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]

Раз уж пошла такая пьянка, уважаемый IGK, не распишете ли здесь самый современный принцип построения МД, который используется чаще всего сегодня, флагманами этого хозяйства, типа Фишеров. Как это все работает вообще. Или статейку какую-нибудь порекомендуйте толковую.
Чтобы говорить на одном языке и не изобретать очевидное еще раз.

[IGK]

Раз уж пошла такая пьянка, уважаемый IGK, не распишете ли здесь самый современный принцип построения МД, который используется чаще всего сегодня, флагманами этого хозяйства, типа Фишеров. Как это все работает вообще. Или статейку какую-нибудь порекомендуйте толковую.
Чтобы говорить на одном языке и не изобретать очевидное еще раз.

Статей по современным МД не знаю. Пользуюсь патентами, руководствами и здравым смыслом... По принципам работы гуглится.

Вообще все современные МД можно условно разбить на три класса:
-традиционный, с излучением одно-двух-трех частотного синусоидального сигнала и измерения сдвига фазы принятого (он, вообще-то, комплексный). Яркие представители White's, Garrett, Fisher, Tesoro. Самый крутой Вайтс работает на трех частотах. Влияние почвы значительное.
-многочастотные (28 частот). Эту нишу пропахивает Minelab. Они назвали это FBS - Full Band Spectrum. На самом деле там излучается серия прямоугольных импульсов. Гармоник там до черта, поэтому применяется FFT и анализируется отклики (палки) на частотах до 100КГц. Считается, что по влиянию почвы он на уровне импульсных и есть хорошее различение предметов.
-импульсные. Самая популярная ниша среди любителей, так как просты и влияние почвы незначительно. Я в них разбираюсь слабо. Мне не нравится, что там плохое различение предметов.

Теперь по традиционным. Эти МД обычно собираются по двум схемам: с подавлением почвы и усилением полезного сигнала аналоговыми фильтрами и (они и есть самые современные) на основе АЦП. В них вся обработка цифровая.
Оба решения используют приемный усилитель на малошумящих ОУ с коэф.усиления 20-200, синхронные детекторы и ФНЧ с усилением 4-20. Далее или идет оцифровка (как в Фишере), или стоят дополнительные фильтры-усилители. Обычно это цепочка из ФВЧ на частоту 3-8 Гц, ПФ с усилением 20-50 на частоте 12-20 Гц и нормирующий ФНЧ. Затем уже оцифровка.
Ясно, что многочастотные МД реализованы по схеме АЦП-ЦФ.

Почему такие частоты? Потому, что для уменьшения влияния почвы используется принцип частотного разделения сигнала. Обычно сигнал от предмета лежит в области частот 3-5 Гц, а разные кочки и прочее создают мешающий сигнал в более низкочастотной области. Но этот сигнал в сотни раз больше полезного. Тем не менее все работает.

Для получения приемлемых характеристик - например, тока потребления на уровне 50-80 ма,- требуется значительное усиление или, что тоже самое, высокое разрешение АЦП. Но так как здесь важно относительное изменение сигнала за период 5-100 мс, не все так страшно. Например, Вайтс имеет коэф.усиления более 5000000 на частоте 16 Гц, и все работает.

Вообще, самое важное в МД - это датчик. Он должен обеспечивать высокую термостабильность (обычно в диапазоне -10...+60 градусов). Это не тривиальная задача и требует применения таких материалов, которые мне, например, недоступны. Также для повышения термостабильности очень часто применяют не резонансный приемник. Поэтому сейчас и не делают сложные объемные датчики. Обычно они намотаны на оправках из термостабильного пластика с добавлением графита. Затем оправка заземляется (экран Фарадея). Затем все заливается эпоксидкой с наполнителем. Или графит добавляется в заливку.
Многочастотные датчики очень сложны. Мне довелось разбирать один такой, так я с трудом разобрался в намотке (встречно-перекрещивающаяся, если кто поймет, что я имел в виду) и нескольких защитных экранах и занулениях.
Ну и по типам разнообразия не много - это дубль Д или кольцо. Часто вырожденное в эллипс :-)

И, опять же, хоть и страшно, но можно это обойти. Достаточно подать в точку входа сигнала от датчика компенсирующий сигнал и менять его так, чтобы в рабочем диапазоне температур и при изменении параметров почвы результирующий сигнал был близок к нулю. И менять управляющие сигналы так, чтобы VDI при этих условиях был неизменен. У меня на эту реализацию ушло вечеров на три года :-)
Но получилось, хотя и недавно. До этого были обидные проколы. Например, этим летом возрос шум при сложении сигналов. Искал я долго, но не в том месте... Я думаю, что Атмел изменил схемотехнику выходного каскада Меги. И сейчас переход от 1 к 0 стал сопровождаться более сильным (шумным) выбросом, чем ранее. Я даже специально повторил старую трассировку платы и впаял старый процессор. На одной программе повторяемость результатов 100%. Т.е. меняешь проц - шумы увеличиваюся в 4 раза. Вылечилось буферированием управляющего сигнала, через обычный транзистор. RC цепочки не помогли. Китай, млять...

Если будут еше вопросы - задавайте. В этой теме нужны свежие идеи...

[AndreyVN]

Скачал несколько книг по металлодетекторам, залью в Upload.

Не могу понять, почему не пользуют ферритовые сердечники в форме подковы? Можно получить усиление поля в сотни раз.

Схем в интернете на самом деле полно, Ваш предыдуший пост дает информацию по их фильтрации. Спасибо.

Для подогреву темы вкладываю картинку подпорной забутовки, на ней лежит весьма увесистая плита, то есть просто разобрать кладку нельзя, естественно, хочется пощупать, что за ней.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[IGK]

Для подогреву темы вкладываю картинку подпорной забутовки, на ней лежит весьма увесистая плита, то есть просто разобрать кладку нельзя, естественно, хочется пощупать, что за ней.

Такие вещи щупают георадаром.

[AndreyVN]

Такие вещи щупают георадаром.

Геородар сделать к лету не реально.
А со светодиодом ничего не получится, это не вход в комнату, это кладка вдоль стены, за которой могла быть
ниша в которую что-то положили, затем засыпали и замуравали. А скорее всего, и ниши не было, просто сложили подпорку вдоль стены,
на которую села нависшая сверху плита и все.