Катушки металлоискателей Опции

[AndreyVN]

Всем привет!

Хочу обсудить конструкции катушек металлоискателей, не могу понять чем хороша геометрия правой на рисунке (pinpoint) катушки?

Из текста следует, что у неё меньше площадь под которой чувствуется наличие металла, так можно просто уменьшить обычную, “круглую” катушку, еще и выигрыш по напряжен-ности поля получить.
Еще, написано, что регистрирующая (pickup) катушка при неискаженном поле основной (Driven) катушки дает нулевой сигнал. Пока, практика это не подтверждает, как ни двигай регистрирующую катушку – в ней исправно наводтся ЭДС возбуждающей, возможно, надо было точнее геометрию выдерживать.

На второй картинке посчитана напряженность поля Pinpoint катушки, как и следовало ожидать, в области маленькой “вывернутой” катушки поле просто “вырезается”, а в области большой – несколько уменьшается.

Есть соображения, как объяснить преимущества такой сложной геометрии возбуждающей катушки?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[zzzzzzzz]

А что такое "складная голова"? Гибкая?

После долгих рассуждений пришел к выводу, что лучший вариант - биг фут.
Только он дает полноценную компенсацию грунта, и можно видеть и "дальше, и чётче".
Это первое. Второе - биг фут не простой, а вытянутый. Так получается иметь и широкий шаг при махах, и точную локализацию цели при обнаружении. В-третьих, биг фут высокосимметричный по геометрии. То есть, в виде промышленной РСВ. Тонкая подстройка за счет дифференциального усилителя.
Много еще чего, про всё не сказать. Запускаю скоро вторую итерацию РСВ, со схемой прямо возле катушек. Как потеплеет, буду сравнивать с покупным прибором в реале. В основном, меня беспокоит только конкретная чувствительность к перекосу катушек к поверхности грунта.

По поводу геометрий классических катушек. Если сделать приемную больше передающей, то, однозначно, чутьё упадет. Так как с внешней стороны передающей градиент напряженности поля меньше (становясь нулевым где-то в бесконечности ). А ведь именно изменение поля на единицу объема или площади определяет изменение ЭДС в приемной. Внутри же передающей проходят все силовые линии и градиент выше. Перераспределение поля внутри передающей смотреть гораздо "вкуснее".
Да так и пробовали уже энтузиасты. Хуже.

[AndreyVN]

А что такое "складная голова"? Гибкая?

Нет, это вариации на тему 2D. Практически карманный вариант, но плата за маленький габарит велика - полоса захвата 6-8 см и чувствительность по пятаку 7-10 см. search_coils.pdf - отличный обзор, спасибо!

[IGK]

Тема не умерла, оказывается...
Я сейчас проверяю идею Сергея П с md4ru о возможности создания датчика с пониженной чувствительностью к почве. Для проверки сделал тестовую плату с автобалансом датчика и 24-битным АЦП на РСМ1808. Процессор STM32L151. Особенность датчика в том, что он не требует какой-либо настройки при изготовлении. Делаю два датчика: Кольцо и ДД.
Коротко суть идеи в том, что балансирующая катушка должна быть расположена вне приёмной.
Результаты эксперимента выложу на сайте.

Сейчас задержка, полетел диск с проектами. Пропало всё (С) за последний месяц. Как раз перед архивированием гавкнулся. Так всегда бывает :-(

[zzzzzzzz]

Тема не умерла, оказывается...
Я сейчас проверяю идею Сергея П с md4ru о возможности создания датчика с пониженной чувствительностью к почве.

Читал. Но, это ничем не лучше биг фута. И даже хуже, так как биг фут подразумевает геометрическую идентичность приемных катушек, а он предлагает сильно различные геометрии. Для несинусоидального сигнала их скомпенсировать крайне проблематично.

Для проверки сделал тестовую плату с автобалансом датчика и 24-битным АЦП на РСМ1808.

