FR 2102333 A1 19720407 FR 7130075 A 19710818 71 30075 2102333 L'invention se rapporte à un système détecteur d'intrusions métalliques. On a constaté un besoin continuel de système qui puisse effectuer secrètement la surveillance des personnes passant en un point de contrôle 5 pour déterminer si des objets métalliques, tels que des, armes, sont en train d'être passés en fraude au point de contrôle. On avait utilisé jusqu'à présent des systèmes à rayons X et des écrans fluorescents. Afin que ces systèmes soient efficaces, la personne sous surveillance doit généralement être immo~ bile. En outre, la radiation peut être nocive pour certains sujets. Des 10 systèmes à magnétomètres ont été utilisés, mais ils ne sont sensibles qu'aux objets ferreux. Des armes métalliques telles que des pistolets à bâti d'aluminium, des revolvers en acier inoxydable, etc... peuvent échapper à la détection par magnétomètre. Les canons deviennent polarisés magnétiquement quand ils ont tiré. Les magnétomètres sont sensibles à une direction orientée 15 et un canon, même à proximité immédiate d'un magnétomètre, peut être orienté pour présenter un champ magnétique nul au magnétomètre. Ainsi, un objet de l'invention est de fournir un système de détection à temps réel, efficace pour détecter la présence d'un objet métallique sur une personne, le système n'indiquant pas le fait qu'une surveillance est. en cours et n'étant pas nocif 20 pour le sujet. Le système de détection de l'invention est composé d'un circuit transmetteur et d'un circuit récepteur comportant des assemblages de bobines transmettrice et réceptrice arrangées pour définir un espace à travers lequel on s'attend à ce qu'un objet métallique passe et adaptées pour engendrer dans 25 ledit espace un champ électromagnétique d'une énergie prédéterminée par unité de volume, la bobine du récepteur étant couplée à une telle énergie électromagnétique de façon à engendrer dans le circuit récepteur un signal approprié qui puisse être utilisé pour indiquer : 1") l'intrusion d'un objet métallique dans le c*>amp électromagnétique, 2°) si un tel objet est ferreux ou non 30 ferreux et 3°) la dimension relative de l'objet. Le circuit transmetteur est composé d'un oscillateur opérant à une fréquence sélectionnée par an amplificateur de commande et un amplificateur de puissance, la sortie de ce dernier étant canalisée dans- la bobine transmettrice pour engendrer le j^amp électromagnétique. 3? Le circuit récepteur se compose d'une bobine réceptrice couplés au cfcaap électromagnétique de façon a engendrer un signal prédéterminé dans la bobine réceptrice, un transformateur d'équilibre interposé entre la sortie de l'amplificateur de puissance du transmetteur et un circuit de somme dans lequel la sortie du transformateur d'équilibre et le signal provenant de la bobine 40 réceptrice sont canalisés de façon à se composer l'ion avec l'autre pour BAD ORIGINAL 71 30075 2 2102333 fournir une tension résiduelle qui est alors canalisée dans le transformateur de sommes. Le transformateur de sommes reçoit également la sortie d'un circuit de zéro, excité par line connexion à 1*amplificateur de commande du circuit transmetteur. Le circuit de zéro coopère avec le transformateur de sommes pour 5 produire une sortie nulle du transformateur de sommes, cette sortie étant reliée à un amplificateur passe-bande dont la sortie est appliquée à son tour aux circuits parallèles de détecteur de phase destinés à détecter la phase du signal engendré, lorsqu'un déséquilibre est introduit dans le système par l'intrusion d'un objet métallique dans le champ électromagnétique entre les 10 bobines transmettrice et réceptrice. Dans le circuit détecteur de phase, la sortie de l'amplificateur passe-bande est comparée à la tension de sortie de référence fournie par un circuit déphaseur, interposé entre chacun des circuits détecteurs de phase et l'amplificateur de puissance du circuit transmetteur. Les sorties des deux circuits détecteurs de phase fournissent des 15 canaux jumelés dont les phases sont décalées l'une par rapport à l'autre de 90*, chacun d'eux étant relié d'une façon appropriée à un amplificateur à filtre passe-bas, la sortie de chacun d'eux pouvant être canalisée vers un circuit d'utilisation ou de sortie sous la forme d'un enregistreur capable d'enregistrer l'amplitude et la polarité du signal de sortie, ou sous la 20 forme de dispositifs d'alarme tels que voyants multicolorés, avertisseurs ou sonneries. Des commandes appropriées sont prévues de façon à sensibiliser le système de détection pour que les, objets métalliques que l'on s'attend à trouver normalement dans l'espace sous surveillance, soient détectés mais soient indiqués par une amplitude insuffisante pour exciter un signal d'alar-25 me ou un autre circuit associé à un moyen de protection. De plus, des commandes appropriées sont prévues de façon que l'intrusion