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]

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

Вы уже сами дали ответ. В идеальном исполнении в катушке приема поле минимизировано из-за такого ее расположения. При наличии объекта появляется резкое увеличение. Налицо попытка увеличить скорость нарастания зависимости амплитуды в приемной катушке с помощью подстройки "0" геометрией катушек.
ПМСМ, от лукавого. И зачем добиваться минимума, когда по увеличению-уменьшению можно заняться идентификацией цветной-черный? Гораздо важнее в таком случае обеспечить стабильность "0" и точность детектирования амплитуды.
Я бы лучше попробовал реализовать вертикальное соосное расположение двух одинаковых катушек диаметром сантиметров 5, разнесенных сантиметров на 20. Аля трость-металлоискатель. Верхнее кольцо - передатчик. Хорошо бы термоизолировать нижнее. Экран из тонкой фольги. Зона обнаружения определяется больше напряженностью поля излучающей и точностью всей измерительной системы. Очень большой её тоже делать не стоит - Вы же не голый с прибором работаете - каждый мет. предмет будет вносить вклад при движении. А вот глубину можно выбрать высотой излучающей катушки (высотой обмотки, а не расположением катушки) и силой тока в ней. Обеспечить воспроизводимость тока и амплитуды напряжения излучающей катушки - тоже не совсем простая задача, если добиваться идеала.
Не стоит скупиться и на математику обработки сигнала.

[_Pasha]

Я бы лучше попробовал реализовать вертикальное соосное расположение двух одинаковых катушек диаметром сантиметров 5, разнесенных сантиметров на 20.

Это ж сколько оно (передатчик) жрать будет, чтобы обеспечить 35см глубину проникновения?. Байка про 5 коп СССР, которые опознаются на расстоянии 35см - священная корова, ее трогать низзя

[zzzzzzzz]

Это ж сколько оно (передатчик) жрать будет, чтобы обеспечить 35см глубину проникновения?. Байка про 5 коп СССР, которые опознаются на расстоянии 35см - священная корова, ее трогать низзя

Сколько сможете дать. Снижать потребление можно за счет повышения чувствительности приемника, а не только мощности передатчика. Полагаю, порядка 10 Вт (например, амплитуда 1 В, ток 10 А) стоит гнать в передающую катушку если хотите уверенную глубину порядка 1 м.
Передатчик вижу таким - кварцевый генератор на 32 кГц, делитель на 32, аналоговый фильтр на 900 Гц из компонентов с нулевыми температурными коэффициентами, мощный ОУ со схемой стабилизации среднего тока в катушке его нагрузки. Все напряжения питаний стабилизированы. Катушка из посеребренного провода в виде идеального цилиндра, пролачена и залита теплопроводным компаундом в цилиндрический радиатор.

[_Pasha]

Снижать потребление можно за счет повышения чувствительности приемника

Это одна из краеугольных проблем - там динамический диапазон и так очень большой. Сейчас цифры не вспомню - лет 7 этим серьезно не занимался, но проблема все равно осталась, насколько я знаю.

Полагаю, Ватт 10 стоит гнать в передающую катушку.

В импульсных - да. По методу гарм. баланса- больше 2.5 Вт выдавать нехорошо. Жалко человека с аккумулятором в виде ранца за спиной.
ЗЫ прочитал, что Вы дописАли - Вы же импульсные и имеете ввиду?

[zzzzzzzz]

Это одна из краеугольных проблем - там динамический диапазон и так очень большой. Сейчас цифры не вспомню - лет 7 этим серьезно не занимался, но проблема все равно осталась, насколько я знаю.

Да я тоже давно этим развлекался. Но, сейчас ЭБ похорошела, особых проблем в пределах требуемого не видать. Как говорится, бери да делай. Лень только.

В импульсных - да. По методу гарм. баланса- больше 2.5 Вт выдавать нехорошо. Жалко человека с аккумулятором в виде ранца за спиной. ЗЫ прочитал, что Вы дописАли - Вы же импульсные и имеете ввиду?

Нет, особого смысла экономить импульсным режимом на частоте около 1 кГц нет. Ну, можно скважность и увеличить до 3-4. Но, не больше - усложняется алгоритм детектирования для работы в реальном времени.

Если не хочется на поясе носить полкило аккумулятора, то тогда надо подумать о снижении глубины. Скажем, до 0.5 м. Тем более, что глубже копать никто и не хочет. Можно и еще скромнее. И, вообще, выбор мощности в зависимости от используемого питания. Внутренние аккумуляторы трости - минимальный поиск. Внешние - максимальный.

[_Pasha]

Но, сейчас ЭБ похорошела, особых проблем в пределах требуемого не видать. Как говорится, бери да делай.

Есть мысль, сейчас она очень хорошо ложится на современную базу:
Когда-то давно для квадратурной обработки опорный меандр и сдвиг фаз на 90град. делался компараторами с подобранными RC цепями. Сейчас можно иметь один компаратор и сдвиг 90гр формировать модулями таймера любого современного МК. НО: вменяемые ТТХ можно получить только при помощи "разогнанных" таймеров - я имею ввиду МК, в которых на таймер заводится клок с местного PLL (до 64МГц, например для AVR). Поскольку чисто цифровая перестройка в этих функц.блоках возможна, можно смело подбирать частоту накачки резонансой передающей катушки. При этом добротность приемного контура смело выбираем максимально возможной, добротность передающей - пониже из соображений захватить диапазон температурной нестабильности рез. частоты. Таким образом, это "старье", как говорит IGK, обретает вполне осязаемую новую жизнь. Кто что думает по этому поводу?