И зачем так сурово? я собрался обойтись дифф. усилителем в Кус около нескольких тысяч (с компрессией) и встроенным 12-ти разрядным АЦП PIC24. "Честных" АЦП на 24 разряда не бывает в природе.

А Вы нацелились на БПФ или алгоритм какой по-проще?


А вот интересно, - кто что думает про целесообразность попробовать сделать коммерческий продукт?
Понятно, что это не хлеб, и продавать такое трудно. Также, сложно производить хороший механический конструктив (углепластики там, корпуса приличные и т.п.)
И моделей на рынке много. Стоит ли ввязываться? Само собой, если параметры прототипа получаются не хуже брендовых, а цена меньше существенно (это как раз не сложно, цены довольно раздутые сейчас у брендов).

[IGK]

Читал. Но, это ничем не лучше биг фута. И даже хуже, так как биг фут подразумевает геометрическую идентичность приемных катушек, а он предлагает сильно различные геометрии. Для несинусоидального сигнала их скомпенсировать крайне проблематично.

И зачем так сурово? я собрался обойтись дифф. усилителем в Кус около нескольких тысяч (с компрессией) и встроенным 12-ти разрядным АЦП PIC24. "Честных" АЦП на 24 разряда не бывает в природе.

А Вы нацелились на БПФ или алгоритм какой по-проще?

А вот интересно, - кто что думает про целесообразность попробовать сделать коммерческий продукт?
Понятно, что это не хлеб, и продавать такое трудно. Также, сложно производить хороший механический конструктив (углепластики там, корпуса приличные и т.п.)
И моделей на рынке много. Стоит ли ввязываться? Само собой, если параметры прототипа получаются не хуже брендовых, а цена меньше существенно (это как раз не сложно, цены довольно раздутые сейчас у брендов).

Биг Фут неудобен в поиске. Желающих его применять мало...
24 разряда. Так что есть в продаже подешевле, это кодек на 24 бита. 12 бит - крайне мало, не забывайте про динамический диапазон сигнала. У меня сейчас 20 бит, так при поднесении пятака к датчику на 5-6 см уже перегрузка. Минимум на 35 см, это 16 МЗР АЦП. Компрессия... А про ВДИ подумали? На краях диапазона.
А что сложного в БПФ, практически я имею в виду. Я пробовал. Но нет, я гоняю кодек на 8 kbps для снижения потребления. Поэтому БПФ нет, есть классические синхронные детекторы и таймеры. Дальше ЦОС.
Коммерческий продукт надо было делать лет 10 назад. Сейчас слишком много предложений, никому это уже не интересно, у каждого своё есть.
По поводу брендов - есть такая фирма NEL. Она как раз использует слабое место в торговой политике брендов, когда каждой модели - своё место и своя цена. Оказалось, достаточно выпустить датчик для дешевого МД и превратить его в дорогой :-) Многим это не даёт покоя, мне часто пишут по этому поводу.

...делаем МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ, а не МИНО... ))) В ойропе стада страждущих прочёсывают ПЛЯЖИ... мин - нет!!!

В ойропе законы такие, что будете сидеть лет 20 с вашей палкой :-) Там всё суровее, чем у нас. Демократия...

НО в случае прорыва в схемотехнике, денюжками пахнет реально...

Там мертвечиной уже воняет, а Вы - прорыв... Стагнация в самом расцвете, фигней последние годы занимаются - 3Д визуализатор, приделанный к палке с катушкой :-) Экран зато цветной...
Деньги фирмы сейчас делают на комплексном предложении по безопасности (охрана, наблюдение), а не на металлодетекторах.

[zzzzzzzz]

Биг Фут неудобен в поиске. Желающих его применять мало...

Интересно услышать чем он неудобен.

24 разряда. Так что есть в продаже подешевле, это кодек на 24 бита. 12 бит - крайне мало, не забывайте про динамический диапазон сигнала. У меня сейчас 20 бит, так при поднесении пятака к датчику на 5-6 см уже перегрузка. Минимум на 35 см, это 16 МЗР АЦП. Компрессия... А про ВДИ подумали? На краях диапазона.

Вы представляете себе немного другую схему усиления и обработки. Увеличение усиления эквивалентно увеличению разрядности АЦП, но лучше. И для ВДИ такая разрядность не нужна. Компрессия же актуальна только для больших сигналов, где разрядность вообще мало волнует.

Коммерческий продукт надо было делать лет 10 назад. Сейчас слишком много предложений, никому это уже не интересно, у каждого своё есть.
По поводу брендов - есть такая фирма NEL. Она как раз использует слабое место в торговой политике брендов, когда каждой модели - своё место и своя цена. Оказалось, достаточно выпустить датчик для дешевого МД и превратить его в дорогой :-) Многим это не даёт покоя, мне часто пишут по этому поводу.

Это, в принципе, верно. Только остается один непонятный момент - цены держатся весьма высокие. Приличные клюшки начинаются от штуки бяксов. Если бы рынок насытился, то цены бы посыпались.
Да и то, что я видел в магазинах, честно говоря, очень далеко от идеала для юзера. Не в смысле идеального универсального прибора, а в смысле конструктивного исполнения. Параметры тоже не "фантастические".

Конечно, скоро могут прибежать китайцы и всех положить. Это более чем реально.

[IGK]

Интересно услышать чем он неудобен.

Вы представляете себе немного другую схему усиления и обработки. Увеличение усиления эквивалентно увеличению разрядности АЦП, но лучше. И для ВДИ такая разрядность не нужна. Компрессия же актуальна только для больших сигналов, где разрядность вообще мало волнует.
Это, в принципе, верно. Только остается один непонятный момент - цены держатся весьма высокие. Приличные клюшки начинаются от штуки бяксов. Если бы рынок насытился, то цены бы посыпались.
Да и то, что я видел в магазинах, честно говоря, очень далеко от идеала для юзера. Не в смысле идеального универсального прибора, а в смысле конструктивного исполнения. Параметры тоже не "фантастические".

Конечно, скоро могут прибежать китайцы и всех положить. Это более чем реально.

Биг Фут. Неудобен двумя зонами чувствительности и нулевой посередине. Если бы был удобен - применяли бы везде. Нет ни у кого...

Увеличение усиления... А у меня, на основе опыта, прямо противоположное мнение. Если говорить об усилении по ДС, а затем ЦОС. Если продолжать паять фильтры на рассыпухе, то да :-) Но что делать, если нужно перестраивать по частоте эти фильтры? А надо... ЦОС рулит, однозначно.

Для ВДИ нужны одинаковые по разрядности сигналы, ибо это деление. Ограничьте сигнал в одном канале (перегрузка или уменьшение разрядности) и посмотрим, что останется от ВДИ. А именно на его основе работает дискриминатор и прочие анализаторы.

Цены. Так ведь за бренд платят потому, что его можно продать с вероятностью 99%. Купив самоделку, даже и дешевле бренда, её можно продать с вероятностью 10%. А терять деньги не хочется никому, даже потному и вонючему копателю :-)

Китайцами пугают который год. Их бояться надо в массовом рынке. Это всё же малосерийные изделия...

... процесс разработки рассматривать как приятное и интересное баловство.

Вот с этим согласен на 100%. Оно и есть...

...а металлодетекторы - ТЕМА!!!

Для отдыха :-) Сами же признались, за что деньги получаете. Я вон кораблям (правильно - пароход :-) якоря кручу...

[zzzzzzzz]

Биг Фут. Неудобен двумя зонами чувствительности и нулевой посередине. Если бы был удобен - применяли бы везде. Нет ни у кого...

Ну, во-первых, есть. Во-вторых, это не аргумент. Ведь речь идет о новой конструкции, в которой можно реализовать преимущества биг фута и устранить недостатки. Вытянутый датчик имеет более протяженное пятно\глубина. И выигрывает у кольца (у которого, кстати, очень маленькое пятно - причина массовых пропусков целей при большом шаге). Мертвая зона в центре биг фута не является причиной пропусков - вероятность попадания цели в эту зону, при полной её симметрии весьма мала и становится нулевой при правильном шаге (а он будет всё равно больше, чем у кольца). Но мертвая зона, как пишут юзеры очень удобна как пинпоинтер.
Есть проблемы у биг фута с дискриминацией - не многие смогли разобраться как определить расположение объекта или его магнитные свойства. Не буду говорить до полноценных испытаний, но у меня этот вопрос решился.
Основной же гигантский плюс - автоматическая компенсация грунта. Этим не может похвастаться никто из "классиков".

Увеличение усиления... А у меня, на основе опыта, прямо противоположное мнение. Если говорить об усилении по ДС, а затем ЦОС. Если продолжать паять фильтры на рассыпухе, то да :-) Но что делать, если нужно перестраивать по частоте эти фильтры? А надо... ЦОС рулит, однозначно.

Для ВДИ нужны одинаковые по разрядности сигналы, ибо это деление. Ограничьте сигнал в одном канале (перегрузка или уменьшение разрядности) и посмотрим, что останется от ВДИ. А именно на его основе работает дискриминатор и прочие анализаторы.

У Вас другие принципы в голове. Я остановился на прямой оцифровке усиленных\логарифмированных канальных и дифференцированных сигналов. Никаких там синхронных детекторов со своими сумасшедшими инжекциями ключей, никаких интеграторов и пороговой схемотехники. Всё в ЦОС. Возбуждающий сигнал - логарифмический источник тока, содержащий всё, что нужно в широкой полосе. Синусы и прямоугольники - в топку. Это параллель многочастотного анализа по БПФ.
В таком разе ВДИ - это интеграл отклика на нужном временном участке. Даже компрессированный сигнал покажет всё правильно.

[IGK]

У Вас другие принципы в голове. Я остановился на прямой оцифровке усиленных\логарифмированных канальных и дифференцированных сигналов.

Вот тут не понял... хотя фраза читается просто здорово :-) Усиленных и логарифмированных канальных сигналах. Т.е. сигналы получены не цифровой обработкой? Раз усиленных... Однако, ранее я понял по-другому. Ну, это всё равно. Каждый делает, как хочет...

У меня главное (ну, бзик такой :-) - чтобы и чувствительность была, и ток потребления прибора был не более 50 ма. Прибор-то батарейный, я ставлю 2 LiPo недорогих от телефона или 4хАА. А прямая ЦОС у меня всегда проигрывала по потреблению. Я экспериметрировал на дохлом Х-30, там TMS320, на STM32. Плюс АЦП (кодек) на 96 kbps. Токи получались примерно вдвое больше тока датчика, т.е. около 50-80 ма, когда как. Поэтому первичную обработку - т.е. синхронное детектирование,- я выполняю классическим образом. Вот если бы и приёмный усилитель выбросить, тогда стоило бы подумать. А так... микросхема SO8, пара ключей в SC-70, да и всё. Сигналов от проца навалом, любых.
И не надо говорить о надёжных и недорогих аккумуляторах! Практика показывает, что у среднего поисковика они живут 1, максимум два сезона. Ну, такие вот они пользователи... Аккум на 2700 ма*час стоит немало, а их там требуется не один...
Впрочем, каждый сходит с ума по-своему... На то и хобби :-)

Кстати, забыл по Биг Футу дополнить. Полное подавление, это если его медленно и строго параллельно земле окучивать. Чего не бывает никогда...

[zzzzzzzz]

Вот тут не понял... хотя фраза читается просто здорово :-) Усиленных и логарифмированных канальных сигналах. Т.е. сигналы получены не цифровой обработкой? Раз усиленных... Однако, ранее я понял по-другому. Ну, это всё равно. Каждый делает, как хочет...

Ну, естественно, кто как хочет. Какие могут быть запреты. Истина познается "на земле" и в суме.
Под каналами я подразумеваю сигналы от двух приемных катушек биг фута.

У меня главное (ну, бзик такой :-) - чтобы и чувствительность была, и ток потребления прибора был не более 50 ма...

Я поставлю DC-DC от двух АА до 7.5 В. А для 5 В дополнительно 78L05. Так можно будет "выпивать" батарейки и аккумы "до дна".

А прямая ЦОС у меня всегда проигрывала по потреблению.

ЦОС ЦОСу рознь. Я собрался всего лишь интегрировать кучки отсчетов в нужных интервалах времени. Причем, в паузе между силовыми импульсами. В принципе, среднее потребление можно свести к какому-то разумному минимуму, а в импульсе иметь большой ток.

И не надо говорить о надёжных и недорогих аккумуляторах! Практика показывает, что у среднего поисковика они живут 1, максимум два сезона. Ну, такие вот они пользователи... Аккум на 2700 ма*час стоит немало, а их там требуется не один...

Эта проблема мне кажется второстепенной вообще. 200-300 руб. за сезон - смешные расходы.

Кстати, забыл по Биг Футу дополнить. Полное подавление, это если его медленно и строго параллельно земле окучивать. Чего не бывает никогда...

Да, не бывает. Но, вопрос в "воротах молчания". У биг фута они представляются гораздо уже, чем у систем, балансируемых с абстрактным сигналом, принимаемым за грунт. А ведь компенсация земли - главное ограничение по чутью, не так ли? Медленно, кстати, не нужно, - скорость значения не имеет в разумных пределах.

[IGK]

ЦОС ЦОСу рознь. Я собрался всего лишь интегрировать кучки отсчетов в нужных интервалах времени. Причем, в паузе между силовыми импульсами.
Эта проблема мне кажется второстепенной вообще. 200-300 руб. за сезон - смешные расходы.

:-) Ну, дававйте ещё и ЦОСами посоревнуемся. Типа преобразование "Котельников-IGK" против "Котельников-zzzzzzzz". Я обязуюсь работать на полутора Fs, а Вы?
Так мы о разных типах приборов, наверное, спорим. Раз между силовыми импульсами... Их (типы) вообще сравнивать... моветон... асм против си...
Второстепенными бывают проблемы в своём кошельке. Это когда деньги есть. Если решились продавать прибор, то такого лучше не говорить вслух :-) Побьют, может даже ногами (С)
У нас вот один вышеозначенный аккум стоит около 34 грн, вроде как 150 руб за штучку. Умножаем на 4-8 штук, получаем... получаем... много! Наши копатели так много, как в России, не получают...

Только не обижайтесь, я по жизни поху приколист. Может. потому что болею часто и навсегда...

[zzzzzzzz]

:-) Ну, дававйте ещё и ЦОСами посоревнуемся. Типа преобразование "Котельников-IGK" против "Котельников-zzzzzzzz". Я обязуюсь работать на полутора Fs, а Вы?

Не, не надо. Да и Котельников мне не нужен тут, не будем про него в суе.

Так мы о разных типах приборов, наверное, спорим. Раз между силовыми импульсами... Их (типы) вообще сравнивать... моветон... асм против си...

Это проблемы терминологии всего лишь. Строители "синусоидальных" и "прямоугольных" систем часто даже не догадыватся, что, по сути, делают одно и тоже - измеряют перераспределение поля внутри катушки. Особенно веселят рассуждения об "откликах от цели". Причем, от грамотных людей, вроде.
"Синусоидальщики" просто не кастрируют свои синусы для "пауз". А смысл тот же.
А "импульсники" смотрят на "синусоидальные хвосты".
Это как не бывает чистой цифры - все сигналы аналоговые.

Только не обижайтесь, ...

Это постараться надо.

Вопрос у меня возник - что если тихонько подмешать в выходной звук гармоники разностного аналогового сигнала, до оцифровки? Чтобы слышать микрофлуктуации и грунта и дальних целей. Тихонько. Есть ли смысл немного грузить ЭВМ головного мозга юзера? Параллельно МК, а не вместо, само собой. Заодно, это будет индикацией функционирования клюшки, что она не сдохла.

[IGK]

Вопрос у меня возник - что если тихонько подмешать в выходной звук гармоники разностного аналогового сигнала, до оцифровки? Чтобы слышать микрофлуктуации и грунта и дальних целей. Тихонько. Есть ли смысл немного грузить ЭВМ головного мозга юзера? Параллельно МК, а не вместо, само собой. Заодно, это будет индикацией функционирования клюшки, что она не сдохла.

Что-то я не успеваю за полётом... Что такое "гармоники разностного аналогового сигнала"? Т.е. слова по отдельности знакомые, а в целом - понимания нет...

[zzzzzzzz]

Что-то я не успеваю за полётом... Что такое "гармоники разностного аналогового сигнала"? Т.е. слова по отдельности знакомые, а в целом - понимания нет...

Разностный сигнал - имеется в виду сигнал R=k(А-В), где k-усиление, А - сигнал от одной приемной катушки, В - от второй. В отсутствие целей R есть только небольшой шум и нескомпенсированный сигнал генератора. При наличии цели будет сигнал генератора с кучей гармоник. На RC дифференцируем, подавляя немного основную частоту. Подмешиваем в выход. Мозг юзера сможет распознавать (при желании) даже то, что математика посчитает за отсутствие цели. Вернее, интуитивно понять, что что-то здесь интересненькое, хоть и очень слабое.

[IGK]

Разностный сигнал - имеется в виду сигнал R=k(А-В), где k-усиление, А - сигнал от одной приемной катушки, В - от второй.

Запутали Вы меня... БигФутом этим. В нём же одна приёмная катушка, просто перекрёстно сложенная...
Давайте сначала, если Вам захочется. Есть передатчик + его катушка. Есть дифференциальный приёмник + 2 катушки, так? Как все они расположены относительно друг-друга, их топология? А то я ничего уже не понимаю...

[zzzzzzzz]

Запутали Вы меня... БигФутом этим. В нём же одна приёмная катушка, просто перекрёстно сложенная...

Это классическое, но не лучшее решение. Лучшее такое - внутри одной передающей катушки две симметричных синфазных приемных. Сигналы с них одинаково усиливаются и вычитаются на инструментальном усилителе.

[IGK]

Это классическое, но не лучшее решение. Лучшее такое - внутри одной передающей катушки две симметричных синфазных приемных. Сигналы с них одинаково усиливаются и вычитаются на инструментальном усилителе.

Понятно... Предупреждать надо:-) и это не БигФут уже... Да фигня всё это. Пока не будет новых принципов поиска, это просто перестановка кроватей...
Мне вон недавно мозги е... тренировали прибором на основе FM приёмника. То ли недо-георадар, то ли ещё нет. Я честно перечитал патент, ни хрена не понял. Как и несколько лет назад, впрочем :-( Вроде и чертежи сурьёзные, типа ссылки выше :-)
Честно, может об этом потрепемся? Чего там БигФуты обсуждать...
Вот патент: 5,936,586 / VHF-UHF waveguide non-metal and metal detector. Это ещё в старом обозначении, качал-то давно...
FM приёмник нынче стОит копейки, желающие повторить озолотятся озеленятся на разнице в цене круто :-)

[zzzzzzzz]

... Вот патент: 5,936,586 / VHF-UHF waveguide non-metal and metal detector. Это ещё в старом обозначении, качал-то давно...
FM приёмник нынче стОит копейки, желающие повторить озолотятся озеленятся на разнице в цене круто :-)

Можно и потрепаться, если расскажите как глубоко VHF-UHF проникают в проводимый грунт. Грунт, конечно, не металл, но поглощение на таких частотах будет приличное. Похоже на фантазии.