5.5. Однокатушечные металлоискатели индукционного типа

В этом металлоискателе одна катушка, которая одновременно является излучающей и приемной.

На катушку через компенсирующее устройство подается переменный ток от встроенного в прибор генератора (рис. 5.8). Ток от генерато­ра создает падение напряжения Uk на катушке, которое поступает на первый вход детектора. На второй вход детектора подается напряже­ние Ur.

Детектор реализует функцию 11аых= |Ur - Щ. Напряжение с выхода детектора поступает на звуковой/световой индикаторы.

Вокруг катушки создается электромагнитное поле, которое, дос­тигнув металлического предмета, создает в нем вихревые токи, являю­щиеся причиной изменения магнитной индукции поля вокруг нее.

Перед работой прибор настраивается так, чтобы в отсутствие поблизости металлического предмета компенсирующее устройство поддерживало такой ток через катушку, что Uk = Ur, т.е. 11вых= 0.

При изменении магнитной индукции поля вокруг катушки меняет­ся ее индуктивность. Компенсирующее устройство поддерживает по­стоянный ток через катушку. Падение напряжения на катушке пропор­ционально ее индуктивности. Поэтому при изменении индуктивности изменится падение напряжения Uk на катушке. Так как UrHe меняется, то напряжение 11вых = |Ur — Ukj станет не равным нулю и сработает инди­катор.

Для обеспечения максимального изменения Uk из-за металличес­кого предмета, параллельно катушке подключается конденсатор (см. рис. 5.6) с целью образования колебательного контура, который имеет резонансную частоту, близкую к частоте тока, подаваемого от генера­тора. Тогда даже небольшое изменение индуктивности катушки будет приводить к сильному изменению ее индуктивного сопротивления и, следовательно, напряжения Uk.

5.6. Импульсные металлоискатели

Электронная схема импульсного металлоискателя содержит генератор импульсов тока, приемную и излучающую катушки (могут быть совмещены в одну), устройство коммутации и блок обработки сигнала.

С помощью блока коммутации генератор тока периодически формирует короткие импульсы тока, поступающие в излучающую катушку, которая излучает импульсы магнитной индукции. При воздействии им­пульса магнитной индукции на металлический объект в последнем воз­никает и некоторое время сохраняется (вследствие явления самоин­дукции) затухающий импульс тока. Появляющееся излучение от метал­лического объекта наводит ток в приемной катушке. По величине сиг­нала можно судить о наличии или отсутствии проводящих предметов около поисковой рамки (приемной катушки).

Главная проблема в металлоискателях этого типа - отделить слабое вторичное излучение от металлического объекта от значительно более мощного излучения, создаваемого излучающей катушкой.

Как правило, эта проблема решается путем задержки приема сигнала по отношению к началу импульса в излучающей катушке. Дело в том, что наведенные в металлическом предмете токи присутствуют в нем еще некоторое время после завершения возбуждающего импульса. Кроме того, само вторичное излучение получается и достигает при­емной катушки с некоторой задержкой по отношению к возбуждающе­му (т.е. имеет иную фазу, чем возбуждающее). Указанные особенности вторичного излучения и используются при его выделении. Выделен­ный с приемной катушки сигнал усиливается и направляется на инди­катор для выдачи сообщения о присутствии металлического предмета (в форме текстового сообщения, звукового и/или светового сигнала).

Основная функция коммутирующего устройства - переключение металлоискателя из режима излучения в режим приема. Кстати, именно то, что излучение и прием выполняются поочередно, позволяет ис­пользовать одну катушку как для излучения, так и для приема.

Большинство металлоискателей импульсного типа имеют низкую частоту следования импульсов (50-400 Гц).