4. Опишите основной принцип работы металлодетекторов на основе метода биений. Какие у них достоинства и недостатки?
Принцип действия металлодетектора на основе метода биений основан на сравнении разности частот между эталонным генератором и поисковым генератором.
Эталонный генератор генерирует стабильную образцовую частоту f1. Поисковый генератор имеет частотнозадающий контур L1C1, который определяет рабочую частоту образцового и измерительного генератора f2. Обычно выбирают частоту образцового и измерительного генератора примерно одинаковыми при отсутствии металлического обьекта вблизи катушки измерительного генератора L1. При попадании металлического предмета в ээлектромагнитное поле катушки L1, частота поискового генератора f2 изменяется на Δf: для черных металлов уменьшается, а для цветных повышается. В смесителе происходит сложение образцовой частоты f1 и частоты поискового генератора f2, полученная разностная частота биений Δf выводится на звуковую или визуальную индикацию.
Такие приборы имеют ряд недостатков.
Первый – это наличие паразитной взаимной синхронизации обоих генераторов. Это приводит к тому, что оказывается невозможным оценить очень малую разность частот и как следствие – существенно снижается чувствительность прибора.
Второй недостаток – это отстутствие селекции по типам металлов. Ферромагнитные обьекты вызывают понижение частоты, а металлически неферромагнитные – повышение частоты измерительного генератора. Однако после смесителя информация о знаке ухода частот Δf теряется.
Достоинства: по такому принципу строятся недорогие металлодетекторы.
5. Опишите основной принцип работы металлодетекторов на основе цифрового частотомера. Какие у них достоинства и недостатки?
Этот тип металлодетекторов создан на основе микроконтроллеров. Изменение частоты поискового контура определяется не на слух, а с помощью специальной программы, заложенной в микроконтроллер.
Принцип его работы:
Сначала электронный частотомер оценивает частоту измерительного генератора f2, когда датчик находится вдали обьектов поиска. Это значени f20 заносится в запоминающий регистр. Затем, в процессе поиска, частотомер непрерывно измеряет текущую частоту измерительного генератора f2. Из полученных значений вычитается значение ранее запомненной частоты f20, и результат подается на устройство индикации. В такой конструкции эффект паразитной взаимной синхронизации будет выражен заметно слабее- ведь частота измерительного генератора на несколько порядков ниже частоты опорного генератора.
Использование микроконтроллера позволяет проводить цифровую фильтрацию сигнала измерительного генератора, что позволяет достаточно просто изменять чувствительность металодетектора, а также его селективность.
На основе цифрового частотомера изготавливают относительно дешевые малогабаритные досмотровые металлодетекторы, имеющие малые габариты и достаточную чувствительность и селективность.
6. Опишите основной принцип работы металлодетекторов на основе баланса индукции. Какие у них достоинства и недостатки?
Металлоискатели, функционирующие на основе метода уравновешенной индуцкии, т.е на индукционном балансе, относятся к самым совершенным типам металлоискателей ( детекторов) в настоящее время.
Принцип основан на анализе амплитуды в приемной катушке поисковой головки и фазового сдвига между сигналом и передающей и приемной катушке. В головке детектора таких металлоискателей находится две катушки. Один из них (передающая) наводит переменный магнитный фон. Мощность такого сигнала устанавливается широкополосным выходным усилителем f1 задается микроконтроллером. Другая (измерительная) размещена таким образом, что фон в нормальном состоянии вокруг неё сбалансирован, а на выходе отсутствует какой-либо электрический сигнал, а фазовый сдвиг, в зависимости от конструкции прибора , 0 или 90 градусов. В реальности в приемной катушке сохраняется остаточный сигнал, вызванный не безукоризненностью устройства. Эта приемная катушка предназначена для измерения отраженного сигнала от металлического обьекта.