Основные принципы построения металлодетекторов

Характерными признаками объекта поиска при использовании такого метода являются продолжительность и вид процесса затухания вихревых токов в обследуемом предмете, переносимые в сигнал, наведенный в приемной катушке переизлученным полем. В качестве критериев селекции могут использоваться как мгновенные значения переходной характеристики для различных моментов времени, так и результат их совместной обработки по специальным алгоритмам, выбранным для распознавания объекта поиска.

Рисунок 1.2 - Структурная схема металлодетектора с импульсным намагничиванием

Теоретически, можно, стробируя сколь угодно подробно переходную характеристику переизлучения, получить неограниченный объем информации об электромагнитных характеристиках объекта поиска. Кроме того, в момент измерения намагничивающее поле выключено и не создает помех для оценки поля переизлучения. Однако возможности технической реализации метода переходных процессов существенно снижают его обнаруженческие и селективные параметры. При применении этого метода идеальным является намагничивающее поле, изменяющееся по прямоугольному закону. Однако на практике получить это в настоящее время невозможно. Для получения максимальной напряженности намагничивающего поля при ограниченных размерах (массе) катушки и энергозатратах, активное сопротивление катушки стараются минимизировать (не более единиц или десятков Ом). Задний фронт импульса намагничивающего тока зависит от быстродействия силовых ключей, разрывающих цепь этого тока, и еще в большей степени от условий отсутствия затухающих колебаний намагничивающего поля после выключения тока. Кроме постоянной времени намагничивающей цепи, необходимо учитывать и постоянную времени приемной катушки, воспринимающей поле переизлучения объекта. Для предотвращения возникновения затухающих колебаний эта постоянная также должна быть не менее некоторого значения.

Важным преимуществом

метода переходных процессов перед гармоническим - отсутствие высоких требований к жесткости конструкции катушек и относительная независимость от малых перемещений и сотрясений. Так же принципиальным достоинством данного метода является возможность произвольного расположения приемной и излучающей катушек, так как прямое проникновение излучаемого сигнала в приемную катушку и действие на нее отраженного сигнала разнесены во времени. В принципе, одна катушка может выполнять роль как приемной, так и излучающей, однако в данном случае гораздо сложнее будет развязывать высоковольтные выходные цепи генератора импульсов тока и чувствительные входные цепи. Следует отметить, что схемотехника импульсных металлодетекторов более проста, особенно при использовании современных электронных компонентов (силовые ключи на МОП - транзисторах, микроконтроллеры, прецизионные ОУ), что положительно сказывается на стоимости таких устройств. Ввиду перечисленных достоинств в настоящее время серийно выпускаемые модели металлодетекторов, в которых используется метод переходных процессов, значительно превосходят по количеству модели с гармоническим намагничиванием. Металлодетектор именно такого типа и будет проектироваться в настоящем дипломном проекте.

К недостаткам

импульсных металлодетекторов следует отнести сложность реализации на практике дискриминации объектов по типу металла, высокие технические требования к аппаратуре генерации и коммутации импульсов тока и напряжения большой амплитуды, и худшая, чем у гармонического метода, помехозащищенность.

Примерами металлодетекторов, в которых используется метод переходных процессов, являются следующие модели: Metor -200 (Metorex International, Финляндия), PMD 2 (C.E.I.А, Италия), Поиск-3 (Россия), Рубеж-2 (Россия).

Для уменьшения вышеописанных недостатков в современных металлодетекторах, использующих электромагнитные методы обнаружения, находит применение дискретно-пространственное сканирование излучающих и приемо-измерительных операций (использование многокатушечных систем). В случае распределения предметов личного пользования по высоте, такое построение обеспечивает анализ переизлученных полей по каждой зоне, а не по совокупному полю, переизлученному всеми объектами. Измерение и анализ индуцированного сигнала осуществляется в каждой зоне отдельно и поочередно в разные моменты времени. Переизлучают только предметы, попавшие в ту или иную зону. Совместная обработка сигналов со всех каналов в некоторых случаях, очевидно, позволит отстроиться даже от металлических частей ручной клади. Многокатушечные системы применены в таких моделях металлодетекторов как Intelliscan 12000 и Metor-200. Это дало возможность разделить обнаружение по зонам и уменьшить вероятности ложных тревог.

Другие стьтьи в тему

Разработка стенда для исследования схемы синхронного RS-триггера
Одним из ведущих направлений развития современной микроэлектроники элементной базы являются большие интегральные микросхемы памяти, которые служат основой для построения запоминающих устройств в аппаратуре различного назначения. Наиболее широкое применение эти микросхемы нашли в ЭВМ, ...

Радиоприемные устройства персонального вызова (пейджер)
Основу любого пейджера составляет радиоприемник, настроенный на частоту "радиостанции" пейджинговой компании, в которой он обслуживается. Приемник осуществляет основную функцию пейджера - прием сообщений от нужной компании. Разные пейджинговые компании могут работать в р ...