способ обнаружения часовых замедлителей и устройство для его осуществления

Формула изобретения

Устройство для обнаружения часовых замедлителей, содержащее направленный микрофон воздушной проводимости, малошумящий усилитель, фильтр и аналого-цифровой преобразователь и процессор, отличающееся тем, что в качестве микрофона использован ультразвуковой направленный микрофон, в качестве фильтра использован узкополосный кварцевый фильтр, в качестве процессора использован персональный компьютер с программой селективного вольтметра с автоподстройкой частоты на быстром преобразовании Фурье, снабженный устройством графической индикации.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обнаружения взрывных устройств с часовыми замедлителями, а также людей, попавших под завал, при условии наличия электронного часового устройства.

Проблема поиска и обезвреживания взрывных устройств и других взрывоопасных предметов продолжает оставаться актуальной во всем мире в связи с участившимися случаями использования этих устройств для осуществления террористических актов.

Современное состояние возможных способов обнаружения взрывных устройств характеризуется многообразием. В настоящее время в отечественных и зарубежных разработках наибольшее применение нашли следующие методы: электромагнитные (индукционный, радиоволновой, магнитометрический, нелинейный), рентгеновской интроскопии; газоаналитические; акустический, механический (механического зондирования с использованием щупов) (Щербаков Г.Н. Журнал "Специальная техника" 2000 г., № 5.)

Взрывные устройства с часовым замедлителем (взрывателем) могут обнаруживаться путем использования портативных контактных микрофонов (фонендоскопов). Эти приборы позволяют снимать акустическую информацию через стены, потолки и другие ограждающие конструкции вокруг взрывных устройств.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является способ обнаружения взрывных устройств с часовыми замедлителями, реализованный в индикаторе электрических, магнитных и акустических полей "Анкер-4Е" (Интернет-портал "Оружие России", Федеральный электронный справочник вооружения и военной техники).

Способ основан на приеме слабых магнитных, электрических и звуковых вибрационных полей, создаваемых устройствами управления взрывными устройствами.

Устройство, реализующее способ, содержит датчик магнитного поля, датчик электрического поля, микрофон воздушной проводимости контактного микрофона, малошумящий усилитель, фильтры и микропроцессор обработки сигнала и управления режимами работы. Датчики магнитного и электрического поля смонтированы внутри корпуса устройства. Микрофон воздушной проводимости и контактный микрофон могут быть подключены через разъем.

Индикатор электрических, магнитных и акустических полей "Анкер-4Е выбран в качестве прототипа для устройства обнаружения часовых замедлителей.

Недостатком способа, использованного в прототипе, и устройства-прототипа является невозможность обнаружения наиболее современных, точных и долговременных электронных немеханических часовых замедлителей с кварцевой стабилизацией времязадаюшего генератора на достаточном расстоянии. Электронные немеханические замедлители не имеют движущегося механизма, практически не издают звука и, следовательно, неуязвимы для микрофонов. Обнаружение электронных часов ведется прототипом но электрическому полю только с очень близкого расстояния (сантиметры) и невозможно сквозь экранирующую металлическую конструкцию.

Задачей заявленного изобретения является усовершенствование способа обнаружения часовых замедлителей и устройства для его осуществления.

Технический результат использования изобретения заключается в повышении эффективности обнаружения за счет увеличения дальности обнаружения и возможности обнаружения часовых замедлителей через металлические конструкции.

Указанный результат достигается тем, что в способе обнаружения часовых замедлителей, включающем регистрацию тактовых импульсов по источнику сигнала обнаружения, в качестве источника сигнала обнаружения используют тактовые импульсы кварцевого резонатора.

Указанный результат достигается также тем, что в устройстве для обнаружения часовых замедлителей, содержащем направленный микрофон воздушной проводимости, малошумящий усилитель, фильтр, аналого-цифровой преобразователь и процессор, в качестве микрофона использован ультразвуковой направленный микрофон, в качестве фильтра использован узкополосный кварцевый фильтр, в качестве процессора использован персональный компьютер с программой селективного вольтметра с автоподстройкой частоты на быстром преобразовании Фурье, снабженный устройством графической индикации.