d'objets métalliques ferreux ou non ferreux soit reflétée par des circuits de sortie par des variations de la polarité du signal. Sur le dessin qui illustre les modes de réalisation de l'invention, 30 la figure 1 représente une illustration schématique sous la f orne de blocs des circuits du système entier jusqu'aux sorties "X" et"R" qui peuvem être appliquées % un circuit d'utilisation, la figure 2 est un circuit schématique détaillé du transmetteur la figure 3 est un circuit schématique détaillé du récepteur, 11 la figura 4 est une petite vue perspective montrant schémati ;. arrangement des bobines transmettrice et réceptrice qui se sont rév~i-insatisfaisantes, - la figure 5 est une vue fragmentaire illustrant la construction de chacune des bobines transmettrice et réceptrice, 40 la figure 6 illustre un tracé à double canal effectué par un BAD ORiGîNÂL 71 30075 3 2102333 enregistreur connecté aux sorties. "X" et "R" du circuit de réception, la figure 7 est une illustration schématique d'un circuit d'utilisation sous forme de blocs incorporant des moyens d'alarme sonore et visuelle pour signifier l'intrusion d'un objet métallique dans le champ électromagnétique, 5 la figure 8 est une vue schématique du circuit d'affichage d'intrusion métallique de la figure 7, la figure 9 est une vue schématique détaillée du circuit de commande de l'appareil de détection, et la figure 10 est un circuit de mesure du détecteur d'intrusion 10 métallique. \ Si l'on se réfère à la figure 1, on voit que lé partie transmettrice du système est composée d'un oscillateur 2 dont la sortie est reliée par un amplificateur de commande 3 à un amplificateur de puissance 4. L'une des sorties de l'amplificateur de puissance est connectée à la bobine trans-15 mettrice 6. Un transformateur d'équilibre 7 est connecté de façon que son potentiel d'entrée soit au même niveau que le potentiel imposé à la bobine transmettrice, la sortie du transformateur d'équilibre étant appliquée au circuit du récepteur» . Le récepteur est composé d'une bobine réceptrice 8 dont le signal de 20 sortie est directement proportionnel à l'énergie couplée au champ électromagnétique 9. La tension du signal engendré dans la bobine réceptrice est somaée avec la tension de sortie du transformateur d'équilibre 7 dont la fonction est de décaler la phase du signal transmis de 180* par rapport à la tension du signal engendré dans la bobine réceptrice. Puisque le transformateur d'équi— 25 libre est connecté en série avec la bobine transmettrice, et puisque le niveau du signal au transmetteur est quelque peu supérieur à celui du niveau du signal dans la bobine réceptrice, le résultat de la sonne de ces signaux est de produire une tension résiduelle dont l'amplitude est tout à fait faible, la différence étant essentiellement la différence des niveaux des 30 signaux entre les bobines transmettrice et réceptrice. Cette tension résiduelle est appliquée à l'entrée d'un transformateur de sommes 12 qui l'ajoute à la sortie provenant du circuit de zéro 13. Le circuit de zéro est interposé entre le transformateur de sommes 12 et l'amplificateur de commande 3 et fournit une seconde tension d'équilibrage 35 au transformateur de sommes sous la forme de phase et d'amplitude correctes. L'annulation complète de la tension résiduelle est commandée par le réglage des potentiomètres "X" et "R". Lorsqu'un objet métallique passe dans le champ électromagnétique 9, l'équilibre fourni par les potentiomètres "X" et "R" est perturbé et il en 40 résulte une sortie du transformateur de sommes. Cette sortie a une tension RA0 ODIGIN^T 71 30075 2102333 nulle d'amplitude voisine de zéro et couplée à tui amplificateur passe-bande 14 dont le centre de fréquence est identique à la fréquence de fonctionnement de l'oscillateur. La sortie de l'amplificateur passe-bande est reliée et commande l'un ou l'autre des deux détecteurs de phase (polarité) 16 et 17 connectés en 5 parallèle. Le détecteur de phase 16 constitue un détecteur à 90® ou détecteur "X", tandis que le détecteur de phase 17 constitue un détecteur à 0* ou détecteur "R". Chacun des détecteurs de phase reçoit une tension de "éférence d'un déphaseur 18 dont l'entrée constitue un signal dérivé de l'amplificateur de puissance 4* 10 La sortie du détecteur de phase 16 à 90* est connectée à un amplifica teur 19 à filtre passe-bas, dont la borne 21 de sortie "X" est connectée d'une façon appropriée à un circuit d'utilisation qui ne fait pas partie de la présente invention, mais qui est illustré à titre d'exemple aux figures 7 et 8. Le détecteur de phase 17 est connecté de façon que sa sortie soit 15 transmise à l'amplificateur 22 à filtre passe-bas possédant une borne 23 pour la sortie "Rn. Les bornes de sortie 21 et 23 peuvent être connectées à un enregistreur convenable à double canal (non représenté) adapté pour fournir une trace telle que celle qui se trouve illustrée à la figure 6 ou peuvent Être connectées à des circuits d'utilisation illustrés aux figures 7 et 8. 20 Si l'on se réfère à la figure 2, on voit que le transmetteur est composé d'un oscillateur transistorisé conventionnel désigné par Q1 et qui peut ttre d'une façon commode un oscillateur Colpitts de 24,259 kHz. La sortie est couplée par capacité au tampon Q2 par le condensateur de couplage C4. La stabilité est assurée par les résistances de polarisation R3 et R4. La sortie 25 du tampon qui peut ttre modifiée par réglage du potentiomètre K5, est couplée par C6 avec un amplificateur de commande Q3 qui fait partie du circuit amplificateur de puissance désigné d'une façon générale dans la figure 1 par la référence numérique 4. La résistance R6 et la bobine d'impédance de fréquence radio RFC-1 procurent le découplage entre les circuits amplificateur 30 et oscillateur. La sortie de l'amplificateur de commande Q3 est transmise dans un circuit parallèle accordé à la résonance de la fréquence de base. Une partie de la sortie de l'amplificateur de commande Q3 est dérivée du transformateur T1 par l'enroulement 26 et transmise au circuit de zéro 13 35 représenté dans le circuit récepteur illustré à la figure 3. Le circuit amplificateur de puissance est excité par le signal induit dans l'enroulement 27 du transformateur T1. Ce signal est d'amplitude égale au signal de l'enroulement 24 de T1, mais est de polarité opposée et il est appliqué pour commander les amplificateurs de puissance à transistor Q4 et Q5 40 connectés dans un arrangement push-pull. L'amplificateur de puissance est BAD ORIGINE 71 30075 2102333 prévu avec un circuit de sortie comprenant un circuit résonnant parallèle comportant un transformateur T2 et un condensateur C9. Une tension de référence est dérivée du transformateur T2 par l'enroulement 28 et est appliquée au réseau de décalage de phase et d'amplitude 29 5 de la figure 3. L'enroulement restant 31 du transformateur T2 commande la bobine transmettrice 6 et excite également l'enroulement primaire 32 du transformateur d'équilibre T3, comme représenté. L'enroulement secondaire 33 du transformateur d'équilibre est connecté à l'enroulement primaire du transformateur 10 de sommes T1 dans le circuit récepteur. \ On trouvera ci-dessous la liste des composants kinsi que leurs valeurs qui ont été trouvés pour produire des résultats satisfaisants en ce qui concerne le circuit transmetteur de la figure 2. Condensateurs résistances semi—conducteurs bobines de réactance Cl 100 R1 3,3 I Q1 2N4250 L1 4,5 mh C2 0,1 Y* R2 4,7 X Q2 2N4250 RFC1 2 mh C3 0,01 f£: S3 33 r Q3 2N3789 C4 0,1 F* £4 15 r 04 2N3789 C5 0,1 V* R5 250 ohm Q5 2N3789 C6 0,1 Jlf R6 680 ohm CRI-CR3 1N914A C7 100 pf R7 4,7 r C8 0,18 pf R8 470 ohm C9 0,018 pf R9 10 ohm C10 100 pf S10 4,7 K C11 100 pf R11 15 ohm R12 15 ohm R13 3,3 ohm R14 3,3 ohm R15 100 ohm Si l'on se réfère à la figure 3, on voit que le signal induit dans la bobine réceptrice 8 est connecté en série avec le signal de référence du transformateur d'équilibre T3 pris de la sortie de l'amplificateur de puissance du transmetteur. La résultante vectorielle de ces deux signaux est sommée avec le signal résultant de la combinaison des signaux de référence 35 et des signaux décalés en phase délivrés par l'amplificateur de commande 3 du transmetteur (figures 1 et 2) au récepteur du circuit de zéro 13 (figures 1 et 3). La somme de ces quatre signaux dans le primaire du transformateur de sommes T1 fournit une entrée zéro à l'amplificateur passe-bande 34 en l'absence d'une intrusion d'un objet métallique entre la bobine transmettrice et 40 la bobine réceptrice à condition que les potentiomètres "X" et "R" du circuit 71 30075 2102333 de zéro 13 aient été convenablement réglés. L'amplificateur passe-bande 34 est composé d'un amplificateur transistorisé conventionnel accordé et de haut gain qui dans des conditions normales, c'est-à-dire en l'absence d'une intrusion d'un objet métallique, possède une 5 sortie zéro. Cependant, lorsqu'un objet métallique est introduit dans le champ électromagnétique entre les bobines 6 et 8, la sortie de l'amplificateur passe-bande est transmise pour commander une paire de détecteurs de phase d'une onde complète, les détecteurs 16 et 17 étant en matériau solide. L'amplificateur passe-bande est couplé au détecteur de phase par le transformateur T2. 