Nye standarder udviklet for at forbedre metaldetektortestning

Metaldetektorer vises nu rutinemæssigt i indgangene til mange skoler, lufthavne og endda bedehuse. De tjener som portaler til kriminalforsorgen, fængsler og retsbygninger, og vagter vifter ofte med de håndholdte modeller rundt i poserne på indkommende billetholdere på sportsarenaer, også. Den øgede brug gør det vigtigere end nogensinde før at vide, at disse maskiner altid vil fungere som forventet og kan regne med at hjælpe med at opdage våben og andre trusler. For at hjælpe med at opfylde disse krav, forskere ved National Institute of Standards and Technology (NIST) har forsket i og udviklet fire standarder for metaldetektionstest. Tre er blevet offentliggjort af ASTM Internationals standardiseringsorganisation, og en fjerde er stadig under udvikling.

Det er første gang, at der er oprettet produktoverensstemmelsesstandarder for disse maskiner. Ud over at øge tilliden, standarderne vil forkorte den nødvendige tid til at teste nye produkter, hvilket sandsynligvis vil reducere omkostningerne for brugerne.

"Vi var i stand til at reducere den tid, der kræves til udtømmende gennemgangsmetaldetektortest fra næsten 9, 000 timer til kun 66 timer ved at eliminere overflødige og ofte unødvendige procedurer, " sagde Nick Paulter, hvis forskningsgruppe ved NIST udførte arbejdet.

Standarden, der i øjeblikket er under udvikling, vedrører walk-through metaldetektorer (WTMD'er). WTMD'er er grundpillerne i checkpoint-områder over hele verden, og for det meste er deres detektionsresultater meget gentagelige og reproducerbare. De virker ved at generere et vekslende magnetfelt, der ændres, når et metal passerer gennem dets portal. WTMD'er testes ved at notere, når metalgenstande udløser en alarm.

I fortiden, mennesker blev brugt som "rene testere" til WTMD'er; mennesker, der ikke bar metalbriller, metal bæltespænder, en bøjle-bh eller en hvilken som helst lynlås og ikke havde metalliske medicinske implantater, blev ofte brugt som lokkefugle i metaldetektor laboratorietest.

mennesker, imidlertid, har svært ved at være i overensstemmelse med deres bevægelser. Det viste sig næsten umuligt at sikre, at en ren tester ville gå gennem en WTMD på nøjagtig samme måde, på nøjagtig samme vej, udføre de samme nøjagtige handlinger hver gang. Der skulle laves et stort antal testkørsler for at udligne variablerne og usikkerheden, hvilket var dyrt.

Over tid, robotter i køleskabstørrelse blev i stigende grad brugt som et alternativ til menneskelige rene testere. Robotterne blev designet til at føre testobjekter gennem en WTMD på en ensartet måde, altid at følge den samme lige vej. Mens robotterne gav forudsigelighed og pålidelighed, de gengav ikke de virkelige bevægelser, som mennesker foretager, når de bevæger sig fra punkt A til punkt B.

For at kompensere, nogle testenheder brugte robotter, der emulerede menneskelig bevægelse med forskellige hastigheder og forskellige veje eller baner. Nogle testere orienterede også testobjekterne på adskillige måder for at forsøge at forudse alle mulige smuglerscenarier. Dette fik robottestning af metaldetektorer til at blive næsten lige så tidskrævende og dyr som brugen af ​​menneskelige testere.

Bestræbelser på at standardisere testning

Paulter og hans team udforskede en række spørgsmål relateret til WTMD'erne. Betyder bevægelsesmåden gennem maskinen noget? Skal forskellige typer objekter også testes? De ønskede at standardisere test, så alle producenter og brugere kunne få sammenlignelige data.

"Det, vi lærte, er, at der er mange variabler, når det kommer til menneskelig bevægelse i en metaldetektor, sagde Paulter.

"Hvis nogen er høj eller lav, tunge eller svage af bygning – uanset om de bevæger sig hurtigt eller langsomt – alle disse kan gøre en kæmpe forskel, " sagde han. "Folk har også en tendens til at gå på forskellige stier, når de bevæger sig gennem disse maskiner. Og dataene viste, at disse variabler kan ændre alarmsignalet."

Yderligere NIST-arbejde afslørede, at robottestere kun behøvede at rejse én vej, men bør ideelt set omfatte seks forskellige objekter, bevæger sig med samme hastighed. Derudover det var kun nødvendigt at bruge én orientering for hvert af disse objekter. Sammen, disse parametre kunne afgøre, om detektorerne opfyldte baseline standarder for ydeevne.

