УСТРОЙСТВО ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ФАКТОВ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ПРОНОСА РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА КОНТРОЛЬНО-ПРОПУСКНЫХ ПУНКТАХ
SECURITY ALARM DEVICE FOR DETECTING ACTS OF ILLEGAL TRANSPORTATION OF RADIOACTIVE SUBSTANCES AT CHECK POINTS

Изобретение относится к средствам охранной сигнализации и автоматизации задач безопасности на контрольно-пропускных пунктах режимных объектов.
В настоящее время для решения задачи обнаружения несанкционированного проноса радиоактивных веществ, например, на контрольно-пропускных пунктах атомных электростанций используются пешеходные портальные мониторы гамма-излучения, которые выпускаются многими зарубежными и отечественными фирмами, например РМ 700HS и IPM-21А (США), PSM R11 (Франция), КПРМ-П1, ППМ-01, СРМ-1 (Россия), РМ 5000-06 (Беларусь) и т.д. Их принцип действия основан на сборе информации об ионизации, вызванной гамма-излучением в рабочих объемах чувствительных элементов детекторов при размещении последних в пространстве, подлежащем контролю. Традиционно такие мониторы выполнены в виде рамки-портала, через которую и осуществляется проход. В боковых стенках портала размещаются, как правило, четыре сцинтилляционных детектора (по два с каждой стороны друг над другом), а также необходимое оборудование для преобразования, обработки сигналов и принятия решения с конечным его отображением на информационном табло, снабженным звуковым извещателем. Практически все мониторы данного класса в своем составе содержат «датчик присутствия», формирующий зону контроля в плоскости «рамки» для прохода, по сигналу с которого производится переключение режимов работы устройства: «Режим измерения естественного фона» (при отсутствии человека в контролируемом пространстве) и «Режим обнаружения» (при совершении прохода через «рамку» устройства). Существенным недостатком описанных выше устройств является невозможность получения информации о местонахождении источника ионизирующего излучения, размещенного на теле или в одежде человека, осуществляющего его несанкционированный пронос, что требует (после формирования сигнала тревоги) применения дополнительных процедур с использованием ручных детекторов ионизирующего излучения.
Данный недостаток устранен в устройстве охранной сигнализации для обнаружения несанкционированного проноса радиоактивных веществ на контрольно-пропускных пунктах, описанном в патенте на изобретение RU 2358323 (публикация заявки 10.06.2008, публикация патента 10.06.2009), выбранном в качестве ближайшего аналога предлагаемого решения. Известное из RU 2358323 устройство позволяет в процессе проверки обнаруживать в автоматическом режиме не только наличие источников ионизирующих излучений, но определять места их расположения (по высоте) на теле или в одежде человека. Конструкция известного из RU 2358323 устройства включает подвижную сканирующую платформу с установленным на ней детектором (детекторами) ионизирующего излучения, которая перемещается электроприводом по механическим направляющим по высоте в пространстве за стоящим в зоне контроля человеком. Для стабильного перемещения платформы в заданном диапазоне высот с определенной скоростью в состав устройства включен датчик-энкондер, определяющий истинное положение подвижной сканирующей платформы в пространстве, специальный источник электропитания двигателя, опоры для фиксации платформы в ее нижнем положении, датчик, сигнализирующий о факте нахождения платформы в нижнем (исходном) положении, и датчик фиксации верхней точки подъема подвижной сканирующей платформы. Для управления работой устройства и отображения результатов проверок используется датчик присутствия человека в зоне контроля, блок обработки информации и управления, а также информационное табло со звуковым извещателем. Но и устройство по RU 2358323 имеет существенный недостаток: невозможность в реальных условиях обнаружения несанкционированного проноса источников ионизирующего излучения при их размещении в специальных контейнерах, экранирующих излучение, выполненных, например, из свинца, толстостенной стали или других материалов, предназначенных для этой цели.
