Մետաղական դետեկտորի տիպի ընդունման փոխանցում: Ամենապարզ մետաղական դետեկտորը. Սարքի դիզայնը և շահագործման սկզբունքը

Սարքը, որը թույլ է տալիս գտնել չեզոք միջավայրում գտնվող մետաղական առարկաներ, օրինակ՝ հող, իրենց հաղորդունակության շնորհիվ կոչվում է մետաղական դետեկտոր (մետաղական դետեկտոր): Այս սարքը թույլ է տալիս մետաղական առարկաներ գտնել տարբեր միջավայրերում, այդ թվում՝ մարդու մարմնում։

Հիմնականում միկրոէլեկտրոնիկայի զարգացման շնորհիվ մետաղական դետեկտորները, որոնք արտադրվում են աշխարհի բազմաթիվ ձեռնարկությունների կողմից, ունեն բարձր հուսալիություն և փոքր ընդհանուր և քաշային բնութագրեր:

Ոչ վաղ անցյալում նման սարքերը ամենից հաճախ կարելի էր տեսնել սակրավորների մոտ, սակայն այժմ դրանք օգտագործում են փրկարարները, գանձ որոնողները, կոմունալ ծառայությունների աշխատակիցները խողովակներ, մալուխներ և այլն փնտրելիս: Ավելին, շատ «գանձ որոնողներ» օգտագործում են մետաղական դետեկտորներ, որոնք նրանք հավաքում են: սեփական ձեռքերով...

Սարքի դիզայնը և շահագործման սկզբունքը

Շուկայում մետաղական դետեկտորները աշխատում են տարբեր սկզբունքներով։ Շատերը կարծում են, որ օգտագործում են իմպուլսային էխոյի կամ ռադարի սկզբունքը: Նրանց տարբերությունը տեղորոշիչներից կայանում է նրանում, որ փոխանցվող և ստացված ազդանշանները գործում են անընդհատ և միաժամանակ, բացի ամեն ինչից, նրանք աշխատում են համընկնող հաճախականություններով:

«Ստանալ-փոխանցում» սկզբունքով աշխատող սարքերը գրանցում են մետաղական առարկայից արտացոլված (վերարտադրվող) ազդանշանը։ Այս ազդանշանը հայտնվում է մետաղական առարկայի վրա փոփոխվող մագնիսական դաշտի ազդեցության պատճառով, որն առաջանում է մետաղական դետեկտորի կծիկներով։ Այսինքն՝ այս տեսակի սարքերի դիզայնը նախատեսում է երկու կծիկի առկայություն՝ առաջինը փոխանցող է, երկրորդը՝ ստացող։

Այս դասի սարքերն ունեն հետևյալ առավելությունները.

դիզայնի պարզություն;
մետաղական նյութերի հայտնաբերման մեծ հնարավորություններ:

Միևնույն ժամանակ, այս դասի մետաղական դետեկտորներն ունեն որոշակի թերություններ.

մետաղական դետեկտորները կարող են զգայուն լինել գետնի կազմի նկատմամբ, որտեղ նրանք մետաղական առարկաներ են փնտրում:
տեխնոլոգիական դժվարություններ արտադրանքի արտադրության մեջ.

Այլ կերպ ասած, այս տեսակի սարքերը պետք է կարգավորվեն ձեռքով աշխատանքից առաջ:

Այլ սարքերը երբեմն կոչվում են հարվածի դետեկտոր: Այս անունը եկել է հեռավոր անցյալից, ավելի ճիշտ այն ժամանակներից, երբ լայնորեն օգտագործվում էին սուպերհետերոդինային ընդունիչները։ Ծեծը մի երևույթ է, որը նկատելի է դառնում, երբ միանման հաճախականությամբ և հավասար ամպլիտուդներով երկու ազդանշան են գումարվում։ Ծեծը բաղկացած է ամփոփված ազդանշանի ամպլիտուդի պուլսացիայից:

Ազդանշանի ալիքների հաճախականությունը հավասար է ամփոփված ազդանշանների հաճախականության տարբերությանը: Նման ազդանշանն ուղղիչի միջով անցնելով՝ այն նաև կոչվում է դետեկտոր, այսպես կոչված տարբերության հաճախականությունը մեկուսացված է։

Այս սխեման կիրառվում է երկար ժամանակ, սակայն մեր օրերում այն չի կիրառվում։ Դրանք փոխարինվեցին համաժամանակյա դետեկտորներով, սակայն տերմինը մնաց գործածության մեջ։

Մետաղական դետեկտորը աշխատում է հետևյալ սկզբունքով. այն գրանցում է հաճախականության տարբերությունը երկու հաղորդիչ կծիկներից: Մի հաճախականությունը կայուն է, մյուսը պարունակում է ինդուկտոր:

Սարքը կարգավորվում է ձեր սեփական ձեռքերով, որպեսզի ստեղծված հաճախականությունները համընկնեն կամ գոնե մոտ լինեն: Հենց մետաղը մտնում է գործողության գոտի, սահմանված պարամետրերը փոխվում են, և հաճախականությունը փոխվում է։ Հաճախականության տարբերությունը կարելի է գրանցել տարբեր եղանակներով՝ սկսած ականջակալներից մինչև թվային մեթոդներ:

Այս դասի սարքերն առանձնանում են պարզ սենսորային դիզայնով, ցածր զգայունությամբ հողի հանքային կազմի նկատմամբ:

Բայց բացի սրանից, դրանց շահագործման ժամանակ անհրաժեշտ է հաշվի առնել այն հանգամանքը, որ դրանք ունեն մեծ էներգիայի սպառում։

Տիպիկ դիզայն

Մետաղական դետեկտորը ներառում է հետևյալ բաղադրիչները.

Կծիկը տուփի տիպի կոնստրուկցիա է, որտեղ տեղադրված են ազդանշանի ստացողը և հաղորդիչը: Ամենից հաճախ կծիկը ունի էլիպսաձև ձև, և դրա արտադրության համար օգտագործվում են պոլիմերներ: Դրան միացված է մետաղալար՝ այն միացնելով կառավարման միավորին։ Այս մետաղալարը ազդանշանը փոխանցում է ստացողից մինչև կառավարման միավոր: Հաղորդիչը ազդանշան է առաջացնում մետաղի հայտնաբերման ժամանակ, որը հեռարձակվում է ընդունիչին: Կծիկը տեղադրված է ստորին լիսեռի վրա:
Մետաղական մասը, որի վրա ամրացված է կծիկը և կարգավորվում է նրա թեքության անկյունը, կոչվում է ստորին լիսեռ։ Այս լուծման շնորհիվ տեղի է ունենում մակերեսի ավելի մանրակրկիտ հետազոտություն։ Կան մոդելներ, որոնց ստորին հատվածը կարող է հարմարեցնել մետաղական դետեկտորի բարձրությունը և ապահովում է հեռադիտակային միացում ձողի հետ, որը կոչվում է միջին։
Միջին բումը այն հանգույցն է, որը գտնվում է ստորին և վերին բումի միջև: Դրա վրա ամրացված են սարքեր՝ թույլ տալով հարմարեցնել սարքի չափերը։ շուկայում դուք կարող եք գտնել մոդելներ, որոնք բաղկացած են երկու ձողերից:
Վերին բարը սովորաբար կոր է: Այն նման է S տառին։ Այս ձևը համարվում է օպտիմալ՝ այն ձեռքին ամրացնելու համար։ Դրա վրա տեղադրված է բազկաթոռ, կառավարիչ և բռնակ։ Թևատակերը և բռնակը պատրաստված են պոլիմերային նյութերից։
Մետաղական դետեկտորի կառավարման միավորը պահանջվում է կծիկից ստացված տվյալների մշակման համար: Ազդանշանը փոխակերպելուց հետո այն ուղարկվում է ականջակալներ կամ ցուցադրման այլ սարքեր: Բացի այդ, կառավարման միավորը նախատեսված է սարքի աշխատանքային ռեժիմը կարգավորելու համար: Կծիկից լարը միացված է արագ արձակող սարքի միջոցով:

Մետաղական դետեկտորի մեջ ներառված բոլոր սարքերը ջրակայուն են։

Դա դիզայնի այնքան հարաբերական պարզությունն է, որը թույլ է տալիս մետաղական դետեկտորներ պատրաստել ձեր սեփական ձեռքերով:

Մետաղական դետեկտորների տարատեսակներ

Շուկայում կա մետաղական դետեկտորների լայն տեսականի, որոնք օգտագործվում են բազմաթիվ ոլորտներում: Ստորև բերված է մի ցանկ, որը ցույց է տալիս այս սարքերի որոշ տատանումները.

Ժամանակակից մետաղական դետեկտորների մեծ մասը կարող է գտնել մետաղական առարկաներ 2,5 մ խորության վրա, հատուկ խորքային արտադրանքները կարող են հայտնաբերել արտադրանքը 6 մետր խորության վրա:

Աշխատանքի հաճախականությունը

Երկրորդ պարամետրը շահագործման հաճախականությունն է: Բանն այն է, որ ցածր հաճախականությունները թույլ են տալիս մետաղական դետեկտորին տեսնել բավականին մեծ խորության վրա, բայց նրանք չեն կարողանում տեսնել մանր մանրամասները։ Բարձր հաճախականությունները թույլ են տալիս տեսնել փոքր առարկաներ, բայց թույլ չեն տալիս դիտել գետինը մեծ խորություններում:

Ամենապարզ (բյուջետային) մոդելները գործում են մեկ հաճախականությամբ, մոդելները, որոնք պատկանում են միջին գների մակարդակին, իրենց աշխատանքում օգտագործում են 2 կամ ավելի հաճախականություն։ Կան մոդելներ, որոնք որոնելիս օգտագործում են 28 հաճախականություն։

Ժամանակակից մետաղական դետեկտորները հագեցած են այնպիսի գործառույթով, ինչպիսին է մետաղի խտրականությունը: Այն թույլ է տալիս տարբերակել խորության վրա գտնվող նյութի տեսակը: Այս դեպքում, երբ որոնողական համակարգի ականջակալներում սեւ մետաղ հայտնաբերվի, մի ձայն կհնչի, իսկ երբ գունավոր մետաղ հայտնաբերվի՝ մյուսը։

Նման սարքերը կոչվում են զարկերակային հավասարակշռված: Նրանք իրենց աշխատանքում օգտագործում են 8-ից 15 կՀց հաճախականություններ։ Որպես աղբյուր օգտագործվում են 9 - 12 Վ լարման մարտկոցներ:

Այս դասի սարքերը ունակ են հայտնաբերել ոսկյա առարկաներ մի քանի տասնյակ սանտիմետր խորության վրա, իսկ սեւ մետաղներից պատրաստված իրերը՝ մոտ 1 մետր կամ ավելի խորության վրա։

Բայց, իհարկե, այս պարամետրերը կախված են սարքի մոդելից:

Ինչպես հավաքել տնական մետաղական դետեկտոր ձեր սեփական ձեռքերով

Շուկայում կան գետնի, պատերի և այլնի մեջ մետաղ որոնելու սարքերի բազմաթիվ մոդելներ: Չնայած արտաքին բարդությանը, սեփական ձեռքերով մետաղորսիչ սարքելն այնքան էլ դժվար չէ, և գրեթե բոլորը կարող են դա անել: Ինչպես նշվեց վերևում, ցանկացած մետաղական դետեկտոր բաղկացած է հետևյալ հիմնական բաղադրիչներից՝ կծիկ, ապակոդավորիչ և էլեկտրամատակարարման ազդանշանային սարք:

Նման մետաղական դետեկտորը ձեր սեփական ձեռքերով հավաքելու համար անհրաժեշտ է տարրերի հետևյալ շարքը.

վերահսկիչ;
ռեզոնատոր;
տարբեր տեսակի կոնդենսատորներ, ներառյալ ֆիլմը;
ռեզիստորներ;
ձայնային արտանետիչ;
Լարման կարգավորիչ.

Ինքներդ պարզ մետաղական դետեկտոր

Մետաղական դետեկտորի սխեման բարդ չէ, բայց դուք կարող եք գտնել այն կամ համաշխարհային ցանցի լայնածավալ տարածքում, կամ մասնագիտացված գրականության մեջ: Վերևում ներկայացված է ռադիոտարրերի ցանկը, որոնք օգտակար են տանը սեփական ձեռքերով մետաղական դետեկտոր հավաքելու համար: Պարզ մետաղական դետեկտորը կարելի է ձեռքով հավաքել՝ օգտագործելով զոդման երկաթ կամ այլ մատչելի եղանակ: Հիմնական բանը այն է, որ մանրամասները չպետք է դիպչեն սարքի մարմնին: Հավաքված մետաղական դետեկտորի աշխատանքը ապահովելու համար օգտագործվում են 9 - 12 վոլտ լարման սնուցման աղբյուրներ:

Կծիկի ոլորման համար օգտագործվում է 0,3 մմ տրամագծով լար, իհարկե, դա կախված կլինի ընտրված սխեմայից: Ի դեպ, վերքի կծիկը պետք է պաշտպանված լինի կողմնակի ճառագայթման ազդեցությունից։ Դա անելու համար նրանք այն պաշտպանում են սեփական ձեռքերով՝ օգտագործելով սովորական սննդային փայլաթիթեղ։

Կարգավորիչի որոնվածի համար օգտագործվում են հատուկ ծրագրեր, որոնք կարելի է գտնել նաև ինտերնետում:

Մետաղական դետեկտոր առանց միկրոսխեմաների

Եթե սկսնակ «գանձ որոնողը» ցանկություն չունի խառնվելու միկրոսխեմաների հետ, կան սխեմաներ առանց դրանց:

Կան ավելի պարզ սխեմաներ, որոնք հիմնված են ավանդական տրանզիստորների օգտագործման վրա: Նման սարքը կարող է մետաղ գտնել մի քանի տասնյակ սանտիմետր խորության վրա:

Խորը մետաղական դետեկտորները օգտագործվում են մեծ խորություններում մետաղներ գտնելու համար: Բայց հարկ է նշել, որ դրանք էժան չեն և, հետևաբար, միանգամայն հնարավոր է այն հավաքել ձեր սեփական ձեռքերով: Բայց նախքան այն պատրաստելը, դուք պետք է հասկանաք, թե ինչպես է աշխատում բնորոշ սխեման:

Խորը մետաղական դետեկտորի միացումն ամենապարզը չէ, և դրա նախագծման մի քանի տարբերակներ կան: Նախքան այն հավաքելը, դուք պետք է պատրաստեք մասերի և տարրերի հետևյալ փաթեթը.

