DE3421066A1

DE3421066A1 - Personenuntersuchungsgeraet

Info

Publication number: DE3421066A1
Application number: DE19843421066
Authority: DE
Inventors: Karl-Ulrich Dr. 8025 Unterhaching Stein
Original assignee: Heimann GmbH
Current assignee: Heimann GmbH
Priority date: 1984-06-06
Filing date: 1984-06-06
Publication date: 1986-01-02

Description

Personenuntersuchungsgerät.
D e vorliegende Erfindung betrifft ein Personenuntersuchungsgerät, welches Inhomogenitäten des Magnetfeldes in unmittelbarer Nähe der zu untersuchenden Person auswertet.
Solche Auswertungen erfolgen üblicherweise durch Metalldetektoren, die von Hand an der zu untersuchenden Person entlanggeführt werden. Wird Metall festgestellt, so muß durch Abtasten oder durch eine Besichtigung festgestellt werden, welcher Art der metallische Gegenstand ist.
Aus Gepäckprüfanlagen ist es bekannt, mittels Röntgenstrahlung den zu untersuchenden Gegenstand zu durchleuchten und ein Schattenbild auf einem Monitor herzustellen, auf dem metallische Gegenstände erkennbar sind.
Für ein Personenuntersuchungsgerät ist der Einsatz von Röntgenstrahlen wegen der damit verbundenen Strahlenbelastung nicht zulässig.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, metallische Gegenstände, die eine Person mit sich führt, ohne den Einsatz von Röntgenstrahlung abzubilden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Da die Primärspule den gesamten Untersuchungsraum erfaßt, können die Meßwerte an den einzelnen Meßpunkten gespeichert und elektronisch zu einem Schattenbild zusammengesetzt werden.
Der Einfluß einer Exemplarstreuung von Magnetfelddetektoren wird vermieden, indem die Magnetfeldmeßpunkte durch einen in einer oder zwei Achsen verschiebbaren Magnetfelddetektor nacheinander abgefragt werden. Eine höhere Meßgeschwindigkeit wird erreicht, indem die Magnetfeldmeß- punkte durch eine Matrix von Magnetfelddetektoren abgefragt werden. Eine genauere Erfassung der Begrenzung eines metallischen Gegenstandes ist möglich, indem die Matrix von Magnetfelddetektoren bei der Messung um eine Matrixrasterweite in mindestens einer Dimension verschoben werden kann.
Re gespeicherten Meßwerte werden vort=nnhaft auf einen Monitor zu einem Bild zusammengesetzt. Dabei kann der Monitor als Anzeigeinstrument eine Kathodenstrahlröhre, eine LED-Matrix oder eine Flüssigkristallmatrix enthalten.
Als Magnetfelddetektoren sind Spulen vorteilhaft einsetzbar.
Die Frequenz des harmonischen Wechselfeldes bzw. der zeitliche Anderungsnachweis bei der Messung mittels Impulsen wird so bemessen, daß die Wrbelstromeffekte aufgrund derLeitfähigkeit des menstlichen Körpers bereits ein Grundsignal ergeben, das z.B. als eine Graustufe dargestellt werden kann, die sSh gegenüber dem ohne menschlichen Körper erhaltenen Weiß abhebt. In diesem Fall ergeben gegenüber dem menschlichen Körper besser elektmsM leitende Gegenstände schwarze Bildpunkte. Die Obergrenze der Frequenz des harmonischen Magnetfeies 9rd einerseits durch die genannten Kontrastforderungen und andererseits durch den Aufwand für die Abschirmung festgelegt.
Als Auswerteverfahen eignet sich die schon bisher bei Metallsuchgeräten übliche Auswertung der Phasenverschiebung im Falle von harmonischen Frequenzen bzw. die Verzögerung des An- und Abklingens des Magnetfeldes beim Impulsverfahren.
Die Erfindung ermöglicht Personenuntersuchungen mit einer geringen Belästigung des zu Untersuchenden, mit geringem Aufwand an qualifiziertem Personal und mit hoher Zuverlässigkeit und Gleichmäßigkeit der Untersuchungsergebnisse.
Die Erfindung wird anhand von zwei Figuren näher erläutert.
Sie ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Beispiele beschränkt.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Personenuntersuchungsgerät schematisch, Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Untersuchungsgerätes.
Zwischen einer Primärspule 1 und einer Vielzahl in einer Ebene angeordneter Magnetfelddetektoren 2 befindet sich ein Untersuchungsraum 3. Das Magnetfeld der Primärspule 1 durchsetzt den Untersuchungsraum 3 und die Magnetfelddetektoren 2.
Metallteile an der zu untersuchenden Person 4 erzeugen Inhomogenitäten im Magnetfeld der Primärspule 1. Die Magnetfelddetektoren 2 registrieren diese Unregelmäßigkeiten des Magnetfeldes und geben entsprechende Meßwerte in einen Speicher.
Die Magnetfelddetektoren 2 bestehen vorteilhaft aus Sekundärspulen, die in Form einer Matrix angeordnet sind.
Zur Ansteuerung der einzelnen Sekundärspulen sind Schaltdioden 5 vorgesehen. Durch jede dieser Schaltdioden 5 wird eine Zeile von Sekundärspulen ausgewählt. Die Ausgangssignale der ausgewählten Zeile werden in einer Reihe von Auswertschaltungen bewertet, dann über einen Parallel-Serienwandler einem Analog-Digital-Wandler zugeführt.
Nach der Digitalwandlung erfolgt in einem Bildspeicher der Bildaufbau. Dabei kann eine weitere Auswertung der Bildsignale z.B. durch Differenzbildung zwischen den Signalwerten ohne (Weißpegel) und mit der zu untersuchenden Person erfolgen. Der Speicherinhalt wird, ggf. nach einer Bildverarbeitung wie z.B. einer Kantenversteilerung, auf einem Monitor dargestellt. Über einen Bedienteil wird der Ablauf einer Untersuchung eingeleitet, nachdem sich die zu untersuchende Person unmittelbar vor die Spulenmatrix gestellt hat. Dabei kann eine Seite der Person untersucht werden, indem diese Seite (z.B. Rücken) unmittelbar vor die Spulenmatrix gestellt wird. Dies ist eine Folge der räumlich begrenzten Ausdehnung der Störung des Magnetfeldes durch Metall.
Im einfachsten Fall wird das Personenprüfgerät so ausgelegt, daß bei ungestörtem Feld kein Ausgangssignal an den Sekundärspulen auftritt. Hierzu werden die Achsen der Sekundärspulen senkrecht zur Achse der Primärspule angeordnet. Diese Lösung eignet sich sowohl für eine Ansteuerung mit harmonischer Wechselspannung als auch für eine impulsförmige Anregung des Feldes.
Bei Verwendung eines harmonischen Wechselfeldes können auch die Primär- und die Selmndärspulen zueinander achsparallel angeordnet werden. In den Auswerteschaltungen wird in diesem Fall eine Phasenverschiebung des Signals der Sekundärspule mit Hilfe eines Vergleichssignals ermittelt, das aus der Reglerschaltung für die Primärspule gewonnen wird. Ohne eine Störung des Magnetfeldes der Primärspule durch einen leitenden Körper ergibt sich am Ausgang eines Differenzverstärkers für das Zeilen- und Vergleichssignal der Wert Null. Mit einem leitenden Körper hat das von der Sekundärspule abgeführte Magnetfeld eine Phasenverschiebung gegenüber dem Feld der Primärspule, die ein Ausgangssignal an der Auswerteschaltung ergibt.
Anstelle des Differenzverstärkers können hier auch andere phasenempfindliche Detektoren eingesetzt werden.
Bei einer Impulsanregung der Primärspule und zu dieser achsenparallel angeordneten Sekundärspulen bestehen die Auswerte schaltungen zweckmäßig aus sample-and-hold- Gliedern, die während des Abklingens des Magnetfeldes oder kurz nach dem Abklingen des Magnetfeldes die induzierten Signale in den Sekundärspulen abtasten. Eine Differenzbildung zu einem Referenzsignal kann im digitalen Bereich beim Bildaufbau stattfinden.
Zur Personenuntersuchung nach der vorliegenden Erfindung genügen relativ einfache Mittel. Beispielsweise reicht es aus, wenn die Sekundärspulen in einer Matrix gegenseitige Abstände von etwa 5cm bis 10cm aufweisen. Daraus ergibt sich beispielsweise für eine 0,9m breite und 2m hohe Matrix eine Bestückung mit 9 mal 20 bis 18 mal 40 Einzelspulen.
Die daraus erhaltenen, relativ zuverlässigen und objektiven Untersuchungen können nötigenfalls durch gezielte manuelle Nachuntersuchungen ergänzt werden.
7 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Personenuntersuchungsgerät, welches Inhomogenitäten des Magnetfeldes in unmittelbarer Nähe der zu untersuchenden Person auswertet, dadurch gekennzei ohnest, daß ein Untersuchungsraum vorgesehen ist, daß an dessen einer Seite zumindest eine großflächige Primärspule angeordnet ist, deren Magnetfeld den gesamten Untersuchungsraum erfaßt und deren Symmetrieachse den Untersuchungsraum durchläuft, daß auf der in Richtung der Symmetrieachse gegenüberliegenden Seite des Untersuchungsraumes eine Matrix von Magnetfeldmeßpunkten vorgesehen ist, daß in an sich bekannter Weise in der Primärspule ein harmonisches Wechselfeldd oder ein impulsförmiges Feld erzeugt wird, daß die Phasenverschiebung bzw. Amplitudenänderunwg beim harmonischen bzw. die Veränderung des An- oder Abklingens beim impulsförmigen Magnetfeld ausgewertet wird und daß die ermittelten Meßwerte gespeichert und elektronisch zu einem Schattenbild zusammengesetzt werden.
2. Personenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Magnetfeldmeßpunkte durch in einer oder zwei Achsen verschiebbare Magnetfelddetektoren nacheinander abgefragt werden.
3. Personenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Magnetfeldmeßpunkte durch eine Matrix von Magnetfelddetektoren abgefragt werden.
4. Personenuntersuchungsgerät nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Matrix von Magnetfelddetektoren um eine Matrixrastençeite in mindestens einer Dimension zur Messung verschoben werden kann.
5. Personenuntersuchungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, daß die gespeicherten Meßpunkte auf einem Monitor zu einem sichtbaren Bild zusammengesetzt werden.
6. Personenuntersuchungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Magnetfelddetektoren Sekundärspulen sind.
7. Personenuntersuchungsgerät nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Spulen der Matrix jeweils mit einem nichtlinearen Koppelelement verbunden sind, vorzugsweise einer Diode, das es erlaubt, jeweils nur eine Zeile der Matrix zur Auswertung durchzuschalten.