送受信、理論の原理に基づく金属探知機。スキーム、説明

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送受信原理に基づいた金属探知機の理論。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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さまざまな探知装置における「送受信」および「反射信号」という用語は、通常、パルスエコーやレーダーなどの方法と関連付けられており、金属探知機に関しては混乱の原因となっています。さまざまなタイプの探知機とは異なり、このタイプの金属探知機では、送信 (放射) 信号と受信 (反射) 信号の両方が連続しており、同時に存在し、周波数が一致します。

送受信型金属探知機の動作原理は、金属物体 (ターゲット) によって反射された (または、再放射されたとも言われる) 信号を記録することです。反射信号は、ターゲット上の金属検出器の送信 (放射) コイルの交流磁場の影響により発生します。したがって、このタイプのデバイスは、少なくとも XNUMX つのコイルが存在し、そのうちの XNUMX つは送信、もう XNUMX つは受信を意味します。

このタイプの金属探知機で解決される主な基本的な問題は、コイルの相対的な配置を選択することです。異物の金属がない場合、送信コイルの磁場が受信コイルにゼロ信号を誘導します。 (または受信コイルのシステム内)。したがって、送信コイルが受信コイルに直接衝撃を与えることを防ぐ必要がある。コイルの近くに金属ターゲットが出現すると、受信コイルに交流起電力 (emf) の形で信号が出現します。

最初は、自然界では、コイルの相対的な配置には 1 つのオプションしかなく、あるコイルから別のコイルへ信号が直接伝達されないように見えるかもしれません (図 XNUMX、a および b を参照)。交差する軸。

送受信、理論の原理に基づく金属探知機
米。 1. 「送信-受信」原理に基づく金属探知機センサーコイルの相対配置のオプション

この問題をより徹底的に調査すると、金属探知機センサーの異なるシステムは必要に応じていくつでも存在できることがわかります。しかし、これらは 1 つ以上のコイルがあり、それに応じて電気的に接続された、より複雑なシステムです。たとえば、図では図１のｃは、１つの放射コイル（中央）と、放射コイルによって誘導される信号に従って逆流に接続された２つの受信コイルとからなるシステムを示す。したがって、コイル内に起電力が誘導されるため、受信コイルのシステムの出力における信号は理想的にはゼロに等しくなります。相互に補償します。

特に興味深いのは、コプレーナコイル（つまり、同じ平面に配置されたコイル）を備えたセンサーシステムです。これは、金属探知機は通常、地中にある物体を探すために使用され、センサーを地表に最短距離に近づけることは、そのコイルが同一平面上にある場合にのみ可能であるという事実によって説明されます。さらに、このようなセンサーは通常コンパクトで、「パンケーキ」や「空飛ぶ円盤」などの保護筐体にうまく収まります。

コプレーナコイルの相対配置の主なオプションを図に示します。 2、aとb。図の図では、コイルの相対位置は、受信コイルによって制限される表面を通る磁気誘導ベクトルの全磁束がゼロに等しくなるように選択される。図の図では、 2、b コイル (受信側) の 2 つが 2 の字の形にねじられているため、XNUMX の字の XNUMX つの翼にある受信コイルの半分の巻線に誘導される合計起電力が補償されます。同様の全起電力が GXNUMX のもう一方の翼に向けられます。共面コイルを備えたセンサーの他のさまざまな設計も可能です。 XNUMX、e。

送受信、理論の原理に基づく金属探知機
米。 2. 「送信-受信」原理に基づく金属検出器コイルの相対配置のためのコプラナーオプション

受信コイルは送信コイルの内側にあります。受信コイルに誘導される起電力。送信コイルからの信号の一部を選択する特別な変圧器デバイスによって補償されます。

著者：Shchedrin A.I.

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