Технические средства и методы защиты информации. Зайцев А.П - 168 стр.

UptoLike

165
Возбуждение вихревых токов осуществляется переменным магнитным по-
лем, создаваемым специальной катушкой, по которой протекает переменный
электрический ток. Электромагнитная энергия, проникающая в металличе-
ский предмет, частично превращается в тепло, а частично переизлучается.
В зависимости от вида формируемого намагничивающего поля разли-
чают метод гармонического поля и метод импульсного поля (метод пере-
ходных процессов
).
При использовании гармонического метода ОП намагничивается сум-
мой гармонических полей не более трех (чаще всего двух) частот. При ис-
пользовании метода переходных процессов намагничивание производят
импульсами сложной формы, которые можно теоретически представить
рядом Фурье (бесконечной суммой гармоник с определенными амплитуда-
ми и начальными фазами). Металлический предмет, помещенный в маг-
нитное
поле гармонической формы, сам становится источником перемен-
ного магнитного поля, изменяющегося с той же частотой. Характерными
признаками ОП являются особенности их амплитудно-частотных (АЧХ) и
фазочастотных (ФЧХ) характеристик. Это значит, что электрофизические
свойства материалов объекта поиска, а также геометрические размеры его
элементов приводят к тому, что при некотором значении частоты намагни
-
чивающего поля амплитуда и фазовый сдвиг сигнала, переизлучаемого ОП,
будут при конкретной ориентации иметь отличия от множества ПЛП.
Фазовый сдвиг поля, переизлучаемого металлическим предметом, боль-
ше у массивного предмета, к которому ближе ОП, чем у тонкостенного, что
более характерно для ПЛП. Это связано с воздействием на намагничиваю-
щее поле реакции
вихревых токов, протекающих ближе к поверхности ме-
талла. С глубиной из-за поверхностных вихревых токов уменьшается на-
пряженность электромагнитного поля. Эти токи оказывают экранирующее
влияние на проникновение поля, что одновременно вызывает их ослабле-
ние и нарастающий с глубиной сдвиг по фазе по отношению к намагничи-
вающему полю. Глубина проникновения
δ
электромагнитных полей и вих-
ревых токов в металл зависит от частоты:
1
,
2
f
g
δ≅
π
μ
где: fчастота, g электропроводность,
μ магнитная проницаемость.
Из формулы видно, что глубина проникновения вихревых токов в ме-
талл уменьшается с ростом частоты. Поэтому на высоких частотах массив-
ный металлический предмет и тонкостенный (одинаковой площади и фор-
мы, изготовленные из одного и того же материала), окажутся источниками
одинаковых переизлученных полей. Поэтому на высоких частотах нельзя
отличить
массивный предмет от немассивного.
Теория вихревых токов дает возможность при различных частотах на-
магничивающего поля определить изменение активной и реактивной со-
ставляющих комплексного сопротивления катушки в зависимости от элек-
тропроводности, размера и формы предмета, помещенного в катушку.
Возбуждение вихревых токов осуществляется переменным магнитным по-
лем, создаваемым специальной катушкой, по которой протекает переменный
электрический ток. Электромагнитная энергия, проникающая в металличе-
ский предмет, частично превращается в тепло, а частично переизлучается.
     В зависимости от вида формируемого намагничивающего поля разли-
чают метод гармонического поля и метод импульсного поля (метод пере-
ходных процессов).
     При использовании гармонического метода ОП намагничивается сум-
мой гармонических полей не более трех (чаще всего двух) частот. При ис-
пользовании метода переходных процессов намагничивание производят
импульсами сложной формы, которые можно теоретически представить
рядом Фурье (бесконечной суммой гармоник с определенными амплитуда-
ми и начальными фазами). Металлический предмет, помещенный в маг-
нитное поле гармонической формы, сам становится источником перемен-
ного магнитного поля, изменяющегося с той же частотой. Характерными
признаками ОП являются особенности их амплитудно-частотных (АЧХ) и
фазочастотных (ФЧХ) характеристик. Это значит, что электрофизические
свойства материалов объекта поиска, а также геометрические размеры его
элементов приводят к тому, что при некотором значении частоты намагни-
чивающего поля амплитуда и фазовый сдвиг сигнала, переизлучаемого ОП,
будут при конкретной ориентации иметь отличия от множества ПЛП.
     Фазовый сдвиг поля, переизлучаемого металлическим предметом, боль-
ше у массивного предмета, к которому ближе ОП, чем у тонкостенного, что
более характерно для ПЛП. Это связано с воздействием на намагничиваю-
щее поле реакции вихревых токов, протекающих ближе к поверхности ме-
талла. С глубиной из-за поверхностных вихревых токов уменьшается на-
пряженность электромагнитного поля. Эти токи оказывают экранирующее
влияние на проникновение поля, что одновременно вызывает их ослабле-
ние и нарастающий с глубиной сдвиг по фазе по отношению к намагничи-
вающему полю. Глубина проникновения δ электромагнитных полей и вих-
ревых токов в металл зависит от частоты:
                                       1
                                 δ≅           ,
                                     2π f g μ
где: f – частота, g – электропроводность, μ – магнитная проницаемость.
     Из формулы видно, что глубина проникновения вихревых токов в ме-
талл уменьшается с ростом частоты. Поэтому на высоких частотах массив-
ный металлический предмет и тонкостенный (одинаковой площади и фор-
мы, изготовленные из одного и того же материала), окажутся источниками
одинаковых переизлученных полей. Поэтому на высоких частотах нельзя
отличить массивный предмет от немассивного.
     Теория вихревых токов дает возможность при различных частотах на-
магничивающего поля определить изменение активной и реактивной со-
ставляющих комплексного сопротивления катушки в зависимости от элек-
тропроводности, размера и формы предмета, помещенного в катушку.
                                                                    165