Схемы металлоискателей MD4U

Крутятся в голове следующие соображения:

Амплитуда отражённого сигнала обратно пропорциональна шестой степени расстояния, следовательно, в датчике можно можно сделать две переллельных приёмных катушки с расстоянием допустим 1 см и оценивать соотношение сигналов - для каждого расстояния оно будет фиксированным.

Если мы знаем расстояние до объекта, то можно оценить его габариты, а если имеем сведения о габаритах и фазе, то можно что-то сказать о металле объекта.

Такие вот у меня поверхностные суждения, сильно не ругайте, если что

Хорошая идея.

А теперь смотрим патент US5721489 "Metall detector metod for identifying target size", выданный Garrett Electronics Inc в 1998 году. После этого идём в магазин [металлоискателей], и видим металлоискатели фирмы Garrett серии GTI (разработанные примерно тогда же).

P.S. Кстати,
1. Это уже несколько раз обсуждалось.
2. Большинство самодельщиков не способны свести обычный датчик, а датчик с двумя RX - тем более...

Так уже сколько раз даже мной говорено - делать архивы на форуме, обобщать и делать выводы, результаты экспериментов, копить, писать статьи краткие обзоры по темам...- и в удобном формате складывать на полочку, в архив форума. А где "архив форума" ? - открыл тему "Гроза-7", вроде,- где схема? - "нету, за давностию лет",- а зачем тема тогда? Рыба гниёт с головы...
...Да, и многи "маститые" "не в теме" - чуть что, покроют матом и в асфальт закатают...

Несколько лет назад упоминал возможность определения размера даже в приборах с монокатушкой, например, в импульсниках. Дело в том, что огибающая будет иметь разную форму для глубокого тела на большом расстоянии и для мелочи на расстоянии меньше или порядка диаметра катушки. Обрабатывая эти массивы можем иметь размер и глубину, а так же оптимизацию алгоритма обработки такого массива и прочей работы прибора. И не надо уметь сводить две катушки...

Для определения расстояния до цели необходимо вообще абстрагироваться от величины отклика, а переходить на другие параметры сигналов в пространстве. В частности, использовать параллакс диаграмм чувствительности двух разноразмерных датчиков, что в какой-то мере уменьшает ошибки измерения дальности из-за различного уровня откликов для разных целей… что и реализовано в GTI.
Ваши методы, работают только для наперед известных целей, а они в грунте и их не видно…

"Наши" методы работают во всех антеннах - в качестве базы работают крайние точки самого датчика, той же монокатушки,- а они известны. Как и известна привязка по времени.
А огибающая вообще не зависит от абсолютных величин - расстояний, размеров...
...Вот видите, столько много мелких вопросов и что-то постоянно мешает рассматривать их объективно и отвечать на них - асфальтовый завод работает напряжённо... А в результате - как угнаться самоделкину за фирмой - так и придётся покупать ИХ приборы - потому что у них архивы, опыт копится годами, собирается..., планируется, исследуется... Можно только Коллективное и Сознательное противопоставить.
...Кстати, при анализе формы огибающей сигнала от мишенЕЙ, мы анализируем именно спектры. Это важно.

В ваш МД встроена система пространственного позиционирования датчика?

Всё зависит от необходимой точности измерений. Если добавить функцию времени то можно легко определить одна галоша, или две в куче. Но 39й размер галоши никогда не отличить от 45го.

Да уж...

Да да. Ктото измеряет галошами, ктото лаптями, ктото микронами. Но подавляющее большинство вообще ничем не измеряют.

Измерительные приборы отличаются от "индикаторов" тем, что они периодически калибруются, поверяются...- всё строго. Большинство МД - это индикаторы, а не измерительные приборы. Ну, это к слову.
По определению размеров и глубины - та же история. К тому же реализовать можно совершенно разными способами - но важно, что каждый способ будет иметь свои преимущества и недостатки. Думаю, что пока важно сделать вывод о наличии и важности ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ ОГИБАЮЩЕЙ. В первую очередь её важно использовать для увеличения оптимальности обнаружения, а только потом можно поговорить о распознавании - положения, формы, размера и глубины... Т.е. постепенно, не перескакивая. Мне кажется, что монокатушка на первой стадии более удобная основа для таких работ. Хотя в будущем, возможно, будут более оптимальными совсем другие датчики.

Вы можете отключить эти сообщения.

Как всегда: начали с важного-индуктивность ЦЕЛИ, а кончили словоблудием не по теме.
У металла индуктивности нет, а у изделия(читай-монета) из этого металла изготовленного
индуктивность ещё как есть!
Более того, эту индуктивность можно:
1) Рассчитать теоретически.
2) Измерить практически с помощью измерительных приборов.
В качестве домашнего задания:
а) Рассчитайте теоретически индуктивность катиного пятака-даметр 40 мм,вес 50 грамм, материал-медь.
б) Измерьте с помощью измерительных приборов индуктивность катиного пятака.
г) Сравните полученные результаты.
Подсказка: при расчётах опирайтесь на уравнения Максвелла, вспомните откуда они появились и что они
обозначают.
А до тех пор пока вы, господа, физику с математикой не освоите-никаких НОВЫХ технологий в области
металлодетекторов не создадите.



Евгений ТЕРМИНАТОР.

Ну, часто используются условные обозначения явлений, это, конечно, может приводить к кривотолкам...
А что касается "домашних заданий" ,- чем Вы собрались мерить индуктивность пятака?

Заодно, уж, и проводимость "пятака" подсчитайте... или хотя бы, намекните на методику этих расчетов...(и про зависимость объемных измеренных значений объекта относительно "щупов" измерительного инструмента, не забудьте... при экспериментальной проверке )

Измерить индуктивность можно измерителем RLC.
Что касается методики расчёта, то я не намекаю, а
прямо говорю за основу берём уравнения Максвелла.
Вот возьмите и вспомните, что и с чем они связывают.



Евгений ТЕРМИНАТОР.

улыбнуло...
Если, память не изменяет, то у Максвелла этих постулатов (уравнений) было 7 штук и считал он методом векторных потенциалов… Затем (другими людьми) основные положения его монографии были модифицированы в виде дифференциальных уравнений… и оставлены только 3, как основополагающие, для описания процессов формирования электромагнитного поля… Так, на что нужно обратить внимание, что упущено… при рассмотрении вопросов формирования сигналов отклика при облучении цели изменяющимся магнитным полем?

Максвелл воспользовался готовыми уравнениями, которые до него хитрые математики
написали и эти уравнения связывают интеграл по площади с интегралом по периметру.
Вот и свяжите интеграл по поверхности катиного пятака с интегралом по его окружности.
К чему я этот беспредметный разговор завел? А, к тому что Dr Bruce Halcro Candy такие
вопросы с пол-пинка просекает! Сел и посчитал! Когда он свои Explorer SE и E-Track делал,
он не поленился и рассмотрел постоянную отклика от цели: T=LxR или индуктивность цели
L=T/R. Где 1/R~VDI проводимость в металлодетекторах измеряется не в Сименсах, а
в угловых градусах. T~1/F где F частота в килогерцах. Только надо иметь в виду, что эта
формула имеет смысл для многочастотных металлодетекторов. В эту формулу надо
подставлять максимальный VDI, который достигается на некоторой частоте F.
Для разных целей VDI и F будут разные. Индуктивность цели я предлагаю измерять не
в Генри, а в Брюсах Кэнди сокращённо-BC.
Например:
Предположим, что чешуйка михфеда имеет максимальный VDI=10 угловых градусов на
частоте F=20 кГц, тогда её индуктивность составит 10/20=0,5 BC-пол Брюса Кэнди.
Предположим, что катин пятак имеет максимальный VDI=85 угловых градусов на
частоте F=5 кГц, тогда её индуктивность составит 85/5=17 BC-семнадцать Брюсов Кэнди.
Вывод: индуктивность цели вычисляется по формуле L=VDI/F и имеет размерность-BC.
Дело осталось за малым-создать мультичастотный металлодетектор, который точно
измеряет на какой частоте F VDI достигает максимального значения и точно вычисляет L-цели.
Пусть наши "гениальные молодые специалисты" этим и займутся.




Евгений ТЕРМИНАТОР.

Измерить напрямую, конечно, можно попробовать - но нужен принципиально другой прибор, чем Е7-8, например, - другой принцип.
За основу для измерения индуктивности монеты можно взять уравнение L = Ф / I, где Ф - магнитный поток, I - ток в монете. Использовать компенсированный датчик. Магнитный поток должен быть известен - схема калибруется, например, с помощью измерительной катушки в месте, где будет находится монета. Потом кладётся монета и измеряется ток в ней по величине отклика на Рх датчика. Вычисляется индуктивность... Но это не оригинальное решение " в лоб" и без особых размышлений - наверняка, есть промышленные приборы для тех же задач.
Однако в этом рассуждении становится понятным и влияние частоты на результат измерения индуктивности : 1 - влияние RL-мишени; 2 - влияние скин-эффектов на индуктивность! ; 3 - влияние эффекта Холла ( но, вроде, я считал, оно на порядки меньше...).
Получается так, что бог с ней - с индуктивностью и проводимостью...- нужно как-то по-другому, наверное...

Евгений, только постоянная времени RL-цепи это L/R... И не понятно, как 1/R перерастает в градусы в Ваших рассуждениях ?
В многочастотных приборах я предлагал рассматривать не реакцию на разных частотах, а длительность отклика в которую вмещается, например, 90% энергии отклика. 90% - это условно и к делу не относится,- важно тарировать канал по амплитуде или энергии и измерить время в этом тарированном канале. Оно и будет характеристическим временем мишени.
ОЧЕНЬ ВАЖНО !!! подчеркнуть, что такой прибор выдаёт именно физический параметр мишени - а не какое-то там придуманное ВДИ или ВС или чёрти что, не имеющее к природе никакого отношения. Т.е. прибор физически адекватен и превращается в ПРИБОР, а не ИНДИКАТОР непонятного "что-то там".

Оно не может ничего «просекать» или «посчитать». Это, конечно, не Натан Мейервольд. Этот «пожиже», но тоже такой-же патентный тролль. В пендосии их сотни и тысячи. Исчо со времен Эдисона там это говно бурлит.Не нужны уравнения Максвелла. Никак оне не объясняют опережение фазы у цветных мишеней. И замечательные патенты с индуктивностями ни к чему. В другом порядке все изучается. Сначала исследуется вменяемый прибор при помощи осциллографа и разных прибамбасов. Затем мыслительный процесс, для понимания происходящего в схеме. И, если мыслительный процесс завершается удачно, можно уже почитать патенты. Уже понимая, о чОм в них пытаются дезинформировать… А то и додумать чего своего…Не «вы, господа». А мы все здесь, вместе взятые, долгое время находимся в глубоком мыслительном анусе. И Вы в том числе. Просто некоторым мерещится, что оне ближе к выходу, и с утренним г@вном отплывают. От этого и происходит поучительный тон, и провозглашение себя «схемотехниками» и «профессионалами»…
Наивно думать, что те, которые, «технологии создают», станут вычитывать здешний бред. Тем паче что-либо публиковать.

В отличие от сосредоточенных элементов мы имеем дело с элементами, распределенными в пространстве, т.е. измеряемые параметры объектов расположены в некотором объеме… и нам наперед не известны ни форма, ни расположение объекта в пространстве, ни его размеры, ни его удельные параметры рективности (в том числе индуктивности) и удельной проводимости. Измеренные параметры такого объекта зависят от всего, перечисленного выше… Отдельное измерение какого-либо из параметров, реактивности или проводимости – не принесет ничего полезного для идентификации целей, в первую очередь грунта в котором может располагаться металлическая цель. Для идентификации целей служит параметр VDI, не зависящий от величины реактивности (Im – мнимая составляющая отклика) или проводимости (Re- действительная, активная составляющая отклика) VDI= Im/Re.
arctg(VDI) =ф дает угол отклонения (отклонение по фазе) принятого сигнала от целей относительно зондирующего сигнала.
Измерение только амплитуд откликов от целей, без учета фазовых параметров… делает прибор слепым к целям в грунте, т.к. не способен отличить сигнал металлической цели от сигнала грунта. Грунт, как и цель, обладает теми же самыми действительными (Re) и мнимыми (Im) измеренными параметрами отклика… поэтому, помимо амплитуды принятого сигнала, необходимо определять фазовые параметры сигналов отклика, для отделения сигналов целей от сигнала от грунта.
Для импульсников характер распада импульса от целей определяется постоянной времени цели, определяемой теми же самыми значениями Im, RE цели… что и было показано ВCandy. Импульсный экспоненциальный распад импульса от цели со свойственной для материала цели постоянной времени, приводит к необходимости определения параметров этого распада, основываясь на характере изменения измеренных значений на кривой этой экспоненты. Помимо экспоненты целей в однокатушечном импульснике присутствует экспонента датчика, поэтому измеряется суммарная экспонента и определяется изменение постоянной времени этой суммарной экспоненты. Для вычисления параметра распада измеряемого сигнала необходимо иметь какую-то математическую модель этого процесса и на основе этой модели использовать метод обработки измеренных значений на кривой этого распада. Этот метод в том числе реализован в Шансе… Более точная модель распада импульса была предложена Aziz на Геотехе…
ВCandy считалась не какая-то индуктивность (нафиг она никому не нужна), а способ вычисления параметра распада экспоненциального импульса… Имеет ли импульсный способ какие-либо преимущества по точности, чувствительности в поиске потеряшек... по сравнению с одночастотником – НЕТ. Наоборот, гармонический одночастотник заведомо имеет намного лучшие параметры по чувствительности за счет много большего количества накоплений измеренных значений амплитуд и фаз, а также имеет возможность более широко работать с сигналом от грунта для его вычитания из принимаемой смеси сигналов...

А ещё лучше - оставить в покое бедный плибор ( он же ни в чём не виноват ) , а вместо этого - прямо сразу мыслительный процесс нАчать .... тогда и не понадобятся никакие патенты . И всякие Брюсы Кэнди будут отдыхать , что характерно . Брюс этот , ихний Кэнди - он ведь тоже по чужим патентам спец изрядный ....

Что-то изменилось? Почему ни слова о магнитной восприимчивости? Она по прежнему определяет реактивную составляющую отклика? Или как у катушек индуктивности. Больше размеры-значит больше и индуктивность. Больше индуктивность- больше «реактивный отклик».
…
Имхо предлагаю не использовать термин «реактивный». В мишени ток фсегда совпадает с напряжением. Правильнее «индуктивность мишени» (объекта, цели).

Немного перефразирую лозунг: Учение Максвелла всесильно потому, что оно верно.
Одной из составляющих Максвелловской «теории поля» является Фарадеевский «закон электромагнитной индукции». Исходя из этого закона, характер отклика от целей определяется магнитными свойствами вещества – магнитной восприимчивостью, (Х). А, так как Х может принимать как положительные, так и отрицательные значения (увеличивает/уменьшает поле в веществе по сравнению с внешним возбуждающим полем), то мы имеем либо отрицательное, либо положительное значение составляющей отклика на входе МД. Исходя из этого же закона сдвиг фаз между излучаемым и принимаемым сигналами составляет 90гр, /+/ или /-/ в зависимости от знака магнитной восприимчивости вещества, Х… т.е. имеем в чистом виде реактивный (Im) характер отклика определяемый магнитными свойствами целей.

Вообще-то , закон Фарадея говорит о том , что электродвижущая сила ( напряжение ) пропорциональна скорости изменения магнитного поля ( тока в контуре ) .... а вот про магнитную восприимчивость - это другой закон