Для устранения описанного выше недостатка предложено дополнительно ввести в конструкцию устройства специальный радиолокатор, использующий георадарный метод выявления аномалий в контролируемой среде, основанный на явлении отличия отражений плоской электромагнитной волны от различных поверхностей, которые обладают определенными электрическими свойствами, а именно электропроводностью и диэлектрической проницаемостью. Подобное устройство предложено в заявке на изобретение RU 2009112029 (дата подачи 02.04.2009), где комплекты малогабаритных рупорных георадарных антенн (радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации) (излучающая и приемная) в количестве двух штук размещаются совместно с детектором ионизирующего излучения на подвижной платформе, которая перемещается по механическим направляющим электроприводом в пространстве (в процессе процедуры контроля: вверх, а затем вниз). Использование двух комплектов антенн (минимальное количество антенн) вызвано тем, что для решения поставленной задачи следует обнаруживать предметы относительно небольших геометрических размеров (от нескольких сантиметров до двух десятков сантиметров). Соответственно, необходимо использовать практически максимальную частоту георадара - 2000 МГц, а также работать на очень небольшом от объекта контроля (человека) расстоянии, который в свою очередь может иметь достаточно большой габарит в районе плеч.
Для создания требуемых условий работы георадара два комплекта антенн работают поочередно с использованием соответствующих сигналов синхронизации, позиционирования и управления движением подвижной платформы, поступающих соответственно с датчика-энкондера, а также с датчиков фиксации нижнего и верхнего положений платформы в пространстве. При этом один блок антенн включается в работу при движении платформы вверх, а второй - при ее движении вниз. Формирование соответствующих сигналов управления антенными блоками осуществляется блоком коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, выход которого подключен к цифровому входу блока обработки информации и управления устройства. При этом при работе любого из включенных в данный момент передатчиков в процессе перемещения подвижной платформы по высоте формируется высокочастотное электромагнитное поле (с относительно узкой диаграммой направленности в вертикальной плоскости), которым «зондируется» левая часть пространства зоны контроля устройства, ответные сигналы из которой (эхо-сигналы), принимаемые антенной приемника, работающего «в паре» с первым передатчиком, поступают на соответствующий вход блока коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, для их последующего усиления, предварительной обработки и накопления. После завершения фазы подъема платформы вверх происходит переключение режима ее движения вниз. При этом отключается первый блок антенн и включается в работу второй блок, который работает вплоть до момента остановки платформы в ее нижнем положении. В процессе движения платформы к своей исходной (нижней) позиции «зондируется» уже правая часть пространства зоны контроля. После полной остановки платформы завершается процесс предварительного преобразования полученных сигналов и накопленные данные в цифровом виде передаются в основной блок обработки информации и управления устройства, где с использованием специального программного обеспечения производится их окончательное декодирование с целью последующего отображения границ объектов в исследуемой среде. На информационном табло устройства отображается соответствующее изображение, позволяющее идентифицировать ситуацию, а также индицируются сопутствующие данные, в том числе результаты радиационного контроля.
Предложенное в RU 2009112029 устройство позволяет выявлять попытки проноса не только защитных контейнеров, экранирующих излучение радиоактивных материалов, но и других запрещенных опасных предметов и веществ, например оружия, боеприпасов, взрывчатки, особо горючих жидкостей и т.п. Однако и устройство, описанное в RU 2009112029, имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что для гарантированного выявления фактов (попыток) проноса запрещенных предметов и веществ требуется двукратная процедура сканирования контролируемого пространства с размещенным в нем человеком, поскольку предметы и вещества могут располагаться на теле человека (или в его одежде) как со стороны его спины, так и со стороны лицевой части. В этой связи очевидно, что такая процедура как минимум не менее чем в два раза увеличивает общее время работы контролера с каждым проходящим лицом по сравнению с тем, если бы существовала возможность выявления предметов обнаружения в процессе однократного сканирования исследуемых поверхностей, то есть за один цикл измерений.
Предлагаемое техническое решение позволит устранить указанные выше недостатки и обеспечить:
- обнаружение в условиях реального контрольно-пропускного пункта несанкционированного проноса источников ионизирующего излучения при их размещении в специальных контейнерах, экранирующих излучение;
- получение изображений лицевого и тыльного профилей тела человека, проходящего контроль, за единственный цикл сканирования контролируемого пространства.
Указанный технический результат достигается при использовании известного устройства охранной сигнализации для обнаружения фактов несанкционированного проноса радиоактивных веществ на контрольно-пропускных пунктах, содержащего общий диэлектрический каркас, блок обработки информации и управления, датчик присутствия человека в зоне контроля устройства, информационное табло со звуковым извещателем и подвижную сканирующую платформу, дополненного рядом компонентов. Подвижная сканирующая платформа выполнена с возможностью перемещения в пространстве по высоте по механическим направляющим за счет наматывания-разматывания гибких тянущих лент на рабочий вал, вращаемый электроприводом, на платформе установлен детектор ионизирующих излучений, датчик-энкондер, определяющий положение подвижной сканирующей платформы в пространстве, опоры для фиксации платформы в нижнем (исходном) положении, датчик фиксации нижнего положения подвижной сканирующей платформы, датчик фиксации верхней точки подъема подвижной сканирующей платформы, кнопка управления запуском устройства в работу.
Согласно предложенному изобретению новое устройство дополнительно включает вторую подвижную сканирующую платформу, полностью идентичную по всем характеристикам, конструкции и составу используемого оборудования первой платформе. Вторая подвижная платформа выполнена с возможностью перемещения в пространстве в противофазе движению первой платформы по собственным механическим направляющим, размещенным с противоположной стороны зоны контроля устройства, за счет наматывания-разматывания второго комплекта гибких тянущих лент. Эти гибкие тянущие ленты закреплены с одной стороны на второй платформе, а с другой стороны на рабочем валу электропривода, обеспечивающего движение, и переброшены через пассивные ролики вращения, которые установлены на дополнительном неподвижном валу, закрепленном в механических опорах над направляющими второй платформы. Также согласно предложенному изобретению на первой и второй подвижных сканирующих платформах установлены не менее двух блоков передающих и приемных рупорных экранированных радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, размещенных в одной горизонтальной плоскости на определенном расстоянии друг от друга, с параллельно идущими осями диаграмм направленности и векторами излучения и блок коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации. Вторые тянущие ленты, пассивные ролики вращения, дополнительный неподвижный вал и его механические опоры выполнены из диэлектрических материалов, а перегородка, отделяющая зону контроля устройства от пространства, в котором перемещается вторая подвижная платформа, - из радиопрозрачного материала.
В подавляющем большинстве случаев возможного исполнения данного устройства в его исходном состоянии тянущие ленты первой платформы полностью размотаны и первая платформа находится в своей нижней позиции, а тянущие ленты второй платформы полностью намотаны на рабочий вал и вторая платформа находится в своей верхней позиции. При работе привода (в пределах каждого цикла сканирования) первая платформа имеет возможность подъема вверх до своей конечной точки, а затем спуска вниз до начальной позиции, а вторая платформа, напротив, выполнена с возможностью синхронного спуска вниз, а затем подъема вверх до исходного положения. Приемные антенны блоков радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, второй платформы подключены к дополнительным входам блока коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, антенна передатчиков блоков радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, второй подвижной платформы подключены к дополнительным выходам блока коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, выход детектора ионизирующих излучений, установленного на второй подвижной платформе, подключен дополнительному входу блока обработки информации и управления устройства.
Одними из основных составных частей предложенного устройства охранной сигнализации для обнаружения фактов несанкционированного проноса радиоактивных веществ на контрольно-пропускных пунктах являются блоки радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, и блок коммутации и накопления сигналов от этих антенн. Эти устройства обеспечивают реализацию георадарного метода (метода георадиолокации) выявления аномалий в контролируемой среде (в данном случае на теле человека). Использование георадарного метода для поиска маскируемых на теле или в одежде человека запрещенных для проноса предметов (в данном случае использующихся для экранирования радиоактивного излучения контейнеров и упаковок) возможно потому, что контролируемая среда: тело человека и размещенные на нем предметы, имеют хорошо различаемые значения величин удельного электрического сопротивления и диэлектрической проницаемости (под удельным электрическим сопротивлением понимается величина затухания электромагнитного поля в исследуемой среде (чем меньше затухание, тем на большую глубину проникает поле)). При работе георадарных устройств используется интервал рабочих частот в диапазоне от 50 до 2000 МГц (центральная частота генерируемых сигналов). Передающей радиолокационной антенной, работающей на принципе геолокации, излучаются сверхширокополосные наносекундные импульсы в направлении, подлежащем исследованию. Отраженный сигнал, принимаемый приемной антенной, усиливается, преобразуется в цифровой вид и запоминается, после чего производится стробоскопическая обработка принятых сигналов с привязкой к координатам поверхности, их фильтрация и последующее измерение временных интервалов между отраженными импульсами.
Предложенное изобретение поясняется чертежами.
Фиг.1 - основная конструктивная схема устройства.
Фиг.2 - сечение Б-Б устройства.
Фиг.3 - сечение А-А устройства.
Фиг.4 - сечение В-В устройства.
Фиг.5 - структурно-функциональная схема устройства.
Данное устройство, предназначенное для обнаружения несанкционированного проноса радиоактивных веществ и других опасных предметов и материалов на контрольно-пропускных пунктах (Фиг.1), содержит неметаллический несущий каркас 1, выполненный, например, из однотипных полипропиленовых труб, с размещенными в нем подвижными сканирующими диэлектрическими платформами 2′ и 2′′, которые электроприводом могут перемещаться по нетокопроводящим направляющим 3′ и 3′′ соответственно из нижней части каркаса в верхнюю часть и обратно. При этом на первой платформе 2′ установлены детектор (детекторы) ионизирующих излучений 4′ и блоки радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации 29′ и 30′ (георадарные антенны), а на второй платформе 2′′ - аналогичные детектор (детекторы) ионизирующих излучений 4′′, а также блоки радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации 29′′ и 30′′. Каждый из блоков радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 29′, 30′, 29′′ и 30′′ в свою очередь включает в себя антенну передатчика и антенну приемника. Каркас 1 со стороны зоны контроля перекрывается (в стороны излучения антенн радиолокаторов, расположенных на подвижных платформах 2′ и 2′′) радиопрозрачным пластиком 44′ и 44′′, соответственно остальные поверхности закрываются листами из любого, также однотипного диэлектрического материала, например поликарбоната. Опоры 5′, выполненные из относительно мягкого диэлектрика (например, из резины), используются для фиксации платформы 2′ в ее нижнем (исходном) положении. Аналогичные опоры 5′′ ограничивают движение дополнительной подвижной платформы 2′′ в ее нижней позиции. Датчик 6 обеспечивает выдачу информации о факте фиксации платформы 2′ в ее нижнем (исходном) положении и соответственно нахождении платформы 2′′ в верхней позиции. Датчик 7 обеспечивает выдачу информации о достижении верхней (максимальной) точки подъема платформы 2′ и крайнего (нижнего) положения платформы 2′′.
Для привода платформ 2′ и 2′′ используется электродвигатель постоянного тока 8 с пластиковым редуктором 9 и рабочим валом 10, изготовленным из материала-изолятора, на который наматываются или с которого разматываются (в зависимости от фазы движения) гибкие неметаллические тянущие ленты 11′ и 11′′, закрепленные одними концами на рабочем валу 10 (например, методом «защемления»), а другими концами на платформах 2′ и 2′′ в точках «С′» и «С′′» (см. Фиг.1-3). При этом тянущие ленты 11′′ второй подвижной платформы 2′′ (в отличие от тянущих лент 11′ первой подвижной платформы 2′) перекинуты через дополнительные ролики вращения 47, размещенные на общем валу 46, который в свою очередь фиксируется статически закрепленными на корпусе 1 опорами 48 (см. Фиг.1 и 3). Данные элементы (ролики 47, вал 46 и опоры 48) для улучшения радиолокационных характеристик также выполнены из диэлектрика. Опорный подшипник 28, тоже изготовленный из токонепроводящего материала, например из фторопласта, фиксирует рабочий вал 10 электродвигателя 8 от осевых перемещений. Датчик-энкондер (преобразователь «угол-код») 12 с выходом ВЫХ. «Э» обеспечивает формирование синхронизирующих импульсов и дискретных сигналов, например двоичного кода, пропорциональных высотам (позициям нахождения) подвижных сканирующих платформ 2′ и 2′′. Питание электродвигателя 8 обеспечивает блок питания 13, имеющий управляемый стабилизатор тока (выход «СТ») для питания двигателя 8 и стабилизатор напряжения (выход «СН») для питания необходимыми напряжениями остального оборудования данного устройства.