10 Les détecteurs de phase produisent une sortie de zéro lorsqu'ils reçoivent seulement les signaux de référence "X"-,IY" du transformateur T2 de l'amplificateur de puissance du transmetteur. Le détecteur X (90°) comporte un réseau de déphasage RC qui est composé d'une résistance R22 et d'un condensateur C14 dans son circuit d'entrée de référence. Un potentiomètre 36 permet 15 le réglage à la fois en amplitude et en phase du signal d'entrée. Le détecteur "R" (o*) peut être réglé seulement en amplitude au moyen du potentiomètre R37. Les détecteurs de phase, lorsqu'ils reçoivent un signal de l'amplificateur passe-bande qui se combine avec le signal de référence déphasé dans les détecteurs, produisent des tensions de sortie aux bornes des sorties nXN et 20 "RH des amplificateurs à filtre passe-bas 19 et 22. Les circuits récepteurs représentés à la figure 3 ont fonctionné d'une façon satisfaisante en utilisant les valeurs de composants suivantes : - Condensateurs c1 0,001 jif c6 2,2 pf c11 2,2 Jlf c16 0,01 pf 25 c2 0,033 pf c7 1 jlf c12 100 Jlf « c17 0,1 pf c3 2,2 jlf c8 100 jif c13 0,001 Jlf c18 2,2 pf c4 0,033 pf c9 0,0082 jlf c14 0,001 pf c19 2,2 pf c5 2,2 pf c10 2,2 pf c15 0,001 jlf c20 0,1 pf Résistances 30 r1 1 x r10 3,31 r19 150 x r28 20 x r2 1 x r11 270 r r20 100 ohm r29 2 1 r3 îo x pot. r12 47 x r21 1 x r30 20 x r4 io x pot. r13 2,5 k pot. r22 25 x pot. r31 12 X r5 1 x r14 2,2 x r23 20 X r32 120 x 35 r6 i r r15 100 x r24 20 x r33 10 X r7 Selon r16 27 x r25 20 x r34 120 x r8 150 r r17 10 x r26 20 x r35 12 x r9 47 r r18 15 x r27 20 x r36 10 X Semi-conducteurs 40 Q1 - 04 2N4250 Q5 - Q6 ÀDO-3 CR 1 1N4737 CR2-CR9 1N914A 71 30075 7 2102333 Les bobines transmettrice et réceptrice 6 et 8 respectivement sont identiques en dessin et en construction. Ces bobines peuvent avoir pour dimensions 1,5 m (5 pieds) de long et 0,4 m (16 pouces) de large. Elles peuvent avoir une forme générale ovale. Chaque bobine est composée approximativement 5 de 25 tours d'un fil 31 de jauge 19 fixés en un faisceau par un cordon de fixation en "Nylon" 42 serré autour du faisceau de fil tous les 5 cm (2 pouces)• Enrovlée autour du faisceau de fil et des attaches se trouve une couche d'une bande de polyester 43 de 13 mm (un demi-pouce) de large à mise en place thermique. Superposé par-dessus la bande, se trouve une couche 44 d'une 10 bande en feuille d'aluminium qui est appliquée longitudinalement autour de la bobine pour former un écran de Faraday continu et non- court-circuité. La bande de feuille d'aluminium peut avoir avantageusement une largeur de 9,5 mm (un pouce 3/8) permettant ainsi aux portions 46 et 47 des bords longitudinaux de la bciide d'aluminium de se recouvrir d'une façon continue. Les portions des 15 bords se recouvrant sont isolées électriquement l'une de l'autre par line bande d'un ruban de polyester 48 de 13 mm (un demi-pouce) de large. La bande de feuille d'aluminium couvre totalement la bobine à l'exception de l'endroit où les conducteurs d'entrée et d'écran pénètrent dans l'assemblage. Pour maintenir l'écran de Faraday en position, on superpose au-dessus de la bande 20 d'ali inium une couche 49 formée par un enroulement toroMal d'une bande de verre 51 de 13 mm (un demi-pouce) de large autour de l'écran d'aluminium, de façor que la moitié de chaque tour de la bande de verre recouvre le tour précè isnt. La connexion d'entrée de l'écran de Faraday est établie à l'aide d'une certaine longueur de câble à plusieurs brins dont l'isolant d'une 25 portion d'une extrémité a été retiré. Les fils à brins multiples non isolés sont rendus aptes à être placés en contact intime avec la feuille d'aluminium et avec la bande de verre enroulée tout autour pour retenir les fils conducteurs en position. Une bobine construite comme décrite possède une inductance approximative de 2,245 mh, un facteur Q égal à 5,83 à 1 kHz et un écran à la 30 fréquence de résonance naturelle de 100 kHz de la bobine. Puisque la fréquence de résonance naturelle de la bobine est bien plus grande que la fréquence de fonctionnement de 24 kJtiz, les changements capacitifs dans l'écran de Faraday ont très peu d'effet sur le système. Dans la figure 6, un objet ferromagnétique passant entre les deux 35 bobines détectrices 6 et 8 perturbe le champ électromagnétique 9 et provoque un accroissement de l'amplitude du signal engendré dans la bobine réceptrice 8. Il en résulte un déséquilibre des tensions de sommes dans les transformateurs d'équilibre et de sonrnes respectivement. Le changement en tension est amplifié et provoque 1'accroissement des 40 tensions continues des détecteurs de phase de leurs niveaux continus ambiants 71 30075 8 2102333 au niveau amplifié. Ces tensions positives continues sont appliquées à l'amplificateur à filtre passe-bas qui amplifie les tensions continues positives pour leur application au circuit d'utilisation. Un objet non ferro-magnétique introduit entre les bobines détectrices 5 absorbe une énergie du champ et provoque par conséquent la décroissance de l'amplitude du signal engendré dans la bobine réceptrice .8. Comme précédemment, ce changement en amplitude aboutit à un déséquilibre des tensions sommées dans les transformateurs d'équilibre et de sommes respectivement. Ce changement en tension qui est déphasée de 180° par rapport à la tension de référence est 10 amplifié et appliqué aux détecteurs de phase, de sorte qu'il en résulte que les tensions continues de ces détecteurs sont abaissées à partir des niveaux continus ambiants. L'amplificateur à filtre passe-bas filtre et amplifie cette tension négative continue et la transmet au circuit de sortie. En ce qui concerne l'intrusion d'objets ferro-magnétiques, l'amplitude du changement de 15 tension continue du niveau ambiant au niveau transmis à l'enregistreur est proportionnelle à l'aire de la section transversale de l'objet introduit. La durée du signal continu modifié dépend du temps pendant lequel l'objet métallique perturbe le champ entre les bobines de détection. En ce qui concerne les objets métalliques non ferreux, l'identification 20 est accomplie en comparant le signal de sortie avec la tension alternative de référence. Un changement de polarité de la tension de référence sert à identifier l'objet comme objet non ferreux. La figure 6 représente la sortie d'un enregistreur à deux canaux produite dans un essai au cours duquel un sujet est passé entre les bobines 25 détectrices en portant divers objets calculés pour produire une trace prédéterminée. Chaque expérience est indiqué'e par une référence numérique de 1 à 10 sur la bande du support enregistreur illustrée à la figure 6, tandis que l'identification de l'objet porté par le sujet, en corrélation avec le numéro du test, est la suivante : 30 1. Le sujet possédait treize clés, un coupe-ongles, un petit canif de poche, une petite règle d'acier de 15 cm (6 pouces), un bracelet-montre d'acier inoxydable, dix pièces d'un quart de dollar, une pièce de 5 cents et deux pièces d'un cent. 2. Un échantillon d'acier de 7»6 cm x 4,4 cm x 2,5 cm (3 pouces x 35 1 pouce 3/4 x 1 pouce) était ajouté aux objets mentionnés en 1 ci-dessus. 3. Des ciseaux d'acier de 20 cm (8 pouces) étaient ajoutés aux objets mentionnés en 1 ci-dessus. 4. Un bloc d'acier de 30 cm (12 pouces) était ajouté aux objets mentionnés en 1 ci-dessus. 40 5. Un tuyau en fer avec des bouchons extrêmes de 24 cm x 0,6 cm BAD ORIGINAL 71 30075 9 2102333 (9^ pouces x l/4 de pouce) était ajouté aux objets mentionnés en 1 ci-dessus. 6. Un couvercle d'aluminium de 14 cm x 8 cm x 0,16 cm (5 pouces \ x 3 pouces -5- x 0,062 pouce) avec des bords repliés de 0,6 cm (un quart de pouce) était ajouté aux objets mentionnés en 1 ci-dessus. 5 7. Un échantillon de laiton de 14 cm x 10 cm x 0,95 cm (5 pouces \ x 4 pouces x 3/8 de pouce) était ajouté aux objets mentionnés en 1 ci-dessus. 8. Une tige de cuivre de 14 cm x 5 cm (5 pouces \ x 2 pouces) était ajoutée aux objets mentionnés en 1 ci-dessus. 9. Une tige d'acier inoxydable de 20 cm x 2,5 cm (8 pouces x 1 pouce) 10 était ajoutée aux objets mentionnés en 1 ci—dessus. 10. Sujet transportant les mêmes objets que ceux mentionnés en 1 ci- dessus. D'après les tracés, il est clair que l'amplitude dans les expériences 2, 4, 5 et 9 indique la présence d'un objet ferro-magnétique relativement 15 important. Les tracés produits par les expériences 6, 7 et 8S dssutre pas't., indiquent d'après le changement de polarité et d'amplitude du signal, la présence d'objets non ferromagnétiques relativement importants. Un tel tracé, s'il est examiné au moment où il est effectué, procure une information suffisante à l'opérateur pour le déterminer à effectuer une enquête ultérieure ou 20 une recherche physique sur le sujet passant entre les bobines détectrices. De plus, le tracé formé par l'enregistreur forme un enregistrement permanent utile pour une analyse ultérieure. L'inconvénient de l'enregistreur, soit • sous la forme d'un seul ou de deux canaux, est qu'un opérateur doit assurer lin service constant pour examiner le tracé lorsqu'il est en train d'être 25 effectué. Pour supprimer cet inconvénient, la figure 7 illustre un système d'affichage au moyen du système détecteur d'intrusion métallique décrit. Cc-ame indiqué à la figure 7» le circuit d'affichage peut être utilisé avec un enregistreur à deux canaux et il est connecté, de préférence, à la sortie des amplificateurs à filtre passe-bas 19 et 22. 30 Le circuit d'utilisation illustré à la figure 7 est composé de circuits comparateurs 41 et 42 donnant une valeur absolue et l'indication métallique, ces circuits étant connectés respectivement en série à un premier canal conçu pour identifier un objet introduit comme étant soit ferreux ou non ferreux et par des commutateurs appropriés et des circuits de temps 43 pour exciter Tin 35 moyen d'alarme visuel 44 indiqué par un voyant jaune. L'autre canal comporte un circuit comparateur d'objets ferreux 46 réglé pour répondre, lorsque le signal d'entrée excède un niveau d'amplitude prédéterminé, lequel, par exemple, peut être en corrélation avec la dimension de types variés d'objets ferreux. Un commutateur et un circuit de temps 47 40 fonctionnent en conjonction avec le circuit comparateur d'objets ferreux pour BAD ORIGINAL 71 30075 2102333 exciter un moyen d'alarme sonore 48 ou un moyen d'alarme visuel 49 indiqués par un voyant rouge. Dans les deux canaux, le circuit de temps associé avec le commutateur replace le commutateur dans sa position primitive ramenant ainsi le système d'affichage à une condition de repos. Les deux canaux peuvent être 5 commutés sur une condition de fonctionnement. Dans ces circonstances, le signal visuel rouge indique la possibilité d'intrusion d'un objet ferreux, tandis que le signal visuel jaune indique l'intrusion d'une quantité de métaux non ferreux suffisante pour requérir une enquête. La construction détaillée des circuits donnant les valeurs absolues, 10 la comparaison métallique et celle des métaux ferreux est illustrée à la figure 8. Des circuits satisfaisants ont été réalisés en utilisant les valeurs suivantes pour les composants : Condens ateurs C1 100 pf 15 C2 100 pf 35 40 Résistances R1 20 X- R6 25 X POT. R11 1 H R16 100 £ R2 20 X R7 1 £ R12 25 K POT. R17 1 M R3 20 x R8 10 K R13 1 K R4 10 x R9 10 K R14 10 £ R5 10 £ R10 100 K POT. ' R15 10 K 20 Semi-conducteurs Q1, Q2, Q3 et Q4 - U5B7741393 CS 1 à CR 10 - IN914 25 Bobines de réactance L1 10 mh L2 10 mH Les circuits de temps de commutation 43 et 47 sont illustrés en détail à la figure 9. Des circuits satisfaisants ont été réalisés en utilisant des 30 composants ayant les valeurs suivantes s . Condens ateurs C1 0,1 pf C10 180 pf C2 300 pf C11 0,1 pf C3 100 )zf C12 22 pf C4 . 22 pf C13 100 pf C5 3,3 pf C14 100 pf C6 100 pf C7 0,1 pf C8 100 pf C9 3,3 pf C0py 71 30075 2102333 Résistances 10 15 20 25 35 R1 4,7 K R11 10 K R21 1 ,8 K R31 33 K R2 4,7 K R12 10 K . R22 560 K R32 4,7 K R3 3,9 K R13 1 K R23 220 ohms R33 4,7 K R4 1 K R14 1, 8 K R24 120 ohms R34 4,7 K R5 4,7 K R15 220 ohms R25 220 obms R35 4,7 K R6 4,7 K R16 560 K R26 120 ohms R36 1 K R7 4,7 K R17 10 K R27 220 oVims R37 3,9 K R8 10 K R18 10 K R28 10 K R38 4,7 K R9 10 K R19 10 K R29 10 K R39 4,7 K R10 4,7 K R20 1 r R30 10 K Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 2N4250 2N3645 S15649 S15649 2N4250 S emi-conducteur s Q6 SI5649 Q7 2N3645 Q8 2N4250 Q9 SI5649 Q10 2N4250 Bobines de réactance UJT-112 D5KI CR 1 à CR 11 - IN914 SCR1 C106B1 SCR2 C106B1 L1 1 mh L2 1 mVi Pour commander le détecteur d'intrusion métallique, il est nécessaire de vérifier visuellement le zéro du courant alternatif pour s'assurer que la tension alternative ne sature pas l'amplificateur récepteur dégradant ainsi ses performances. Le circuit de mesure illustré à la figure 10 est prévu pour indiquer une déflexion d'échelle totale lorsque l'amplificateur de courant alternatif Q7 (figure 7) est saturé et pour indiquer les valeurs voisines de zéro au point 0. Un appareil de mesure satisfaisant a été construit en utilisant les composants suivants : Condens ateurs 30 C1 0,1 |if C5 0,1 pf C2 0,1 pf C6 10 pf C3 4,7 Jif C7 0; 022 pf C4 0,1 pf C8 0,001 pf R1 R2 R3 10 K 56 K 27 K R4 R5 R6 Résistances 1,2 K 470 obtus 56 o^rns R7 R8 100 ohms 100 o Viras Semi—conducteurs 40 Q1 - Q2 CR1 - CR3 S15649 IN 914A bad original copy 71 30075 12 2102333 Appareil de mesure M1 100-0-100 ua Le détecteur d'intrusion métallique qui vient d'être décrit doit être chauffé pendant une période d'au moins 10 Minutes avant son utilisation pour 5 assurer la stabilisation de température du circuit. Après une période de chauffage, l'opérateur règle à zéro le récepteur en réglant les potentiomètres "X" et "R" interposés entre le circuit de zéro 13 et le transformateur de sommes 12, comme illustré à la figure 1. Lorsque le réglage convenable a été établi, l'enregistreur à deux canaux est commuté et la commande de l'entraîne— 10 ment du papier de la bande enregistreuse est également excitée. Des essais d'échantillons d'objets ferreux et non ferreux sont passés dans le champ électromagnétique pour fournir une "signature" qui peut être comparée avec les tracés produits au cours de la surveillance réelle des personnes passant entre les bobines de détection. 71 30075 2102333 REVENDICATIONS 1°) Méthode de discrimination, dans un système détecteur pour la détection d'intrusions d'objets métalliques dans un espace volumétriqué donné, entre les objets métalliques ferreux et non ferreux comportant les étapes 5 suivantes : a) génération dans ledit espace volumétriqué donné d'un champ électromagnétique d'une énergie prédéterminée par unité de volume, b) détection des variations dans l'amplitude de l'énergie électromagnétique par unité de volume dans ledit espace volumétriqué provoquée par 10 l'intrusion d'un objet métallique, c) génération d'un signal électrique en réponse auxdites variations, et d) indication en ternes de variation de polarité du signal électrique si lesdites variations en amplitude de l'énergie électromagnétique par unité de volume constituent respectivement un accroissement ou une diminution 15 corrélative à l'intrusion d'un objet métallique ferreux ou non ferreux. 