Схемы металлоискателей MD4U

Время идёт, а Сергей не меняется...
Вы здесь смешиваете в одну кучу два разных сигнала - разбаланс датчика "геометрический", остаточный и сигнал грунта. Можно делать или не делать компенсацию сигнала остаточного "геометрического" разбаланса датчика - это одна тема. Но без устранения сигнала грунта работать балансникам сложно. Его компенсируют вычитанием одной части сигнала грунта из другой его части. Так же делают и в импульсниках, - многочастотниках, поэтому работать будет примерно одинаково эффективно.
Выше я описывал, что при очень большом сигнале грунта ( например, очень большой кусок феррита и рядом с датчиком ) не помогает даже очень точная настройка на стабильный по фазе вектор сигнала грунта. И это практическая ситуация. Если же фаза сигнала грунта меняется хоть даже немного ( например, россыпь разных горячих камней с фазой сигнала 88-89" ), то теряет смысл ( это специальное, но важное преувеличение ) сама идея балансировать этот мешающий сигнал,- и в балансниках, и в импульсниках.

...Не думаю, что проблема только в ограничении аналоговых каскадов - прибор вполне может работать и с прямоугольными сигналами, БГ же по фазе вырезается...
Но согласен, что можно пытаться сделать датчик с большой компенсацией сигнала грунта - и приводил такой вариант, только для "кольца", а не ДД. Хотя и для ДД тоже приводил - обозвал в шутку три-Д . И не я первый, наверно...
Кстати, чутьё уменьшается в магнитном грунте из-за того, что разная связь Тх->цель и цель->Рх. А линейность тракта вполне себе сохраняется, т.е нет ограничения.

Специально Сергею привожу примеры находок "Пиратом", чтобы не обижался на критику. Пляжи разные : цепочка около грамма - найдена на пляже около памятника Елизавете, г.Балтийск - сравнительно очень тяжёлый грунт, так как за один мах может наблюдаться сильное изменение сигнала грунта; серьга около грамма - найдена в г.Зеленоградск, условия чуть легче, но балансник там работает с трудом, БГ не отстраивается даже в сухой части; фото с магнитом - г.Пионерский, поиск балансником,- фольга часто залетала в железный сектор на сухом горячем песке, ВДИ часто нестабильное.
...flagman бы нам показал больше потеряшек, но что-то забайкотировался...

Сергей, наверное, мы о разных вещах толкуем... Никаких импульсников. Все катушки в одной горизонтальной плоскости. На фото только приемные катушки, Тх мотается по контуру в той же плоскости. Проблема ДД (и кольца) датчика состоит в том, что балансировка Рх при изготовлении достигается геометрическим выравниванием магнитного потока через две разных площади сечения в отсутсвие внешних воздействий (в идеале). При этом меньшая часть, находящаяся внутри Тх, работает на высокой напряженности электромагнитного поля, большая часть на малой. Но нелинейный от напряженности поля отклик грунта вызывает перекос. Потому и получается в стандартном ДД датчике дисбаланс в рабочих условиях (отклик грунта), и еще имеем сдвиг фазы от грунта, который прибор обязан распознать (насколько понимаю, вылавливается интегратором, как медленно изменяющийся параметр). Если сделать две идентичных и симметричных по отношению к магнитному потоку приемных катушки, в них именно грунтом будет наведен одинаковый сигнал, который будет скомпенсирован встречным включением. А любое локальное возмущение вызовет перекос, напряжение на приемных на катушках станет разным. И не говорите, плз, что такого не может быть, посмотрите видео от Ятагана. Его, кстати, получил уже в процессе изготовления датчика. Это не какое-то новое секретное изобретение, стандартный прием.
Наглядный эксперимент, у кого есть Тх и пара Рх "бабочки" (нужна геометрическая симметричность). Сводим сначала до 1000 мВ, например, одну катушку, фиксируем. Вторую катушку включаем встречно, сводим по минимальным показаниям, симметрично с другой стороны Тх. Конденсаторы и катушки должны быть максимально идентичны, схема балансировки отсутствует. И грунт моделировать будьте добры не кирпичем, а в конкретном тазике, да строго по центру катушек. Иначе будет перекос магнитного потока от "грунта", если равномерно поле не перекроет. В реалии грунт однороден на квадратных метрах, а если есть аномалия - ее любой прибор воспримет, как цель. До нуля сигнал грунта вырезать не получится, невозможно изготовить абсолютно идентичные и геометрически идеальные катушки. Но уменьшить влияние грунта в разы можно. Все увидите на осцилоскопе. Систему можно отбалансировать как механически, так и финишно электронной регулировкой. Однако, сигнал цели, снимаемый с приемной части, будет включать в себя некий начальный фазовый сдвиг относительно задающего в Тх, обусловленный свойствами грунта. Потому опорный сигнал нужно получать от одной из катушек. Ну и т.д., не сложности, а немного другой датчик... И другая и логика работы. Потому, пока это красивое, но бесполезное для меня, как пользователя Квазара, изделие. Отодвинул до наличия свободного времени и обнаружения подходящего прибора. Если Андрей заинтересуется таким вариантом датчика (корпусной вариант в домашних условиях воспроизводится без особых проблем, сложнее стандартного на одну обмотку) - соберу и вышлю на эксперименты.
ПС И, плз, люди, не ориентируйтесь на буржуев, мол, там нет такого, значит и не надо. У них свои резоны, обычно обнаруживается через некоторое время, что все-таки "это" буржуи начинают выпускать, но только после того, как насытят рынок изделиями попроще. Но задорого

Когда, под зоной Rx+ - ямка, а под зоной Rx- - бугорок, то никакого баланса грунта нет и весь труд геометрической идентичности идет прахом... При этом имеем две абсолютно идентичные зоны RX по чувствительности, но одну нормальную, а другую инверсную, что приводит к ложной озвучке нежелательных Целей и смещение максимума чувствительности от геометрического центра датчика, где расположен максимум Тх.
Проблемы датчиков, приборов по обнаружению Целей лежат не в определении интегральных значений уровней откликов от грунта, а в его поверхностной неравномерности (ямки,бугорки), что ограничивает общую чувствительность приборов до уровня этих неравномерностей.
На форумах полно таких катушек, их делали и будут делать.., не смотря на их недостатки..

Позвольте, но в этой ситуации любой датчик выдаст "рабочий" сигнал. Понимаете, любой датчик! Вы ведь фактически описываете ситуацию, аналогичную появлению цели. Тут радикально упростить задачу может работа на двух частотах в непрерывном режиме, чтобы понимать, что образует всплеск разбаланса. Далее работа прибора - пороги срабатывания, алгоритмы и пр. мозголомные штуки. И все равно будут и ложные срабатывания и пропущенные объекты, в зависимости от алгоритма обработки. Пока речь идет именно о компенсации интегрального сигнала. Повышение отношения сигнал/шум в разы, возможность работать на более высоких токах, сотв. больше глубина обнаружения, возможность, как минимум, качественно и с приемлемой степенью вероятности оценить размер цели и расстояние до нее. Если такое где-то реализовано, пожалуйста, дайте ссылку. Перед выбором Квазара я очень долго просматривал этот форум и подобные, однако, не нашел.
У меня получается так, как вариант:

Вот примерные (примерные! показаны только основные элементы) схемы датчика и балансировки непосредственно в катушке или, что предпочтительней, на входе усилителя. Сами обмотки должны выполняться максимально идентичными по геометрии и намотке. Все огрехи проявятся в работе, как увеличение нескомпенсированного сигнала грунта. Однако, даже не очень качественная реализация (в разумных пределах) позволит значительно отстроится от сигнала грунта...

Интегральная составляющая сигнала уже давно никого не интересует, с ней справляется и аппаратура и датчики. Наибольший интерес для повышения чувствительности МД вызывает именно то, что я описал - алгоритмы минимизации влияния неравномерности поверхности (не путать с неоднородностью), тут единственным методом разделения Грунта и Целей - является фаза принимаемого сигнала отклика.

Импульсник, за счет защитного интервала, имеет нулевую чувствительность к сигналам с фазами 0гр и +/-90гр. Рядом с областью 0гр расположены с.вода, кусочки фольги, мелкая бижутерия… , а рядом 90гр – феррит, грунт, медь. В соленой воде в грунте фазы этих целей смещаются и эти Цели могут быть обнаружены, что и подтверждают ваши находки... На сухом песчаном пляже результат был бы другим и скорее всего цепочку вы бы пропустили..
У меня знакомые ребята в прибрежной зоне оз Чаны (соленое) ходят с катушкой с пояском (поясок за пределами ТХ) с простейшими IB-шниками, без находок, говорят, не возвращаются…

Так уж и справляются? А смещение фазы грунтом и, как следствие, искажение отклика цели? А невозможность работать на больших токах на "тяжелых" грунтах? Описываемая Вами ситуация суть не повышение чувствительности, это алгоритмы распознавания сигнала.

А смещение фазы грунтом и, как следствие, искажение отклика цели?
Это следствие использования метода подавления сигнала с фазой грунта и приведения его к нулю путем прохождения сигнала через фазовый фильтр с нулевым коэффициентом передачи, вместо того, чтобы измерять уровень сигнала Грунта и учитывать этот уровень при вычислении фазы Цели.
суть не повышение чувствительности, это алгоритмы распознавания сигнала.
А, это не одно и то же? Если мы распознаем из входных сигналов – сигнал от Цели, то можем сдвинуть порог чувствительности в более низкую область и обнаруживать Цели ниже уровня сигналов от Грунта (ниже уровня неравномерности грунта от бугров и ямок).

Любой датчик выдаст сигнал , это да .... но не любой прибор интерпретирует этот сигнал как сигнал цели - вот в чём дело-то А что касается всех этих симметричных датчиков ( с + и - катушками ) - так им для ложного сигнала даже не нужна неоднородность грунта , достаточно просто чуть перекосить датчик относительно земли , чтобы одна катушка оказалась ближе к земле - вот он и разбаланс , и что с этим делать ?

Подавление сигнала грунта в датчике и цифровой метод обработки полученного сигнала это совершенно разные вещи. Это принципиально разные вещи. Уважаемые, что будете делать с сигналом, если уровень шума в нем в разы превышает полезный сигнал? Наращивать вычислительные мощности, усложнять алгоритмы и пр. ухищрения. От доброй части этих проблем можно избавиться на уровне датчика. А оставшееся "железо" пустить на расчет размера и расстояния до цели. Зачем меня так пугали сигналом грунта, а именно его интегральной составляющей, чтобы потом сказать, что это не актуально?
Разбаланс при перекосе датчика будет, но, как минимум, меньше, чем в такой же ситуации у ДД. Намного меньше. Но как-то ведь справляются приборы...
ПС Все-таки кто-то может дать ссылку на прибор, использующий датчик такого типа?

Вы можете отключить эти сообщения.

Сергей, вы как не понимали сами, так и продолжаете вводить в заблуждение других... Никаких фаз в импульснике нет; классический импульсник легко обнаруживает ферриты, как и фольгу - но не видит солёную воду; никуда ничего не смещается - импульсник продолжает обнаруживать металл в грунте и солёной воде, как и на воздухе,- и мелкие цели на фото были обнаружены в сухой части, потому что я не люблю грязь и мокроту, отдых должен быть приятным! ...А ваши ребята имеют находки только потому, что кто-то теряет,- и абсолютно не важно, какой прибор и какие там катушки,- раньше щупами искали, да и сейчас потеряшки находят просто глазами на пляже...- если везёт и если есть эти потеряшки там.
Возвращаясь к теориям, самая суть импульсника - измерение сигнала в момент времени, когда поле Тх сильно ослаблено. Точка ! Именно поэтому пропорционально ослаблено влияние соли и магнитных свойств. Придумывать новые датчики, конечно же, нужно и важно, и это отдельная тема, не связанная с обработкой сигналов в приборе и не связанная с выбором зондирующего сигнала Тх ( импульсник или одночастотник...).

Здесь тоже не соглашусь : 1 - проблема уровня сигнала грунта тоже есть и тоже не решена ! 2- наличие бугорков-ямок абсолютно не важно, потому что магнитные и электрические свойства часто не связаны с размерами этих бугорков; это касается как сигнала от соли, так и сигнала от чёрного песка ГК. Как раз пример работы балансником на высушенной и прокалённой части пляжа, где самое сильное влияние оказывает именно неоднородное распределение чёрного песка ( хотя на фото его совсем не много, а влияние катастрофическое для метода обнаружения ) : фольга легко залетала в чёрный сектор; ВДИ сильно размазывалось и часто смещалось в произвольном направлении; в "трэше" работать очень сложно, а в "дискриме" идут постоянные ложные сигналы, зависящие от скорости и направления проводки датчиком - ложные сигналы легко повторяются, если соблюсти необходимую скорость и направление движения датчика. И это влияние оказывает тонкий неоднородный слой сухого песка менее 5см, вероятно, рисунок неоднородности образован ветром. Если перемешать этот слой, то глюки пропадают. От бугорков-ямок, геометрической неоднородности глюков не замечено. Датчик ДД. Отстройка БГ сильно не влияет, так как фаза грунта скачет. Влияет сильно размер датчика, фильтры движения и скорость, плюс - направление движения датчика. Датчик "кольцо" будет спокойнее, но принципиально датчики с внутренней схемой баланса проблему не решают - нужно переходить на датчики типа монокатушки, о чём уже несколько лет и говорил, так как мне уже не актуален этот вопрос.

Прибор GPZ 7000.
Вы правильно пишете про датчики - нужно делать и сравнивать - проблем не вижу. Рекомендую всё же датчик "кольцо" со схемой Тх1+Тх2 - Рх1+Рх2, в нём можно лучше скомпенсировать сигнал грунта. А можете сразу перейти на схемы с монокатушкой и внешней компенсацией, которые предлагал deemon - но там тема сложнее, зато толку больше.

А, что есть – постоянная времени, «тау»?
«тау» - определяет форму распада импульса отклика от Цели во времени, показывая, как распределяется энергия отклика по временной шкале. Заметьте, что экспонента начинается от нулевого отчета времени. Максимум энергии импульса отклика сосредоточен в начальном участке времени, именно тот самый участок, который отсекается «защитным интервалом». Если «тау» отклика мала, то этот отклик будет _резаться_ «защитным интервалом» вплоть до полной потери таких сигналов.
Численно «тау» = L/R, где L – магнитные свойства, R – электрические свойства.., эквивалентные значения индуктивности и сопротивления объема вещества, облучаемого полем. По отдельности Грунт или Цель, или их смесь создают свои эквивалентные параметры L,R, определяющие параметр «тау».
Отличие определяющих временных параметров отклика для импульсника и гармонического МД только в представлении этих временных параметров в виде параметров: «тау» либо «фаза». Другое представление того же самого параметра!
«фаза» = arctg(L/R) = arctg(«тау»)

Спасибо, как накопаю достаточное количество монет Квазаром куплю этот ЖПЗ Ваша ссылка хорошо комментирует возгалсы "фирменные так не делают!" Однако, нужен прибор для самостоятельного изготовления, который пока не обнаружил. Вроде Вератор после обработки напильником может заработать, но много пилить придется Есть разные примерно подходящие, но все возможности не используются.
Предложенный вариант все-таки базовый, других схем датчиков с дифференциальными катушками может быть великое множество.

медная монета 3см на расстоянии 30см от датчика дает угол +87-83 и амплитуду условно 10 в Y координате
в то же время стандартный грунт чернозем дает противоположный угол
и пртивофазную амплитуду 80 в Y координате
в результате над монетой будет лиш небольшая аномалия в с общим углом -60 естественно такая аномалия будет пропущена как гвозди или осколки
это идеальные условия датчик перемещался строго у поверхности грунта

Понятно, Sergey_P , ваше восприятие, - только я предлагаю от него отказаться, потому что оно не обладает правдоподобностью и описательной силой,- короче : неправильно это.
В вашем описании работы импульсника допущен ряд ошибок, а введение фазы через формальный арктангенс тау не может объяснить магнитных свойств среды или цели; как и не различает тау LR-катушки, сигнала от грунта ( за счёт d( L/R ) катушки ) и сигнала от LR-цели,- а это совершенно разные цепи, которые хорошо моделируются. И ещё раз подчёркиваю особенность импульсника : измерение сигнала от цели производится в момент времени, когда зондирующее поле сильно ослаблено и по амплитуде, и по скорости изменения ( т.е. по воздействию на цель). Т.е. это разные процессы во времени - а в баланснике это одновременные с зондирующим полем процессы. Вместе с тем, что - это ошибка, так как ...- короче, лучше промоделируйте, потому что объяснялось уже не раз... ! Нет никакого "нулевого отчёта", - точнее, он есть, но совсем не там, где он мешает поиску сигнала от цели в классическом импульснике. Поэтому импульсник нормально находит цепочки-серёжки-самородки... Весь мир ищет - чего я тут вам доказываю ??? - Бред какой-то... Короче - не считаются ваши объяснения - представьте другие.
Поле импульсника спадает примерно, как и напряжение - ровно так же спадает воздействие на цель. К моменту выхода из ограничения диодного ограничителя, напряжение на катушке импульсника - менее 0,5 Вольт,и уменьшаются быстрее изменения тока в металлической цели ( это условие, задаваемое конструктором ) - т.е. влияние грунта в этой точке меньше, чем у балансника с такой же амплитудой на Тх.
Понимаете - гораздо меньше 0,5 Вольта у импульника и , например, 5 В у балансника ?!
Если определить это время спада тока , то примерно половину его ток в металлической цели растёт, и только во второй половине начинает падать - после того, как поле Тх уже не может поддерживать растущий в цели ток. Именно это и есть "нулевой отчёт" - только он у всех целей разный !!! И это ещё аргумент в пользу неправильности формального определения через арктангенс тау и введения формальной фазы. А если ещё и магнитные свойства мишени ввести, то вообще всё не так...

Не нужен этот "базовый вариант" - часть проб желательно сделать в голове, ведь уже же ясно, что он не решает проблему с грунтом. Если хотите экспериментировать, то нужно увеличивать симметрию датчика. "Кольцо" более симметричный датчик, чем ДД, "моно" - ещё симметричнее,- точечный датчик - самый симметричный - .

Полностью решить проблему с грунтом не получится, какие датчики и приборы ни делай. Всегда определенная часть решения остается на операторе. Есть принцип достаточности. Алгоритмы подавления локальных неоднородностей грунта, перекоса датчика (ДД на это реагирует очень даже бодро) давно отработаны. Для дифдатчиков отсутсвие борьбы с интегральной составляющей и возможность увеличить напряженность зондирующего поля уже достаточный плюс. Кроме того, нужно стремиться не к сведению в точку, а к увеличению базы между приемными элементами, это дает дополнительную информацию о цели. Или еще добавлять точечный канал подавления сигнала грунта. Наворотить можно много чего, нужно иметь для этого свободное время, или коммерческий интерес
Вообще, нельзя разрабатывать прибор под датчик и датчик под прибор. И рассматривать их, как отдельные узлы. В итоге мы имеем множество "наследственных болячек", передающихся посредством датчиков, схемотехники, алгоритмов обработки из прибора в прибор

Про "точечный" датчик - это я так - пошутил, для объяснения причин проблем с остальными датчиками.

и где они ? в смысле описание этих алгоритмов

Кстати , Вадим , я вот сейчас подумал - ведь тот датчик , с ферритовой палкой ( с которого я начинал свои опыты ) - как раз неплохая имитация "точечного датчика" ...

Да, Дмитрий, так как мы ищем обычно, перемещая датчик в плоскости, то диаграмма будет практически "точечная". Если заметил, то я вводил для описания этих параметров некие коэффициенты, функции, которые показывают характер взаимодействия датчика с целью. Вот как раз первый коэффициент показывает свойства датчика по отношению к точечно цели - по нему можно оценивать сигнал, который мы получим. Например, можно оптимизировать этот коэффициент так, чтобы получить гауссовский импульс, который обладает своими преимуществами в обнаружении... И у точечного датчика этот коэффициент сохраняет подобие. А вот, например, у монокатушки часто в практике поиска получается двойной сигнал - под каждым краем катушки,- распознать такой сигнал уже сложнее. А ведь дальше есть ещё свой коэффициент для описания, например, фазового сдвига ( инверсные зоны у балансного датчика ), есть отдельный коэфф. для описания формы цели, если она не точечная... Если перемножить все эти коэффициенты, то получим не самый простой сигнал - поэтому можно как изменять блок обработки сигнала, так и датчик.
Естественно, что к сигналам полезным добавляется ещё и более сложные сигналы от грунта, которые так же попадают во все зоны датчика - получается хорошая каша. Поэтому монокатушка работает гораздо спокойнее и адекватнее, чем ДД, например, - это уже практика.

Ну да , примерно такие же соображения были и у меня , когда я делал опыты с ферритовыми датчиками .... и хотя сейчас я делаю для моего прибора ( многочастотного с автобалансом ) традиционную моно-катушку , но и "ферритовую" тему тоже оставлять не хочу - просто там надо будет найти для финального варианта "более лучший" феррит

P.S. Кстати , некоторое время назад я ещё подумал и о таком варианте датчика - обычная моно-катушка , но в центре её размещён феррит ( толстое кольцо , или несколько вертикальных "палок" , скреплённых вместе ) ... тут можно , как мне кажется , одновременно иметь и широкую "заметаемую площадь" обычной катушки , и при этом скомпенсировать центральный "провал" , свойственный ей на малых расстояниях до цели - при этом феррит , за счёт своей магнитной проницаемости , "втянет" больше силовых линий в центр катушки , и соответственно улучшит также и её "глубинные" свойства - из-за естественного удлинения силовых линий , проходящих через центр . Но тут надо будет ещё провести побольше опытов - как будет время , я такой датчик тоже попробую ...