Схемы металлоискателей MD4U

Всегда ли металлы распологаются по шкале в одном порядке ,друг за другом? Могут ли они поменяться местами в этой шкале? И если их расположение всегда в строго определённом порядке, то каков этот порядок, то есть какой металл за каким распологается?

Надо подходить к этому несколько с другой стороны. В МД индукционного балланса, имеется два канала X и Y или более правильно X и R. Где Х - это канал реактивности цели, а R - канал проводимости цели. Так вот соотношеие амплитуд, а точнее арктангенс - этого соотношения даёт некий угол - который и есть число ВДИ. Амплитуды в каналах X и R зависят не только от типа металла, но и от его формы. К примеру если взять две одинаковых монеты, и в одной из них просверлить отверстие, то у монеты с отверстием число ВДИ уменьшится т.к. увеличится R составляющая. А если к примеру из тонкой проволоки сформировать замкнутое кольцо, то не зависимо из какого металла - ВДИ будет около нуля. Т.е. о порядке следования по шкале ВДИ можно говорить только если цели имеют более или менее идентичную форму, монеты например... Где-то были картинки из патентов, да и просто годограммы, надо будет - дайте знать поищу.

Изменяется какраз не R, изменяется L что и отражаетя на ВДИ.Фольга из алюминия имеет R отклик но не имеет по Х т.е. L компоненту. Аналогично золотое кольцо так всеми любимое (обручальное) имеет ВДИ, а цепочка неопределенность по Х около 0 отклик. По R обнаруживается. Нет индуктивности в металле. А отверстие влияет может но мало. В цветметаллах большую рольиграет толщина, тело, для вихревого тока пространство . В фольге оно очень мало. Также и в тонком золоте (серьги, крестики) Поэтому ручные крутилки дискриминаторов отсекают все это с большим успехом. Аналогично и чешуя...очень мало ВДИ. Для раскачки таких объектов нужна частота и ток ТХ. Но шкала ВДИ сжимается и разрешение падает. Отличить металлы становится все сложнее. По ВДИ они сливаться начинают.

Учитывая, что в монете без отверсия множественные микроконтура вихревых токов взаимоперекрываются, то токи в этих микроконтурах взаимовычитаются, поэтому суммарное поле вихревых токов будет меньше чем поле вихревых токов у монеты с отверстием, т.к. в монете с отверстием часть наведённых токов упорядоченно движется по кольцу, а это приводит к увеличению вторичного поля а следовательно к росту сигнала в канале R (Y). Что эквивалентно тому, что увеличилась проводимость объекта (упало сопротивление).

Оно конечно может и реактивность тоже падает (уменьшается фазовый сдвиг вторичного поля вихревых токов относительно ТХ), но первый эффект на мой взгляд вносит больший вклад чем второй. И подтверждением тому - увеличение дальности обнаружения монеты с отверстием, по сравнению с монетой без отверстия.

А вот в случае с фольгой - согласен, действительно из-за малой толщины фольги - реактивность падает по сравнению с достаточно толстым куском алюминия.

ПС. Возвращаясь к вопросу о ВДИ... если взять широкую обручалку времён союза, и пронести у датчика плошмя, ребром и под 45 градусов - по идее получим три разных ВДИ... Вот вам и порядок следования металлов на шкале ВДИ

Спасибо за разъяснения. Отсюда можно сделать вывод что шкала ВДИ - это некая условность. И работает она только когда куски металла одинаковы по форме, толщине и размеру. То есть если они не одинаковы, то может например как аллюминий стоять перед медью, так и медь перед аллюминием. Но если мы берём совершенно одинаковые монеты из разного металла, если не трудно поясните какой металл будет стоять за каким? То есть ихний порядок расположения.

Вопрос с "дыркой" или без нее наглядно видно на моем же видео , когда я брал серьгу "кольцо" золотое. Там толщина 2,3мм а диаметр 55мм. По R чувство более чем наглядно. Вихревому току достаточно сечения чтобы возникнуть. Но L там практически нет, очень мало. Это относится и к цепочкам, мелким крестикам... Обнаружить можно только по R составляющей и на хорошем токе ТХ, чтобы иметь отклик соотв.
Если говорить о металлах и их расположении по шкале, то надо говорить конечно о предметах неких, достаточно не больших и достаточного сечения. Опять же, на видео (своем) я показывал 3 монеты серебра разного размера, разной толщины- 10коп 1927г СССР 20коп Ник.II и польская монетка тоненькая и средняя по диаметру промеж первых двух. Первые две не взирая на разные размеры дают совершено одинаковые параметры - отношение RL , а третья из-за малого сечения теряет L и оказывается на пару ступенек ниже.
Если взять одинаковые предметы из разных характерных металлов, то по проводимости (а это комплексное понятие) никель/хром будут в самых низах, потом будут располагаться с переменным успехом латунь, бронза, алюминий и много чего другого, и вершину возглавит медь. Начало шкалы (если можно так выразиться) возглавит фольга любого металла.
Есть некая критическая толщина предмета, когда есть возможность возникнуть вихревому току. При росте толщины растет отклик от предмета, на лицо рост отклика по R но L, отношение этих величин сохраняется при некоторой критической толщине и выше. PI приборы видят цель именно по L компоненте. Запасенной индукции в металле, добротности его L. И величина этой компоненты зависит от частоты в большей степени, чем R. Этот компонент возможно внутренне связан с индуктивными свойствами предмета, но считается что это активное сопротивление.

Медь всегда будет иметь выше проводимость чем аллюминий при равных условиях. Она лучший проводник, отклик по R у нее мал но отклик по L очень большой. Потому в приборах с ручной дискриминацией все пишут- на Катин пятак- 40см! потому что дискриминатор пропускает часть сигнала Х канала и общий отклик растет, создавая впечатление. А все благодаря проводимости и простой ловкости рук. На практике в таких приборах предметы с малым ВДИ (мелкие) легко отсекаются и теряются, будучи не обнаруженными. Шкала ВДИ в принципе разделяется фольгой на две части чермет/цветмет и тут же рядом уже например сплавы из бронзы, которым 1000лет, наконечники стрел, которые сделаны из сплавов, им по 2000 лет может быть. Вот в чем вопрос. Дискриминатор в том виде в котором он культивируется - это гнусная штука. Я от нее отказался сразу, как только ее сделал. Чего желают - чтобы пробки не гудели. Но чтобы они не гудели приходится его закручивать повыше, вместе с малопроводящими объектами. И прибор со всеми его достоинствами превращается в обычный пляжник. Железо вы не слышате, слабопроводящие- также отсечены. Только монетки СССР и медь. Т.е. высокопроводящие объекты. Чувствительность дискриминатора очень высокая, особенно на повышенной раб. частоте, когда шкала ВДИ сжата.

Спасибо за ёмкий ответ.

Щас старый свой курсовик открыл.

При прочих равных условиях (габариты, ориентация, форма) по шкале возрастания ВДИ металлы располагаются в следующей последовательности: феррит, сталь(магн.проницаемость=2200), алюминий, медь, серебро. Если надо, то могу другие металлы по шкале расположить в соответствии с расчётом, но на практике не всё идеально.

Это все зависит от частоты. На "наших" частотах 6-12кГц медь самый лучший проводник. Наивычшие показатели ВДИ. Все остальное- ниже. По мере накручивания частоты до 20кГц вся шкала цветмета начиная от фольги будет стремиться к меди по показаниям. Т.к. индукция будет расти при неизменном R. В том же и вопрос, что металлы на низких частотах не имеют прироста по фазе в канале Х. Самый крутой проводник - медь. Такие свойства у нее, что тут поделать. Может на более низких частотах тот же никель даст бОльшие показатели и переместится по шкале. А золото на высоких и очень высоких.

Да, вди всех металлов с повышением частоты стремится к какому-то максимальному пределу - фаза принятого сигнала стремится к +90, но у разных металлов данный предел с точностью до единиц достигается при разных частотах. Насчёт высказывания про золото не уверен, надо щитать - если взять одинаковых размеров монету из золота и из меди, то вди на частоте 5-6 кгц будет различаться ненамного, это только моё предположение, т.к. магнитные и электрические свойства у этих металлов сравнимы.
пс. чёт никак гугл не находит сводную таблицу электрических и магнитных свойств металлов, знач теперь на выходных поищу

У меди на 5,5кГц ВДИ падает, реально сам видел... против 8кГц. Ну золота такого не имею чтобы сравнить...Разве что кольца обручальные... Но я знаю у кого есть монеты однако! Надо напрячь...
Да тут в сущности вопрос не в золоте, а в цепочках из него. Как предмет находки. Сережки всякие. Они то миниатюрные и ток в них не возникает как в монете. С монетами и кольцами все в порядке. Для обнаружения цепей и их фрагментов на пляже да еще и морском - вот что хотят измыслить. На пресном фиг найдешь...а на морском шансов больше. Хотя смотря где.

Вы можете отключить эти сообщения.

я так понял, что на 5.5 кгц вди меньше, чем на 8?

да ВДИ падает, проваливается. Ну не так стремительно конечно. Давно было дело, уже и не помню деталей. Тогда когда этим вопросом занимался меня это не интересовало. Интересовала чувствительность как таковая. Она падала на цвет мет. 4кГц на пятак СССР вообще даже не интересно было... 8кГц делил на два и все..

по теории так и должно быть, удивился, если бы было наоборот(это я про увеличение вди с увеличением частоты)

Вот что удалось раскопать в интернете:

Вероятно эта таблица отражает свойства химически чистых металлов. На практике надо учитывать, что сплавы - бронза, например, могут иметь совершенно разные показания ВДИ, а при поиске надо ещё учитывать толщину и форму предмета, грунт и глубину.

Мёд отдельно, пчёлы отдельно. Не надо всё до кучи, вот грунт его в сторонку пока.

Вот если к табличке проводимости каждого металла добавить ещё магнитную проницаемость. А потом либо найти либо вывести формулы рассчёта напряжённости и фазы поля вихревых токов, потом пересчитать это в углы ВДИ, затем всё тоже проделать для различных толщин и форм образцов с учётом различных напрящённостей первичного поля, потом в сочетании с ферритом и реальным грунтом - то в принципе можно кандидатскую диссертацию защитить по неразрушающему контролю

Но не думаю, что здесь кто-то возмёт на себя такой груз

А так таблица проводимостей металов сама по себе мало полезна...

Совершенно верно. Проводимость- это чисто электрическое понятие. А нас интересует электромагнитные процессы и их результаты от частоты. А грунт, так он нас какраз и не должен беспокоить, т.к. мы то че же, мыже его хотим удалить из измерения, за что же боремся. Форма, да, она влияет. Так тут и работает понятие магнитных осей собственных, они (оси) связаны с траэкторией возникновения того вихревого тока, условий его возникноввения в некоторых участках предмета и отсутствия оных в других частях. Пример- крышка пивная. Расплющить ее и характеристики резко изменяются, завернуть сильнее- тоже влияет . Не все просто видать.

вот сегодня в обед на работе накидал

в вышеприведённой формуле изменения формы, ориентации и т.д. сводятся к изменению эквивалентного радиуса объекта. Фазовый сдвиг никак не зависит от расстояния и напряжённости(если на практике есть зависимость, то проблема в балансе датчика)

я о том же сказал, но с точки зрения своих расчётов

Не в балансе датчика проблема. А в изменении поведения отклика фазового предмета сложной формы, от самой формы. Изменяется итоговые фазовые характеристики. Работает элементарный вариант с монетой ребром и плашмя. А в крышке пивной это работает именно плашмя, из-за завернутых краев. При проходе цели (я приводил картинку неоднократно именно пивной крышки, характерно и актуально) на кривой отклика по Х имеется провал, т.е. некий 2х горбый верблюд, вместо одногорбого. И вот именно тот провал и пролазит через разные дискриминаторы и он (провал) меняется от частоты в том числе. Этот пример наиболее нагляден и близок т.ск. для понимания. Расплющи крышку молотком, и нет провала, зато плашмя крышка плохо видна, а ребром- гудит как надо. Потому что у железных предметов другая магнитная ось втягивания. Эффект монеты ребром/плашмя.
Причем тут баланс?

Если расположить монету строго по оси датчика и перемещать по вертикали перпендикулярно плоскости датчика, при этом не изменяя ориентации монеты, то изменение числа ВДИ будет говоритьо неидеальности датчика или схемы.

Опыты с пивной пробкой не противоречат теории. Несколькими постами выше я вставил формулу, там есть параметр R - эквивалентный радиус цели, значение которого зависит от формы, ориентации относительно датчика, габаритов, типа металла объекта. Если поводить обычным подшипником на значительном расстоянии от датчика (чтобы заметно не влиять на параметры катушек), то по теории число вди будет оставаться постоянным.

Это только модель, отражающая некоторые свойства цели через определенные параметры и не учитывает множество других факторов… К тому же, по моим представлениям, с VDI всё несколько иначе. С одной стороны проще, а с другой… с многообразием влияющих факторов, всё намного сложнее и учитывать эти факторы на порядки сложнее. Если как-то выделить основополагающие параметры влияющие на VDI в МД, то это будет выглядеть примерно так:
VDI=K*w*(X(h)/G)*cos(ф)
w – частота
X(h) – магнитная восприимчивость цели (для ферромагнетиков зависит от напряженности поля линейно, до точки перегиба при больших полях…)
G – электрическая проводимость цели
cos(ф) – фазовый сдвиг между TX и RX
К –набор коэффициентов, включающий:
K= Kr*Kd*Kф*Кпрочие…
Kr – коэффициент зависящий от расстояния до цели и особенности магнитной диаграммы датчика
Kd – коэффициент зависящий от толщины цели, связан с глубиной проникновения поля внутрь объекта
Кф –от формы объекта и пр….
Из этой простой записи VDI прекрасно видно например, почему золото, имеющее большие магнитные характеристики чем медь, имеет меньший VDI… - за счет большей электрической проводимости…
Ну, где-то так…

Совершенно верно именно Кф и Кd оказывают очень сильное и иногда решающе/заблуждающее воздействие на процес измрерия. Из-за сложности той же формы, полЯ(зоны) вихревого тока в предмете располагаются неравномерно, могут возникать в отдельных участках и не возникать в других, особенно когда эти предметы тонкие. Ток распределяется пятнами . Возьмите мет. коробку неких размеров - она не дает "железного" отклика. Хотя по габаритам- вполне могла бы. А все из-за отдельно возникших самостоятельных векторов полей на разных участках предмета. Т.е. ток реально возникнет в оптимальной плоскости (для данного типа металла) и будет затухать в перпендикулярных плоскостях, поскольку предмет тонкостенный не имеющий тела для общего замкнутого контура эл. цепи. Шар - идеальная форма.
cos(ф) - между ТХ и RX не имеет значения. От приводится к 0. Баланс грунта тому точка отсчета.