскопического экрана составляет 250х250 мм и коэффициент усиления яркости не менее 30000. Дополнительно поставляется фото- или видеоприставка для докумен­тирования изображений.

Для просвечивания тонких предметов с неметаллическими корпусами применяют установки с радиоактивными изотопами низкой активности. Та­кие установки компактны, просты в управлении и безопасны. Например, рентгеновская микроустановка РК-990 с габаритами 220х210 мм и массой 1.7 кг просвечивает объект с размерами до 63х87 мм.

В рентгенотелевизионных установках теневое изображение преобразует­ся в телевизионное, проецируемое на экран удаленного от излучателя телеви­зионного монитора. Характеристики некоторых переносных рентгенотелеви­зионных установок приведены в табл.10.

Таблица 10

Развитием рентгеновских установок «Шмель» являются рентгенотелевизионные аппараты «Шмель-экспресс» и «Шмель-мобил». Рентгеновский ап­парат «Шмель-экспресс» обеспечивает возможность наблюдения объекта как на экране монитора, удаленного до 2 м от рентгеновской установки, так и эк­ране просмотровой приставки комплекса «Шмель-90К». Размер экрана рентгенотелевизионного преобразователя 360х480 мм. По сравнению с аппарату­рой «Шмель-экспресс» эта установка позволяет запоминать до 1000 изобра­жений и обеспечивает информационно-техническое сопряжение с ПЭВМ.

Применение рентгеновских установок для исследования закладных уст­ройств ограничивается сравнительно их высокой стоимостью.