Det samme forskerhold hjalp også med at skabe to dokumentariske præstationsspecifikationer og testmetodestandarder, en til håndholdte metaldetektorer (HHMD'er), som kan ligne en tryllestav, og en anden til håndbårne metaldetektorer (HWMD'er), som bæres som hånd i handske af en sikkerhedsagent. HHMD'er vinkes normalt rundt om kroppen på den person, der bliver visiteret, hvorimod HWMD'erne ofte er i kontakt med den person, der visiteres.

I nogle af de almindelige HHMD- og HWMD-tests, falske knive eller falske våben ville blive placeret på rene testere. Andre gange, disse falske genstande blev lagt i poser, der ville blive scannet med detektorerne.

Over tid, imidlertid, unøjagtigheder blev tydelige. Til dels, dette skyldtes det simple magnetfelt, der blev brugt af HHMD'er og HWMD'er. Hvis en genstand blev vendt fem grader væk fra detektoren, det kan blive uopdagelig. Dette var især tilfældet for tynde genstande som barberblade. Barbermaskiner, nøgler og andre små metalstykker er et særligt vigtigt emne på kriminalforsorgen, hvor indsatte har været kendt for at forsøge at smugle dem gennem munden for at lave våben eller for at låse celler og lagerområder op.

Holdet indså hurtigt, at selv de større abstrakte eksemplarer, der ofte blev brugt i test – falske våben, sløve blade og blokformede knive - var problematiske på grund af variationer i deres form og orientering, når de blev scannet af metaldetektoren. I stedet, forskerne indså, test af HHMD'er og HWMD'er bør udføres med et objekt af ensartet form og størrelse.

De havde også brug for et objekt, hvis orientering eller position ikke ville påvirke detektorens reaktion.

Paulter måtte udelukke nogle genstande, hvor realistiske de end måtte være, såsom et knivlignende stykke metal. I det virkelige liv, en HWMD eller HHMD ville blive vinket flere gange over en person og blive holdt i forskellige vinkler og ville sandsynligvis opdage en knivformet genstand. Imidlertid, under testprocessen, det lyder måske ikke alarm, hvis kun den tyndeste barberkniv er vinkelret på detektoren. En virksomhed kan ved et uheld (eller med vilje) spille systemet ved kun at have den tyndeste metalliske kant i den vinkelrette vinkel. Testning ville ikke være nøjagtig eller reproducerbar.

En uventet vinder

Overraskende nok, sfærer var det vindende valg.

"Selvom de slet ikke ligner rigtige våben, de hjælper os med at få ensartede aflæsninger på detektorerne, " sagde Paulter. "Så længe vi kender en præstationsbaseline for hver type metaltrussel, som en håndholdt detektor kan støde på, vi kan pålideligt bestemme, hvordan den detektor vil reagere, når den bruges."

Stållegeringer, Paulter påpeger, er relativt nemme at opdage på grund af deres magnetiske og elektriske egenskaber. Andre legeringer såsom aluminium og messing udgør lidt mere af en udfordring, fordi de er umagnetiske og derfor sværere at opdage.

Til test af detektering af trusler af lille størrelse såsom blade og nøgler, holdet fandt ud af, at stålkugler på størrelse med en peberkorn (5 millimeter i diameter) var meget effektive til at teste ydeevnen af ​​HHMD'er og HWMD'er. Til aluminium og messing og andre ikke-magnetiske legeringer, holdet fandt ud af, at en aluminiumskugle på størrelse med en stor kirsebær eller gummikugle (ca. 8 mm i diameter) fungerede bedst.

Til afprøvning af detektering af store trusselsobjekter såsom våben og bomber, Paulters team fandt ud af, at test kunne udføres med en stålkugle på størrelse med en ping-pongbold (45 mm i diameter) eller en aluminiumskugle på størrelse med en tennisbold (70 mm i diameter).

Sfærer er særligt gode, Paulter tilføjede, fordi de ikke udgør de samme sikkerhedsproblemer som en falsk pistol, kniv eller klinge måske i laboratoriemiljøer. I øvrigt, i et kriminalforsorgsanlæg, hvor metaldetektorer rutinemæssigt testes for at sikre, at de fungerer korrekt, sfæriske testobjekter kan ikke uden videre omdannes til egentlige våben af ​​indsatte, hvis de bliver stjålet.

Som et resultat af dette arbejde, ASTM har godkendt et opdateret sæt internationale metaldetektorstandarder, inklusive ASTM F3020—19a, F3278—19a og F3356—19a.