Андрюха рассказал, как сделать искатель чёрных металлов, а я попробую рассказать, как сделать металлоискатель для цветных, которые не изменят индуктивности катушки.
Зато такие металлы (да, собсно, все металлы...) изменяют добротнность катушки.
Поэтому понадобятся ДВЕ рамки, по возможности идентичные. Чем ближе параметры рамок (их собственная геометрия и геометрия витков в катушках таких рамок) - тем проще работа с таким утройством.
Итак, есть две рамки и два конденсатора (тоже идентичных). Получается два колебательных контура. А вот генератор понадобится один, независимый. Неважно кварцевый или обычный, LC. В любом случае частота этого генератора выбирается равной резонансной частоте контуров рамок. Для начала надо настроить оба этих контура на частоту генератора. Это довольно тонкая настройка, так что быстро и просто не получится. Причём чем выше исходная добротность контуров - тем сложнее добиться точной идентичности настроек, поэтому невредно искусственно внести в эти контура некторое затухание.
Игра пойдёт на том, что в отсутствие металлических предметов добротности контуров равны, поэтому равны и напряжения на контурах. Но как только "в поле зрения" одной из рамок появляется металлический предмет - добротность соответствующей катушки падает, и баланс нарушается. Появляется разностный сигнал, который и говорит о наличии металла. Если ещё добавить индикацию того, в какой именно рамке из двух упала добротность, то можно довольно точно локализовать найденный предмет. Достаточно получить отклик сначала в одной рамке, потом в другой, а потой найти место, где отклик в обеих рамках идентичный. При этом разностный сигнал опять станет нулевым, зато малейшее смещение в сторону одной или другой рамки снова вызовет разбаланс. Это даст одну реперную линию. Теперь надо просто повпернуться на 90 градусов и повторить процедуру, чтоб получить вторую реперную линию. Ну а точка пересечения и укажет на положение металлического предмета.
Второй способ сложнее в реализации, но проще в настройке. Там не нужны контура, но нужно ТРИ катушки. Физика в обнаружении наведённых токов (токов Фуко).
Пусть у нас есть задающая рамка, подключённая к генератору, и две других рамки, каждая из которыз - "вторичная обмотка трансформатора". При симметричной конструкции в обоих таких вторичных обмотках от первичной будет наводиться один и тот же сигнал. Симетрирование тут простое. И если теперь вблизи от одной из вторичных рамок появляется металлический предмет, то электромагнитное поле задающей рамки наведёт в нём индукционный ток, который ТОЖЕ создаст своё элекстромагнитное поле. Но вот сигнал от этого поля во вторичных обмотках будет уже разным, просто потому что одна обмотка ближе, другая дальше. Ну а дальше действуем как в первом случае.
Промышленные металлоискатели (не импульсные, в которых другой принцип) устроены не в пример сложнее, но физика процесса там сходная: регистрация наведённого в найденном предмете тока.
Два генератора. Частоту одного задает кварцевый резонатор, частоту другого - колебательный контур, катушка которого и есть поисковой. Когда вблизи поисковой катушки нет металла - то частоту этого генератора надо подстроить так, что бы она совпадала с частотой генератора на кварце. Когда поисковая катушка приближается к черному металлу, индуктивность её меняется, частота генератора начинает "плыть". Вот эту разницу в частотах генераторов и фиксирует аналоговый компаратор.
Это не самый простой вариант (самый простой - на биениях), но за то он обладает довольно высокой чувствительностью. "Видит" только черные металлы и их сплавы. "Не видит" цветные.
Добавить комментарий