Отличием заявляемого способа от известного является то, что в способе обнаружения используется принципиально новый источник сигнала обнаружения - тактовые импульсы (ультразвуковые вибрации) кварцевого резонатора, которые проникают через разные вещества, в том числе и металлические, за исключением вакуума.

С помощью заявляемого устройства реализуется не только возможность регистрации спектра сверх слабого сигнала от кварцевого резонатора, но и определяется его собственная резонансная частота, имеющая неповторимые значения в шестизначном числе, что позволяет «индивидуализировать» источник обнаружения.

Способ может быть реализован с помощью системы, изображенной на фиг. Устройство содержит направленный ультразвуковой микрофон 1, соединенный со сверхмалошумящим усилителем 2, имеющим низкий порог собственных шумов. Усилитель 2 соединен через узкополосный кварцевый фильтр 3 с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 4, соединенным с персональным компьютером 5 с устройством графической индикации (на фиг. не показан).

Устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые волны, порождаемые вибрациями кварцевого резонатора, проникают через разные вещества, в том числе и металлические, за исключением вакуума.

Ультразвуковой микрофон 1 осуществляет преобразование ультразвуковых волн в электрический сигнал. Сверхмалошумящий усилитель 2 имеет низкий порог собственных шумов, следовательно, обеспечивает усиление сигнала с высокой чувствительностью. Узкополосный кварцевый фильтр 3 подавляет шумы и помехи из усиленного сигнала и выделяет полезный сигнал тактового генератора часового замедлителя, который преобразуется в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) 4 в цифровой код. На персональном компьютере 5 осуществляется цифровая обработка цифрового кода и индикация результатов. Обработка производится по программе цифрового селективного вольтметра с автоподстройкой частоты на быстром преобразовании Фурье. На дисплее компьютера 5 осуществляется графическое отображение информации и сопоставление данных по частоте и амплитуде с ранее измеренными тактовыми генераторами часовых устройств. Появление специфичной спектральной характеристики тактовых импульсов кварцевого резонатора свидетельствует о наличии тактового генератора часового замедлителя. Собственная резонансная частота, имеющая неповторимые значения в шестизначном числе, позволяет «индивидуализировать» источник обнаружения.

Направленный ультразвуковой микрофон 1 может быть реализован на датчике типа MA40B8R ультразвуковой приемник фирмы Murata Manufacturing Co., Ltd. Сверхмалошумящий усилитель 2, который имеет низкий порог собственных шумов, может быть реализован на микросхеме КР538УН3А, представляющей собой сверхмалошумящий широкополосный усилитель сигналов с нормированным напряжением собственных шумов 2,1 нВ/ Гц. Узкополосный кварцевый фильтр 3 может быть реализован на активном фильтре ФП2П0-601 фирмы ОАО «Морион». Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4 может быть реализован на АЦП «Zet Lab», программное обеспечение по программе селективного вольтметра входит в комплект поставки. Персональный компьютер 5 может быть реализован на компьютере с тактовой частотой не менее 1.7 ГГц и объемом оперативной памяти 1 Гб.

Таким образом, предлагаемый способ обнаружения взрывных устройств с часовыми замедлителями и устройство для его осуществления по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:

- позволяет на порядки увеличить дальность обнаружения;

- позволяет вести обнаружение через металлические конструкции;

- позволяет «индивидуализировать» источник обнаружения по шестизначному цифровому значению;

- производить поисковое и профилактическое обследование локальных зон возможного нахождения электронных часовых устройств;

- расширить диапазон источников обнаружения так объектами обнаружения могут не только часы, но и карманные и носимые компьютеры, диктофоны, плейеры, сотовые телефоны, причем с выключенным или подсевшем источником питания;

- расширить сферу применения, так как целью применения может быть не только антитеррористическая, но и спасательная - поиск людей при условии наличия у них электронного часового устройства.