Автор:
А.В. Игнатов, физико-технический факультет, 4 к.
Научный руководитель – А.В. Егоров, канд. физ. мат. наук, доцент
Источник: журнал Труды молодых ученых Алтайского государственного университета
Защита информации представляет собой многоцелевую проблему, требующую комплексного подхода. Важным компонентом становится инженерно-техническая защита информации, так как методы и средства добывания информации, позволяющие несанкционированно получать ее на безопасном расстоянии, постоянно развиваются. Для выявления таких средств несанкционированного съема информации могут применяться металлодетекторы [1], которые должны обеспечивать селективное обнаружение определенных металлических или металлосодержащих объектов поиска на фоне металлических предметов личного пользования, обычно имеющихся у посетителей. В настоящей работе в среде графического программирования LabVIEW разработан комплекс виртуальных приборов для регистрации и обработки сигналов, поступающих с импульсных металлодетекторов.
Наибольшее применение в устройствах, применяемых для нахождения металлических предметов, сегодня нашли токовихревые методы [2]. Принцип работы металлодетекторов, основанный на методе вихревых токов, заключается в следующем: индуктивный вихретоковый датчик обнаружения генерирует электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в объекте [3]. Эти вихревые токи генерируют вторичное электромагнитное поле, регистрируемое приемным датчиком. В зависимости от формы намагничивающего тока различают метод гармонического поля и метод импульсного поля. Характерным признаком при импульсном воздействии на объект поиска является продолжительность и скорость затухания вихревых токов в обследуемом предмете. За критерии селекции принимается текущие значения переходной характеристики h (t), которая рассчитывается по формуле
где w (p) – передаточная функция измерительной цепи.
Разработанный комплекс виртуальных приборов позволяет строить переходную характеристику измерительной цепи и численно определять индуктивность L и активное сопротивление r вихретокового датчика. При нахождении L и r использовали метод наименьших квадратов, с помощью которого минимизировали расхождение экспериментальных и расчетных данных. В экспериментальной установке применяли параметрический датчик проходного типа, который подключали к измерительной цепи, содержащей дополнительно сопротивление R и емкость C. Передаточная функция имела вид
Измерения проводили на экспериментальной установке, содержащей функциональный генератор АНР-1002, формирующий ступенчатое напряжение на входе измерительной цепи, и цифровой осциллограф АСК-2062, который регистрировал выходной сигнал. С помощью осциллографа создавали два файла: в графическом формате – для визуального сравнения результатов и в табличном формате – для численного определения параметров датчика. Для примера на рисунке приведены результаты расчета переходной характеристики измерительной цепи, полученные с помощью разработанного комплекса виртуальных приборов (рис., а) и зарегистрированные с помощью цифрового осциллографа (рис., б). Из рисунка видно, что результаты расчетов качественно согласуются с экспериментальными данными. В частности, различия в результатах измерений по амплитуде составляют не более 8%, по времени затухания – не более 6%.
Переходные характеристики измерительной цепи. а – результаты расчета; б – результаты эксперимента
Результаты работы могут быть использованы для обработки сигналов, регистрируемых импульсными металлодетекторами.