Схемы металлоискателей MD4U

Патент US5506506 содержит следующий интересный график:



Это график откликов импульсного металлоискателя с 2-мя длительностями излучаемых импульсов и 6 сэмплами. Путём простейших манипуляций с результатами измерений выделяются "корткий", "средний" и "длинный" отклики, вычисляются их отношения, и строится вышеприведённый график. В патенте утверждается, что отклики от целей-неферромагнетиков (цветнины) на таком графике ложатся примерно на одну прямую, а отклики ферромагнетиков (железа и грунта) оказываются заметно ниже прямой, что и позволяет их различить.

Для проверки был собран очередной прибор:


Полученный в результате измерений график очень похож на оригинал:


Цифрами на графике обозначены:
1. Аллюминиевая "медалька".
2. 20 копеек, биллон.
3. 5 копеек 1926г, латунь.
4. 50 копеек современные, латунь.
5. 1 копейка Павел-I, медь.
6. Денежка Александр-II, медь.
8. 15 копеек 1948, никель.
9. Небольшая аллюминиевая пряжка.
10. Железная кругляшка толстая.
11. Железная кругляшка тонкая.
12. 10 копеек современные, железо.
13. 2 копейки СССР, латунь.
14. 1 рубль СССР, никель.
15. 5 рублей современные, медь.
16. 2 рубля современные.
17. 1 рубль современный.
19. Гайка М8, железо.
20. Болт М8, железо.
21. Небольшая дверная петля, железо.

Хорошо видно, что железные цели действительно образуют на графике отдельное "облако", что позволяет довольно уверенно различать ферромагнетики и "цветнину" (что прибор и продемонстрировал). Кто-то у нас предлагал нейронные сети применять, помнится, так вот всё успешно отделяется и без них. Осталось дописать сервис и сходить в поле...

Странно... Никель - ферромагнетик, а оказался в компании латуни...

[quote="Andy_F"][/quote]
Наконец-то... Хоть что-то сдвинулось с мертвой точки в верном направлении...
Поздравляю!

интересно узнать какие параметры импульса накачки

Спасибо. Оказалось, что патенты надо дочитывать до конца, все эти "одна форма данного изобретения, другая форма..." Вопросы там ещё остались - как будет на грунте, как будет при слабых откликах...


Короткий - 120 uS, длинный - около 500 uS. Ток в конце импульса порядка 2 А.

Во всяком случае у тебя появился реальный инструмент, позволяющий хоть что-то сделать с грунтом (вычесть, скомпенсировать, учесть...), не особенно затрагивая при этом сигнал от цели. Слабые же сигналы в импульснике выделяются минимизацией шумов и накоплением, мы с тобой это уже обсуждали...

Да, посмотрим... Динамический диапазон маловат. С шумами вообще интересно получилось. Надо в реальных условиях попробовать, потом всё расскажу .

Результаты обнадёживают. Надеюсь, не только пока.
Поздравляю!

Интересно, интересно... Хорошая достоверность получается. А если туда добавить чешую и мелкие ржавые гвозди, желательно кованые?

В поля надо сходить, там видно будет... Нет у меня ни гвоздя (ржавого), ни чешуи.

Увы, этому подвержены все системы прямого измерения и не важно как они реализованы – в цифре или в аналоговом представлении. Дело даже не в возможностях комплектующих элементов, узлов…, а в самой математике измерителя.
Индукционный вихретоковый МД жестко ограничен в полосе частот, как с верху – распределение фаз, задержек от типа металла; так и с низу – скоростью реакции оператора на появление цели. Эта полоса определяет точность или иначе – разрешающую способность измерителя выборки входного сигнала, и как следствие – существенно ограниченный динамический диапазон. Поэтому, чувствительность данного макета в лучшем случае будет сравнима с Клоном, Трекером… и подобных аппаратов, но в отличие от них будет обладать реальной дискриминацией и возможностью что-то делать с грунтом.
Расширить динамический диапазон и как следствие – увеличить чувствительность МД, возможно только в приборе, у которого измеряется не сам сигнал (как в приведенной системе), а изменение этого сигнала в процессе поиска целей...

Вы можете отключить эти сообщения.

А что там заинтересовало в перечислениях в конце патента если не секрет, что обеспечило прорыв? что раньше было не учтено? Почему короткий импульс аж 120, в патентах вроде такого не видел, а вообще поздравляю!

"-Послушайте, Ватсон. Я ничего не понимаю !" ((с) сэр Генри)

Я о более приземлённых проблемах. Если в случае обычного импульсника вхождение тракта приёма (АЦП) в ограничение не имеет особого значения (цель всё равно обнаружена), то здесь ограничение "сверху" искажает картину, один сэмпл ограничился, другой ещё нет... То же самое и "снизу" - если отсчёты, условно говоря, 30 и 15, то их отношение равно 2. Но при ослаблении сигнала от той же мишени остаётся 3 и 1 (отношение 3). Отклик "съезжает". Дальше в знаменателе окажется 0...


Ну уж, прорыв ! Раньше был не понят график, соответственно не понятно было, как одно от другого отделять.


В патентах (разных) есть следующие утверждения:
1. "Длинный" и "короткий" импульсы должны отличаться по длительности не менее, чем в 4 раза.
2. Закономерности сохраняются при длительности импульса до 1000 uS.

Оба требования выполняются, всё корректно. Конкретные значения выбраны исходя из требуемого тока в катушке.

выходной каскад DVT или как, а во входном каскаде тоже от клоновской темы ушли? прибор будет коммерческим или как всегда ...

Да, энергия импульсов примерно равна.


Да.


Если будет (если нормально себя покажет), то - как всегда.

До этого момента я не интересовался импульсниками. Теперь, я думаю, всё изменится.

У Andy_F вроди бы как не было коммерческих МД или я не всё знаю
Естественно, тоже с нетерпением ожидаю результаты испытаний прибора на грунте, руки чешутся свою печатку развести, металлистов порадовать прибором "различающим металлы", но не будем спешить, как говаривал ваш бывший премьер и потом бывший посол у нас на Украине "хотелось, как лучше, получилось, как всегда"...

Как обычно, начали делить шкуру не родившегося медведя...

Надежда умерает последней !

Andi_F:
1. А где реакция на золото?
2. Какова реакция на крупные предметы из железа, например на консервную банку?
3. Сохраняется-ли характер графика, если монеты приближаются ребром?
4. Сохраняется-ли характер графика одинаково для мелких и крупных предметов из одного металла?

Перешли с Matlab на миллиметровку?

Не знаю. И так замучился измерять и графики строить. Подозреваю, что там всё так же плохо, как и у всех прочих приборов.


Тоже не мерил. Думаю, что не здорово.


А это видно по графику. Например, Денежка и копейка Павла-I из меди, но из-за очень разного размера попадают в разные места.

Пока что интерес представляет вопрос изменения показаний при удалении от цели. Для нескольких мишеней я зависимости снял... Показаня, конечно, плавают, но не безнадёжно.


Как-то оно быстрее получается...

[quote="Andy_F"][/quote]
>"-Послушайте, Ватсон…
Я, подумаю о смене ника…
>Я о более приземлённых проблемах.
и я о них же…
Если взять твою ситуацию: 30/15 =/= 3/1, то она решается расширением динамического диапазона представления сигнала: 3.0/1.5… Но это невозможно выполнить, т.к. для более точного измерения сигнала, например в 10 раз – необходимо увеличить время накопления или иначе – снизить частоту обработанных данных в 100 раз.
Или наоборот, для достижения параметров хотя бы Клона необходимо расширить динамический диапазон на величину динамики измеряемого сигнала, а это в свою очередь опять же невозможно в силу того же ограничения по времени обработки. Т.е. данный прибор по чувствительности будет уступать существующим приборам.
Если же , например, оценивать результат деления, а не сам первоисточник (отклик на импульсный сигнал) то тут требования к динамическому диапазону измерителя резко снижаются и появляется возможность получить прибор с большей чувствительностью чем предыдущие варианты импульсников, но это потребует дополнительных аппаратных затрат на аппаратное «деление»…
PS Мне, просто непонятно… Почему, уткнувшись в один частный параметр (например, динамику) не рассматривается весь комплекс параметров: время, частота… и прочее… Ведь всё взаимосвязано и не может существовать отдельно друг от друга… это ж элементарная радиотехника… и её нужно воспринимать такой, как она есть

... или применить АЦП с большей разрядностью (при условии достаточно низкого уровня шума).


Жестоко . Тогда уж можно пойти по классическому пути, и применить аппаратное логарифмирование (тем более, что результат - логарифмы отношений (они же разницы логарифмов). Но там, вероятно, встанет вопрос "насколько правдоподобно логарифмирует логарифматор". Для экспериментов хватит того, что есть.


Ну как - почему ? Почему всегда. В силу дремучести, вероятно...

Кстати, посмотрел монеты "ребром". Как и предполагал - фигня.

Ну, почему же вы не понимаете!?... Это, не поможет! Для того чтоб получить большую разрядность оцифрованных данных - не достаточно применить соответствующее АЦП, необходимо чтоб цифровался не шум, а цифруемый сигнал! а для этого необходимо ВРЕМЯ, которого у нас нет. Чем большее время отводится на измерение, тем более точно, с большей разрядностью, можно представить сигнал. В идеале, при бесконечно большом времени измерения (накоплении) точность измерения стремится к нулю. В реале - границей считают шумовую температуру, ниже которой не прыгнуть. Зависимость же от времени или нижней полосы частот на точность измерения или величину шума -квадратичная. При увеличении времени или уменьшении нижней частоты в 2 раза - точность измерения, шум снижается в корень из 2-х.
>Тогда уж можно пойти по классическому пути
Зачем же логарифмировать...
Пацаны, в фирменных импульсниках делят выборки как писал тут-> http://md4u.ru/forum/viewtopic.php?t=2804 и на схемы их посмотрите...