Металлоискатель

Металлодетекторы — описания, отзывы и советы

Датчики — базовые теоретические тезисы

Для получения более высокой мощности поля используется явление резонанса, для чего к катушке подключается (последовательно или параллельно) конденсатор такой емкости, чтобы собственная частота полученного контура была близка к рабочей частоте прибора. Резонансный контур способен создать в разы более мощное поле, нежели одиночная передающая катушка.

Резонансная частота контура определяется индуктивностью катушки (измеряется в милли- или микроГенри) и емкостью конденсатора (измеряется в микро- или наноФарадах). Также важнейшей характеристикой контура является добротность — величина, отражающая потери энергии в контуре из-за не нулевого сопротивления катушки и проводников, а также из-за неидеальности диэлектрика конденсатора. У идеального колебательного контура добротность бесконечна, у реального передающего контура в датчике металлодетектора — лежит в пределах от единиц, до десятков. Добротность — величина безразмерная, то есть выражается просто числом. Грубо говоря, контур с добротностью 50 в пять раз добротней контура с добротностью 10. Для достижения нужной добротности в передающих контурах может использоваться провод диаметром до 1мм, обычно — 0,4..0,6мм. Также нужен качественный конденсатор — пленочный, на напряжение 100 Вольт и более.

Как видим, для каждого прибора и рабочей частоты существует некий коридор оптимальных значений индуктивности, емкости и добротности передающего контура ТХ. Если же используется одиночная, не резонансная передающая катушка — существуют оптимальные значения ее индуктивности и сечения провода, которым определяется активное сопротивление катушки (в резонансном контуре эта величина отражена в добротности контура).

Что касается приемной катушки — здесь все несколько проще, но опять же не однозначно. С одной стороны, чем больше витков — тем больше отклик от цели. Но, как мы уже знаем, цель искать приходится при мощнейшем отклике от грунта, который при слишком большом количестве витков приемной катушки может стать настолько большим, что «оглушит» приемник. Несколько улучшает ситуацию в этом плане подключенный параллельно приемной катушке конденсатор, превращающий катушку в параллельный резонансный контур. Что это дает? Параллельный контур имеет свойство: амплитуда принимаего им сигнала резко возрастает, когда частота этого сигнала лежит вблизи собственной резонансной частоты контура (это видно на так называемой АЧХ — амплитудно-частотной характеристике контура). То есть для повышения чувствительности не обязательно мотать очень много витков, достаточно меньшего числа, но в резонансном контуре, настроенном на частоту, близкую к рабочей частоте прибора. Почему близкую, а не точно на частоту? Все просто, при точной настройке сбалансировать датчик будет намного сложней — раз, и два — приемнику прибора будет сложней определить фазу принятого сигнала, ведь она будет сильно и непредсказуемо сдвинута приемным контуром. Здесь уместно ввести понятие ФЧХ — фазо-частотной характеристики контура. Эта характеристика показывает, насколько контур сдвигает фазу сигнала, в зависимости от его частоты. Если настроить приемный контур не точно на рабочую частоту, а с разносом в несколько сотен Герц, то на рабочей частоте прибора ФЧХ приемного контура будет более пологой и линейной, что позволит идентифицировать фазы принятых сигналов. При этом еще будет оставаться выигрыш по амплитуде (смотрим на АЧХ приемного контура) по сравнению с нерезонансной приемной катушкой. Добротность приемного параллельного контура обычно оптимальна в районе нескольких единиц, поэтому используется тонкий провод, диаметром 0,15..0,25мм. Качество контурного конденсатора может быть значительно более низким, чем для передающего контура.



© 2015-2017. Полная или частичная перепечатка разрешена только при наличии активной гиперссылки на metallo-iskatel.ru