Блок коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации 31 (см. Фиг.5), используя на своих входах 32, 33, 34 сигналы от датчика 6 фиксации подвижной платформы 2′ в ее нижнем положении, датчика 7 фиксации платформы 2′ в верхнем положении и синхронизирующие сигналы датчика-энкондера 12, поочередно управляет при движении платформы 2′ вверх функционированием передатчиков блоков радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 29′ и 30′ («левый»-«правый», «левый»-«правый» и т.д.), коммутируя на своих выходах 37′, 39′ необходимые сигналы. При этом блок 31, принимая на входах 38′, 40′ сигналы от приемных антенн блоков антенн 29′, 30′, управляет процессом их коммутации, усиления, преобразования, накопления и формирования на своем выходе 35 необходимых цифровых данных по первой фазе движения, поступающих на вход 36 блока обработки информации и управления 16. Аналогичным образом осуществляется процесс управления приемом и передачей блоков радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации 29′′ и 30′′ подвижной платформы 2′′, которые вступают в работу при ее движении вверх (в исходную позицию). При этом на выходе 35 блока коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации 31, формируются данные по второй фазе движения (от технических средств второй подвижной платформы 2′′), соответствующие передней (лицевой) части контролируемого лица, которые в последствии используются для окончательного анализа и формирования общей видимой картинки на информационном табло 14. Следовательно, картинки «тыльной части тела человека» и «лицевой части тела человека» регистрируются попеременно, но в условиях движения подвижных платформ 2′ и 2′′ только вверх. Информационное табло 14 устройства, подключенное своим входом к выходу 26 блока обработки информации и управления 16 устройства (см. Фиг.2 и 5) кроме отображения «георадарной картинки» обеспечивает также индикацию состояния и других средств, участвующих в процессе управления устройством и осуществления основной функции обнаружения: выявление фактов несанкционированного проноса источников радиоактивного излучения.
Датчик 15 (см. Фиг.1, 4 и 5), «оформленный», например, конструктивно в виде двух контактных ложементов для ступней ног 49, размещенных в подставке 45 (см. Фиг.1 и 4), при наличии человека в зоне контроля (размещения ступней его ног одновременно на обоих ложементах 49) формирует на своем выходе «первый стартовый» сигнал, поступающий на вход 24 блока обработки информации и управления 16. Блок 16 в свою очередь при наличии «второго стартового» сигнала управления с кнопки 41 «Пуск» на входе 42 формирует на своих выходах 19 и 20 сигналы управления коммутационными элементами (реле) 17 и 18, подключающими источник тока блока питания 13 к двигателю 8 и переключающими полярность источника тока двигателя 8 для обеспечения движения платформы 2′ соответственно в верхнее положение и обратно, а для платформы 2′′ - наоборот. Блок обработки информации и управления 16 устройства также имеет вход 21 для подключения датчика 6 фиксации исходного нижнего положения подвижной платформы 2′, вход 22 для подключения датчика 7 фиксации верхней точки подъема платформы 2′, вход 23′ для подключения выхода ВЫХ «ДРК» детектора ионизирующих излучений 4′ платформы 2′, вход 23′′ для подключения выхода ВЫХ «ДРК» детектора ионизирующих излучений 4′′ платформы 2′′, формирующих импульсы счета значений радиационного фона, вход 25 для подключения выхода ВЫХ «Э» датчика-энкондера 12 и выход 27 для его подключения к входу ВХ «УСТ» блока питания 13, предназначенного для обеспечения управления током двигателя 8 в разные фазы движения подвижных платформ 2′ и 2′′.
Устройство работает следующим образом.
пит.
ф
В исходном состоянии (см. Фиг.5) после подачи на установку питающего сетевого напряжения на выходе стабилизатора напряжения ВЫХ «СН» блока питания 13 появляется рабочее напряжение, которое поступает на цепи питания «U» детекторов ионизирующих излучений 4' и 4′′, датчика-энкондера 12, информационного табло 14, датчика 15 присутствия человека в зоне контроля устройства, блока обработки информации и управления 16 и блока коммутации и накопления радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации 31. При этом на вход ВХ «УСТ» блока питания 13 с выхода 27 блока обработки информации и управления 16 поступает управляющий сигнал логической единицы, по которому блок 16 переходит в режим готовности. На выходе блока 16 ВЫХ «СТ» формируется некоторое начальное напряжение, определяемое характеристиками стабилизатора тока при его работе на холостом ходу. Это объясняется тем, что ток в нагрузке из-за нахождения контактов коммутационных элементов 17, 18 в исходном состоянии в этот момент полностью отсутствует (см. Фиг.5). В это же время с детекторов ионизирующих излучений 4′ и 4′′ соответственно на входы 23′ и 23′′ блока обработки информации и управления 16 устройства (см. Фиг.5) начинают непрерывно поступать импульсы счета с частотой, пропорциональной уровню естественного радиационного фона в нижней и в верхней частях устройства, которые определяются конкретными характеристиками чувствительности примененных детекторов. При условии, что человек в зоне чувствительности датчика 15 отсутствует (см. Фиг.1 и 4), с выбранным временем накопления Т происходит подсчет количества импульсов и осуществляется вычисление усредненного значения радиационного фона.
Если контроль прохода не осуществляется, то процесс вычисления усредненного уровня радиационного фона повторяется и каждое последующее полученное значение сравнивается с предыдущим значением и допустимым порогом девиаций. В результате уточняется его абсолютная величина. Такой принцип позволяет улучшить статистику и уменьшить вероятность осуществления «обмана» монитора посредством незаметного приближения к зоне контроля нарушителем внешнего источника перед проходом, позволяющего «переобучить» устройство на более высокое значение фона и, таким образом, осуществить впоследствии несанкционированный пронос радиоактивного вещества или материала. Указанные измерения и уточнения осуществляются постоянно при отсутствии проходов. Если при вычислении значений естественного фона наблюдается устойчивая тенденция к его увеличению или скачкообразно превышен допустимый предел, то на выходе 26 блока обработки информации и управления 16 устройства формируется сигнал, поступающий на информационное табло 14, который отображается в виде сообщения «Превышен фон». При этом будет также включен и звуковой сигнал определенной тональности.
Если процесс первоначального измерения фона завершился успешно, то на информационном табло 14 устройства включается соответствующая индикация и можно осуществлять контроль проходящих лиц на предмет обнаружения несанкционированного проноса источников излучений. При размещении человека в зоне контроля (его ступней ног на ложементах 49 подставки для ног 45 датчика 15 (см. Фиг.4)) на выходе ВЫХ «ДЗК» датчика 15 появляется сигнал, который поступает на вход 24 блока обработки информации и управления 16. По этому сигналу выключается режим накопления радиационного фона и осуществляется перевод устройства в режим подготовки к основным измерениям (см. Фиг.2 и 5). После воздействия оператором на кнопку 41 «Пуск» сигнал с которой поступает на вход 42 блока обработки информации и управления 16 устройства (см. Фиг.2, 4 и 5), включается режим сканирования контролируемого пространства. При этом на выходе 20 блока 16 будет сформирован сигнал включения коммутационного элемента 17. До этого момента якорь двигателя 8 через перекидные и далее нормально замкнутые контакты коммутационных элементов 17 и 18 был замкнут накоротко и его вращение в ту или иную сторону было исключено.
В момент переключения перекидного контакта коммутационного элемента 17 и его замыкания с нормально разомкнутым контактом, подключенным к общей шине устройства (⊥), образуется цепь питания и стабилизации тока двигателя 8: выход стабилизатора тока ВЫХ «СТ» источника питания 13 - нормально замкнутые контакты коммутационного элемента 18 - якорь двигателя 8 и общая шина. При этом ось двигателя 8 начинает вращаться, приводя в движение и выходной вал редуктора 9 (с передаточным коэффициентом, свойственным конкретному типу редуктора 9), рабочий вал 10 также приходит в движение, наматывая на себя ленты 11′ и одновременно разматывая ленты 11′′. Вращение вала 10 заставляет подвижную платформу 2′ с закрепленными на ней детектором ионизирующего изучения 4′ и блоками радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 29′ и 30′ перемещаться по направляющим 3′ вверх до момента срабатывания датчика 7 фиксации верхней точки подъема подвижной сканирующей платформы 2′. При этом стабильность и плавность ее движения определяются величиной и стабильностью тока в цепи питания двигателя 8, формируемого управляемым стабилизатором тока блока питания 13, а скорость движения платформы 2 (в данном случае вверх) - конкретным значением тока на выходе ВЫХ «СТ», задаваемого первоначальной (исходной) уставкой, определяемой параметрами электродвигателя, редуктора и диаметром рабочего вала 10, а также местом нахождения платформы 2′ в пространстве, контролируемом датчиком-энкондером 12. Синхронно с этим начинают разматываться ленты 11′′, заставляя перемещаться платформу 2′′ вниз.
В некоторый момент времени после начала движения подвижной сканирующей платформы 2′ нормально замкнутый контакт датчика 6 фиксации ее исходного состояния размыкается, на вход 21 блока обработки информации и управления 16 прекращает поступать сигнал, который ранее использовался для блокировки управления работой привода, создания условий для подготовки к измерениям естественного радиационного фона, а также общей блокировки формирования сигналов передатчиков блоков радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 29′ и 30′ на выходах 37′, 39′ и блоков радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 29′′ и 30′′ на выходах 37′′ и 39′′ блока коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 31 (при отсутствии движения платформ). При этом на выходах 37′′ и 39′′ блока 31 начинают попеременно формироваться («левый-правый», «левый-правый» и т.д.) импульсные сигналы, обеспечивающие переключение и синхронизацию работы приемопередатчиков блоков радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 29′′ и 30′′. Начинает вращаться ось датчика-энкондера 12, механически соединенная с рабочим валом 10, и с выхода датчика Вых. «Э» на вход 25 блока обработки информации и управления 16 устройства и на вход 34 блока коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 31 (см. Фиг.5) начинают поступать кодовые комбинации и сигналы синхронизации, соответственно определяющие местонахождение подвижной сканирующей платформы 2′ в пространстве (по высоте). При этом из-за работы передатчиков блоков радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 29′ и 30′ в близлежащем пространстве (в соответствии с диаграммой направленности антенн) возникнет импульсное высокочастотное электромагнитное поле, которое начнет «зондировать» прилежащее к антеннам пространство. В результате (в виде ответной реакции) будут возникать эхо-сигналы от предметов и поверхностей облучаемой среды, которые начнут фиксироваться антеннами приемников блоков антенн 29′ и 30′, преобразовываться в соответствующие электрические сигналы и поступать на входы 38′ и 40′ блока коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 31 для их дальнейшего преобразования, фильтрации, оцифровывания и сохранения. При этом (до момента подъема первой платформы 2′ на максимальную высоту) приемопередатчики блоков радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 29′′ и 30′′ второй платформы 2′′ остаются заблокированными.
При подъеме первой подвижной платформы 2′ на максимальную высоту срабатывает датчик 7 фиксации факта достижения верхней точки ее подъема и на вход 22 блока обработки информации и управления 16 и на вход 33 блока коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 31 поступает на короткое время логический уровень нуля («общая шина»). Это вызывает отключение формирования сигналов приемопередатчиков блоков антенн 29′ и 30′ первой подвижной платформы 2′ (до момента ее опускания в исходную позицию), включение в работу приемопередатчиков блоков антенн 29′′ и 30′′ второй подвижной платформы 2′′ и формирование на выходах 38′′ и 40′′ сигналов отклика «лицевой области» пространства зоны контроля, поступающих в блок коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 31, отключение сигнала управления коммутационным элементом 17 на выходе 20 блока 16, включение сигнала управления коммутационным элементом 18 на выходе 19, а также формирование соответствующего сигнала на выходе 27 для управления стабилизатором тока блока питания 13 для осуществления движения платформы 2′ вниз (а платформы 2′′ соответственно вверх). В результате перекидной контакт коммутационного элемента 17 занимает исходное начальное положение, а перекидной контакт коммутационного элемента 18 переходит в позицию замыкания с ранее разомкнутым контактом. Такое состояние контактов коммутационных элементов 17 и 18 переключает направление протекающего через двигатель рабочего тока на обратное, и платформа 2′ начинает движение вниз, а платформа 2′′ - вверх.
В процессе перемещения платформ 2′ и 2′′ от своих начальных положений к конечным и обратно происходит подсчет импульсов, поступающих с детекторов ионизирующих излучений 4′ и 4′′, для каждой из зон и их подзон. Соответствующие значения записываются в оперативную память блока обработки информации и управления 16, где осуществляются вычисления и/или уточняются значения полученных приращений к естественному радиационному фону для принятия решения о наличии (или отсутствии) источника радиации в конкретной точке пространства. Такой принцип позволяет существенно снизить вероятность ложного обнаружения источника радиации и/или повысить чувствительность устройства за счет использования фактически двойного времени накопления сигналов в каждой из подзон (возможен подсчет общего количества импульсов в каждой зоне при движении платформы 2′ сначала вверх, а затем вниз, а платформы 2′′ соответственно сначала вниз, а затем вверх). При достижении платформой 2′ положения, при котором замыкается контакт датчика 6 фиксации ее в нижней точке пространства, на вход 21 блока обработки информации и управления 16 и вход 32 блока коммутации и накопления сигналов радиолокационных антенн, работающих на принципе геолокации, 31 поступает сигнал логического нуля, завершается процесс «зондирования» зон контроля радиолокационными антеннами, работающими на принципе геолокации, и окончательного формирования на выходе 35 блока 31 пакета данных, поступающих на вход 36 блока обработки информации и управления 16. При этом на его выходе 19 отключается сигнал управления коммутационным элементом 18 и перекидной контакт последнего возвращается в исходное состояние. В этом положении контактов ток в цепи: Вых «СТ» блока питания 13 - двигатель 8, прекращается и последний переходит в режим «короткозамкнутого якоря», что обеспечивает его эффективное торможение и окончательную установку платформы 2′ на опоры 5′.
После завершения полного цикла перемещений подвижных платформ 2′ и 2′′ «вверх-вниз» осуществляется процесс обработки и уточнения полученных данных в блоке 16 и на информационном табло 14 формируется изображение контуров однородных сред в «тыльной» и «лицевой» частях тела человека, размещенного в зоне контроля, и отображаются результаты измерений и расчетов о возможном месте нахождения или об отсутствии некоего предмета, которые используются при принятии окончательного решения. Полученные данные также направляются в долговременную память устройства для их дальнейшего накопления и систематизации.
Использованный в настоящем изобретении принцип накопления сигналов позволяет осуществлять первоначальную регистрацию обстановки в зоне контроля (формировать систему данных для вычисления «эталона нулевого отсчета») с целью учета реакции устройства на собственные элементы конструкции, а также размещенные в близлежащей зоне стационарно установленные предметы (например, металлические двери, решетки на окнах, досмотровое оборудование и т.п.). Это дает возможность (используя метод вычитания) корректировать (улучшать) характеристики обнаружения устройства. Одновременно в данном устройстве реализуется функция обнаружения источников ионизирующего излучения, описанная в патенте RU 2358323, согласно которому диапазон перемещения платформы 2′ и соответственно платформы 2′′ от начального до конечного положений разбивается на N подзон. Для каждой такой подзоны, определенной конкретными величинами значений «угол-код» датчика-энкондера, записанными предварительно в память блока обработки информации и управления 16 устройства, в процессе движения платформ 2′ и 2′′ производится подсчет импульсов, поступающих от детекторов ионизирующих излучений 4′ и 4′′, вычисляются разницы между текущим и фоновым значениями, которые сравниваются с допустимым пороговым значением. Все полученные таким образом данные записываются в оперативную память устройства для дальнейшего их использования при принятии решений. В процессе выполнения проверок, если оказалось, что источник ионизирующего излучения непосредственно обнаружен подсистемой радиационного контроля, на выходе 26 блока обработки информации и управления 16 формируется сообщение о номере зоны, в которой выявлен источник излучения, и о его значимости (активности), которое поступает на вход информационного табло 14. В данной ситуации отобразится конкретная информация о таком событии на соответствующих индикаторах информационного табло 14 и при тревоге (при превышении допустимого предела) включится звуковой извещатель. Если источник излучения не обнаружен, то формируется сигнал разрешения и контролируемое лицо может выйти из зоны контроля устройства для своего дальнейшего следования.
Таким образом, используя одновременно сигналы от детектора (детекторов) ионизирующего излучения и «изображение», формируемое (георадаром) радиолокационными антеннами, работающими на принципе геолокации, предлагаемое устройство позволяет исключить возможность несанкционированного проноса как самих источников ионизирующих излучений, так и источников, размещенных в специальных контейнерах, экранирующих радиоактивное излучение, с обеспечением реализации функции целеуказания (определения мест размещения объектов контроля в пространстве по высоте). Кроме того, при использовании предлагаемого устройства могут эффективно выявляться также факты несанкционированного проноса холодного и огнестрельного оружия, взрывчатых, огнеопасных и ядовитых веществ, взрывных устройств, спиртосодержащей продукции и других запрещенных предметов, имеющих определенные собственные габаритные размеры (или размеры соответствующих упаковок, например, для жидких веществ).