տարբեր տեսակի կոնդենսատորներ `ֆիլմ, կերամիկա և այլն;
տարբեր վարկանիշների դիմադրիչներ;
կիսահաղորդիչներ - տրանզիստորներ և դիոդներ:

Անվանական պարամետրերը, քանակը կախված են սարքի ընտրված շղթայի դիագրամից: Վերոնշյալ տարրերը հավաքելու համար ձեզ հարկավոր կլինի զոդող երկաթ, գործիքների հավաքածու (պտուտակահան, տափակաբերան աքցան, մետաղալարեր և այլն), տախտակ պատրաստելու նյութ։

Խորը մետաղական դետեկտորի հավաքման գործընթացը այսպիսի տեսք ունի. Նախ, հավաքվում է կառավարման միավոր, որի հիմքը տպագիր տպատախտակն է: Այն պատրաստված է PCB-ից։ Այնուհետև հավաքման դիագրամը ուղղակիորեն փոխանցվում է պատրաստի տախտակի մակերեսին: Գծանկարը տեղափոխելուց հետո տախտակը պետք է փորագրվի: Դրա համար օգտագործվում է լուծույթ, որը ներառում է ջրածնի պերօքսիդ, աղ, էլեկտրոլիտ:

Տախտակը փորագրվելուց հետո դրա վրա պետք է անցքեր բացվեն շղթայի բաղադրիչները տեղադրելու համար: Տախտակը պահածոյացնելուց հետո: Ամենակարևոր փուլը մոտենում է. Ինքնուրույն տեղադրում և մասերի զոդում պատրաստված տախտակին։

Կծիկը ձեր սեփական ձեռքերով փաթաթելու համար օգտագործեք PEV ապրանքանիշի մետաղալար 0,5 մմ տրամագծով: Շրջադարձների քանակը և կծիկի տրամագիծը կախված են խորը մետաղական դետեկտորի ընտրված սխեմայից:

Մի փոքր սմարթֆոնների մասին

Կարծիք կա, որ սմարթֆոնից միանգամայն հնարավոր է մետաղական դետեկտոր պատրաստել։ Սա ճիշտ չէ! Այո, կան հավելվածներ, որոնք տեղադրված են Android ՕՀ-ի տակ։

Բայց իրականում նման հավելված տեղադրելուց հետո նա իրականում կկարողանա մետաղական առարկաներ գտնել, բայց միայն նախապես մագնիսացված։ Նա չի կարողանա փնտրել և առավել եւս խտրականություն դնել մետաղների նկատմամբ։

Մետաղական դետեկտոր՝ հիմնված փոխանցման-ընդունման սկզբունքի վրա՝ տեսություն

Տարբեր որոնման սարքերում «փոխանցում-ընդունում» և «արձագանք» տերմինները սովորաբար կապված են այնպիսի մեթոդների հետ, ինչպիսիք են իմպուլսային արձագանքը և ռադարը, ինչը շփոթության աղբյուր է, երբ խոսքը վերաբերում է մետաղական դետեկտորներին:

Ի տարբերություն տարբեր տեսակի տեղորոշիչների, այս տեսակի մետաղական դետեկտորներում և՛ փոխանցվող ազդանշանը (արտանետվող), և՛ ստացված ազդանշանը (արտացոլված) շարունակական են, դրանք միաժամանակ գոյություն ունեն և հաճախականությամբ համընկնում են։

Գործողության սկզբունքը

«Փոխանցում-ընդունող» տեսակի մետաղական դետեկտորների աշխատանքի սկզբունքը մետաղական առարկայի (թիրախի) կողմից արտացոլված (կամ, ինչպես ասում են, նորից արտանետվող) ազդանշանի գրանցումն է, տե՛ս, էջ 225-228։ Արտացոլված ազդանշանն առաջանում է մետաղական դետեկտորի հաղորդող (արտանետող) կծիկի թիրախի վրա փոփոխվող մագնիսական դաշտի գործողության շնորհիվ: Այսպիսով, այս տիպի սարքը ենթադրում է առնվազն երկու կծիկի առկայություն, որոնցից մեկը փոխանցում է, իսկ մյուսը ստանում է:

Հիմնական հիմնարար խնդիրը, որը լուծվում է այս տեսակի մետաղական դետեկտորներում, պարույրների փոխադարձ դասավորության այնպիսի ընտրությունն է, որի դեպքում արտանետվող կծիկի մագնիսական դաշտը օտար մետաղական առարկաների բացակայության դեպքում զրոյական ազդանշան է առաջացնում: ընդունող կծիկը (կամ կծիկների ընդունման համակարգում)։ Այսպիսով, անհրաժեշտ է կանխել արտանետվող կծիկի անմիջական ազդեցությունը ստացողի վրա: Կծիկների մոտ մետաղական թիրախի հայտնվելը կհանգեցնի փոփոխական emf-ի տեսքով ազդանշանի առաջացմանը։ ընդունման կծիկի մեջ:

Սենսորային սխեմաներ

Սկզբում կարող է թվալ, որ բնության մեջ կա կծիկների հարաբերական դիրքի միայն երկու տարբերակ, որոնցում ազդանշանի ուղղակի փոխանցում չի կատարվում մի կծիկից մյուսը (տես նկ. 1 ա և 16)՝ ուղղահայաց և խաչաձև կծիկներ։ կացիններ.

Բրինձ. 1. Մետաղական դետեկտորի սենսորային պարույրների փոխադարձ դասավորության տարբերակները «հաղորդում-ընդունում» սկզբունքով.

Խնդրի ավելի մանրակրկիտ ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ մետաղական դետեկտորների սենսորների նույնքան տարբեր համակարգեր կարող են լինել, սակայն դրանք կպարունակեն ավելի բարդ համակարգեր՝ ավելի քան երկու պարույրներով, համապատասխանաբար միացված էլեկտրականությամբ: Օրինակ, Նկար 1c-ը ցույց է տալիս մեկ արտանետվող (կենտրոնում) և երկու ընդունող կծիկներից բաղկացած համակարգ, որոնք միացված են հակառակ արտանետվող կծիկի ազդանշանով: Այսպիսով, ստացող կծիկների համակարգի ելքի ազդանշանը իդեալականորեն հավասար է զրոյի, քանի որ կծիկներում առաջացած էմֆ-ը փոխհատուցվում են։

Առանձնահատուկ հետաքրքրություն են ներկայացնում սենսորային համակարգերը համակողմանի կծիկներով (այսինքն՝ գտնվում են նույն հարթությունում): Դա պայմանավորված է նրանով, որ մետաղական դետեկտորները սովորաբար օգտագործվում են գետնին առարկաներ որոնելու համար, և հնարավոր է սենսորը հասցնել գետնի մակերեսին նվազագույն հեռավորության վրա միայն այն դեպքում, եթե դրա կծիկները համահարթակ են: Բացի այդ, նման սենսորները սովորաբար կոմպակտ են և լավ տեղավորվում են «նրբաբլիթ» կամ «թռչող ափսե» պաշտպանիչ պատյանների մեջ:

Համակողմանի պարույրների փոխադարձ դասավորության հիմնական տարբերակները ներկայացված են Նկ. 2ա և 26-ում: Նկար 2ա-ի գծապատկերում պարույրների փոխադարձ դասավորությունն ընտրված է այնպես, որ մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի ընդհանուր հոսքը սահմանափակված մակերեսով: ընդունող կծիկի կողմից հավասար է զրոյի: Նկար 26-ի շղթայում կծիկներից մեկը (ընդունիչ) ոլորված է «ութ նկարի» տեսքով, այնպես որ ստացող կծիկի պտույտի կեսերին առաջացած ընդհանուր էմֆ-ը գտնվում է մի թևի մեջ։ թիվ ութը, փոխհատուցում է «ութի» մյուս թեւում առաջացած համանման ընդհանուր էմֆ.

Բրինձ. 2. «Փոխանցում-ընդունում» սկզբունքի համաձայն մետաղական դետեկտորի պարույրների փոխադարձ դասավորության համահարթակ տարբերակներ.

Հնարավոր են նաև միակողմանի պարույրներով սենսորների տարբեր այլ ձևավորումներ, օրինակ, նկ. 2c: Ընդունող կծիկը գտնվում է արտանետվողի ներսում։ Ընդունող կծիկում առաջացած էլեկտրաշարժիչ ուժը փոխհատուցվում է հատուկ տրանսֆորմատորային սարքով, որն ընտրում է ազդանշանի մի մասը արտանետվող կծիկից:

Գործնական նկատառումներ

Զգայունությունմետաղական դետեկտորը հիմնականում կախված է իր սենսորից: Դիտարկված սենսորային տարբերակների համար զգայունությունը որոշվում է (1.20) և (1.33) բանաձևերով: Երբ սենսորի կողմնորոշումը դեպի օբյեկտ յուրաքանչյուր դեպքի համար օպտիմալ է գլանման y անկյան առումով, այն որոշվում է նույն K 4 գործակցով և F (X, Y) և G (X, Y) նորմալացված կոորդինատների գործառույթներով: ): Համեմատության համար նշենք, որ X O [-4.4], Y O [-4.4] քառակուսիներում այս ֆունկցիաների մոդուլները ներկայացված են 12-ում և 13-ում լոգարիթմական մասշտաբով հատվածների աքսոնոմետրիկ հավաքածուի տեսքով:

Առաջին բանը, որ գրավում է ձեր ուշադրությունը, ցուցիչի կծիկների (0, + 1) և (0, -1) գտնվելու վայրի մոտ արտահայտված մաքսիմումն է: F (X, Y) և G (X, Y) ֆունկցիաների մաքսիմալները գործնական հետաքրքրություն չեն ներկայացնում և անջատված են 0 (dB) մակարդակում՝ ֆունկցիաների համեմատության հարմարության համար: Նկարներից և F (X, Y) և G (X, Y) ֆունկցիաների վերլուծությունից երևում է նաև, որ նշված քառակուսիում F ֆունկցիայի մոդուլը գրեթե ամենուր փոքր-ինչ գերազանցում է G ֆունկցիայի մոդուլը. բացառությամբ քառակուսու անկյունների ամենահեռավոր կետերի և բացառությամբ X = 0-ի մոտ գտնվող նեղ շրջանի, որտեղ F ֆունկցիան ունի «կիրճ»:

Այս ֆունկցիաների ասիմպտոտիկ վարքագիծը, որը հեռու է սկզբնաղբյուրից, կարելի է ցույց տալ Y = 0-ով: Ստացվում է, որ F ֆունկցիայի մոդուլը հեռավորության հետ նվազում է x ^ (- 7) համամասնությամբ, իսկ G ֆունկցիայի մոդուլը՝ x ^ (- 6) համամասնությամբ։ Ցավոք, G ֆունկցիայի առավելությունը զգայունության մեջ հայտնվում է միայն մեծ հեռավորությունների վրա, որոնք գերազանցում են մետաղական դետեկտորի գործնական տիրույթը: F և G մոդուլների նույն արժեքները ստացվում են X >> 4.25-ում:

Բրինձ. 12. F ֆունկցիայի գրաֆիկը (X, Y):

Նկար 13. G ֆունկցիայի գրաֆիկը (X, Y):

Գործնական մեծ նշանակություն ունի F ֆունկցիայի «կիրճը»։ Նախ, դա ցույց է տալիս, որ ուղղահայաց առանցքներով կծիկների համակարգի սենսորն ունի նվազագույն (տեսականորեն զրոյական) զգայունություն իր երկայնական առանցքի վրա գտնվող մետաղական առարկաների նկատմամբ: Բնականաբար, այս տարրերը ներառում են նաև սենսորի բազմաթիվ տարրեր: Հետևաբար, դրանցից արտացոլված անօգուտ ազդանշանը շատ ավելի քիչ կլինի, քան խաչաձև կծիկի համակարգի սենսորը: Վերջինս շատ կարևոր է, հաշվի առնելով, որ ինքնին սենսորի մետաղական տարրերից արտացոլված ազդանշանը կարող է գերազանցել օգտակար ազդանշանը մեծության մի քանի կարգով (այս տարրերի սենսորային կծիկներին մոտ լինելու պատճառով): Այնպես չէ, որ սենսորի մետաղական բաղադրիչներից ստացվող անօգուտ ազդանշանը դժվար է փոխհատուցել: Հիմնական դժվարությունը կայանում է այս ազդանշանների ամենափոքր փոփոխությունների մեջ, որոնք սովորաբար առաջանում են այդ տարրերի ջերմային և հատկապես մեխանիկական դեֆորմացիաներով: Այս ամենափոքր փոփոխություններն արդեն կարող են համեմատելի լինել օգտակար ազդանշանի հետ, ինչը կհանգեցնի սարքի սխալ ընթերցումների կամ կեղծ ահազանգերի: Երկրորդ, եթե փոքր առարկան արդեն հայտնաբերվել է ուղղահայաց առանցքներով կծիկների համակարգի մետաղական դետեկտորի օգնությամբ, ապա դրա ճշգրիտ գտնվելու ուղղությունը հեշտությամբ կարելի է «հետևել» մետաղական դետեկտորի ազդանշանի զրոյական արժեքով. իր երկայնական առանցքի ճշգրիտ կողմնորոշումը դեպի օբյեկտ (գլանի երկայնքով ցանկացած կողմնորոշման համար) ... Հաշվի առնելով, որ որոնման ընթացքում սենսորի «գրավման» տարածքը կարող է լինել մի քանի քառակուսի մետր, համակարգի վերջին որակը.

Ուղղահայաց առանցքի կծիկի թեմաները բավականին օգտակար են գործնականում (ավելի քիչ անօգուտ պեղումներ):

F (X, Y) և G (X, Y) ֆունկցիաների գծապատկերների հաջորդ առանձնահատկությունը պարույրների կենտրոններով անցնող զրոյական զգայունության օղակաձև «խառնարանի» առկայությունն է (միավոր շառավիղի շրջան՝ կենտրոնացած կետում։ (0,0)): Գործնականում այս հատկությունը թույլ է տալիս որոշել փոքր օբյեկտների հեռավորությունը: Եթե պարզվի, որ որոշակի վերջավոր հեռավորության վրա արտացոլված ազդանշանը անհետանում է (պտտվող օպտիմալ կողմնորոշմամբ), ապա օբյեկտի հեռավորությունը սարքի հիմքի կեսն է, այսինքն ՝ L / 2 արժեքը:

Հարկ է նաև նշել, որ մետաղական դետեկտորների ցուցիչների համար պտտվող անկյունում y ուղղորդման նախշերը նույնպես տարբեր են տարբեր փոխադարձ դասավորությամբ: Նկար 14b-ում ներկայացված է սարքի ուղղահայաց գծապատկերը կծիկների մոտ ուղղահայաց առանցքներով, իսկ 14ա-ում` խաչաձևերով: Ակնհայտ է, որ երկրորդ գծապատկերն ավելի նախընտրելի է, քանի որ այն ունի ավելի քիչ գլորում մեռած գոտիներ և ավելի քիչ բլթեր:

Մետաղական դետեկտորի և առարկայի պարամետրերից ընդունող կծիկում առաջացող լարման կախվածությունը գնահատելու համար անհրաժեշտ է վերլուծել (1.19) արտահայտությունը K 4 գործակցի համար: Ընդունող կծիկում առաջացած լարումը համաչափ է. մինչև (L / 2) ^ 6. F և G ֆունկցիաների արգումենտները նույնպես նորմալացվում են L / 2 արժեքին, որի նվազումը տեղի է ունենում հեռավորության 6-7-րդ հզորությամբ: Հետևաբար, որպես առաջին մոտարկում, բոլոր մյուս բաները հավասար են, մետաղական դետեկտորի զգայունությունը կախված չէ դրա հիմքից:

Կծիկավոր համակարգերի գլանային սենսորների ուղղորդման նախշեր.
- խաչաձև առանցքներով (ա)
- ուղղահայաց առանցքներով (բ).

Քանի որ այն առավելագույնն էր, անհրաժեշտ է պատշաճ կերպով ընտրել արձակող կծիկի ազդանշանի հաճախականությունը, որպեսզի օբյեկտներից արտացոլված ազդանշանի փուլը լինի մոտ 45 °: Սա արտահայտման առաջին տերմինի փուլում հնարավոր փոփոխությունների միջակայքի միջինն է (1.23), և այնտեղ փուլային հաճախականության բնութագրիչի թեքությունը առավելագույնն է: (1.23) արտահայտության երկրորդ անդամը ենթադրվում է զրոյական, քանի որ որոնելիս մեզ առաջին հերթին հետաքրքրում է ընտրողականությունը գունավոր մետաղների՝ ոչ ֆերոմագնիսների նկատմամբ: Բնականաբար, ազդանշանի հաճախականության օպտիմալ ընտրությունը ենթադրում է նախատեսված օբյեկտների բնորոշ չափերի իմացություն: Գրեթե բոլոր արտասահմանյան արդյունաբերական մետաղական դետեկտորները օգտագործում են մետաղադրամի չափը որպես այդպիսի չափ: Օպտիմալ հաճախականությունը հետևյալն է.

25 (մմ) տիպիկ մետաղադրամի տրամագծով դրա ծավալը կազմում է մոտ 10 ^ (- 6) (մ ^ 3), որը, ըստ (1.25) բանաձևի, համապատասխանում է մոտ 0.6 (սմ) համարժեք շառավղին։ Այսպիսով, մենք ստանում ենք մոտ 1 (kHz) հաճախականության օպտիմալ արժեքը մետաղադրամի նյութի հաղորդունակությամբ 20 (n0m H m): Արդյունաբերական սարքերում հաճախականությունը սովորաբար ավելի մեծ է (տեխնոլոգիական պատճառներով):

եզրակացություններ

1. Ըստ հեղինակի՝ գանձեր և մասունքներ փնտրելու համար նախընտրելի է ուղղահայաց առանցքներով գալարների համակարգը, քան խաչված առանցքներով գալարների համակարգը։ Բոլոր մյուս բաները հավասար են, առաջին համակարգը մի փոքր ավելի բարձր զգայունություն ունի: Բացի այդ, նրա օգնությամբ շատ ավելի հեշտ է որոշել («take direction finding») ճշգրիտ ուղղությունը, որով որոնել հայտնաբերված օբյեկտը:

2. Կծիկների դիտարկված համակարգերն ունեն մի կարևոր հատկություն, որը հնարավորություն է տալիս գնահատել փոքր առարկաների հեռավորությունը՝ զրոյացնելով արտացոլված ազդանշանը օբյեկտից բազայի կեսին հավասար հեռավորության վրա։

3. Այլ հավասար (կծիկի պտույտների չափը և քանակը, ընդունող ուղու զգայունությունը, ընթացիկ արժեքը և դրա հաճախականությունը արտանետվող կծիկում), մետաղական դետեկտորի զգայունությունը «փոխանցում-ընդունում» սկզբունքի համաձայն գործնականում կախված չէ: իր հիմքի վրա, այսինքն՝ կծիկների միջև եղած հեռավորության վրա։

3.1 ՀԱՆՁՆԱՑՆՈՂ ՄԵՏԱՂ ԴԵՏԵԿՏՈՐ

Տարբեր որոնման սարքերում «փոխանցում-ընդունում» և «արձագանք» տերմինները սովորաբար կապված են այնպիսի մեթոդների հետ, ինչպիսիք են իմպուլսային արձագանքը և ռադարը, որոնք շփոթության աղբյուր են, երբ խոսքը վերաբերում է մետաղական դետեկտորներին: Ի տարբերություն տարբեր տեսակի տեղորոշիչների, այս տեսակի մետաղական դետեկտորներում և՛ փոխանցվող ազդանշանը (արտանետվող), և՛ ստացված ազդանշանը (արտացոլված) շարունակական են, դրանք միաժամանակ գոյություն ունեն և հաճախականությամբ համընկնում են։

3.1.1. Գործողության սկզբունքը

Հիմնական հիմնարար խնդիրը, որը լուծվում է այս տեսակի մետաղական դետեկտորներում, պարույրների փոխադարձ դասավորության ընտրությունն է, որում արտանետվող կծիկի մագնիսական դաշտը օտար մետաղական առարկաների բացակայության դեպքում զրոյական ազդանշան է առաջացնում: բեռնաթափման ոլորան (կամ բեռնաթափման համակարգում): Այսպիսով, անհրաժեշտ է կանխել արտանետվող կծիկի անմիջական ազդեցությունը ստացողի վրա: Կծիկների մոտ մետաղական թիրախի հայտնվելը կհանգեցնի փոփոխական emf-ի տեսքով ազդանշանի առաջացմանը։ ընդունման կծիկի մեջ:

3.1.2. Սենսորային սխեմաներ

Սկզբում կարող է թվալ, որ բնության մեջ կա կծիկների հարաբերական դիրքի միայն երկու տարբերակ, որոնցում ազդանշանի ուղղակի փոխանցում չկա մի կծիկից մյուսը (տես նկ. 1 ա և 16)՝ ուղղահայաց և խաչաձև պարույրներ։ կացիններ.

Բրինձ. 2. Մետաղական դետեկտորի պարույրների փոխադարձ դասավորության համահարթակ տարբերակներ՝ ըստ «փոխանցում-ընդունում» սկզբունքի։

3.1.3.1. Գծային համակարգ՝ ուղղահայաց առանցքներով

Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք մետաղական դետեկտորի սենսորի փոխազդեցությունը մետաղական թիրախի հետ՝ օգտագործելով պարույրների համակարգի օրինակը. ուղղահայաց առանցքներ, Նկար 1 ա. Պարզության համար հաշվի առեք կծիկներով համակարգ, որի երկայնական չափերը կարելի է անտեսել: Մենք կշարունակենք հաշվելՀարկ է նշել, որ արտանետվող և ընդունող կծիկները շրջանաձև անսահման բարակ շրջանակներ են (տես նկ. 3): Նման շրջանակի համար մագնիսական պահի վեկտորը հոսանքի I-ի հետ ունի ձև.

Նկար 3. Արտանետող կծիկի մոդել:

Տաու շրջանակի կողմից ստեղծված մագնիսական դաշտի ինդուկցիան իր կենտրոնից r մեծ հեռավորության վրա (տես նկ. 4) հետևյալն է.

Բրինձ. 4. Արտանետող կծիկի մագնիսական դաշտի ինդուկցիոն վեկտորի բաղադրիչները.

ենթադրելով, որ r >> Ц S, իսկ «n» և «t» ինդեքսները համապատասխանաբար նշանակում են մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի նորմալ և շոշափող բաղադրիչները։

Դիտարկենք արտանետվող շրջանակի, ընդունող շրջանակի և առարկայի փոխազդեցությունը ուղղահայաց առանցքներով պարույրների դեպքում (տե՛ս նկ. 5):

Բրինձ. 5. Մետաղական դետեկտորի սենսորի և առարկայի (թիրախի) պարույրների փոխադարձ դասավորություն.

Կծիկների համակարգի համաչափության առանցքի և ճառագայթող կծիկի դաշտային ինդուկցիոն վեկտորի B-ի միջև անկյունը հավասար է 2p-ի, քանի որ (1.2) հարաբերությունների պատճառով ուժի գծերը շրջանակներ են, և հաշվի առնելով փոքր չափերի ենթադրությունը. կծիկներից:

որտեղ L-ն այսպես կոչված մետաղական դետեկտորի սենսորի հիմքն է (տես նկ. 5):

3.1.3.2. Ազդանշանի արտացոլում օբյեկտի հաղորդունակության պատճառով

Հաղորդող մետաղական առարկան, որի չափերը նույնպես առայժմ փոքր կհամարվեն, առնվազն չեն գերազանցում r և r» (տես Նկար 5), մագնիսական դաշտի վերարտադրման տեսանկյունից, կարող է ներկայացվել որպես. I * հոսանքի համարժեք շրջանակ , որի մագնիսական մոմենտի վեկտորը Pm * գործնականում զուգահեռ է ճառագայթող կծիկի B ինդուկցիոն վեկտորին։

Рm * արժեքը կախված է հաղորդիչ օբյեկտի չափից, նրա հաղորդունակությունից, օբյեկտի գտնվելու վայրում դաշտի ինդուկցիայից, արտանետվող դաշտի հաճախականությունից: Վերարտանետման դաշտի ինդուկցիան ունի ոչ զրոյական Bo բաղադրիչ ընդունիչ կծիկի կենտրոնում նորմալ վեկտորի ns-ի ուղղությամբ: , ինչը հանգեցնում է այս կծիկի մեջ emf-ի տեսքին, որը համաչափ է նշված բաղադրիչին.

Բրինձ. 6. Համարժեք գնդակի մագնիսական մոմենտի հաշվարկին.

Համարժեք շրջանակի Рm * մագնիսական մոմենտը հաշվարկելու համար , Անհրաժեշտ է ինտեգրալը վերցնել հաղորդիչ օբյեկտի ողջ ծավալի վրա այնպես, որ ամփոփվեն բոլոր տարրական օղակի հոսանքների ներդրումը, որոնք առաջացել են ճառագայթման կծիկի դաշտից Pm * ընդհանուր արժեքին: Պարզության համար մենք կենթադրենք, որ մագնիսական դաշտը միատեսակ է հաղորդիչ օբյեկտի ողջ ծավալով, այսինքն՝ այն հեռացվում է արտանետվող կծիկից զգալի հեռավորության վրա։ Օբյեկտի կողմնորոշման հետ կապված խնդիրներից խուսափելու համար մենք առայժմ կենթադրենք, որ այն ունի միատարր գնդակի ձև (տե՛ս նկ. Բ): Ենթադրելով, որ հաղորդիչ օբյեկտը հեռացվում է զգալի հեռավորության վրա և ընդունող կծիկից, կարող ենք գրել.

Անտեսելով ինքնադրման երևույթը, որի ազդեցությունը կքննարկվի ստորև, մենք ստանում ենք.

Ինքնասինդուկցիայի ֆենոմենը հաշվի առնելու համար պարզության համար ենթադրենք, որ վերաբացվող դաշտը թիրախ օբյեկտի ներսում միատեսակ է և, ելնելով մագնիսական մոմենտի մեծությունից (1.7) կազմում է.

Փոխարինելով B-B «int»-ը B-ի փոխարեն (1.7), մենք դեռ կստանանք համամասնական կախվածություն Ժամ *-ից Բ , բայց մի փոքր այլ K1 գործակցով.

Ստացող կծիկի կենտրոնում ինդուկցիոն բաղադրիչ.

Դեկարտյան կոորդինատային համակարգում, որի սկզբնաղբյուրը գտնվում է կծիկի համակարգի հիմքի մեջտեղում (տես նկ. 7), վերջին արտահայտությունը ստանում է ձև.

Ներկայացնենք նորմալացված կոորդինատները.

Եկեք որոշենք, մինչև ընդունող կծիկում առաջացած էմֆ-ի նշանը.

որտեղ այդպես է ընդունող կծիկի խաչմերուկի տարածքը, N-ը նրա պտույտների թիվն է:

որտեղ S-ը ճառագայթող կծիկի խաչմերուկի տարածքն է, I-ը դրա բոլորի ընդհանուր հոսանքն էշրջվում է.

