Схемы металлоискателей MD4U

Это случай, когда небольшая невнимательность приводит нас к неверным выводам.

Коэффициент передачи нашего двухкаскадного трансформатора определяется коэффициентами в первом звене: Tx -> Цель и во втором: Цель -> Rx. В первом звене коэффициент определяется площадью передающей катушки (в том числе), а во втором - площадью приемной. В итоге коэффициент зависит от ПРОИЗВЕДЕНИЯ площадей.

Если взять за единицу площадь окружности, в которую вписана катушка, то у DD это будет 0.5х0.5 = 0.25, а у концентрика 1х0.25 = 0.25 (все таки площадь Rx, которая вдвое меньше в диаметре, ВЧЕТВЕРО меньше).

Далее уточняем, что у DD из-за общей зоны компенсации площади каждой из половинок чуть больше 0.5. А у концентрика из-за компенсирующей катушки Сх, вычитающей поле, наоборот, "эффективная" площадь Тх меньше 1. Вот и получается, что у DD с линейной зоной компенсации К = 0.5.., а у концентрика К = 0.22.. (ранее числа уже приводил). Это примерно.

То есть DD при равной площади охватывающей окружности в принципе имеет несколько бОльшую глубину обнаружения.

Далее, у концентрика можем несколько увеличить Rx (дальше появятся проблемы с компенсацией). И таким образом, чуть поднять глубину.

А у DD можно расширить зону компенсации, увеличив площадь перекрытия, например, сделав ее круглой. Это также увеличит глубину. И преимущество сохранится.

Это все выведено из простых понятных законов, подтверждается расчетами и согласуется с практикой.
Что скажете?

По поводу индуктофона- там передатчик давит 15 ма. а у монеты при переизлучении какой ток раскачивается? А принимает то металлодетектор тот мизер на пол метрах, и для того и балансировка - компенсация.

У нас технический форум , а не голосование про то , кто как думает. Если, есть мнение , то оно должно подкрепляться какими то теоретическими или практическими примерами.
Лишнее подтверждение к закону об индукционных токах в мд ,это опыт Ленца.
Физик заметил , что целое кольцо отталкивается от магнита , а разрезанное кольцо нет. Сила отталкивания = силе индукционных токов возникающих в предмете.
В нашем случае в тестах мд часто фигурирует золотая серьга , при этом у неё может быть 2 состояния : застёгнутая и расстёгнутая. Застёгнутая видит дальше , при этом масса и форма серьги остаётся прежней. Правило Ленца просто объясняет почему так происходит.
Касаемо импульсников , импульсы там хоть и высокие , но по времени они короткие , затраченная на это энергетика не больше , чем у обычного балансника. Минус PI в том , что приём отражённого сигнала идёт последовательно после передающего импульса + ждём когда пройдёт время переходных процессов , а это потеря отражённого сигнала. Уменьшение времени переходных процессов поднимает чуйку прибора к цветной мелочи , в моём случае сюрмастер начал цеплять золотую цепочку , что в принципе как говорят не должно быть.
Второй минус PI-метода , это однополярный импульс . Как известно ферромагнитные металлы имеют свойство намагничиваться , а эта намагниченность остаётся и после импульса ( гистерезис) .Чего нет в балансниках , где магнитное поле двуполярное , и каждая последующая полуволна магнитного поля перемагничивает железо , и здесь цепкости к железу уже не наблюдается.
Это накладывает ограничения на параметры моно-датчика. Если поставить ДД-катушку на импульс , то можно подобрать оптимальные параметры отдельно как для передающей . так и приёмной обмотки . За счёт индукционного баланса скомпенсировать переходные процессы , и если ещё и импульсы сделать разнополярными , то можно добиться не плохих параметров.
Кстати, я подключал ДД-катушку к Пирату , он работал и даже показывал псевдо-дискриминацию , когда цветняк звучит одним тоном , а железо двумя, этот момент зависит о фазировки передающей обмотки.

Вот, раз обещал...
Два варианта: впритык и с зазором 2_5 см.
В первом случае ток в Сх 0.0409 от Тх, во втором - 0.0176. Ну или число витков соответственно сокращать.

Видно, что при увеличении зазора пик чувствительности в зазоре практически исчезает...

Диаграммы показывают сечение сразу нескольких поверхностей:
на уровне сигнала -1 (0.1), -2(0.01), -3(0.001), -4(0.0001), -5(0.00001),…
А поверхность показывает точки под катушкой, в которых один и тот же уровень сигнала -2(0.01), не разбирая знака сигнала (прямой или инверсный). Цвет поверхности обозначает глубину. Чтобы цвет обозначал знак сигнала легче всего построить облако точек.
Вот два облака для тех же катушек (велосипед) для того же уровня. Для разнообразия вид сверху.
Я взял этот уровень как более показательный.
Если взять -4 (это примерно как для 5 коп на расстоянии 50 см для катушки 35 см), то поверхность у всех датчиков будет относительно ровным пузырем, так как на отдалении 1,5-2 диаметра катушки поле «сглаживается» и особенности формы катушек уже не действуют.
На диаграммах это особенно хорошо видно, так как внешний «пузырь» самый большой. А вот на уровнях -1, -2 видно, что катушки разные. То есть конфигурация полей сильно различается только вблизи катушек.
Это касается всех датчиков.

Я вам и без моделирования сразу могу сказать , что эта катущка , ваш велосипед . работать не будет.
Потому что , отклик от цели полетит мимо приёмной в сторону передающей .А, приёмная вообще не впоймает ничего даже в притык , потому что количество витков в компенсирующей будет равно количеству витков в приёмной , она скомпенсирует всё, и поле TX и то, что пришло извне .

esodin2004, спасибо за проделаную работу.
У меня к вам вопрос - можно ли смоделировать внесённую цель в плоскости датчика (монетка, железка... тоесть то чем обычно досводят остаточный разбаланс). И возможно ли увидеть изменения в геометрии полей?

Это вот на память оставлю!

В принципе, внести монетку можно. Например, как на рисунке. Он показывает, что ток передающей катушки "заходит" еще в маленькую катушку. Если ток будет течь в основной катушке против часовой, а в маленькой - по часовой, и будет меньше на заданный коэффициент К(настолько вихревой ток меньше тока в передающей катушке), то это и будет модель описанной ситуации.
А вот геометрию полей чтобы увидеть, тут нужно уточнить, в каком именно виде она нужна.
В объеме поле показать сложно.
Можно в сечениях, но сечений много - нужно знать, какое конкретно интересует.

Если домыслить, что конкретно вас интересует: насколько внесение монетки влияет на глубину, то могу без всякого моделирования сказать - влияет очень мало.
Снизится эффективная площадь передающей катушки(на величину доли площади монетки, умноженной на уменьшение тока).
Для приведенного рисунка станет меньше на 1%, умноженный на К.

Искажение будет только вблизи самой монетки. На расстоянии двух-трех ее диаметров его уже видно не будет.

Количество витков в компенсирующей должно составлять 0.0409 от числа витков Tx (эта определила программа, рассчитавшая долю поля Тх, непосредственно попавшего в Rx).
Ну и от цели сигнал все же попадает, что и показывают диаграммы. Так что катушка все же работает. А вот насколько хорошо - это уже вопрос...

Ортогональный датчик не пробовали моделировать? Имхо, очень интересный кандидат на моделирование, поскольку 1. в катушке Тх используется магнитный сердечник, и 2. Rx располагается ортогонально полю Тх. Недостатки - низкая термостабильность параметров сердечника. Но потенциал у катушки очень большой, поскольку отклик грунта предположительно не попадает в Rx. Подробно можно почитать в соотв. теме в разделе по квазару.

Вы можете отключить эти сообщения.

esodin2004 "Можно в сечениях, но сечений много - нужно знать, какое конкретно интересует".

Вот так можно, симитировать "монетку" размером мм 10 в пределах синей "пилотки"?

Думал над этим.

Принцип его работы я понял. Проще всего мне было бы рассмотреть замещающую его схему, когда в центре круглой приемной катушки лежит маленькая передающая катушка с большим током (или числом витков), ось которой лежит в плоскости приемной катушки.

Иначе есть трудности, так как в моей модели никаких магнитопроводов нет. Только проводники с током и воздух.

Но если считаете такую схему замещения приемлемой, сделаю. Правда, кажется, что монетки по центру, лежащие горизонтально, таким датчиком не будут обнаруживаться...

Синяя пилотка здесь - это глубина, на которой уровень сигнала, возвращающийся от цели равен 0.01. Для круглого ДД датчика. С линейной зоной компенсации. Ее ширина меньше 10 мм
Я практически уверен, если поместить в плоскости датчика эту монетку, глубина не изменится и синее останется синим.
Синее - это примерно 8 см для датчика диаметром 10 см.
Хотите, чтобы монетка в зоне компенсации оказалась? Датчик заново балансировать?
В общем, скажите прямо, что хотите доказать, проверить, чтобы я не делал лишней работы.

Замещение магнитного сердечника большим числом витков абсолютно корректно.
В остальном .. думаю вы правы, и цели в горизонте видны не будут. Вся надежда якобы на отсутствие влияния грунта (т.е. в увеличении мощности и частоты), но если честно то мне кажется что и это вишфул синкинг, т.е. полная хрень. Ведь в грунте самое неприятное это мелкие включения, которые ведут себя как цели. И они ведут себя как цели в горизонте, и ровно так же и как цели на ребре - я не вижу разницы, и почему бы грунт виделся меньше в ортогональном датчике, чем в классическом. Но людей кто ходил с таким датчиком мало, так что .. кто знает.

esodin2004 "...Хотите, чтобы монетка в зоне компенсации оказалась? Датчик заново балансировать?
В общем, скажите прямо, что хотите доказать, проверить, чтобы я не делал лишней работы"...

Что хотел - "монета" в зоне компенсации (район пересечения ТХ с РХ) и результат вывести - сечение по плоскости датчика.
ПС. Просто заинтересовало. Если експеремент сопряжён с затратами лишнего времени то не заморачивайтесь.

Да, пожалуй я перегнул , катушка должна как-то работать ...
Близкое расположение приёмных и передающих обмоток как в данном велосипедном случае , а подобная компенсация выполнена в концентрическом датчике, приводит к тому , что на одной определённой частоте инд.баланс достигается , а на других частотах он уходит. То есть , на разных частотах надо подстраивать баланс петлёй. Такого явления в ДД не наблюдается , так как обмотки не соприкасаются ,а пересекаются .Ёмкость между обмотками в ДД минимальна . Если и есть уход баланса в ДД , то он незначительный и вполне допустимый. Значит в велосипеде будет такая же проблема , как и в концентрическом датчике , если он вообще сбалансируется. Как я не смог сбалансировать одну из катушек на рисунке 2 .
Итак, в общем история , было наброшено 2 датчика , Один: классическая дифференциальная восьмёрка , рис.1 , и второй: 2 одинаковых по размерам кольца , с одинаковым количеством витков , включенных встречно (т.е. дифференциально).
Первый балансируется в абсолютный ноль , второй не балансируется вообще и весьма существенно , если баланс достигается по шкале X (амплитуда) , то очень сильно уходит шкала Y (фаза) , и наоборот . Почему такое происходит , я так и не нашёл ответ.

Вот нашёл в архиве, эту не удачную катушку.

А для какого прибора ?

Неудачную катушку можно сделать для любого прибора. Какая разница. Приборы отдельно, катушки отдельно. Это как человек и средство передвижения. Конечно если человек маленький, еще не вырос, ему подойдет только трехколесный велик.

esodin2004
А ещё есть Whites TM 808 с разнесёнными и ортогонально расположенными катушками.
Причем расстояние между катушками больше их диаметра.
P.S.Картинку не дам, чтобы не нагружать форум, гуглится сразу.

А как тогда я хожу с таким датчиком диаметром 12" на 3 КГц, на 15 КГц и одновременно на двух частотах? Баланс отличный на обеих частотах.

А в этой катушке нужно было приемные мотать на одинаковых круглых каркасах и искать их правильное месторасположение. Тоже сводится отлично.

Какой это прибор и чем замеряли баланс?

У восмёрки без разницы какая форма , баланс легко достигается и одновременно XY проходят через ноль. Почему здесь такая зависимость от формы? Вы делали такую катушку ?

Нашёл , это Вайтс.
Кощей-18 тоже работал с концентриком на 2 частотах, но не одновременно , на 7 и на 14кгц .Виртуально, если без компенсации то , он настроен , где то на 10кгц.
И остальные Кощеи работают.
Компенсация выравнивает всё.