Metal detector sul principio di Trasmissione-Ricezione, teoria. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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I termini "trasmissione-ricezione" e "segnale riflesso" in vari strumenti di ricerca sono solitamente associati a metodi come l'eco dell'impulso e il radar, il che è fonte di confusione quando si parla di metal detector. A differenza di vari tipi di localizzatori, nei metal detector di questo tipo, sia i segnali trasmessi (irradiati) che quelli ricevuti (riflessi) sono continui, esistono simultaneamente e coincidono in frequenza.

Il principio di funzionamento dei metal detector del tipo "trasmissione-ricezione" è quello di registrare un segnale riflesso (o, come si dice, riemesso) da un oggetto metallico (bersaglio). Il segnale riflesso si verifica a causa dell'impatto sul bersaglio di un campo magnetico alternato della bobina trasmittente (radiante) del metal detector. Pertanto, un dispositivo di questo tipo implica la presenza di almeno due bobine, una delle quali è un trasmettitore e l'altra è un ricevitore.

Il principale problema fondamentale che viene risolto nei metal detector di questo tipo è la scelta della disposizione reciproca delle bobine, in cui il campo magnetico della bobina emittente, in assenza di oggetti metallici estranei, induce un segnale di zero nella bobina ricevente (o nel sistema di ricezione delle bobine). Pertanto, è necessario impedire l'impatto diretto della bobina emittente sulla bobina ricevente. La comparsa di un bersaglio metallico vicino alle bobine porterà alla comparsa di un segnale sotto forma di forza elettromotrice variabile (emf) nella bobina ricevente.

All'inizio può sembrare che in natura ci siano solo due opzioni per la disposizione reciproca delle bobine, in cui non vi è trasmissione diretta del segnale da una bobina all'altra (vedi Fig. 1, aeb) - bobine con perpendicolare e con incrocio assi.

Riso. 1. Opzioni per la disposizione reciproca delle bobine del sensore del rivelatore di metalli secondo il principio "trasmissione-ricezione".

Uno studio più approfondito del problema mostra che può esistere un numero arbitrariamente elevato di tali diversi sistemi di sensori di rivelatori di metalli. Ma si tratta di sistemi più complessi con più di due bobine, opportunamente collegate elettricamente. Ad esempio, nella fig. 1c mostra un sistema di una bobina radiante (al centro) e due bobine riceventi collegate in direzioni opposte secondo il segnale indotto dalla bobina radiante. Pertanto, il segnale all'uscita del sistema di bobine riceventi è idealmente uguale a zero, poiché le fem indotte nelle bobine sono reciprocamente compensati.

Di particolare interesse sono i sistemi di sensori con bobine complanari (cioè posizionate sullo stesso piano). Ciò si spiega con il fatto che i metal detector vengono solitamente utilizzati per cercare oggetti nel terreno, ed è possibile avvicinare il sensore il più possibile alla superficie del terreno solo se le sue spire sono complanari. Inoltre, tali sensori sono generalmente compatti e si adattano bene agli alloggiamenti protettivi "pancake" o "dischi volanti".

Le principali opzioni per la disposizione reciproca delle bobine complanari sono mostrate in Fig. 2, a e b. Nello schema di fig. 2, e la disposizione reciproca delle bobine è scelta in modo che il flusso totale del vettore di induzione magnetica attraverso la superficie delimitata dalla bobina ricevente sia uguale a zero. Nello schema di Fig. 2, b, una delle bobine (ricevente) è attorcigliata sotto forma di una "figura otto", in modo che la fem totale, indotta sulle metà delle spire della bobina ricevente, situata in un'ala della "figura otto ", compensa una fem totale simile. , indotta nell'altra ala degli "otto". Sono possibili altri vari design di sensori con bobine complanari, ad esempio, Fig. 2, e.

Riso. 2. Opzioni complanari per la disposizione reciproca delle bobine del rivelatore di metalli secondo il principio "trasmissione-ricezione"

La bobina di ricezione si trova all'interno della bobina di emissione. Emf indotta nella bobina ricevente viene compensato da uno speciale dispositivo trasformatore che seleziona parte del segnale dalla bobina radiante.

Autore: Shchedrin AI

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