Եռաչափ տարածության մեջ, երբ XOY հարթությունը ուղղահայաց չէ ընդունող շրջանակի հարթությանը,

Բրինձ. 7. Կոորդինատային համակարգ.

Նկար 8. Օբյեկտի պտտվող կողմնորոշումը:

3.1.3.3 Ազդանշանի արտացոլում օբյեկտի ֆերոմագնիսական հատկությունների պատճառով

Ֆեռոմագնիսական օբյեկտը, որի չափերը նույնպես կհամարվեն փոքր՝ մագնիսական դաշտի կորության տեսանկյունից առնվազն չգերազանցող r և rў (տե՛ս նկ. 5), կարող է ներկայացվել որպես I հոսանքի համարժեք շրջանակ։ *, որի մագնիսական մոմենտի վեկտորը Pm * գործնականում զուգահեռ է ճառագայթող կծիկի B ինդուկցիոն վեկտորին։

Pm * արժեքը կախված էապա t ֆերոմագնիսական օբյեկտի չափերը, նրա մագնիսական թափանցելիությունը դաշտի ինդուկցիայից օբյեկտի գտնվելու վայրում: Համարժեք շրջանակի Рm * մագնիսական մոմենտը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է ինտեգրալը վերցնել ֆերոմագնիսական օբյեկտի ամբողջ ծավալի վրա, որպեսզի ամփոփվեն բոլոր ամպերային հոսանքների ներդրումը, որոնք առաջանում են ֆերոմագնիսում արտաքին ազդեցության տակ: ճառագայթող կծիկի դաշտը:Գնդաձև համասեռ օբյեկտի համար մենք ստանում ենք.

որտեղ B-ը մագնիսական դաշտի ինդուկցիան է,մ - նյութի մագնիսական թափանցելիություն օբյեկտ, R-ն առարկայի շառավիղն է՝ գնդակը:

Հաղորդող օբյեկտի համար վերևում ստացված բոլոր արտահայտությունները մնում են վավեր, եթե դրանց մեջ դնենք այս դեպքի համար.

3.1.3.4 Օբյեկտի հաղորդիչ և ֆերոմագնիսական հատկությունների սուպերդրացիա

Գնդակի տեսքով առարկայի էլեկտրական հաղորդիչ և ֆերոմագնիսական հատկությունները միաժամանակ հաշվի առնելով հանգեցնում է գործակիցի հետևյալ արժեքին. K1:

Նորմալացնող K4 գործոնը, որը ներառված է ընդունող կծիկի լարման արտահայտության մեջ, հետևյալն է.

Թվային գնահատումը (1.23) ցույց է տալիս, օրինակ, որ արտահայտության մեջ տերմինների մոդուլները արտանետվող դաշտի տիպիկ հաճախականությամբ 10 (կՀց) դառնում են համեմատելի 1 (սմ) կարգի գնդաձև օբյեկտի շառավղով և պայմանով, որ օբյեկտն ունի ֆերոմագնիսական հատկություններ: Բացի այդ, առաջին տերմինի կախվածությունը Լապլասի օպերատորից ցույց է տալիս, որ արտացոլված ազդանշանի փուլը կփոխվի՝ կախված թիրախային օբյեկտի էլեկտրական և ֆերոմագնիսական հատկությունների հարաբերակցությունից, ինչպես նաև նյութի հաղորդունակությունից և օբյեկտի չափերից: Գործողության սկզբունքը հիմնված է այս երեւույթի վրա: խտրականներ ժամանակակից մետաղական դետեկտորներ, այսինքն՝ էլեկտրոնային սարքեր, որոնք թույլ են տալիս օբյեկտից արտացոլված ազդանշանի փուլային տեղաշարժը՝ օբյեկտի հատկությունները գնահատելու համար (որոշակի հավանականությամբ, նույնիսկ մետաղի տեսակը):

3.1.3.5 Հաշվի առնելով օբյեկտի ձևը

Նախկինում ստացված արտահայտությունները, ինչպես նշվեց, վավեր էին միայն առարկայի ձևի համար՝ թիրախ՝ միատեսակ գնդակի տեսքով: Ակնհայտ է, որ ավելի բարդ ձևի օբյեկտների ազդեցությունը կարող է կրճատվել մինչև Req.

Ընդունող կծիկում առաջացած լարումը, միայն ֆերոմագնիսական հատկությունների դրսևորման պատճառով, գնդաձև օբյեկտի համար համաչափ է իր ծավալին (տես արտահայտությունը (1.22)): Հետևաբար, ավելի բարդ ձևի ոչ շատ ընդլայնված օբյեկտների համար, առաջին մոտավորմամբ, կարելի է համարժեք համարել այնպիսի գնդին, որի ծավալը համընկնում է բարդ ձև ունեցող օբյեկտում ֆերոմագնիսի ծավալին։ Ad hoc:

որտեղ V-ը ֆերոմագնիսի ծավալն է:

Իրավիճակն ավելի բարդ է ընդունող կծիկում առաջացած լարման հետ կապված՝ հաղորդիչ օբյեկտից կրկին ճառագայթման պատճառով: Երբ լավ էլեկտրական հաղորդունակությամբ մեծ առարկաներարտահայտությունը (1.9) և, համապատասխանաբար, ընդունող կծիկում առաջացած լարումը նույնպես համաչափ է օբյեկտի ծավալին (այսինքն՝ R ^ 3 ) իսկ համարժեք գնդակի շառավիղը նույնպես հաշվարկվում է (1.25) բանաձևով։ Երբ փոքր առարկաներ, որոնք ունեն վատ էլեկտրական հաղորդունակությունմոտեցումն այլ է. Այս դեպքում ընդհանուր արտահայտությունը (1.9) վերածվում է հատուկ դեպքի (1.8): Եկեք նախ դիտարկենք Rп շառավղով գնդաձև խոռոչի ազդեցությունը գնդաձև առարկայի ներսում Req. Օգտագործելով սուպերպոզիցիայի սկզբունքը, մենք ներկայացնում ենք խոռոչի հետ գնդաձև առարկայի գործողության արդյունքը որպես պինդ և Rп շառավղով գնդիկի գործողության արդյունքների տարբերություն։ Համաձայն (1.8)-ի, գործում է հետևյալ կապը.

Նկար 9-ը ցույց է տալիս R/Req-ի կախվածության գրաֆիկները R/D R-ից սնամեջ թույլ էլեկտրահաղորդիչ և սնամեջ ֆերոմագնիսական գնդերի համար: Գրաֆիկը ցույց է տալիս, որ ոչ

Նկար 9. Սնամեջ գնդի պատի հաստության ազդեցությունը համարժեք շառավղով:

Շատ բարակ պատերով գնդիկներ՝ պատրաստված թույլ հաղորդիչ նյութից Req »R: Հետևաբար, ի տարբերություն ֆերոմագնիսական և բարձր հաղորդունակության գնդիկի, թույլ հաղորդիչ գնդակի համար առաջին մոտավորությամբ տարբերություն չկա՝ այն ամուր է, թե խոռոչ: Նրա ազդեցությունը վերաարտանետման գործընթացի վրա որոշվում է հիմնականում նրա գծային չափերով, այսինքն՝ R։ Հետևաբար, ավելի բարդ ձևի ոչ շատ երկար վատ հաղորդող առարկաների դեպքում, ներառյալ՝ սնամեջը, առաջին մոտավորմամբ կարող է լինել. Համարվում է այնպիսի ոլորտին համարժեք, որի շառավիղը հավասար է օբյեկտի միջին միջին չափի:

Վերոնշյալ եզրակացությունը գործնականում լավ հաստատված է մետաղական դետեկտորի զգալի արձագանքի տեսքով մետաղական ալյումինե փայլաթիթեղի մնացորդներից, զանգվածով աննշան, որը կարելի է գտնել գրեթե ամենուր, որտեղ ժամանակակից քաղաքակրթությունը թողել է իր հետքը:

3.1.3.6

Բրինձ. 10. Սենսորի պտտվող կողմնորոշումը:

Մետաղական դետեկտորի սենսորի առանցքի երկայնքով ոլորանների այս դասավորությամբ տեսարանը ներկայացված է Նկար 10-ում: Նման սխեման հաշվարկելու համար հարմար է օգտագործել սուպերպոզիցիայի սկզբունքը և արտանետվող կծիկի մագնիսական պահի վեկտորը և ընդունող կծիկի տարածքը տարրալուծել ուղղահայաց և հորիզոնական բաղադրիչների (կանխատեսումներ, տես Նկար 11):

Հորիզոնական բաղադրիչի համար դաշտի ինդուկցիայի պրոյեկցիան ընդունող Won կծիկում կշարունակվի որոշվել (1.4) հարաբերությամբ: Այնուամենայնիվ, մագնիսական պահի այլ կողմնորոշումը տալիս է (մինչև նշան) արդյունքը.

որտեղ Կ 2-ը որոշվում է բանաձևով (1.11):

Դաշտի ինդուկցիայի ուղղահայաց բաղադրիչը ընդունող կծիկ Bov-ում ուղղահայաց է r և r վեկտորներին և բացահայտորեն կախված չէ g և b անկյուններից.

Նկար 11. Մագնիսական պահի և ընդունող կծիկի տարածքի տարրալուծումը բաղադրիչների:

EMF ստացող կծիկ Uo-ում, որը ճշգրիտ է նշանին, հետևյալն է.

Այստեղից մենք ստանում ենք.

Դեկարտյան կոորդինատային համակարգում, որի սկզբնաղբյուրը կծիկի համակարգի հիմքի միջնամասում է (տես նկ. 5), մենք ստանում ենք.

Ներկայացնելով նորմալացված կոորդինատները (1.14), մենք ստանում ենք.

որտեղ Կ 4-ը հաշվարկվում է (1.19) կամ (1.24) բանաձևով:

3.1.4. Գործնական նկատառումներ

Զգայունությունմետաղական դետեկտորը հիմնականում կախված է իր սենսորից: Դիտարկված սենսորային տարբերակների համար զգայունությունը որոշվում է (1.20) և (1.33) բանաձևերով: Երբ սենսորի կողմնորոշումը դեպի օբյեկտ յուրաքանչյուր դեպքի համար օպտիմալ է գլանափաթեթի y անկյունով, այն որոշվում է նույն K4 գործակցով և F (X, Y) և G (X, Y) նորմալացված կոորդինատների գործառույթներով: . Համեմատության համար, քառակուսի XO [-4.4], YO [-4.4], այս ֆունկցիաների մոդուլները ներկայացված են լոգարիթմական մասշտաբով հատվածների աքսոնոմետրիկ հավաքածուի տեսքով Նկ. 12-ում և Նկար 13-ում:

Առաջին բանը, որ գրավում է ձեր ուշադրությունը, ցուցիչի կծիկների (0, + 1) և (0, -1) գտնվելու վայրի մոտ արտահայտված մաքսիմումն է: F (X, Y) և G (X, Y) ֆունկցիաների մաքսիմալները գործնական հետաքրքրություն չեն ներկայացնում և անջատված են 0 (dB) մակարդակում՝ ֆունկցիաների համեմատության հարմարության համար: Նկարներից և F (X, Y) և G (X, Y) ֆունկցիաների վերլուծությունից երևում է նաև, որ նշված քառակուսիում F ֆունկցիայի մոդուլը գրեթե ամենուր մի փոքր գերազանցում է G ֆունկցիայի մոդուլը, բացառությամբ քառակուսու անկյունների ամենահեռավոր կետերի և բացառությամբ X = 0-ի մոտ գտնվող նեղ շրջանի, որտեղ F ֆունկցիան ունի «կիրճ»:

Այս ֆունկցիաների ասիմպտոտիկ վարքագիծը, որը հեռու է սկզբնաղբյուրից, կարելի է ցույց տալ Y = 0-ով: Ստացվում է, որ F ֆունկցիայի մոդուլը հեռավորության հետ նվազում է x ^ (- 7) համամասնությամբ, իսկ G ֆունկցիայի մոդուլը՝ x ^ (- 6) համամասնությամբ։ Ցավոք, G ֆունկցիայի զգայունության առավելությունը հայտնվում է միայն գործնական տիրույթը գերազանցող մեծ հեռավորությունների վրա:

Բրինձ. 12. F ֆունկցիայի գրաֆիկը (X, Y):

Նկար 13. G ֆունկցիայի գրաֆիկը (X, Y):

մետաղական դետեկտոր. F և G մոդուլների նույն արժեքները ստացվում են X »4.25-ում:

Գործնական մեծ նշանակություն ունի F ֆունկցիայի «կիրճը»։ Նախ, դա ցույց է տալիս, որ ուղղահայաց առանցքներով կծիկների համակարգի սենսորն ունի նվազագույն (տեսականորեն զրոյական) զգայունություն իր երկայնական առանցքի վրա գտնվող մետաղական առարկաների նկատմամբ: Բնականաբար, այս տարրերը ներառում են նաև սենսորի բազմաթիվ տարրեր: Հետևաբար, դրանցից արտացոլված անօգուտ ազդանշանը շատ ավելի քիչ կլինի, քան խաչաձև կծիկի համակարգի սենսորը: Վերջինս շատ կարևոր է, հաշվի առնելով, որ ինքնին սենսորի մետաղական տարրերից արտացոլված ազդանշանը կարող է գերազանցել օգտակար ազդանշանը մեծության մի քանի կարգով (այս տարրերի սենսորային կծիկներին մոտ լինելու պատճառով): Այնպես չէ, որ սենսորի մետաղական բաղադրիչներից ստացվող անօգուտ ազդանշանը դժվար է փոխհատուցել: Հիմնական դժվարությունը կայանում է այս ազդանշանների ամենափոքր փոփոխությունների մեջ, որոնք սովորաբար առաջանում են այդ տարրերի ջերմային և հատկապես մեխանիկական դեֆորմացիաներով: Այս ամենափոքր փոփոխություններն արդեն կարող են համեմատելի լինել օգտակար ազդանշանի հետ, որը կհանգեցնի սարքի սխալ ընթերցումների կամ կեղծ ահազանգերի: Երկրորդ, եթե ինչ-որ փոքր առարկա արդեն հայտնաբերվել է ուղղահայաց առանցքներով կծիկների համակարգի մետաղական դետեկտորի օգնությամբ: , այնուհետև դրա ճշգրիտ գտնվելու ուղղությունը հեշտությամբ կարելի է հետևել «մետաղական դետեկտորի ազդանշանի զրոյական արժեքով իր երկայնական առանցքի ճշգրիտ կողմնորոշմամբ դեպի օբյեկտ (ցանկացած պտտվող կողմնորոշումների համար): Հաշվի առնելով, որ որոնման ընթացքում սենսորի «գրավման» տարածքը կարող է լինել մի քանի քառակուսի մետր, համակարգի վերջին որակը.Ուղղահայաց առանցքի կծիկի թեմաները բավականին օգտակար են գործնականում (ավելի քիչ անօգուտ պեղումներ):

F (X, Y) և G (X, Y) ֆունկցիաների գծապատկերների հաջորդ հատկանիշը պարույրների կենտրոններով անցնող զրոյական զգայունության օղակաձև «խառնարանի» առկայությունն է (միավոր շառավիղի շրջան՝ կենտրոնացած կետում։ (0,0)): Գործնականում այս հատկությունը թույլ է տալիս որոշել փոքր օբյեկտների հեռավորությունը: Եթե պարզվի, որ որոշակի վերջավոր հեռավորության վրա արտացոլված ազդանշանը անհետանում է (պտտվող օպտիմալ կողմնորոշմամբ), ապա օբյեկտի հեռավորությունը սարքի հիմքի կեսն է, այսինքն ՝ L / 2 արժեքը:

Հարկ է նաև նշել, որ տարբեր են նաև ոլորանների փոխադարձ դասավորությամբ մետաղական դետեկտորների ուղղորդման դիագրամները գլանման y անկյունի նկատմամբ: Նկար 14b-ում ներկայացված է սարքի ուղղահայաց գծապատկերը կծիկների մոտ ուղղահայաց առանցքներով, իսկ 14ա-ում` խաչաձևերով: Ակնհայտ է, որ երկրորդ գծապատկերն ավելի նախընտրելի է, քանի որ այն ունի ավելի քիչ գլորում մեռած գոտիներ և ավելի քիչ բլթեր:

Մետաղական դետեկտորի և օբյեկտի պարամետրերից ընդունող կծիկում առաջացած լարման կախվածությունը գնահատելու համար անհրաժեշտ է վերլուծել արտահայտությունը (1.19) K4 գործակցի համար: Ընդունող կծիկում առաջացած լարումը համաչափ է (L / 2) ^ 6-ին: F և G ֆունկցիաների արգումենտները նույնպես նորմալացվում են L / 2 արժեքին, որի նվազումը տեղի է ունենում հեռավորության 6-7-րդ հզորությամբ: Հետևաբար, որպես առաջին մոտարկում, բոլոր մյուս բաները հավասար են, մետաղական դետեկտորի զգայունությունը կախված չէ դրա հիմքից:

Նկար 14. Կծիկավոր համակարգերի գլանային սենսորների ուղղորդման նախշեր.

Խաչված առանցքներով (ա)

Ուղղահայաց առանցքներով (բ).

Վերլուծելու համար ընտրողականությունմետաղական դետեկտոր, այսինքն՝ տարբեր մետաղներից կամ համաձուլվածքներից պատրաստված առարկաներ տարբերելու նրա կարողությունը, դուք պետք է դիմեք արտահայտությանը (1.23): Դետեկտորը կարող է տարբերել առարկաները արտացոլված ազդանշանի փուլով: Ինձ տիպի սարքի լուծման համարՔանի որ այն առավելագույնն էր, անհրաժեշտ է պատշաճ կերպով ընտրել արձակող կծիկի ազդանշանի հաճախականությունը, որպեսզի օբյեկտներից արտացոլված ազդանշանի փուլը լինի մոտ 45 °: Սա արտահայտման առաջին տերմինի փուլում հնարավոր փոփոխությունների միջակայքի միջինն է (1.23), և այնտեղ փուլային հաճախականության բնութագրիչի թեքությունը առավելագույնն է: (1.23) արտահայտության երկրորդ անդամը ենթադրվում է զրոյական, քանի որ որոնելիս մեզ առաջին հերթին հետաքրքրում է ընտրողականությունը գունավոր մետաղների՝ ոչ ֆերոմագնիսների նկատմամբ: Բնականաբար, ազդանշանի հաճախականության օպտիմալ ընտրությունը ենթադրում է նախատեսված օբյեկտների բնորոշ չափերի իմացություն: Գրեթե բոլոր արտասահմանյան արդյունաբերական մետաղական դետեկտորները օգտագործում են մետաղադրամի չափը որպես այդպիսի չափ: Օպտիմալ հաճախականությունը հետևյալն է.

25 (մմ) տիպիկ մետաղադրամի տրամագծով դրա ծավալը կազմում է մոտ 10 ^ (- 6) (մ ^ 3), որը, ըստ (1.25) բանաձևի, համապատասխանում է մոտ 0.6 (սմ) համարժեք շառավղին։ Այսպիսով, մենք ստանում ենք մոտ 1 (kHz) հաճախականության օպտիմալ արժեքը մետաղադրամի նյութի հաղորդունակությամբ 20 (n0mCh m): Արդյունաբերական սարքերում հաճախականությունը սովորաբար ավելի մեծ է (տեխնոլոգիական պատճառներով):

3.1.5. եզրակացություններ

3. Մնացած բոլոր բաները հավասար են (կծիկի պտույտների չափը և քանակը, ընդունող ուղու զգայունությունը, ընթացիկ արժեքը և դրա հաճախականությունը արտանետվող կծիկում), մետաղական դետեկտորի զգայունությունը «փոխանցում-ընդունում» սկզբունքի համաձայն գործնականում չի համապատասխանում. կախված է դրա հիմքից, այսինքն՝ կծիկների միջև եղած հեռավորությունից։

3.2 ՄԵՏԱՂ ԴԵՏԵԿՏՈՐ ԲԻԹԵՐԻ ՎՐԱ

«Մետաղական դետեկտոր» տերմինը ռադիոտեխնիկայում ընդունված տերմինաբանության արձագանքն է առաջին սուպերհետերոդինային ընդունիչների ժամանակներից: Բիթերը մի երևույթ է, որն առավել նկատելիորեն դրսևորվում է, երբ ավելացվում են սերտ հաճախականություններով և մոտավորապես նույն ամպլիտուդներով երկու պարբերական ազդանշաններ, և բաղկացած է ընդհանուր ազդանշանի ամպլիտուդայի իմպուլսացիայից: Ծածանքների հաճախականությունը հավասար է երկու ավելացված ազդանշանների հաճախությունների տարբերությանը: Նման իմպուլսային ազդանշանն ուղղիչի (դետեկտորի) միջով անցնելով՝ կարելի է մեկուսացնել տարբերության հաճախականության ազդանշանը։ Այս սխեման երկար ժամանակ ավանդական էր, բայց ներկայումս, սինխրոն դետեկտորների զարգացման շնորհիվ, այն սովորաբար չի օգտագործվում ոչ ռադիոտեխնիկայի, ոչ էլ մետաղական դետեկտորների մեջ, չնայած «ծեծ» տերմինը մնացել է մինչ օրս:

3.2.1. Գործողության սկզբունքը

Մետաղական դետեկտորի աշխատանքի սկզբունքը հարվածների վրա շատ պարզ է և բաղկացած է հաճախականության տարբերության գրանցումից երկու գեներատորներից, որոնցից մեկը հաճախականության կայուն է, իսկ մյուսը պարունակում է սենսոր՝ ինդուկտիվ կծիկ իր հաճախականության կարգավորիչի միացումում: Սարքը կարգավորվում է այնպես, որ սենսորի մոտ մետաղի բացակայության դեպքում երկու գեներատորների հաճախականությունները համընկնում են կամ արժեքով շատ մոտ են: Սենսորի մոտ մետաղի առկայությունը հանգեցնում է նրա պարամետրերի փոփոխության և, որպես հետևանք, համապատասխան գեներատորի հաճախականության փոփոխության: Այս փոփոխությունը սովորաբար շատ փոքր է, բայց երկու գեներատորների միջև հաճախականության տարբերության փոփոխությունն արդեն նշանակալի է և հեշտությամբ կարելի է հայտնաբերել:

Հաճախականության տարբերությունը կարելի է գրանցել տարբեր եղանակներով՝ սկսած ամենապարզից, երբ տարբեր հաճախությունների ազդանշանը լսվում է ականջակալներով կամ բարձրախոսով, մինչև հաճախականության չափման թվային մեթոդներ:

3.2.2. Տեսական նկատառումներ

Եկեք մանրամասն նայենք մետաղական դետեկտորի հարվածային դետեկտորին, որը բաղկացած է մեկ կծիկից (տե՛ս նկ. 15):

Բրինձ. 15. Մեկ պարույր մետաղական դետեկտորի փոխազդեցությունը առարկայի հետ:

Կծիկի կենտրոնում մագնիսական ինդուկցիան հետևյալն է.

որտեղ Pm - մագնիսական մոմենտը, որը ստեղծվել է կծիկի հոսանքի կողմից I, R0 - կծիկի շառավիղը, S - կծիկի տարածքը:

Հաղորդիչ և (կամ) ֆերոմագնիսական օբյեկտի հետ փոխազդեցության պատճառով առաջանում է լրացուցիչ ինդուկցիոն բաղադրիչ: Քանի որ դրա արտաքին տեսքի մեխանիզմը նույնն է, ինչ նախկինում դիտարկված մետաղական դետեկտորի դեպքում «փոխանցում-ընդունում» սկզբունքի համաձայն, կարող եք օգտագործել նախորդ բաժնի արդյունքները և գրել լրացուցիչ ինդուկցիոն բաղադրիչի համար.

որտեղ Կ 1 - գործակից, որը հաշվարկվում է (1.8), (1.9) կամ (1.23) բանաձևով:

Քանի որ K1 գործակիցը բարդ ֆունկցիա է, ապա ինդուկցիայի հարաբերական փոփոխությունը կարող է նշանակվել որպես Laplace օպերատորի ֆունկցիա.

Այսպիսով, մետաղական դետեկտորի սենսորի կծիկի դիմադրությունը (առանց հաշվի առնելու մետաղալարի օմմիկ դիմադրությունը և շրջադարձային հզորությունը) կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ.

որտեղ L-ը կծիկի ինդուկտիվությունն է՝ առանց օբյեկտի ազդեցության:

Օբյեկտը փոխում է կծիկի դիմադրությունը: Բիթերի վրա մետաղական դետեկտորներում այս փոփոխությունը գնահատվում է սենսորային կծիկի և կոնդենսատորի կողմից ձևավորված տատանվող LC-շղթայի ռեզոնանսային հաճախականության փոփոխությամբ:

3.2.3. Գործնական նկատառումներ

Զգայունություն Մետաղական դետեկտորի հարվածների վրա որոշվում է (1.36) - (1.38) արտահայտություններով և, ի լրումն, կախված է սենսորի դիմադրողականության փոփոխությունը հաճախականության փոխարկելու պարամետրերից: Ինչպես արդեն նշվեց, փոխակերպումը սովորաբար բաղկացած է հաճախականության կարգավորող միացումում կայուն տատանվող և սենսորային կծիկով տատանվող հաճախականության տարբերության ստացումից: Հետևաբար, որքան բարձր են այդ գեներատորների հաճախականությունները, այնքան ավելի մեծ է հաճախականության տարբերությունը՝ ի պատասխան սենսորի մոտ մետաղական թիրախի հայտնվելուն: Փոքր հաճախականության շեղումների գրանցումը դժվար է։ Այսպիսով, ականջի միջոցով դուք կարող եք վստահորեն գրանցել տոնային ազդանշանի հաճախականության շեղում առնվազն 10 (Հց): Տեսողականորեն, LED-ը թարթելով, կարող եք գրանցել հաճախականության շեղում առնվազն 1 (Հց): Այլ կերպերովԴուք կարող եք հասնել գրանցման և հաճախականության ավելի փոքր տարբերության, բայց այս գրանցումը զգալի ժամանակ կխլի, ինչը անընդունելի է մետաղական դետեկտորների համար, որոնք միշտ աշխատում են իրական ժամանակում:

Նման հաճախականություններում մետաղների ընտրողականությունը, որոնք շատ հեռու են օպտիմալից (1,34), շատ թույլ է: Բացի այդ, գեներատորի հաճախականության տեղաշարժից որոշեք փուլը արտացոլված ազդանշանը գործնականում անհնար է: Ահա թե ինչու ընտրողականությունմետաղական դետեկտորը հարվածներ չունի:

Պրակտիկայի դրական կողմը սենսորի և մետաղական դետեկտորի էլեկտրոնային մասի դիզայնի պարզությունն է: Նման սարքը կարող է լինել շատ կոմպակտ: Հարմար է օգտագործել այն, երբ ինչ-որ բան արդեն հայտնաբերվել է ավելի զգայուն սարքի կողմից։ Եթե հայտնաբերված օբյեկտը փոքր է եւ գտնվում է բավական խորը հողի մեջ, ապա այն կարող է «մոլորվել», շարժվել պեղումների ժամանակ։ Որպեսզի պեղումների վայրը բազմիցս «չնայեք» մեծածավալ զգայուն մետաղական դետեկտորով, նպատակահարմար է վերջնական փուլում վերահսկել դրանց առաջընթացը կոմպակտ կարճ հեռավորության սարքով, որն ավելի ճշգրիտ կարող է պարզել օբյեկտի գտնվելու վայրը: .

3.2.4. եզրակացություններ

1 . Beat դետեկտորները ավելի քիչ զգայուն են, քան փոխանցող-ընդունող մետաղական դետեկտորները:

2. Մետաղների տեսակների համար ընտրողականություն չկա։

3.3. ՄԻՊՈԼՈՐ ԻԴՈՒԿՑԻՈՆ ՄԵՏԱՂ ԴԵՏԵԿՏՈՐ

3.3.1. Գործողության սկզբունքը

Այս տեսակի մետաղական դետեկտորների անվանման մեջ «ինդուկցիա» բառը լիովին բացահայտում է դրանց գործողության սկզբունքը, եթե հիշենք «ինդուկտիո» (լատ.) բառի իմաստը՝ ուղղորդում։ Այս տեսակի սարքն ունի ցանկացած հարմար ձևի մեկ կծիկ, որը հուզված է փոփոխական ազդանշանով, որպես սենսորի մաս: Սենսորի մոտ մետաղական առարկայի հայտնվելը առաջացնում է արտացոլված (վերարտադրվող ազդանշանի) տեսք, որը «դրդում է» լրացուցիչ էլեկտրական ազդանշան կծիկի մեջ։ Մնում է միայն ընտրել այս լրացուցիչ ազդանշանը:

Ինդուկցիոն տիպի մետաղական դետեկտորը կյանքի իրավունք ստացավ հիմնականում «փոխանցում-ընդունում» սկզբունքով սարքերի հիմնական թերության պատճառով՝ սենսորային դիզայնի բարդությունը։ Այս բարդությունը հանգեցնում է կա՛մ սենսորի արտադրության բարձր գնի և աշխատատարության, կա՛մ դրա անբավարար մեխանիկական կոշտության, ինչը հանգեցնում է շարժման ընթացքում կեղծ ազդանշանների առաջացմանը և նվազեցնում սարքի զգայունությունը: Եթե դուք ինքներդ ձեզ նպատակ եք դրել վերացնել այս թերությունը սարքերից «փոխանցում-ընդունում» սկզբունքի հիման վրա, ապա կարող եք անսովոր եզրակացության գալ՝ մետաղական դետեկտորի արտանետվող և ընդունող պարույրները պետք է միավորվեն մեկում: Իրոք, մի կծիկի շատ անցանկալի շարժումներն ու թեքությունները մյուսի նկատմամբ այս դեպքում բացակայում են, քանի որ կա միայն մեկ կծիկ և այն և՛ արտանետում է, և՛ ընդունում։ Ակնհայտ է նաև սենսորի ծայրահեղ պարզությունը: Այս առավելությունների համար վճարելու գինը օգտակար արձագանքն արտանետող/ընդունող կծիկի շատ ավելի մեծ գրգռման ազդանշանից մեկուսացնելու անհրաժեշտությունն է:

Մուտքային մասի սխեմատիկ դիագրամ

Հնարավոր է առանձնացնել արտացոլված ազդանշանը՝ սենսորային կծիկում առկա էլեկտրական ազդանշանից հանելով նույն ձևի, հաճախականության, փուլի և ամպլիտուդի ազդանշանը, ինչ ազդանշանը կծիկի մեջ, երբ մոտակայքում մետաղ չկա: Ինչպես դա կարող է իրականացվել ձևերից մեկով, ցույց է տրված բլոկային դիագրամի տեսքով Նկ. 16.

Նկար 16. Ինդուկցիոն մետաղական դետեկտորի մուտքային միավորի բլոկային դիագրամ

Գեներատորը առաջացնում է սինուսոիդային փոփոխական լարում մշտական ամպլիտուդով և հաճախականությամբ: «Լարման-հոսանք» փոխարկիչը (PNT) փոխակերպում է գեներատորի Ug լարումը հոսանքի Ig-ի , որը դրված է սենսորի տատանողական շղթայում։ Տատանվող շղթան բաղկացած է C կոնդենսատորից և սենսորի կծիկ L-ից։ Նրա ռեզոնանսային հաճախականությունը հավասար է գեներատորի հաճախականությանը։ PNT-ի փոխակերպման գործակիցն ընտրվում է այնպես, որ Ud տատանողական շղթայի լարումը հավասար լինի Ug գեներատորի լարմանը (տվիչի մոտ մետաղի բացակայության դեպքում): Այսպիսով, գումարողի վրա նույն ամպլիտուդով երկու ազդանշան են հանվում, իսկ ելքային ազդանշանը՝ հանման արդյունքը, հավասար է զրոյի։ Երբ սենսորի մոտ մետաղ է հայտնվում, արտացոլված ազդանշան է հայտնվում (այլ կերպ ասած, սենսորային կծիկի պարամետրերը փոխվում են) և դա հանգեցնում է Ud տատանողական շղթայի լարման փոփոխության: Ելքը զրոյից տարբերվող ազդանշան է:

Նկար 16-ում ներկայացված է դիտարկվող տեսակի մետաղական դետեկտորների մուտքային մասի սխեմաներից մեկի միայն ամենապարզ տարբերակը, որպես ամենապարզը: Այս շղթայում PNT-ի փոխարեն, սկզբունքորեն, հնարավոր է օգտագործել հոսանք կարգավորող ռեզիստոր: Սենսորային կծիկը միացնելու համար կարող են օգտագործվել տարբեր կամուրջային սխեմաներ, ինվերտիվ և չշրջվող մուտքերի համար փոխանցման տարբեր հարաբերակցությամբ հավելիչներ, տատանվող շղթայի մասնակի ակտիվացում և այլն: և այլն:

Նկարի գծապատկերում: 16, որպես սենսոր օգտագործվում է տատանողական միացում։ Սա արվում է պարզության համար՝ Ug և Ud ազդանշանների միջև զրոյական փուլային տեղաշարժ ստանալու համար (շղթան կարգավորվում է ռեզոնանսի վրա): Դուք կարող եք հրաժարվել տատանողական միացումից՝ այն ռեզոնանսին ճշգրտելու անհրաժեշտությամբ և որպես PNT բեռ օգտագործել միայն սենսորային կծիկը: Այնուամենայնիվ, այս դեպքում PNT-ի շահույթը պետք է բարդ լինի, որպեսզի շտկվի փուլային տեղաշարժը մոտավորապես 90 °-ով, որը բխում է PNT բեռի ինդուկտիվ բնույթից:

3.3.2. Տեսական նկատառումներ

Ինչպես արդեն նշվեց, ինդուկցիոն տիպի մետաղական դետեկտորը կարող է ներկայացվել որպես մետաղական դետեկտորի որոշակի սահմանափակող դեպք, որը հիմնված է «փոխանցում-ընդունում» սկզբունքի վրա, երբ արտանետվող և ընդունող պարույրները համընկնում են: Հետևաբար, 1.1 բաժնի արդյունքներից շատերը կարող են օգտագործվել ինդուկցիոն տիպի մետաղական դետեկտորի համար: Բացի այդ, ինդուկցիոն մետաղական դետեկտորը տարբերվում է ծեծող մետաղական դետեկտորից միայն արտացոլված ազդանշանը գրանցելու եղանակով, հետևաբար, 1.2 բաժնի որոշ արդյունքներ վավեր կլինեն նաև ինդուկցիոն տիպի սարքի համար:

Ինդուկցիոն տիպի մետաղական դետեկտորի կծիկի փոխազդեցությունը մետաղական առարկայի հետ կարելի է պատկերել Նկար 15-ում: Արտացոլված ազդանշանը կարելի է գնահատել մագնիսական ինդուկցիայի մեծությամբ (1.36): Ի տարբերություն «հաղորդում-ընդունման» սկզբունքի վրա հիմնված սարքերի, արտացոլված ազդանշանի մեծությունը (1.3) ենթադրությամբ կախված է միայն օբյեկտի և սենսորի միջև հեռավորությունից և կախված չէ սենսորի կողմնորոշումից դեպի օբյեկտ:

Արտացոլված ազդանշանով սենսորային կծիկում առաջացած լրացուցիչ լարումը հաշվարկվում է (1.17) բանաձևով, որտեղ արտացոլված ազդանշանի ինդուկցիան հավասար է (1.36): Առանց նշանը հաշվի առնելու, այս լարումը հետևյալն է.

որտեղ p-ը Լապլասի օպերատորն է, I - հոսանքը կծիկի մեջ, r-ը սենսորի և օբյեկտի միջև հեռավորությունն է, S-ը կծիկի մակերեսն է, N-ը նրա պտույտների թիվն է, R-ը օբյեկտի համարժեք շառավիղն է, KS: - գործակիցը հաշվարկված է բանաձևով (1.23).

3.3.3. Գործնական նկատառումներ

Սարքի լարման արձագանքը մետաղական առարկային, համաձայն (1.39) բանաձևի, հակադարձ համեմատական է հեռավորության վեցերորդ հզորությանը: Այսինքն՝ այն գործնականում նույնն է, ինչ մետաղորսիչները՝ «փոխանցել-ընդունել» սկզբունքի հիման վրա։ Արտացոլված ազդանշանի ձայնագրման սկզբունքը նման է. Հետեւաբար, տեսական զգայունությունԻնդուկցիոն մետաղական դետեկտորը նույնն է, ինչ հաղորդիչ-ընդունիչ գործիքը:

Տեսական նկատառումներ մասին ընտրողականություն, 1.1 բաժնում տրված մետաղական դետեկտորի համար «փոխանցում-ընդունում» սկզբունքի համաձայն, վավեր են նաև ինդուկցիոն մետաղական դետեկտորի համար: Ընտրողականությունը որոշվում է օգտակար արտացոլված ազդանշանի լարման համար (1.39) բանաձևում ներառված գործակցով (1.23):

Դիզայնի առանձնահատկություններից պետք է նշել դիզայնի պարզությունմետաղական դետեկտորի սենսոր: Պարզության գինը, ինչպես նշված է վերևում, մետաղական դետեկտորի սենսորային կծիկի մեծ էլեկտրական գրգռման ազդանշանի ֆոնի վրա փոքր օգտակար ազդանշանի մեկուսացման անհրաժեշտությունն է: Եթե հաշվի առնենք, որ այդ ազդանշանների ամպլիտուդների հարաբերակցությունը կարող է հասնել 105 ... 106-ի, ապա պարզ է, որ պրակտիկա, սա հեշտ, թեև բավականին լուծելի խնդիր չէ: ԲարդությունԱյս խնդրի լուծումը կայանում է նրանում, որ մետաղական դետեկտորի սենսորի կծիկը արձագանքում է ոչ միայն օգտակար արտացոլված ազդանշանին, այլև դրա պարամետրերի ցանկացած փոփոխությանը: Բարեբախտաբար, ինդուկցիոն մետաղական դետեկտորի սենսորի մեխանիկական դեֆորմացիայի նկատմամբ զգայունությունը շատ ավելի ցածր է, քան «փոխանցում-ընդունում» սկզբունքի վրա հիմնված գործիքները: Այնուամենայնիվ, առաջանում է սենսորի ջերմաստիճանի զգայունության խնդիրը, որը հատուկ է ինդուկցիոն մետաղական դետեկտորին: Փաստն այն է, որ մետաղալարի (սովորաբար պղնձի) օմմիկ դիմադրությունը, որով փաթաթված է սենսորային կծիկը, ջերմաստիճանի բարձրացման հետ գրեթե գծային աճում է: Ջերմաստիճանի անխուսափելի տատանումներով պայմանավորված՝ սենսորային դիմադրության և լարման այս համեմատաբար դանդաղ փոփոխություններն ինքնուրույն շատ փոքր են, բայց համեմատելի կամ նույնիսկ ավելի մեծ, քան ցանկալի ազդանշանը: Այսպիսով, արդիական է դառնում մետաղական դետեկտորի սենսորի կծիկի դիմադրության ջերմաստիճանի շեղումը փոխհատուցելու խնդիրը:

3.4. ՄԵՏԱՂ ԴԵՏԵԿՏՈՐՆԵՐԻ ԱՅԼ ՏԵՍԱԿՆԵՐ

Առաջին հարցը, որ ծագում է մարդու մոտ՝ որոշակի մետաղորսիչ սարքերի թերություններին ու սահմանափակումներին ծանոթանալուց հետո, մոտավորապես այսպես է հնչում. Հարցը տրամաբանական է, բայց ստորև տրված պատասխանը, հավանաբար, մեծապես չի գոհացնի հետաքրքրասեր ընթերցողին։

Իմպուլսային մետաղական դետեկտորներ

Նախկինում քննարկված էլեկտրոնային մետաղական դետեկտորների երեք տեսակներում արտացոլված ազդանշանն առանձնացված է արտանետվողից: կա՛մ երկրաչափական, կա՛մ ընդունող և արտանետող պարույրների հարաբերական դիրքի պատճառով, կա՛մ հատուկ փոխհատուցման սխեմաների կիրառմամբ: Ակնհայտ է, որ կարող է լինել արտանետվող և արտացոլված ազդանշանների տարանջատման ժամանակավոր մեթոդ: Այս մեթոդը լայնորեն կիրառվում է, օրինակ, իմպուլսային էխոյում և ռադարներում։ Տեղադրելիս արտացոլված ազդանշանի հետաձգման մեխանիզմը պայմանավորված է ազդանշանի տարածման զգալի ժամանակով դեպի օբյեկտ և ետ: Այնուամենայնիվ, ինչպես կիրառվում է մետաղական դետեկտորների համար, նման մեխանիզմ կարող է լինել նաև հաղորդիչ օբյեկտում ինքնահոսքի երևույթը: Մագնիսական ինդուկցիայի զարկերակին ենթարկվելուց հետո հաղորդիչ օբյեկտում առաջանում է խամրված հոսանքի իմպուլս և որոշ ժամանակ պահպանվում է ինքնաինդուկցիայի երևույթի պատճառով, որն առաջացնում է ժամանակի հետաձգված արտացոլված ազդանշան: Այսպիսով, կարելի է առաջարկել մետաղական դետեկտորի մեկ այլ սխեման, որը սկզբունքորեն տարբերվում է հատվածի մեթոդով ավելի վաղ դիտարկվածներից.ազդանշաններ. Նման մետաղական դետեկտորը կոչվում է իմպուլս: Այն բաղկացած է ընթացիկ իմպուլսային գեներատորից, ընդունող և արտանետող կծիկներից, անջատիչ սարքից և ազդանշանի մշակման միավորից։

Ընթացիկ զարկերակային գեներատորը առաջացնում է կարճ միլիվայրկյան հոսանքի իմպուլսներ, որոնք մտնում են արտանետվող կծիկ, որտեղ դրանք վերածվում են մագնիսական ինդուկցիայի իմպուլսների: Քանի որ արտանետվող կծիկը - իմպուլսային գեներատորի բեռը ունի ընդգծված ինդուկտիվ բնույթ, լարման ալիքների տեսքով ծանրաբեռնվածությունները տեղի են ունենում գեներատորի իմպուլսային ճակատներում: Նման պոռթկումները կարող են հասնել հարյուրավոր (!) Վոլտ ամպլիտուդով, սակայն պաշտպանիչ սահմանափակիչների օգտագործումը անընդունելի է, քանի որ դա կհանգեցնի ընթացիկ իմպուլսի և մագնիսական ինդուկցիայի առջևի հետաձգմանը և, ի վերջո, կբարդացնի արտացոլվածի բաժանումը: ազդանշան.

Ընդունող և արտանետվող կծիկները կարող են տեղակայվել միմյանց նկատմամբ բավականին կամայականորեն, քանի որ արտանետվող ազդանշանի ուղղակի ներթափանցումը ընդունող կծիկի մեջ և դրա վրա արտացոլված ազդանշանի ազդեցությունը ժամանակին առանձնացված են: Սկզբունքորեն, մեկ կծիկ կարող է հանդես գալ և՛ որպես ընդունող, և՛ արտանետող, բայց այս դեպքում շատ ավելի դժվար կլինի անջատել ընթացիկ իմպուլսային գեներատորի բարձր լարման ելքային սխեմաները և մուտքային զգայուն սխեմաները:

Անջատիչ սարքը նախատեսված է արտանետվող և արտացոլված ազդանշանների վերը նշված տարանջատումը կատարելու համար: Այն արգելափակում է սարքի մուտքային սխեմաները որոշակի ժամանակով, որը որոշվում է արտանետվող կծիկում ընթացիկ իմպուլսի տևողությամբ, կծիկի լիցքաթափման ժամանակով և այն ժամանակով, որի ընթացքում կարճ էնրանց արձագանքները զանգվածային թույլ հաղորդիչ օբյեկտներից, ինչպիսիք են հողը: Այս ժամանակի ավարտից հետո անջատիչ սարքը պետք է ապահովի ազդանշանի անխոչընդոտ փոխանցումը ստացող կծիկից դեպի մշակման միավոր:ազդանշան.

Ազդանշանի մշակման միավորը նախատեսված է մուտքային էլեկտրական ազդանշանը մարդու ընկալման համար հարմար ձևի փոխակերպելու համար: Այն կարող է նախագծվել այլ տեսակի մետաղական դետեկտորներում օգտագործվող լուծումների հիման վրա:

Իմպուլսային մետաղական դետեկտորների թերությունները ներառում են առարկաների գործնականում մետաղի տեսակի տարբերակման իրականացման դժվարությունը, բարձր ամպլիտուդային հոսանքի և լարման իմպուլսների ստեղծման և անջատման սարքավորումների բարդությունը և ռադիոմիջամտության բարձր մակարդակը:

Մագնիսաչափեր

Մագնիսաչափերը գործիքների լայն խումբ են, որոնք նախատեսված են մագնիսական դաշտի պարամետրերը չափելու համար (օրինակ՝ մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի մոդուլը կամ բաղադրիչները)։ Մագնիսաչափերի օգտագործումը որպես մետաղական դետեկտոր հիմնված է ֆերոմագնիսական նյութերի, օրինակ՝ երկաթի կողմից Երկրի բնական մագնիսական դաշտի տեղական աղավաղման ֆենոմենի վրա։ Մագնիսաչափի օգնությամբ հայտնաբերելով Երկրի դաշտի մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի մոդուլից կամ ուղղությունից շեղում, որը սովորական է տվյալ տարածքի համար, կարելի է վստահորեն հաստատել մագնիսական որոշ անհամասեռության (անոմալիա) առկայությունը, որը կարող է լինել. առաջացած երկաթյա առարկայի պատճառով:

Նախկինում դիտարկված մետաղական դետեկտորների համեմատ, մագնիսաչափերը շատ ավելի մեծ տիրույթ ունեն: երկաթե առարկաների հայտնաբերում. Շատ տպավորիչ է իմանալ, որ մագնիսաչափի միջոցով հնարավոր է կոշիկի փոքր մեխեր գրանցել 1 (մ) հեռավորության վրա գտնվող սապոգից, իսկ մեքենայից՝ 10 (մ) հեռավորության վրա։ Նման մեծ հայտնաբերման տիրույթը բացատրվում է նրանով, որ Երկրի միատարր մագնիսական դաշտը նման է մագնիսաչափերի համար սովորական մետաղական դետեկտորների արտանետվող դաշտին, հետևաբար սարքի արձագանքը երկաթե առարկայի նկատմամբ հակադարձ համեմատական է ոչ թե վեցերորդին, այլ: հեռավորության երրորդ ուժին:

Մագնիսաչափերի հիմնարար թերությունը գունավոր մետաղներից պատրաստված առարկաներ դրանց միջոցով հայտնաբերելու անհնարինությունն է։ Բացի այդ, նույնիսկ եթե մեզ հետաքրքրում է միայն երկաթը, ապա որոնման համար մագնիսաչափերի օգտագործումը դժվար է։ Նախ, բնության մեջ կան տարբեր մասշտաբների բնական մագնիսական անոմալիաների լայն տեսականի (առանձին օգտակար հանածոներ, օգտակար հանածոների հանքավայրեր և այլն): Երկրորդ, մագնիսաչափերը սովորաբար ծավալուն են և նախատեսված չեն շարժման մեջ աշխատելու համար:

Գանձեր և մասունքներ փնտրելիս մագնիսաչափերի անօգուտությունը ցույց տալու համար կարելի է բերել հետևյալ օրինակը. Սովորական կողմնացույցի օգնությամբ, որն ըստ էության ամենապարզ մագնիսաչափն է, կարելի է գրանցել սովորական երկաթյա դույլ մոտ 0,5 (մ) հեռավորության վրա, ինչն ինքնին լավ արդյունք է։ Այնուամենայնիվ (!), Փորձեք օգտագործել կողմնացույց՝ իրական պայմաններում գետնի տակ թաքնված նույն դույլը գտնելու համար:

Ռադարներ

Հայտնի փաստ է, որ ժամանակակից ռադարների օգնությամբ հնարավոր է մի քանի հարյուր կիլոմետր հեռավորության վրա հայտնաբերել այնպիսի օբյեկտ, ինչպիսին ինքնաթիռն է։ Հարց է առաջանում. Արդյո՞ք ժամանակակից էլեկտրոնիկան թույլ չի տալիս ստեղծել կոմպակտ սարք, թեև հայտնաբերման միջակայքով շատ զիջում է ժամանակակից ստացիոնար ռադարներին, բայց թույլ է տալիս մեզ հայտնաբերել մեզ հետաքրքրող առարկաներ (տե՛ս գրքի անվանումը): Պատասխանը մի շարք հրապարակումներ են, որոնք նկարագրում են նման սարքերը:

Նրանց համար բնորոշ է ժամանակակից միկրոալիքային միկրոէլեկտրոնիկայի ձեռքբերումների օգտագործումը, ստացված ազդանշանի համակարգչային մշակումը։ Ժամանակակից բարձր տեխնոլոգիաների օգտագործումը գործնականում անհնարին է դարձնում այդ սարքերի ինքնուրույն արտադրությունը։ Բացի այդ, դրանց մեծ չափերը դեռ թույլ չեն տալիս լայնորեն կիրառել դաշտում։

Ռադարների առավելությունները ներառում են հայտնաբերման սկզբունքորեն ավելի բարձր տիրույթ, արտացոլված ազդանշանը կոպիտ մոտավորությամբ կարելի է համարել հնազանդվող երկրաչափական օպտիկայի օրենքներին, և դրա թուլացումը համաչափ է ոչ թե վեցերորդին կամ նույնիսկ երրորդին, այլ միայն հեռավորության երկրորդ ուժին: .

3.3.4. եզրակացություններ

1. Ինդուկցիոն մետաղական դետեկտորները համատեղում են մետաղական դետեկտորների բարձր զգայունությունն ու ընտրողականությունը՝ համաձայն «փոխանցում-ընդունում» սկզբունքի և մետաղական դետեկտորների ծեծող սենսորի նախագծման պարզության:

2. Մետաղական դետեկտորի սենսորային կծիկի պարամետրերի ջերմաստիճանի շեղումը փոխհատուցելու խնդիրը դառնում է հրատապ։

Մետաղական դետեկտորը շատ գայթակղիչ սարք է, այն կարող է օգտագործվել տարբեր նպատակների համար, օրինակ՝ հին լարեր, ջրի խողովակներ և, ի վերջո, գանձ փնտրելու համար: Մետաղական դետեկտորի հայեցակարգը շատ լայն է, մետաղական դետեկտորներն իրենք տարբեր են, դասական մետաղական դետեկտորներին բնորոշ մետաղի որոնման սկզբունքը օգտագործվում է տարբեր սարքերում՝ պարզ դետեկտորներից մինչև ռադիոլոկացիոն կայաններ:

Վերջերս մեծ տարածում են գտել այսպես կոչված իմպուլսային մետաղական դետեկտորները, որոնք պարունակում են ընդամենը մեկ կծիկ և ունեն համեմատաբար պարզ դիզայն՝ միաժամանակ ապահովելով բավականին լավ զգայունություն և բարձր հուսալիություն։ Զարկերակային մետաղական դետեկտորն աշխատում է ընդունման և փոխանցման սկզբունքով, նման մետաղական դետեկտորում որոնման կծիկը կարող է գործել երկու ռեժիմով՝ ընդունման և փոխանցման: Կծիկի արձակած ազդանշանը առաջացնում կամ գրգռում է ֆուկոյի պտտվող հոսանքները մետաղում, որոնք գրավվում են հենց կծիկի կողմից:

Տարբեր մետաղներ ունեն տարբեր էլեկտրական հաղորդունակություն, և շատ մետաղական դետեկտորներ կարողանում են դա ճանաչել բավականին բարձր ճշգրտությամբ՝ որոշելով, թե ինչ տեսակի մետաղ կա գետնի մեջ:

Ցանցում մետաղական դետեկտորի տրված սխեման շատ տարածված է, բայց իրական կառույցների լուսանկարներն ու ակնարկները շատ քիչ են, ուստի որոշվեց կրկնել սխեման և փորձարկել այն գործողության մեջ:

Տպագիր տպատախտակը բավականին կոմպակտ է ստացվել, այն պատրաստված է թալանելու մեթոդով։

Սխեման ունի բազմաթիվ առավելություններ.

միայն մեկ կծիկի առկայությունը;
չափազանց պարզ և ոչ քմահաճ սխեմա, որը գործնականում չի պահանջում լրացուցիչ կոնֆիգուրացիա.
ամբողջ միացումը կառուցված է ընդամենը մեկ միկրոսխեմայի վրա.
ցածր զգայունություն հողի նկատմամբ;
ցանկության դեպքում մետաղական դետեկտորը կարող է կարգավորվել այնպես, որ այն տեսնի միայն գունավոր մետաղները և անտեսի գունավոր մետաղները, այսինքն. մի տեսակ մետաղական դիսկրիմինացիոն ֆունկցիա։

Թերությունները:

մակերեսային որոնման խորություն - դետեկտորը տեսնում է մեծ մետաղական առարկաներ մինչև 30 սմ հեռավորության վրա, միջին մետաղադրամներ մինչև 5 և 8 սմ:

Սա բավարար չէ, բայց կախված է, թե ինչ նպատակով... Օրինակ, պատի մեջ հին ջրատար խողովակներ որոնելու համար սխեման 100%-ով հաղթահարում է:

Շղթան կառուցված է մեկ CD4011 CMOS միկրոսխեմայի վրա, որը պարունակում է 4 2I-NOT տրամաբանական դարպասներ: Այն բաղկացած է 4 մասից, հղման և որոնման գեներատորներից, խառնիչից և ազդանշանային ուժեղացուցիչից, որը պատրաստված է մեկ տրանզիստորի վրա։ Որպես դինամիկ գլխիկ, նախընտրելի է օգտագործել 16-ից 64 ohms դիմադրություն ունեցող ականջակալներ, քանի որ. ելքային փուլը գնահատված չէ ցածր դիմադրության բեռների համար:

Մետաղական դետեկտորն աշխատում է հետևյալ կերպ. Սկզբում որոնման և հղման օսլիլատորները կարգավորվում են նույն հաճախականությամբ, ուստի մենք բանախոսից ոչինչ չենք լսում: Հղման oscillator-ի հաճախականությունը ամրագրված է փոփոխական ռեզիստորի պտտման միջոցով ձեռքով կարգավորելու հնարավորությամբ: Որոնման գեներատորի հաճախականությունը մեծապես կախված է LC շղթայի պարամետրերից: Եթե որոնման կծիկի տեսադաշտում հայտնվում է մետաղական առարկա, ապա LC շղթայի հաճախականությունը խախտվում է, ինչի արդյունքում որոնման գեներատորի հաճախականությունը փոխվում է հղման համեմատ։ Խառնիչն առանձնացնում է այս գեներատորների հաճախականության տարբերությունը, որը զտվում է աուդիո ազդանշանի տեսքով և սնվում է ուժեղացուցիչի փուլ, որի համար բեռը ականջակալն է։

Կծիկ

Որքան մեծ է կծիկի տրամագիծը, այնքան ավելի զգայուն է դետեկտորը, բայց խոշոր կծիկները ունեն իրենց թերությունները, այնպես որ դուք պետք է ընտրեք օպտիմալ պարամետրերը: Այս շղթայի համար առավել օպտիմալ տրամագիծը գտնվում է 15-ից 20 սմ միջակայքում, մետաղալարերի տրամագիծը 0,4-0,6 մմ է, պտույտների քանակը 40-50 է, եթե կծիկի տրամագիծը 20 սմ-ի սահմաններում է: Իմ դեպքում, կծիկը կտրված է, պտույտներն ու տրամագիծը անհրաժեշտից փոքր են, ուստի շղթայի զգայունությունն այնքան էլ տաք չէ: Եթե դուք նախատեսում եք օգտագործել դետեկտորը խոնավ միջավայրում, պարույրը պետք է կնքված լինի:

Անհատականացում

Բոլոր ճշգրտման աշխատանքները կատարվում են կծիկի տեսադաշտում մետաղի բացակայության դեպքում:

Եթե առաջին միացման ժամանակ շղթան չի արձագանքում մետաղին, բայց բոլոր բաղադրիչները լավ աշխատանքային վիճակում են, ամենայն հավանականությամբ, գեներատորներից հաճախականության տարբերությունը դուրս է աուդիո տիրույթից, և ձայնը պարզապես չի ընկալվում մարդու կողմից: Այս դեպքում արժե պտտել փոփոխական ռեզիստորը, մինչև ձայնային ազդանշան հայտնվի: Այնուհետև մենք դանդաղորեն պտտում ենք նույն ռեզիստորը, մինչև բարձրախոսից ցածր հաճախականության ազդանշան լսենք, այնուհետև այն մի փոքր ավելի ենք պտտում նույն ուղղությամբ, մինչև ազդանշանն ամբողջությամբ անհետանա։ Սա ավարտում է կարգավորումը:

Ավելի ճշգրիտ կարգավորելու համար խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել բազմաշրջադարձ ռեզիստոր կամ երկու սովորական փոփոխական, որոնցից մեկը նախատեսված է կոպիտ պարամետրի համար, իսկ մյուսը՝ ավելի հարթ: Կարգավորումից հետո մենք ստուգում ենք մետաղական դետեկտորը՝ մետաղյա առարկան իր կծիկի մոտ բերելով և համոզվում, որ ձայնային ազդանշանի տոնայնությունը փոխվում է, այսինքն՝ շղթան արձագանքում է մետաղին։

Մետաղների խտրականության ազդեցությունը նկատվում է, եթե երկու գեներատորներն էլ աշխատում են մոտ 130-135 կՀց հաճախականությամբ, մինչդեռ գունավոր մետաղների նկատմամբ զգայունությունը գրեթե բացակայում է:

Շղթան կարող է սնուցվել 3-ից 15 վոլտ լարման մշտական աղբյուրից, լավագույն տարբերակը 9 վոլտ 6F22 մարտկոցի օգտագործումն է, շղթայի ընթացիկ սպառումը այս դեպքում կլինի 15-ից 30 մԱ միջակայքում: , կախված բեռի դիմադրությունից:

Այս տեսակի մետաղական դետեկտորների շահագործման սկզբունքը հիմնված է հաղորդող կծիկի փոփոխվող մագնիսական դաշտի կողմից ուսումնասիրվող օբյեկտի վրա գործողության և թիրախում պտտվող հոսանքների ինդուկցիայի արդյունքում առաջացող ազդանշանի գրանցման վրա: Այսպիսով, դրանք պատկանում են տեղակայման տիպի սարքերին և պետք է ունենան առնվազն 2 պարույր՝ փոխանցող և ընդունող:

Ե՛վ թողարկվող, և՛ ստացված ազդանշանները շարունակական են և հաճախականությամբ համընկնում են:

Այս տեսակի մետաղական դետեկտորների հիմնարար կետը կծիկների գտնվելու վայրի ընտրությունն է: Դրանք պետք է տեղակայվեն այնպես, որ օտար մետաղական առարկաների բացակայության դեպքում արտանետվող կծիկի մագնիսական դաշտը զրոյական ազդանշան առաջացնի ընդունող կծիկում:

Ազդանշան արձակող կամ ստացող կծիկները պատրաստվում են կառուցվածքի տեսքով, որը կոչվում է որոնման շրջանակ։ Կծիկների զուգահեռ դասավորությունը կոչվում է համահարթակ։

Սովորաբար, այս տեսակի մետաղական դետեկտորներում որոնման շրջանակը ձևավորվում է 2 կծիկներով, որոնք գտնվում են նույն հարթությունում և հավասարակշռված այնպես, որ երբ ընդունող կծիկի ելքում ազդանշան է կիրառվում նախորդ կծիկի վրա, կա նվազագույն ազդանշան: Ճառագայթման գործառնական հաճախականությունը մեկից մինչև մի քանի տասնյակ կՀց է։

Բիթ դետեկտորներ

Ծեծը մի երևույթ է, որը տեղի է ունենում, երբ երկու պարբերական ազդանշաններ՝ սերտ հաճախականությամբ և ամպլիտուդներով, բազմապատկվում են: Ստացված ազդանշանը կծածանի հաճախականությամբ, որը հավասար է հաճախականության տարբերությանը: Եթե ցածր հաճախականության ազդանշան կիրառվի բարձրախոսի վրա, ապա մենք կլսենք բնորոշ «կարկաչող» ձայն։

Մետաղական դետեկտորը պարունակում է երկու գեներատոր՝ տեղեկատու և չափիչ։ Առաջինն ունի կայուն հաճախականություն, իսկ երկրորդը կարող է փոխել հաճախականությունը մետաղական առարկայի մոտենալիս։ Նրա զգայուն տարրը որոնման տուփի տեսքով պատրաստված ինդուկտոր է:

Գեներատորներից ստացվող ազդանշանները սնվում են դետեկտորին, որի ելքում առաջանում է փոփոխական լարում, որի հաճախականությունը հավասար է հղման և չափիչ գեներատորների հաճախությունների տարբերությանը: Ավելին, այս ազդանշանը մեծանում է ամպլիտուդով և գնում դեպի լույսի ձայնային ցուցիչներ:

Չափիչ շրջանակի մոտ մետաղի առկայությունը հանգեցնում է շրջակա մագնիսական դաշտի պարամետրերի փոփոխության և համապատասխան գեներատորի հաճախականության փոփոխության։ Առաջանում է հաճախականության տարբերություն, որը մեկուսացված է և օգտագործվում է ազդանշանի ձևավորման համար։

Որքան մեծ է մետաղի զանգվածը և որքան մոտ է մետաղական առարկան, այնքան մեծ է գեներատորների հաճախականությունների տարբերությունը և գեներատորի ելքային լարման հաճախականությունը:

Ինչպես կարելի է դիտարկել ծեծող մետաղական դետեկտորների որոշ փոփոխություններ մետաղական դետեկտորներ - հաճախականության չափիչներ ... Նրանք ունեն միայն չափիչ գեներատոր։ Մետաղական դետեկտորի չափիչ շրջանակին մետաղյա առարկայի մոտենալու դեպքում գեներատորի հաճախականությունը փոխվում է։ Այնուհետև դրանից հանվում է մետաղի բացակայության ժամանակաշրջանի երկարությունը։

Ինդուկցիոն տիպի մեկ պարույր մետաղական դետեկտորներ

Այս մետաղական դետեկտորն ունի մեկ կծիկ, որը և՛ արտանետում է, և՛ ընդունում:

Կծիկի շուրջ առաջանում է էլեկտրամագնիսական դաշտ, որը, հասնելով մետաղական առարկայի, դրա մեջ առաջացնում է պտտվող հոսանքներ, որոնք առաջացնում են կծիկի շուրջ դաշտի մագնիսական ինդուկցիայի փոփոխություն։

Օբյեկտում առաջացող հոսանքները փոխում են կծիկի շուրջ էլեկտրամագնիսական դաշտի մագնիսական ինդուկցիայի մեծությունը։ Փոխհատուցող սարքը կծիկի միջոցով հաստատուն հոսանքն է պահպանում: Հետևաբար, երբ ինդուկտիվությունը փոխվի, ցուցանիշը կաշխատի:

Իմպուլսային մետաղական դետեկտորներ

Զարկերակային մետաղական դետեկտորը բաղկացած է ընթացիկ իմպուլսային գեներատորից, ընդունող և արտանետող կծիկներից, անջատիչ սարքից և ազդանշանի մշակման միավորից: Գործողության սկզբունքով `տեղորոշման տիպի մետաղական դետեկտոր:

Անջատիչ միավորի օգնությամբ ընթացիկ գեներատորը պարբերաբար առաջացնում է կարճ հոսանքի իմպուլսներ, որոնք մտնում են արտանետվող կծիկ, որը ստեղծում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթման իմպուլսներ։ Երբ այս ճառագայթումը գործում է մետաղական առարկայի վրա, վերջինիս մեջ առաջանում է խոնավ հոսանքի իմպուլս և մնում որոշ ժամանակ։ Այս հոսանքը ճառագայթում է առաջացնում մետաղական առարկայից, որը հոսանք է առաջացնում չափիչ շրջանակի կծիկում: Ինդուկացված ազդանշանի մեծությունը կարող է օգտագործվել չափիչ շրջանակի մոտ հաղորդիչ առարկաների առկայությունը կամ բացակայությունը դատելու համար:

Այս տեսակի մետաղական դետեկտորի հիմնական խնդիրը թույլ երկրորդական ճառագայթումը շատ ավելի հզոր ճառագայթումից առանձնացնելն է։

Իմպուլսային տիպի մետաղական դետեկտորների մեծ մասը արտանետվող կծիկի վրա կիրառվող հոսանքի իմպուլսի ցածր կրկնման արագություն ունի:

Մագնիսաչափեր

Մագնիսապես զգայուն մետաղական դետեկտորների համար զգայունությունը սովորաբար նշվում է դաշտի մագնիսական ինդուկցիայի արժեքով, որը սարքը կարող է գրանցել: Զգայունությունը սովորաբար չափվում է նանոտեսլաներով:

Բացի զգայունությունից, մագնիսաչափի որակները որոշելու համար օգտագործվում է բանաձեւը, որը որոշում է ինդուկցիայի նվազագույն տարբերությունը:

Սարքեր, որոնց աշխատանքի սկզբունքը հիմնված է ֆերոմագնիսական նյութերի ոչ գծային հատկությունների օգտագործման վրա, լայն տարածում են գտել։

Այս սկզբունքն իրականացնող զգայուն տարրերը կոչվում են հոսքի դարպասներ .

Մագնիսաչափի տիպիկ դիզայնը ներառում է գավազան մարտկոցով և դրա վրա տեղադրված էլեկտրոնային միավորով, ինչպես նաև ձողին ուղղահայաց առանցքի վրա գտնվող հոսքագծի փոխարկիչ:

Օգտագործելուց առաջ սարքը նախապես կալիբրացված է, որպեսզի փոխհատուցի Երկրի դաշտի ազդեցությունը կառավարման ֆերոմագնիսական օբյեկտների բացակայության դեպքում:

Կան մագնիսաչափեր, որոնք աշխատում են այլ ֆիզիկական սկզբունքներով: Օրինակ, քվանտային սարքերը հայտնի են միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի և Զեմանի էֆեկտի ազդեցության հիման վրա՝ օպտիկական պոմպով։ Նրանք շատ զգայուն են։

Ձեռքի մետաղական դետեկտորներ

Նրանք չափերով և քաշով մեծ չեն: Որոնման ընթացքում դրանք ձեռքով տեղափոխվում են կառավարվող օբյեկտի երկայնքով:

Մետաղական առարկաները ընկալելու առարկայի կարողությունը որոշվում է նրա զգայունությամբ: Ձեռքի մետաղական դետեկտորները կարող են հայտնաբերել փոքր մետաղադրամի չափի առարկան 5-10-ից մինչև մի քանի տասնյակ սանտիմետր հեռավորությունից:

Զգայունությունը կախված է փորձարկման առարկայի նկատմամբ մետաղական դետեկտորի շրջանակի կողմնորոշումից: Առաջարկվում է որոնողական դաշտը մի քանի անգամ անցկացնել փորձարկման օբյեկտի երկայնքով տարբեր անկյուններով:

Ձեռքի մետաղական դետեկտորների օրինակներ.

ընտրովի մետաղական դետեկտոր AKA 7215 :

Տագնապի ազդանշանը կախված է հայտնաբերված մետաղի տեսակից

Ունի պոտենցիոմետր զգայունության սահուն կարգավորման համար, ինչպես նաև անջատիչ՝ գունավոր և գունավոր մետաղներ

Շարունակական շահագործման ժամանակը թարմ 9V մարտկոցից՝ ոչ պակաս, քան 40 ժամ

Քաշը 280 գ.

Ձեռքի մետաղական դետեկտոր GARRETT:

Անջատիչի առկայությունը զգայունությունը նվազեցնելու համար

Մարտկոցի լիցքաթափման աստիճանի ավտոմատ վերահսկում

Տագնապային ազդանշան - ձայն և լուսադիոդ

Հարվածից պաշտպանված բնակարան

Ականջակալների / մարտկոցի խցիկ

Համապատասխանում է հիգիենայի հավաստագրերին

Շարունակական աշխատանքի ժամանակը` մինչև 80 ժամ

Վերջին տարիների զարգացումը բնութագրվում է սարքերի «էլեկտրոնային բարդության» աճով։ Նրանք հագեցած են միկրոպրոցեսորներով, դիսփլեյներով և այլն։ Այս ամենը թույլ է տալիս ընդլայնել սարքերի ֆունկցիոնալությունը։

Էկրանները ցույց են տալիս տեղեկատվություն հայտնաբերված օբյեկտի և դրա հաղորդունակության մասին: