Металлоискатели по принципу «приём – передача»
Принцип действия металлоискателей этого типа основан на воздействии на изучаемый объект переменным магнитным полем передающей катушки и регистрации сигнала, появляющегося вследствие наведения вихревых токов в мишени. Таким образом они относятся к приборам локационного типа и должны иметь по крайней мере 2 катушки – передающую и приёмную.
Как излучаемы, так и принимаемый сигналы являются непрерывными и совпадают по частоте.
Принципиальным моментом для металлоискателей такого типа является выбор расположения катушек. Они должны быть расположены так, чтобы в отсутствие посторонних металлических предметов магнитное поле излучающей катушки наводило нулевой сигнал в приёмной катушке.
Катушки, которые создают излучение или принимаю сигнал, выполняют в виде некоторой конструкции, называемой поисковой рамкой. Параллельное расположение катушек называется компланарным.
Обычно в металлоискателях такого типа поисковую рамку образуют 2 катушки, расположенный в одной плоскости и сбалансированные так, что при подаче сигнала в предыдущую катушку на выходе приёмной – минимальный сигнал. Рабочая частота излучении – от одного до нескольких десятков кГц.
Металлоискатели на биениях
Биением называют явление, возникающее при перемножение двух периодических сигналов с близкими частотами и амплитудами. Результирующий сигнал будет иметь пульсации с частотой , равной разности частот. Если сигнал низкой частоты подать на динамик, то мы услышим характерный «булькающий» звук.
|
|
|
Металлоискатель содержит два генератора: опорный и измерительный. Первый имеет стабильную частоту, а второй может менять частоту при приближении к металлическому предмету. Его чувствительным элементом является катушка индуктивности, выполненная в виде поисковой рамки.
Сигналы от генераторов поступают на детектор , на выходе которого выделяется переменное напряжение с частотой, равной разности частот опорного и измерительного генераторов. Далее этот сигнал увеличивается по амплитуде и поступает на световой звуковой индикаторы.
Наличие металла вблизи измерительной рамки приводит к изменению параметров окружающего его магнитного поля и к изменению частоты соответствующего генератора. Возникает разность частот , которая выделяется и используется для формирования сигнала.
Чем больше масса металла и ближе металлический предмет, тем сильнее различаются частоты генераторов и выше частота выходного напряжения генератора.
Как некоторую модификацию металлоискателей на биениях можно рассматривать металлоискатели – частотомеры. В них есть только измерительный генератор. При приближении измерительной рамки металлоискателя к металлическому предмету меняется частота генератора. Затем из неё вычитается длина периода при отсутствии металла.
|
|
|
Однокатушечные металлоискатели индукционного типа
В этом металлоискателе - одно катушка, которая одновременно является излучающей и приёмной.
Вокруг катушки создаётся электромагнитное поле, которое достигнув металлический предмет, создаёт в нём вихревые токи, которые являются причиной изменения магнитной индукции поля вокруг катушки.
Возникшие в объекте токи меняют величину магнитной индукции электромагнитного поля вокруг катушки. Компенсирующее устройство поддерживает постоянный ток через катушку. Поэтому при изменении индуктивности сработает индикатор.
Импульсные металлоискатели
Импульсный металлоискатель состоит из генератора импульсов тока, приёмной и излучающей катушек, устройства коммутации и блока обработки сигнала. По принципу работы – металлоискатель локационного типа.
С помощью блока коммутации генератор тока периодически формирует короткие импульсы тока, поступающие в излучающую катушку, которая создаёт импульсы электромагнитного излучения. При воздействии этого излучения на металлический предмет в последнем возникает и некоторое время сохраняется затухший импульс тока. Этот ток создаёт излучение от металлического объекта, которое наводит ток в катушке измерительной рамки. По величине наведённого сигнала можно судить о наличии или отсутствии проводящих предметов около измерительной рамки.
|
|
|
Главная проблема металлоискателей этого типа – отделить слабое вторичное излучение от значительно более мощного излучения.
Большинство металлоискателей импульсного типа имеют низкую частоту следования импульса тока, подаваемых на излучающую катушку.
Магнитометры
Для магниточувствительных металлоискателей чувствительность принято обозначать величиной магнитной индукции поля, которую способен зарегистрировать прибор. Обычно чувствительность измеряют в нанотеслах.
Кроме чувствительности для определения качеств магнитометра используют разрешающую способность, которая определяет минимальную разницу индукции.
Широкое распространение получили приборы, принцип работы которых основан на использовании нелинейных свойств ферромагнитных материалов.
Чувствительные элементы, реализующие этот принцип, назвали феррозонды.
|
|
|
Они содержат катушку возбуждения с нелинейным ферромагнитным сердечником, а также приёмную катушку, находящуюся около катушки возбуждения.
Типичная конструкция магнитометра включает в себя штангу с размещёнными на ней батарейным блоком питания и электронным блоком, а также феррозондовый преобразователь на оси, перпендикулярной штанге.
Перед применением прибор предварительно калибруют, чтобы компенсировать воздействие поля Земли в отсутствие ферромагнитных объектов контроля.
Существуют магнитометры, работающие на других физических принципах. Так, известны квантовые приборы, основанные на эффекте ядерного магнитного резонанса и эффекта Зеемана, с оптической накачкой. Они обладают большой чувствительностью.
Ручные металлоискатели
Имеют не большие размеры и вес. В процессе поиска они вручную перемещаются вдоль объекта контроля.
Способность объекта воспринимать металлические предметы определяется его чувствительностью. Ручные металлоискатели позволяют обнаружить предмет размером с небольшую монету с расстояния от 5-10 до нескольких десятков сантиметров.
Чувствительность зависит от ориентации рамки металлоискателя относительно объекта контроля. Рекомендуется проводить поисковую рамку вдоль объекта контроля несколько раз под разными углами.
Примеры ручных металлоискателей:
селективный металлодетектор АКА 7215:
- тональность сигнала тревоги зависит от типа обнаруженного металла
- имеет потенциометр для плавной регулировки чувствительности, а также переключатель – черные и цветные металлы
- непрерывное время работы от свежей 9В-батареи – не менее 40 часов
- вес 280 г.
Ручной металлодетектор GARRETT:
- наличие переключателя для снижения чувствительности
- автоматический контроль степени разряженности батареи
- индикация тревоги – звуковая и светодиодная
- ударопрочный корпус
- разъем для наушников/аккумулятора
- удовлетворяет гигиеническим сертификатам
- время непрерывной работы - до 80 часов
Для разработок последних лет характерно увеличение «электронной сложности» приборов. Они снабжаются микропроцессорами, дисплеями и т.д. Всё это позволяет расширить функциональные возможности приборов.
На дисплеях отображается информация об обнаруженном предмете и его проводимости.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 848; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!