2°) Méthode de discrimination, dans un système détecteur pour la détection de l'intrusion d'objets métalliques dans un espace volumétriqué donné dans lequel des objets métalliques sont susceptibles d'être introduits, entre les objets métalliques dont la surface est inférieure ou supérieure à 20 une surface prédéterminée comportant les étapes suivantes : a) génération dans ledit espace volumétriqué donné d'un champ électromagnétique d'une énergie prédéterminée par unité de volume, b) détection des variations dans la grandeur de l'énergie électromagnétique par unité de volume dans ledit espace volumétriqué provoquée par 25 l'intrusion d'un objet métallique, et c) indication en termes de variation d'amplitude du signal électrique si lesdites variations en grandeur de l'énergie électromagnétique par unité de volume constituent respectivement un accroissement ou une diminution corrélative pour des objets métalliques ayant une surface supérieure ou 30 inférieure à une surface prédéterminée. 3°) Méthode selon les revendications 1 et 2, dans laquelle : a) le champ électromagnétique dans ledit espace volumétriqué est engendré par un transmetteur qui produit aussi une tension d'équilibrage et une tension de référence, ladite méthode comportant en outre : 35 b) le couplage audit champ électromagnétique pour développer une tension de signal corrélative à l'énergie électromagnétique par unité de volume engendrée dans ledit espace volumétriqué, c) la somme de la tension du signal avec ladite tension d'équilibrage pour obtenir une différence de tension, et 40 d) la comparaison de ladite tension de différence avec ladite tension 71 30075 2102333 de référence pour produire une tension de sortie en corrélation avec ladite tension du signal. 4°) Méthode telle que revendiqué en 3 dans laquelle la tension de sortie est en corrélation en termes de polarité avec la tension dudit signal et 5 comprend, en outre : a) la détection des variations de polarité dudit signal de sortie, et b) l'application de ladite tension de sortie et des variations de polarité de façon à indiquer l'intrusion d'un objet métallique ferreux ou non ferreux dans ledit espace volumétriqué. 10 5°) Méthode selon la revendication 4, dans laquelle ladite tension d'équilibrage et ladite tension de somme sont réglées pour fournir une tension nulle aussi longtemps qu'aucune intrusion d'objets métalliques n'intervient dans ledit espace volumétriqué et dans laquelle ladite tension de sortie est en corrélation avec ladite tension du signal de façon que l'intrusion d'un 15 objet métallique ferreux dans ledit espace rende la tension de sortie positive et que l'intrusion d'un objet métallique non ferreux dans ledit espace rende cette tension négative. 6°) Méthode telle que revendiquée en 3 dans laquelle la tension de sortie est en corrélation en termes d'amplitude avec ladite tension du signal 20 et comprend en outre : a) la détection des variations en amplitude dudit signal de sortie, et b) l'application de ladite tension de sortie et des variations d'amplitude, de façon à indiquer l'intrusion dans ledit espace volumétriqué des objets métalliques possédant une surface supérieure ou inférieure à ladite 25 surface prédéterminée. 7°) Méthode telle que revendiquée en 6, dans laquelle ladite tension d'équilibrage et ladite tension de somme sont réglées pour fournir une tension nulle aussi longtemps qu'aucune intrusion d'objet métallique n'intervient dans ledit espace volumétriqué et dans laquelle ladite tension de 30 sortie est en relation avec ladite tension du signal de manière que l'intrusion dans ledit espace d'un objet métallique possédant une surface moindre que ladite surface prédéterminée entraîne un changement donné d'amplitude de ladite tension de sortie, tandis que l'intrusion dans ledit espace d'un objet métallique possédant une surface supérieure à ladite surface prédéterminée 35 entraîne un changement relativement plus important de l'amplitude de la tension de sortie, les variations de ladite amplitude de tension de sortie au-dessus et au-dessous de l'amplitude en corrélation avec ladite surface prédéterminée étant appliquées pour signaler la présence dans ledit espace desdits objets métalliques. 40 8°) Dispositif dans un système détecteur utilisant la méthode 71 30075 2102333 revendiquée dans l'une quelconque des revendications 1 à 7 et destiné à détecter l'intrusion d'objets métalliques dans un espace volumétriqué donné dans lequel des objets métalliques sont susceptibles d'être introduits, comportant : 5 a) T^n circuit transmetteur excitable pour engendrer dans ledit espace volumétriqué donné un champ électromagnétique ayant un niveau d'énergie prédéterminé par unité de volume, b) un circuit récepteur couplé audit champ électromagnétique et disposé pour fournir une tension de signal en relation directe avec le niveau 10 d'énergie par unité de volume dudit champ électromagnétique et une tension de sortie en corrélation d'amplitude et de polarité avec ladite tension du signal, de sorte que l'intrusion dans ledit espace volumétriqué d'un objet métallique ferreux ou non ferreux entraîne des variations dans ladite tension de signal qui sont reflétées en tant que variations dans ladite tension de 15 sortie, et c) un circuit de sortie connecté audit circuit récepteur et comprenant des moyens pour appliquer lesdites variations dans la tension de sortie pour indiquer si l'objet métallique introduit est un objet ferreux ou non ferreux et pour indiquer si un tel objet métallique introduit possède une surface 20 supérieure ou inférieure à une norme prédéterminée. 9°) Dispositif selon la revendication 8 dans lequel ledit circuit transmetteur comporte : a) un oscillateur fonctionnant à une fréquence prédéterminée, b) un ensemble d'amplificateurs connecté audit oscillateur pour en 25 recevoir une tension alternative à une fréquence prédéterminée, et c) une bobine transmettrice commandée par l'un desdits amplificateurs à tua niveau de tension suffisant pour que la bobine transmettrice rayonne, dans ledit espace volumétriqué, un champ électromagnétique possédant ledit niveau d'énergie prédéterminé par unité de volume. 30 10°) Dispositif selon la revendication 8, dans lequel ledit circuit récepteur comporte : a) une bobine détectrice disposée pour coupler l'énergie électromagnétique dudit champ électromagnétique pour développer ladite tension de signal dans ladite bobine détectrice, 35 b) des moyens pour sommer ladite tension de signal avec line première tension d'équilibrage de phase opposée pour produire une tension résiduelle d'amplitude relativement faible constituant la différence d'amplitude entre la tension transmise et la tension du signal, c) un transformateur de sommes connecté pour recevoir ladite tension 40 résiduelle, 71 30075 16 2102333 d) un circuit de zéro, interposé pour fonctionner entre ledit transformateur de sommes et l'un desdits amplificateurs, ce circuit étant réglable, pour sommer ladite tension résiduelle avec une seconde tension d'équilibrage pour produire un zéro dans la sortie dudit transformateur de sommes en 5 l'absence d'un objet métallique dans ledit espace volumétriqué défini entre les bobines transmettrice et détectrice, e) un amplificateur passe-bande connecté au secondaire dudit transformateur de sommes pour recevoir un signal lorsqu'un objet métallique ferreux ou non ferreux est introduit dans ledit champ électromagnétique, 10 f) un ensemble de circuits détecteurs de phase connecté en parallèle à la sortie de l'amplificateur dudit amplificateur passe-bande, et g) un ensemble de circuits déphaseurs correspondant en nombre au nombre desdits circuits détecteurs de phase, l'un desdits circuits déphaseurs étant interposé pour fonctionner entre un circuit détecteur de phase associé 15 et l'un desdits amplificateurs dans le circuit transmetteur de façon que la sortie de chaque détecteur de phase soit disponible pour indiquer au moyen de sa polarité si l'objet métallique introduit est ferreux ou non ferreux. 11*) Dispositif selon la revendication 8, dans lequel ledit circuit de sortie comporte : 20 a) un ensemble d'amplificateurs de filtre passe-bas connecté à la sortie dudit circuit récepteur, et b) des moyens pour afficher la sortie desdits amplificateurs à filtre passe-bas de manière à indiquer si l'objet métallique introduit est ferreux ou non ferreux ou possède une surface supérieure ou inférieure à une norme 25 prédéterminée. 12*) Dispositif selon la revendication 9 dans lequel ledit ensemble d'amplificateurs dans ledit circuit transmetteur comporte un amplificateur de commande interposé entre ledit oscillateur et l'amplificateur de puissance associé et possédant une sortie connectée audit circuit récepteur* 30 13*) Dispositif selon la revendication 12, dans lequel ledit amplifica teur de puissance possède une sortie connectée à ladite bobine transmettrice et une sortie connectée audit circuit récepteur. 14*) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, dans lequel ledit transmetteur ou la bobine détectrice comporte t 35 a) un ensemble d'enroulements d'un conducteur électriquement isolé pour fournir une bobine possédant une configuration de forme générale ovale, b) au moins une couche de matériau diélectrique enveloppant lesdits enroulements de la bobine, c) un écran métallique enveloppé autour des enroulements de la bobine 40 et s*étendant longitudinalement de façon que les bords longitudinaux associés BAD ORIGINAL 71 30075 2102333 •de l'éçran-se recoupent en étant espacés pour former un écran de Faraday non court-circuité autour de la bobine, d) des moyens diélectriques interposés entre les bords longitudinaux et se recouvrant de l'écran métallique, et e) une couche d'un matériau diélectrique enveloppant ledit écran métallique. .