Для то чтобы понять, как работают связанные катушки в IB металлодетекторах, нужно разобраться в их магнитных свойствах. Чтобы объяснить все просто, я вынужден дать немного теории.
Вокруг проводника, по которому течет ток, возбуждается магнитное поле. Ток возбуждает магнитное поле благодаря намагничивающей силе. Намагничивающая сила создает, пропорциональную ей напряженность магнитного поля - Н. По влияния на окружающее пространство напряженность магнитного поля связанна и характеризуется магнитной индукцией - В. Отношение -
магнитная проницаемость в воздухе, или магнитная постоянная. Посредством магнитных линий, можно магнитную индукцию выразить числом линий, проходящих через определенную площадь перпендикулярную направлению поля и выражающуюся магнитным потоком - Ф. В катушке состоящей из множества витков, сумма потоков каждого отдельного витка называется потокосцеплением.
Магнитный поток - Ф, а как следствие потокосцепление пропорциональны току их возбуждающему. Данный коэффициент пропорциональности называется индуктивностью.
Теперь настало время перейти к RX и TX катушкам IB металлодетекторов. Индуктивно связанными элементами электрической цепи переменного тока называются индуктивные катушки, в которых кроме эдс самоиндукции создается эдс от действия переменного магнитного поля других индуктивных катушек с током. Такая эдс называется эдс взаимоиндукции, которая измеряется в генри, как и обычная катушка. Взаимоиндукция М характеризует свойство создавать током одной катушки эдс взаимоиндукции в другой катушке посредством частичного потокосцепления. Теперь посмотрим, что это дает нам для понимания принципа действия связанных катушек IB металлодетекторов.
В DD катушках (рис1 и рис2), в катушке RX наводится, путем частичного потокосцепления, эдс взаимоиндукции, и в катушке RX есть напряжение. Задача, сведения катушек "в ноль" заключается в подборе такого расстояния между катушками, чтобы магнитные силовые линии создали одинаковый потенциал на обоих сторонах катушки RX. В результате, катушка RX находится в "0" и на нее не будет действовать эдс взаимоиндукции от катушки TX (рис3). Это состояние напоминает чашки весов. Если добавить в одну из чашек 1 грамм, то весы резко опрокидываются в сторону "добавки". Аналогично обстоит дело и со связанными (сведенными в "0") катушками, стоит совсем на малость изменить индуктивность одной из катушек, как в катушке RX появляется эдс взаимоиндукции. Можно сделать вывод, что малейшее изменение магнитного потока приводит к изменению индуктивности катушек и появлению эдс взаимоиндукции, и склонению чаши весов.
Теперь рассмотрим катушки "кольцо". На рисунке 1 схематично показана катушка Анди Флинда используемая в металлодетекторе "Magnum". Настраивается в "0" данная катушка передвижением RX катушки вверх или вниз. Принцип настройки аналогичен DD катушкам. Немного иначе устроена катушка "кольцо" показанная на рисунке 2. Согласование в "ноль", в данной катушке, возможен только при определенном соотношении диаметров TX и RX катушек. На практике это трудновыполнимая задача и поэтому стали вводить согласующую катушку (показана зеленым цветом). Подбирая количество витков и расположение согласующего витка, добиваются заветного "0".
До данного места, мы рассматривали получения "0", но опускали настройку на частоту TX и RX катушек. Настройка в "0" дает нам хорошую чувствительность по амплитуде, т.е. возможность уловить слабый сигнал "цели". Но для верной дискриминации (в данном случае определения металла), нам нужна точная настройка в резонанс TX катушки. Именно она и отвечает у нас за измерение фазы, а RX катушка отвечает за амплитуду (именно она, для этого часто делается менее добротной). Рассмотрим настройку TX катушки. Мы уже разбирали, в прошлой статье, о изменении фазы в контуре. Напоминаю, что по уровню 0,7 в полосе контура фаза меняется + - 45градусов, но при больших изменениях частоты, фаза меняется + - 90 градусов. Если контура будут сведены в "0", но контур TX не будет точно настроен на частоту генератора, то при "больших целях" возможен переворот фазы, т.е. "цветной" будет показывать как "черный" или наоборот в зависимости куда смещена настройка контура TX.
В следующей, завершающей статье будут рассмотрены экраны катушек, влияние земли и обобщающая информация.
www.mikes.front.ru
|