тэги:
металлодетектор,
ответ,
принцип работы
категория:
наука и техника
ответить
комментировать
в избранное
бонус
4 ответа:
старые выше
новые выше
по рейтингу
4
Грустный Роджер
[204K]
6 дней назад
В самых первых металлоискателях действительно регистрировалось изменение индуктивности катушки, смонтированной в рамке прибора. Для регистрации этого изменения катушка включалась в колебательный контур, и изменение индуктивности вызывало изменение частоты колебаний. Эта частота сравнивалась с другой частотой, генерировавшейся другим колебательным контуром с неизменными параметрами (исходно прибор настраивался так, чтобы частоты колебаний совпадали). При рассогласовании частот возникали биения, частота которых попадала в звуковой диапазон, вот они-то, после преобразования, и попадали в наушники.
Вопреки распространённому заблуждению, такие примитивные металлоискатели могли обнаруживать только железные (стальные) предметы, потому что все остальные не вызывали изменения индуктивности рамки. Магнитная проницаемость что диамагнетиков, что парамагнетиков отличается от 1 на такую вшивоту, что изменение индуктивности рамки было ниже порога обнаружения.
Современные металлоискатели работают уже по-другому. Они регистрируют не изменение индуктивности катушки, а "эхо-сигнал", создаваемый металлическими предметами. Это не эхо, получаемое в радиолокации, а сигнал, создаваемый токами Фуко, наводимыми в металле переменным полем, генерируемым рамкой. Потому что раз есть ток, переменный ток, то, стало быть, возникает и (вторичное) электромагнитное поле, создаваемое этим током. К тому же такой проводящий объект вызывает нарушение симметрии электромагнитного поля, создаваемого рамкой.
И вот при таком методе уже по фигу, имеем мы дело с ферромагнетиком или просто проводником (медь, золото, алюминий…). Потому что токи Фуко наводятся в любом случае.
А дальше начинается анализ — анализ амплитуды и, главное, фазы принятого сигнала. Более того, поскольку в рамке расположена не одна передающая катушка, а как минимум две (и соответственно две приёмные), то наличие проводящего объекта вызывает дисбаланс принятых обеими половинками сигналов, что тоже даёт информацию.
И исходя из этого анализа и можно сказать, что обнаружен металлический предмет. Более того, фазовый сдвиг между зондирующим и принятым сигналами позволяет определить, с приличной достоверностью, даже то, из какого металла сделан найденный предмет. Поэтому современные металлоискатели обладают определённой селективностью (в описаниях это называется "дискриминацией") — они способны игнорировать сигналы, соответствующие, например, железу. Ведь обычно при поиске ищут что-то интересно — монеты, ювелирные изделия, самородки… Железо и алюминий — это обычно мусор. Гвозди, трубы, пивные банки и прочая фигня, никакого интереса не представляющая. Вот анализ параметров наведённого тока и позволяет судить о том, что мы нашли.
Между прочим, именно две зондирующие и две приёмные катушки и объясняют, почему при поиске металлических объектов рамкой надо водить из стороны в сторону: дисбаланс сигналов между двумя приёмными катушками — едва ли не основной поставщик информации, и этот дисбаланс лучше всего проявляется именно при перемещении рамки относительно обнаруженного объекта.
Есть и ещё один довольно остроумный принцип, уже несколько другой: импульсные детекторы. В них тоже анализируется наведённые в проводнике токи Фуко, но зондирующий сигнал не периодический, а импульсный. Если такой зондирующий сигнал подать на сверхпроводник (рассмотрим сферического коня в вакууме…), то возникший в нём ток Фуко никогда бы не прекратился. В реальных проводниках, с ненулевым сопротивлением, этот ток, однако, затухает. И вот как раз затухающие индукционные токи и принимаются рамкой такого металлоискателя. По амплитуде отклика и характеру затухания опять же можно сделать выводы о том, что за предмет найден. Особенность импульсных металлоискателей — их способность работать в солёной морской воде, которая по жизни неплохой проводник электричества, и поэтому обычные металлоискатели (с периодическим зондирующим сигналом) там бесполезны.
в избранное
ссылка
отблагодарить
spin
[15.4K]
"Вопреки распространённому заблуждению, такие примитивные металлоискатели могли обнаруживать только железные (стальные) предметы, потому что все остальные не вызывали изменения индуктивности рамки."
Ну-у.. Даже не знаю, зачем писать такое. Зачем же в катушках индуктивности применяют подстроечные сердечники из меди, латуни,алюминия? Чтобы было что покрутить просто так?
— 6 дней назад
Грустный Роджер
[204K]
В современных такого не применяют. Уже давно. Может и было когда-то давно…
Но такие сердечники подстраивают потери в катушке (активные потери), а не индуктивность. Для нормальной работы старых металлоискателей слишком острый резонанс — это тоже было плохо. Вот подстройка ширины полосы резонансного контура медным или алюминиевым сердечником — в такое я запросто поверю.
— 6 дней назад
spin
[15.4K]
Да ладно… Применяют. И подстраивают именно индуктивность такими сердечниками.
Речь идет о том, что металлоискатели на изменении индуктивности поисковой катушки реагируют (!) на цветные металлы. Это не миф. Это реальность.
— 6 дней назад
Грустный Роджер
[204K]
Штука в том, spin, что я з_н_а_ю, как устроены современные металлоискатели. Так что я не от фонаря писал, и не выдумывал.
Все органы регулировки сосредоточены на блоке управления, а рамка вообще сменная деталь без каких бы то ни было подстроечных элементов.
Почитайте, что ли, книжек каких. Ну хотя б Гарретта, "Современные металлоискатели"…
— 6 дней назад
spin
[15.4K]
Штука в том, что и я знаю какони устроены и работают.
И штука в том, что примитивные металлоискатели, которые работают на биениях, реагируют на цветной металл.
Если объяснять по простому, то цветной металл уменьшает индуктивность. Черный (ферромагнетик) — увеличивает. Но металлоискателю пофигу как изменится частота генератора с поисковой катушкой. Биения на выходе все равно будут.
Как-то так…
— 6 дней назад
комментировать
2
Валерий да
[23.1K]
6 дней назад
Работа металлодетектора чаще всего основана на изменении индуктивности катушки колебательного контура при появлении вблизи этой катушки металлического предмета. Если предмет из ферромагнитного материала (сталь, чугун, феррит), то индуктивность возрастает. Если из диамагнитного (медь, латунь, бронза, алюминий), индуктивность понижается. И уже эти изменения индуктивности отслеживаются электроникой устройства. Можно просто измерять индуктивность и сравнивать ее с первоначальной, можно создавать на основе детекторной катушки режекторный фильтр или фильтр-пробку и включать этот фильтр в цепь между генератором высокочастотных колебаний (частота которых совпадает с резонансной частотой данного фильтра) и измерителем величины этих колебаний. При появлении металлических предметов в рабочей зоне фильтра напряжение на выходе будет возрастать. Если же настроить фильтр не точно в резонанс с генератором, то при появлении феррита или диамагнетика напряжение на выходе будет изменяться в разные стороны. То есть в одном случае возрастать, в другом уменьшаться. Конкретно зависит от параметров настроек устройства.
В более простых металлодетекторах используется метод биения частот двух генераторов, настроенных на одинаковые или очень близкие частоты. Сигналы от этих генераторов смешиваются. Катушка одного из них помещена в магнитный экран и на внешние факторы не реагирует. Вторая катушка является контрольной и реагирует на металлы. Пока частоты обоих генераторов равны, сигнал на выходе смесителя отсутствует. Как только в зоне контрольной катушки появляется посторонний металл, частота генератора изменяется и между частотами двух генераторов возникают биения, которые и отслеживаются оператором. В самых простых устройствах — по появлению звука в наушниках, в более сложных может использоваться стрелочный или даже цифровой индикатор.
Вот в упрошенном виде и все. Существуют и другие методы обнаружения металлических предметов, но для более полного рассказа обо всех надо писать толстый учебник.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
1
Dead Pixto
[3.4K]
6 дней назад
Существуют разные схемы металлоискателей.
Если совсем просто, то нужно вспомнить школьный курс физики.
Есть колебательный контур, то есть катушка индуктивности соединённая с конденсатором. При правильной настройке и правильно собранной схеме питания в контуре возникают незатухающие колебания определённой частоты. А если в магнитное поле катушки попадает металл, то частота колебательного контура начинает изменяться "гулять". Это изменение фиксируется соответствующими элементами электрической схемы металлодетектора и отображаются в цифровом виде или просто в виде изменения частоты звукового сигнала.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
1
вася васин
[7.3K]
6 дней назад
Датчиком для детектора служит катушка индуктивности без сердечника, ее индуктивность постоянно измеряется электронной схемой металлоискателя, при приближении к катушке металлического предмета магнитное поле катушки изменяется благодаря магнитопроводности металла, тем самым изменяя индуктивность катушки, как если бы в нее вводили сердечник, а электронная схема реагируя на изменение индуктивности подает сигнал.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить