Схемы металлоискателей MD4U http://md4u.ru/ |
|
Насчет оптимального размера поисковой катушки и http://md4u.ru/viewtopic.php?f=77&t=11231 |
Страница 3 из 3 |
Автор: | Sergey_P [ Ср: 10 мар 2021 20:52 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Насчет оптимального размера поисковой катушки и |
Pawa писал(а): Составить таблички: X - размер датчика (...) Y - размер цели (0,5...10см) Z - дальность (min...max) останется только ткнуть пальчиком и выбрать подходящий вариант |
Автор: | alex---1967 [ Сб: 13 мар 2021 18:39 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Насчет оптимального размера поисковой катушки и |
Думается, в предыдущих постах я в некоторых местах был неправ. В частности, если использовать отдельные передающую и приемную катушки, то мы да, наверное, можем увеличить таким образом принимаемый ( отраженный) сигнал. Примерно в два раза по моим прикидкам, да. Однако, чтобы исключить взаимное влияние катушек, катушки надо бы, например, сдвинуть друг относительно друга, как например в датчиках DD или OO. То есть и передающая и приемная катушки сдвигаются в сторону от своего наивыгоднейшего положения на оси цели. Очень грубо - коеффициент связи цели и с Tx и с Rx катушками уменьшится раза в полтора. А общий коэффициент Tx -> цель -> Rx уменьшается 1,5*1,5=2,25 раза. То есть никакого выигрыша по сравнению с совмещенной катушкой не будет... То же и при автотрансформаторном включении, согласен с Andy_F... Но... Есть несколько тонкостей... Первое, что напрашивается - сделать конструктив как в IB приборах - а именно - концентрически расположенные обмотки Tx (большего диаметра) , Rx и Cx ( меньшего диаметра)... Тут , конечно, дополнительный расход энергии , но если это поможет поднять чувствительность, почему бы и нет? Кто что по этому поводу думает? Далее. esodin2004 абсолютно прав - не все я учел, ( при расчете размера кашушки Rx) - рассчитывал , что токи взаимно компенсируют друг друга. А теперь вот поупражнялся я в тригонометрии и полностью согласен - если подсчитывать для маленькой квадратной катушки, то формула и примет такой вид. Другое дело, что надо бы подсчитывать для маленькой круглой катушки, вычислять интеграл... Это лежит на грани моих математических способностей и уж точно за гранью желания... Разница будет небольшая, если вообще будет... Я рад что хоть кто-то покритиковал полезно и конструктивно, а не просто в общем и целом... Я только не понял, из каких соображений сделан вывод, что передающая катушка такого же размера, как и приемная.. |
Автор: | esodin2004 [ Сб: 13 мар 2021 21:56 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Насчет оптимального размера поисковой катушки и |
alex---1967 писал(а): ... Рискуя повториться, сведу в один пост, что писал раньше, прибавив последние «измышления».Итак, мы здесь «проверяем алгеброй гармонию» - якобы находим «оптимальный размер катушек». Когда говорят об оптимальности, всегда говорят в смысле чего эта оптимальность, что учтено при ее расчете. Так вот, здесь НЕ учитываются характеристики прибора, НЕ учитывается отклик грунта, НЕ учитывается наличие других целей, не учитывается несоосность катушки с целью, а размер цели ограничивается тем, что он считается достаточно малым по отношению к размеру катушки. В этом случае все, что можно учесть – это расстояние до цели L. Оптимальной считается передающая катушка, если она обеспечивает максимальное потокосцепление с витком (катушкой) цели. То есть максимизируется магнитный поток, проходящий через катушку цели, наводимый током в передающей катушке. Аналитически строго доказывается, что это происходит при R = √2 L. Оптимальной считается принимающая катушка, если потокосцепление катушки-цели с ней максимально. Из соображения равенства нулю вертикальной компоненты магнитного потока от цели на окружности приемной катушки выведено уравнение. Численное решение этого уравнения (с аналитикой не стал заморачиваться – степени большие) дает тот же результат: R = √2 L. В учебниках физики есть формулы для потокосцепления двух произвольно-расположенных катушек. И там доказывается, что результат будет одинаковым независимо от того, какая катушка является передающей, а какая приемной. Это не всегда очевидно, но это так. Поэтому, например, при моделировании IB датчиков в соответствующей теме я, например, считаю, что и Tx и Rx обе являются передающими, чтобы найти проще индуктивную связь между ними через цель. Антенны тоже так считают. И одинаковость результата это еще раз подтверждает. Что же означает полученная формула? Она означает только то, что если цель находится на глубине L, то никакого выигрыша от использования катушек РАДИУСОМ R > √2 L мы не получим. Например, для цели на глубине 10 см, нет никакого смысла использовать датчик диаметром больше 28 см. Прироста сигнала не будет. Можно ли использовать датчик меньшего диаметра? – Пожалуйста! – Для вдвое меньшего диаметра датчика, чтобы получить тот же детектируемый сигнал, потребуется либо в 16 раз более чувствительный прибор, либо в 4 раза больше витков на передающей и приемной катушке. Взамен мы получим меньший мешающий отклик грунта, меньшую вероятность появления других целей (ну и меньшую скорость прочесывания), более легкий, более удобный датчик. То есть определение размера датчика – это задача, которая должна учитывать больше параметров, чем просто глубина цели. В этом и причина споров и непонимания практиками такой упрощенной связи глубины и размера датчика. |
Автор: | DesAlex [ Сб: 13 мар 2021 22:24 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Насчет оптимального размера поисковой катушки и |
esodin2004 писал(а): В этом и причина споров и непонимания практиками такой упрощенной связи глубины и размера датчика Нет. Главная причина "непонимания" - в этом -esodin2004 писал(а): НЕ учитывается отклик грунта Всё весело и красочно-расчётливо, пока разговор идёт о поиске с дивана мишеней, подвешенных в воздухе. Как только попробуете выйти на грунт и что-то там найти - всё рассыпется, как карточный домик. Например, вот это очень забавно - esodin2004 писал(а): Для вдвое меньшего диаметра датчика, чтобы получить тот же детектируемый сигнал, потребуется либо в 16 раз более чувствительный прибор, либо в 4 раза больше витков на передающей и приемной катушке - любой практик, "нюхавший грунт", с удовольствием посмеётся: оказывается, как всё просто - чтобы глубже "заглянуть" - мотай больше витков в катушки Вы представляете, что будет, если вместо 40 витков для катушки ТХ 40-сантиметрового датчика намотать 160 витков для 20-сантиметрового? Чувствительность входных усилителей МД сейчас - это не хуже 1-2 мВ. Представляете, что будет при увеличении её в 16 раз? И какой "выигрыш" "будет" от этого для МД? Вы хоть иногда выходите с раздела "Теории..." в разделы, где люди датчики для своих приборов делают.
|
Автор: | esodin2004 [ Сб: 13 мар 2021 23:07 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Насчет оптимального размера поисковой катушки и |
DesAlex писал(а): Вы представляете, что будет, если вместо 40 витков для катушки ТХ 40-сантиметрового датчика намотать 160 витков для 20-сантиметрового? Чувствительность входных усилителей МД сейчас - это не хуже 1-2 мВ. Представляете, что будет при увеличении её в 16 раз? И какой "выигрыш" "будет" от этого для МД? Разговор будет более конструктивным, если сразу скажете, что, по вашему мнению, будет...И если подробно опишите, как, по вашему мнению, при выборе размера катушки, нужно учесть отклик грунта, или чувствительность входных усилителей МД. А я попытаюсь включить это в математическую модель и ваш большой практический опыт найдет, таким образом, в ней заслуженное отражение. |
Автор: | Sergey_P [ Вс: 14 мар 2021 7:26 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Насчет оптимального размера поисковой катушки и |
esodin2004 писал(а): |
Автор: | DesAlex [ Вс: 14 мар 2021 8:42 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Насчет оптимального размера поисковой катушки и |
esodin2004 писал(а): И если подробно опишите, как, по вашему мнению Моё мнение может быть полностью проигнорировано, как крайне некомпетентное. Мнение "коллективного разума" (например, обсуждения на этом форуме, начиная с 2006 г., большим количеством как теоретиков, так и практиков) не проигнорировать никак. Так как это и есть кладезь знаний в области МД-строения, проверенного практикой. На сегодняшний день построение оптимального датчика - далеко не "доКолумбная Америка" и не требует "сенсационных открытий" - этот вопрос "скорее полностью ясен, чем совсем не ясен". Просто, штудируя форум, обязательно сопоставляя теоретические выкладки с практическими наработками форумчан, достаточно легко можно освоить "отрасль датчикостроения". Переписывать вам отдельно в тему обсуждения и наработки за 15 лет - вряд ли кто возмётся. Если интересен вопрос оптимизации датчиков - придётся самим искать, читать, сопоставлять и пр.esodin2004 писал(а): как, при выборе размера катушки, нужно учесть отклик грунта Нет таких формул и констант. И быть вряд ли может. Выбор размера катушки (и форм-фактора датчика) зависит от требуемой задачи - какие мишени (размер, форма, материал, предполагаемая глубина залегания и положение в грунте) надо искать. После этого учитываются параметры грунта - его сорт (песок, чернозем, глина и т.д.), минерализация естественная и искусственная (например, вносимые удобрения), замусоренность естественная и искусственная (включение "горячих камней", распашка старого хутора и т.д.), состояние поверхности (целина, перепашка, равнина, склон, растительность и т.д.) После этого выбирают рабочую частоту (которая сильно зависит от вышеприведённых факторов) и прикидывают примерные параметры контуров (не только катушек): резонансные или нерезонансные; разнос частот и его наличие; формат накачки контура ТХ, оптимальный ток в контуре; добротности контуров и т.д. И только после этого приходят к решению - форм-фактор датчика, размер, форма катушек, выбирают провода для намотки и конденсаторы. Формул, расчётов, констант здесь, как видно, немного; полагаются больше на наработки "коллективного разума", его практический опыт, при наличии значительного стажа, если хотите - то и на личную интуицию. Т.е. "размер катушки" - это одна и доброго десятка переменных и один из десятка тысяч возможных комбинаций. Все эти зависимости и рекомендации по выбору, проверенные на практике - неоднократно и всесторонне обсуждены на форуме, а сделанные выводы тянут на толстую книгу. Никто переписывать вам её в вашу тему не будет.Единственным же советом "как мне освоить датчикостроение" может быть только такой - выбрать удобный для производства лабораторных и практических работ прибор (например - что-нибудь из "Квазаров") и мотать, ваять, главное - копать. И "теоретические выкладки" о "повышении количества витков в 4 раза" рассыпятся сразу же после первого выхода на грунт (скорее - это произойдёт ещё при попытке сбалансировать датчик "на столе"). |
Автор: | alex---1967 [ Пн: 15 мар 2021 5:47 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Насчет оптимального размера поисковой катушки и |
сообщение удалено |
Автор: | esodin2004 [ Пн: 15 мар 2021 12:37 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Насчет оптимального размера поисковой катушки и |
DesAlex писал(а): На сегодняшний день построение оптимального датчика - далеко не "доКолумбная Америка" и не требует "сенсационных открытий" - этот вопрос "скорее полностью ясен, чем совсем не ясен"... Выбор размера катушки (и форм-фактора датчика) зависит от требуемой задачи - какие мишени надо искать. После этого учитываются параметры грунта...После этого выбирают рабочую частоту ... и прикидывают примерные параметры контуров...формат накачки контура ТХ, оптимальный ток в контуре; добротности контуров и т.д. И только после этого приходят к решению - форм-фактор датчика, размер, форма катушек, выбирают провода для намотки и конденсаторы... Т.е. "размер катушки" - это одна и доброго десятка переменных и один из десятка тысяч возможных комбинаций... Здесь ничего не могу возразить, спасибо за краткое понятное описание схемы выбора и перечисление большинства переменных. Приму на вооружение.Вообще-то я просто попытался найти объяснение некоторым зависимостям между частью этих переменных, поддержать ТС и скорректировать выкладки. На мой взгляд, это совсем не сенсационные открытия, поскольку никакому опыту не противоречат. Ну и в процессе этого объяснения порассуждал про увеличение числа витков в катушках. Если не учитывать контекст, тут, действительно, есть к чему прицепиться. |
Автор: | esodin2004 [ Пн: 15 мар 2021 13:06 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Насчет оптимального размера поисковой катушки и |
Sergey_P писал(а): Если принять, что в точечной цели размером dR генерируется вторичный ток di, то согласно вашему же соотношению увеличение размера или тока возбуждения (I, R) коэффициент связи между датчиком и элементами цели (di, dR) – неизменны. Т.е. искать оптимум в линейной системе – бессмысленно… Тут недопонимание.Я утверждал, что коэффициент связи не неизменный, а одинаковый для случая, когда первая катушка - передающая, а вторая принимающая и для случая, когда вторая передающая, а первая - принимающая. То есть, если функции равны f1 = f2, то из этого совсем не следует, что они равны константе f1 = f2 = const. Про равенство коэффициентов связи во всех учебниках написано: М = М1 = М2. М = k / sqrt(L1 * L2) и тому подобное. Например, здесь: https://scask.ru/c_book_oet.php?id=48 Вы же сами предлагали находить связь тока в Тх и Rx как скалярное произведение напряженности полей в точке расположения цели. Для этого мы рассматриваем Rx как передающую катушку, что возможно как раз из принципа обратимости. |
Автор: | Sergey_P [ Вт: 16 мар 2021 7:02 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Насчет оптимального размера поисковой катушки и |
esodin2004 писал(а): Кроме того, для различных приборов имеются свои ограничения по величине генерации поискового поля и уровня пороговой чувствительности для выбранного размера цели (Кцели=/=1), которые влияют на выбор уровня Диаграммы Чувствительности. Если с пороговой чувствительностью и размерами всё как-то очевидно, то с генерацией поля многие не учитывают шум передатчика TX, который так же влияет на возможность перескочить на более дальний уровень Диаграммы Чувствительности увеличением поискового поля. Принцип: «Чем больше – тем дальше» - работает, если увеличению параметров подвергаются все элементы системы (размеры( датчика,цели), токи…) На грунте все намного печальнее, т.к. грунт – это в основном ферромагнетик, а для него характерна нелинейная возрастающая зависимость намагниченности от величины поля и лишь на небольшом начальном участке, можно выбрать, где намагниченность грунта слабо зависит от величины облучающего поля (кривая Столетова). |
Страница 3 из 3 | Часовой пояс: UTC + 3 часа |
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |