Устройство обнаружения электропроводящих объектов на базе датчиков магнитного поля с частотным выходом



Устройство обнаружения электропроводящих объектов на базе датчиков магнитного поля с частотным выходом
Устройство обнаружения электропроводящих объектов на базе датчиков магнитного поля с частотным выходом

 


Владельцы патента RU 2472182:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" (RU)

Изобретение относится к металлоискателям для целей диагностики и дефектоскопии, археологии, входного контроля в системах безопасности и т.п. и может использоваться для обнаружения локальных неоднородностей в виде металлических и металлосодержащих предметов ограниченных размеров, проводных линий передачи и т.п. Технический результат: повышение помехоустойчивости и чувствительности, снижение требований к допускам на изготовление, возможность использования предложенного устройства в качестве базовой ячейки для создания многофункциональных систем обнаружения электропроводящих объектов при одновременном использовании нескольких измерительных каналов. Сущность: устройство содержит генератор возбуждения катушки индуктивности с бинарным входом Clg управления запуском и выходом сигнала возбуждения OU, катушку индуктивности с входом IU сигнала возбуждения, блок датчиков, состоящий из n датчиков, каждый из которых имеет сигнальный выход , многоканальный электронно-счетный частотомер с бинарным входом Clf и выходом OF, n входами , контроллер обработки данных частотомера и формирования сигнала обнаружения с бинарным выходом управления запуском генератора Cg. 2 ил.

 

Изобретение относится к металлоискателям для целей диагностики и дефектоскопии, археологии, входного контроля в системах безопасности и т.п. Устройство может использоваться для обнаружения локальных неоднородностей в виде металлических и металлосодержащих предметов ограниченных размеров из магнитных и немагнитных металлов, проводных линий передачи и прочих токопроводящих материалов, в том числе расположенных за преградами, прозрачными в радиочастотном диапазоне.

Известен индукционный балансный металлодетектор с инверсной дискриминацией, содержащий приемную и передающую катушки, радиочастотный генератор, дискриминатор, демодулятор, импульсный генератор, усилитель, компаратор (см. патент US 4024468, МПК G01V 3/10).

Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость к амплитудным низкочастотным помехам вследствие работы в области низких частот (менее 100 кГц) и за счет амплитудного метода обработки переизлученного сигнала.

Известно устройство, реализующее индукционный способ обнаружения объектов, использующий возбуждение катушки переменным током (А.Щедрин, Металлоискатели для поиска кладов и реликвий. - М.: "Арбат-Информ", 1998 г., 160 с., с.42-47). Появление вблизи датчика металлического объекта вызывает переизлучение сигнала от объекта (появление переизлученного сигнала), который наводит в катушке дополнительный электрический сигнал. Амплитуда переизлученного сигнала зависит от параметров объекта. Дополнительный сигнал детектируется, и далее по его амплитуде вырабатывается команда о наличии объекта поиска.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что на катушку наводится не только полезный переизлученный от объекта поиска сигнал, но и проявляется любое изменение ее параметров за счет дестабилизирующих факторов, а также помех амплитудного характера. Недостаточная чувствительность металлоискателя, работающего в низкочастотном диапазоне, определяется температурной нестабильностью параметров в системе. Кроме того, для индукционных методов необходима катушка с большой индуктивностью, в которой наводятся помехи, и возникают переходные процессы, искажающие полезный сигнал.

Известен амплитудно-фазовый способ обнаружения металлосодержащих объектов и радиочастотный или СВЧ-металлодетектор для его осуществления, содержащий последовательно соединенные антенну, колебательный контур, два перестраиваемых СВЧ-генератора, балансный смеситель, гетеродин, три индикатора, шесть интеграторов, усилитель постоянного тока, управитель частоты, два компаратора, амплитудный детектор (см. патент RU 2276391, МПК G01V 3/12). В устройстве использован амплитудно-фазовый способ обнаружения металлосодержащих объектов, согласно которому первичный перестраиваемый генератор, нагруженный на антенну, излучает первичное переменное электромагнитное поле, которое наводится на приемный перестраиваемый генератор и создает в нем полезный преобразованный сигнал, отличающийся от первичного поля амплитудой и фазой. Присутствие в исследуемой среде скрытых объектов обнаруживается с помощью весьма сложной схемы обработки путем сравнения амплитуды и фазы сигнала, полученного в присутствии электропроводящих объектов, с пороговым значением, соответствующим уровню постоянной составляющей при отсутствии объекта поиска.

К недостаткам можно отнести использование сложной схемы обработки сигнала, в т.ч. трех генераторов и двух ветвей - амплитудной и фазовой, необходимость одновременного анализа двух характеристик преобразованного сигнала: амплитуды и фазы, необходимость исключения взаимного влияния СВЧ-элементов, согласования входов/выходов генераторов и прочих элементов схемы в диапазоне СВЧ. Таким образом, устройство имеет высокую чувствительность к допускам на изготовление и требует индивидуальной отладки образцов устройств, разработки ряда дополнительных пассивных элементов СВЧ-тракта: делителей/сумматоров мощности, переходов/трансформаторов волновых сопротивлений, корректоров фазы и пр. Перечисленные недостатки являются серьезным препятствием при практической реализации устройства.

Задачей настоящего решения является упрощение СВЧ-тракта и схемы обработки сигнала, снижение требований к допускам на изготовление, обеспечение возможности использования предложенного устройства в качестве базовой ячейки для создания многофункциональных систем обнаружения электропроводящих объектов при одновременном использовании нескольких измерительных каналов, а также возможности интеграции устройства с цифровыми и программными средствами обработки сигнала.

Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости и чувствительности за счет использования цифровой обработки сигнала, уменьшении количества функциональных блоков при повышении точности измерений за счет использования только одного параметра полезного сигнала - частоты.

Поставленная задача достигается тем, что устройство обнаружения электропроводящих объектов согласно решению содержит генератор возбуждения катушки индуктивности с бинарным входом Clg управления запуском и выходом сигнала возбуждения OU, катушку индуктивности с входом IU сигнала возбуждения, соединенным с выходом ОU генератора, блок датчиков, состоящий из n датчиков, каждый из которых имеет сигнальный выход , многоканальный электронно-счетный частотомер с бинарным входом Clf и выходом OF, n входами , причем каждый вход Di соединен с выходом Qi, контроллер обработки данных частотомера и формирования сигнала обнаружения с выходом сигнала обнаружения S, бинарным выходом управления запуском генератора Cg, соединенным с входом Clg, бинарным выходом управления запуском частотомера Сf, соединенным с входом Clf, входом результатов расчета частот датчиков IF, соединенным с выходом OF.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена структурно-функциональная схема устройства, на фиг.2 приведены временные диаграммы изменения сигналов, формируемых устройством, где

1 - генератор возбуждения катушки индуктивности;

2 - катушка индуктивности;

3 - блок датчиков магнитной индукции с частотным выходом;

4 - многоканальный электронно-счетный частотомер;

5 - контроллер обработки данных частотомера и формирования сигнала обнаружения;

D1-Dn - входы частотомера для получения сигналов датчиков с частотным выходом;

Q1-Qn - выходы датчиков магнитной индукции;

OU - выход сигнала возбуждения;

IU - выход сигнала возбуждения;

OF - выход результатов расчета частот датчиков;

IF - вход результатов расчета частот датчиков;

S - выход сигнала обнаружения;

Сf - выход управления запуском генератора;

Cg - выход управления запуском частотомера;

Clf - вход управления запуском генератора;

Clg - вход управления запуском частотомера;

Uf - импульсы запуска частотомера;

Ug - импульсы запуска генератора;

Uс - строб электронно-счетного частотомера;

IL - ток в катушке индуктивности.

Устройство обнаружения электропроводящих объектов содержит генератор возбуждения катушки индуктивности 1, катушку индуктивности 2, блок датчиков с частотным выходом 3, электронно-счетный частотомер 4, контроллер обработки данных частотомера 5. Генератор возбуждения имеет бинарный вход Clg управления запуском и выход сигнала возбуждения OU для подачи импульсов возбуждения на катушку индуктивности. Блок датчиков содержит n датчиков, где n может принимать значения 1,2,3…, каждый из которых имеет выход Qi сигнала, частота которого зависит от магнитной индукции В. Многоканальный электронно-счетный частотомер имеет n входов для получения сигналов датчиков с частотным выходом. Кроме этого, частотомер имеет бинарный вход Clf управления запуском частотомера и выход OF результатов расчета частот датчиков. Катушка индуктивности имеет вход IU сигнала возбуждения для подачи сигнала возбуждения от генератора. Контроллер обработки данных частотомера и формирования сигнала обнаружения имеет бинарный выход управления запуском генератора Cg, бинарный выход управления запуском частотомера Сf, вход результатов расчета частот датчиков IF, выход сигнала обнаружения S.

Выход OU генератора возбуждения соединен с входом IU катушки индуктивности, а вход Clg генератора соединен с выходом Cg контроллера. Выход каждого датчика соединен с входом Di частотомера. Выход OF частотомера соединен с входом IF контроллера, вход Сlf частотомера соединен с выходом Сf контроллера.

Устройство работает следующим образом. Блок датчиков располагают в области создаваемого катушкой индуктивности магнитного поля, например датчики могут располагать равномерно в области, ограничиваемой катушкой индуктивности. Как показано на фиг.2, контроллер вырабатывает на выходах Cf и Cg прямоугольные импульсы Uf и Ug запуска частотомера и генератора соответственно, причем запуск частотомера осуществляется по переднему фронту импульса на выходе Cf. Одновременно по переднему фронту импульса на выходе Cg генератор вырабатывает на выходе OU импульс напряжения длительностью tu, обеспечивающий линейный рост тока IL в катушке индуктивности за время действия импульса. Длительность tс времени счета, определяемая длительностью строба Uc электронно-счетного частотомера, не превосходит длительности tu импульса на выходе ОU генератора. Линейно изменяющийся ток катушки индуктивности формирует в области чувствительного элемента датчика линейно изменяющееся во времени магнитное поле с индукцией Bi=Kit, где t - время. При этом оценка частоты колебаний на выходе Qi датчика приводит к выражению νi=Ks(Kit+Bз+B0), где Кs - коэффициент преобразования датчика, Вз - магнитная индукция Земли, В0 - магнитная индукция подмагничивания датчика. Сигнал с частотой νi поступает на вход Di частотомера, который вычисляет среднюю частоту колебаний на выходе датчика за время tс. После завершения времени счета tс контроллер считывает показания частотомера <νi> и заносит их во внутреннюю память. Считывание проводится с использованием соединенных входа IF контроллера и выхода OF частотомера, образующих канал параллельной или последовательной передачи данных с использованием стандартных шин и протоколов, например Centronics, USB, I2C, PCI, GPIB, RS-232 и т.п. Аналогично формируются и заносятся в память показания каждого датчика в блоке датчиков. На втором шаге контроллер вырабатывает прямоугольный импульс только на выходе Cf запуска частотомера. При этом ток в катушке индуктивности равен нулю. Длительность tс времени счета, определяемая длительностью строба Uc электронно-счетного частотомера, меньше периода следования импульсов запуска на выходе Cf контроллера. При этом оценка частоты колебаний на выходе Qi датчика на втором шаге приводит к выражению νi2=Ks(Bз+B0). Сигнал с частотой νi поступает на вход Di частотомера, который вычисляет среднюю частоту колебаний <νi> на выходе датчика за время tc. После завершения времени счета tс контроллер считывает показания частотомера <νi2>, вычисляет разность (<νi>-<νi2>)1=KsKitи/2 и заносит их во внутреннюю память. Таким образом, разность (<νi>-<νi2>)1 не зависит от Вз и В0. Если в создаваемом катушкой индуктивности магнитном поле появится проводящий предмет, наведенные вихревые токи ослабят внешнее магнитное поле. В результате в области чувствительного элемента датчика линейно изменяющееся во времени магнитное поле будет с индукцией Bi=Ki2t, при этом разница частот на втором шаге будет (<νi>-<νi2>)2=KsKi2tи/2 и отличие от нуля разности (<νi>-<νi2>)2-(<νi>-<νi2>)1si2i)tи/2 свидетельствует о наличии в окрестности катушки индуктивности проводящего предмета. При этом количественный анализ разности (<νi>-<νi2>)2-(<νi>-<νi2>)1 дает возможность регистрировать изменение положения проводящих и предметов.

Данные (<νi>-<νi2>)2-(<νi>-<νi2>)1 обрабатываются контроллером с использованием программы, который далее формирует сигнал обнаружения на выходе S. В простейшем случае бинарный сигнал, поступающий на выход S, указывает на наличие или отсутствие проводящего предмета в окрестности катушки индуктивности.

Использование информации о величинах (<νi>-<νi2>)2-(<νi>-<νi2>)1 от нескольких датчиков позволяет определять местоположение проводящего предмета, так как модуль разности |(<νi>-<νi2>)2-(<νi>-<νi2>)1| будем максимален у датчика, расположенного наиболее близко к проводящему или(и) ферромагнитному предмету. Поэтому в другом варианте исполнения устройства сигнал обнаружения на выходе S содержит информацию о разностях (<νi>-<νi2>)2-(<νi>-<νi2>)1, указывающую на наличие, форму и положение предмета относительно катушки.

Если в магнитное поле катушки индуктивности попадет ферромагнитный предмет, магнитная индукция в области чувствительных элементов датчиков возрастет при возбуждении тока в катушке, и разность (<νi>-<νi2>)2-(<νi>-<νi2>)1 поменяет знак. Это свойство дает возможность обнаружить и различить, с одной стороны, предметы из проводящих пара и диамагнетиков, с другой стороны, проводящие и не проводящие предметы из ферромагнетиков. Поэтому в общем случае сигнал обнаружения на выходе S контроллера содержит информацию, указывающую на форму и положение предмета относительно катушки, а также на материал, из которого состоит предмет.

Требование линейности изменения тока катушки индуктивности не является обязательным, т.к. принцип действия устройства не изменяется. Нежелательным является только достижение тока насыщения в катушке индуктивности, так как это снижает чувствительность устройства.

Если предмет имеет значительные размеры, использование множества датчиков в блоке позволяет определять форму и размеры предмета, при этом возможна его идентификация.

В ряде случаев зависимость частоты генерации датчиков от магнитной индукции В может отличаться от приведенной выше, но принцип измерения при этом остается прежним, меняется только алгоритм обработки частот датчиков.

В качестве датчиков магнитной индукции могут использоваться датчики, описанные в статье Хвалин А.Л., Овчинников С.В., Сотов Л.С., Самолданов В.Н. Первичный преобразователь на основе ЖИГ-генератора для измерения сильных магнитных полей // Датчики и системы, 2009. №10. С.57-58.

В качестве многоканального электронно-счетного частотомера могут использоваться Ч3-63/3, Ч3-83, Ч3-88, описанный, например, в «Электронно-счетный частотомер Ч3-88. Руководство по эксплуатации УШЯИ.411186.005 РЭ».

В качестве генератора возбуждения катушки индуктивности может использоваться простейший генератор прямоугольных импульсов на базе одновибраторов с усилителем мощности, описанный, например, в книге Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника. М.:«Горячая Линия - Телеком». 2000. 768 с.

В качестве контроллера обработки данных частотомера может использоваться PIC контроллер, любой компьютер или универсальная плата контроллера, описанные, например, в книге Катцен С. PIC-контроллеры. Все, что вам необходимо знать. М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2008 г., 656 с.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение помехоустойчивости и чувствительности устройства за счет цифровой обработки сигнала и обеспечения высокой точности измерения частот датчиков. Также обеспечивает возможность использования предложенного устройства в качестве базовой ячейки для создания многофункциональных систем обнаружения, локализации и идентификации электропроводящих и ферромагнитных объектов при одновременном использовании нескольких измерительных каналов.

Устройство обнаружения электропроводящих объектов, характеризующееся тем, что оно содержит генератор возбуждения катушки индуктивности с бинарным входом Clg управления запуском и выходом сигнала возбуждения OU, катушку индуктивности с входом IU сигнала возбуждения, соединенным с выходом OU генератора, блок датчиков, состоящий из n датчиков, каждый из которых имеет сигнальный выход , многоканальный электронно-счетный частотомер с бинарным входом Clf и выходом OF, n входами , причем каждый вход Di соединен с выходом Qi, контроллер обработки данных частотомера и формирования сигнала обнаружения с выходом сигнала обнаружения S, бинарным выходом управления запуском генератора Cg, соединенным с входом Clg, бинарным выходом управления запуском частотомера Cf, соединенным с входом Clf, входом результатов расчета частот датчиков IF, соединенным с выходом OF.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для генерирования гармонических сигналов в составе измерительного комплекса для реализации индукционного метода поиска и диагностики подземных коммуникаций.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на горных предприятиях цветной металлургии для определения величины разубоживания добываемой медно-никелевой сульфидной руды.

Изобретение относится к поиску скрытых ферромагнитных объектов с помощью переносной штанги с датчиками трехкомпонентных магнитометров. .

Изобретение относится к области обнаружения ферромагнитных объектов и может быть использовано при морском гуманитарном разминировании, для выявления металлического мусора на прибрежных акваториях, а также при поиске стальных нефте- и газопроводов в водной среде.

Изобретение относится к технике обнаружения скрытых коммуникаций: кабелей металлических и пластмассовых трубопроводов, находящихся под слоем грунта, снега, асфальта.

Изобретение относится к технике обнаружения металлических и металлосодержащих объектов и может быть использовано для поиска и идентификации скрытых подповерхностных объектов, находящихся в непроводящих и слабопроводящих средах.

Изобретение относится к технике обнаружения скрытых токопроводящих объектов, например кабелей, трубопроводов и иных металлических предметов, расположенных под слоем грунта, асфальта, снега и др.

Изобретение относится к области интроскопии и может быть использовано при неразрушающем контроле для обнаружения различных электрофизических неоднородностей в различных укрывающих средах, а также при поиске металлических предметов в указанных средах.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, и может быть использовано для генерирования гармонических сигналов в составе измерительного комплекса для реализации индукционного метода поиска и диагностики подземных коммуникаций

Изобретение относится к обеспечению безопасности и может быть использовано при создании технических средств, предназначенных для выявления взрывных устройств, имеющих короткие контактно-проводные датчики цели с электрическими замыкателями, борьбе с терроризмом, гуманитарном разминировании, а также при поиске подземных кабельных линий связи и управления. Способ обнаружения противопехотных взрывных устройств с контактно-проводными датчиками цели заключается в том, что возбуждение проводника осуществляется перестраиваемым по частоте электромагнитным полем с коэффициентом перекрытия диапазона частот не менее двух и регистрируемой скоростью изменения амплитуды отраженного сигнала. Устройство обнаружения противопехотных взрывных устройств с контактно-проводными датчиками цели содержит генератор, передающую магнитную антенну, приемник, приемную магнитную антенну, индикаторное устройство. Кроме того, устройство дополнительно включает блок перестройки несущей частоты генератора и дифференцирующую цепочку, включенную между выходом приемного усилителя и входом индикаторного устройства. Технический результат заключается в увеличении скорости поиска, повышении безопасности при разминировании. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ выявления локальных дефектов металла подземного трубопровода и может применяться для диагностики и контроля состояния подземных трубопроводов, изготовленных из ферромагнитных материалов. При реализации способа измеряют индукцию магнитного поля над осью трубопровода и глубину заложения трубопровода с определенным шагом, выбираемым исходя из глубины заложения трубопровода, определяют расположение источников аномалий магнитного поля. Из проектной или эксплуатационной документации получают дополнительную информацию о местоположении кольцевых сварных швов трубопровода и расчетным путем определяют индукцию магнитного поля, создаваемую элементами трубопровода, ограниченными кольцевыми сварными швами. По величине отклонения значений, полученных в результате измерений индукции магнитного поля трубопровода, от расчетных значений судят о наличии дефектов. Техническим результатом является повышение достоверности выявления дефектов металла подземного трубопровода без вскрытия грунта. 1 табл., 4 ил.

Предложенная группа изобретений относится к области геофизических исследований, а именно поиску протяженных подводных объектов, например трубопроводов или кабелей, проложенных по дну моря. Предложенный способ определения пространственного положения протяженного электропроводящего объекта, расположенного на глубине, включает перемещение электромагнитного трассоискателя в горизонтальной плоскости по сетке преимущественно параллельных галсов, пересекающих преобладающее направление протяженного электропроводящего объекта, измерение в опорных точках в режиме реального времени компонентов электромагнитного поля, создаваемых токами в протяженном электропроводящем объекте. Последующую обработку и отображение результатов измерений по всем галсам с определением точек максимума сигнала, соответствующих высоте расположения протяженного электропроводящего объекта, и построением сплайнов, соединяющих данные точки, построение и картографическое отображение пространственной модели электромагнитного поля и расположения протяженного электропроводящего объекта с последующей ее оптимизацией. При этом при определении точек максимума используют полуширину максимума с учетом угла между трассой проводника и траекторией съемки, обеспечивая при этом измерения во всем возможном диапазоне без переключения коэффициента усиления, а также без искажения и потери данных. Трассоискатель электромагнитный оснащен взаимно перпендикулярными датчиками электромагнитного поля с интегрированным в него аналого-цифровым преобразователем и компьютерными средствами обработки данных согласно описанному способу. Предложенная группа изобретений позволяет повысить точность и качество исследований пространственного расположения подводных протяженных электропроводящих объектов за счет снижения дисперсии полученных результатов измерения. 2 н. и 2 з.п ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области технических средств обнаружения металлических объектов и может быть использовано в системах безопасности, при производстве продовольственных товаров, при проведении ремонтных и строительных работ, при археологических изысканиях. Сущность: металлоискатель содержит блок управления, приемные и возбуждающую катушки, блок формирования тока возбуждающей катушки, схему обработки сигнала. Периодический импульс тока возбуждающей катушки содержит участки сравнительно медленного возрастания и убывания тока и участки его постоянного значения. Схема обработки сигнала содержит блок амплитудно-временного анализа сигнала, блок обработки гармонических составляющих сигналов, фильтры низких и высоких частот, синхронные детекторы и позволяет определять расстояние до объекта, его электромагнитные и геометрические параметры. Технический результат: повышение достоверности результатов обследования. 7 ил.

Использование: изобретение относится к технике, использующей излучение и отражение акустических волн для поиска смотровых колодцев трубопроводов, покрытых слоем земли, асфальта, снега и т.п. Сущность: генератором в незаполненный трубопровод, являющийся волноводом, подают сигнал определенной частоты, который принимается излучателем акустического сигнала, преобразуется в акустический сигнал, который передается далее по волноводу, попадает в замкнутый объем смотрового колодца и распространяется по грунту. Наличие разрыва трубопровода в месте сообщения со смотровым колодцем и меньшей толщины грунта над колодцем, чем над трубопроводом, способствует тому, что уровень акустического сигнала над колодцем больше, чем над трубопроводом. По увеличенному уровню акустического сигнала, принимаемого акустическим датчиком, соединенным с приемником, сонастроенным по частоте с частотой генератора, определяют местоположение смотрового колодца. Указанный способ и устройство могут найти применение в работе коммунальных служб при необходимости поиска и обнаружения смотровых колодцев, скрытых под слоем земли, асфальта, снега и т.п. Технический результат: возможность обнаружения смотровых колодцев, покрытых слоем земли, асфальта, снега и т.п., независимо от материала, из которого изготовлены крышки люков смотровых колодцев или сами коммуникации; увеличение дальности обнаружения колодцев от источника сигналов; снижение стоимости оборудования, необходимого для обнаружения смотровых колодцев; снижение затрат на обучение персонала в связи с упрощением способа поиска; повышение безопасности работы персонала. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области интроскопии, более конкретно к датчикам металлоискателей, и может быть использовано для решения задачи обнаружения металлических объектов, находящихся в различных укрывающих средах, в частности в слабо- и высокоминерализованном грунте, стенах строений и т.п. Технический результат: упрощение конструкции датчика, повышение информативности поиска металлических объектов, а так же расширение функциональных возможностей датчика. Сущность: датчик металлоискателя содержит первый блок катушек, состоящий из первой возбуждающей катушки, возбуждаемой первой частотой возбуждения, и первой сигнальной катушки, и второй блок катушек, состоящий из второй возбуждающей катушки, возбуждаемой второй частотой возбуждения, и второй сигнальной катушки. Первая возбуждающая катушка и первая сигнальная катушка расположены на одной плоскости и частично совмещены. Величина зоны совмещения первой возбуждающей катушки и первой сигнальной катушки выбрана такой, чтобы обеспечивался минимальный поток индукции через первую сигнальную катушку. Вторая возбуждающая катушка и вторая сигнальная катушка расположены на одной плоскости и частично совмещены. Величина зоны совмещения второй возбуждающей катушки и второй сигнальной катушки выбрана такой, чтобы обеспечивался минимальный поток индукции через вторую сигнальную катушку. Плоскость второй возбуждающей катушки наложена на плоскость первой возбуждающей катушки, а плоскость второй сигнальной катушки наложена на плоскость первой сигнальной катушки. При этом, зона совмещения катушек второго блока катушек полностью наложена на зону совмещения катушек первого блока катушек. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области интроскопии, более конкретно к металлоискателям, и может быть использовано для решения задачи обнаружения металлических объектов, находящихся в различных укрывающих средах, в частности в слабо- и высокоминерализованном грунте, стенах строений и т.п. Технический результат: упрощение конструкции датчика металлоискателя, повышение информативности поиска металлических объектов, расширение функциональных возможностей металлоискателя. Сущность: металлоискатель содержит генератор, датчик металлоискателя, первый блок выделения квадратурных составляющих (БВКС), второй БВКС, микропроцессор и блок индикации. Датчик металлоискателя содержит первый блок катушек, состоящий из первой возбуждающей катушки, возбуждаемой первой частотой возбуждения, и первой сигнальной катушки, и второй блок катушек, состоящий из второй возбуждающей катушки, возбуждаемой второй частотой возбуждения, и второй сигнальной катушки. Первая возбуждающая катушка и первая сигнальная катушка расположены на одной плоскости и частично совмещены. Величина зоны совмещения первой возбуждающей катушки и первой сигнальной катушки выбрана такой, чтобы обеспечивался минимальный поток индукции через первую сигнальную катушку. Вторая возбуждающая катушка и вторая сигнальная катушка расположены на одной плоскости и частично совмещены. Величина зоны совмещения второй возбуждающей катушки и второй сигнальной катушки выбрана такой, чтобы обеспечивался минимальный поток индукции через вторую сигнальную катушку. Плоскость второй возбуждающей катушки наложена на плоскость первой возбуждающей катушки. Плоскость второй сигнальной катушки наложена на плоскость первой сигнальной катушки. При этом зона совмещения катушек второго блока катушек полностью наложена на зону совмещения катушек первого блока катушек. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области интроскопии. Технический результат: повышение чувствительности датчика. Сущность: датчик содержит последовательно соединенные первый конденсатор С1 и возбуждающую катушку L1, параллельно соединенные вторую сигнальную катушку L2 и второй конденсатор С2, последовательно соединенные катушку L3 и конденсатор С3, последовательно соединенные катушку L4 и конденсатор С4. Свободный контакт конденсатора С1 является входом тока возбуждения первой частоты. Свободный контакт возбуждающей катушки L1 является входом тока возбуждения второй частоты. Первый контакт сигнальной катушки L2 является первым выходом датчика. Второй контакт сигнальной катушки L2 подключен к общей точке схемы. Свободный контакт катушки L3 подключен к входу тока возбуждения первой частоты. Свободный контакт конденсатора С3 подключен к средней точке последовательного соединения конденсатора С1 и возбуждающей катушки L1. Свободный контакт катушки L4 подключен к первому выходу датчика. Свободный контакт конденсатора С4 подключен к общей точке схемы. Точка соединения катушки L4 и конденсатора С4 является вторым выходом датчика. Катушки L1 и L2 размещены на одной плоскости и частично совмещены друг с другом с величиной зоны совмещения, выбранной таким образом, чтобы величина потока индукции через сигнальную катушку L2, продуцируемого возбуждающей катушкой L1, была минимальна. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обнаружению скрытого металлического объекта. Сущность: устройство содержит две передающие катушки для создания наложенных магнитных полей, приемную катушку, находящуюся в зоне действия обоих магнитных полей, и управляющее устройство для управления передающими катушками таким образом, чтобы минимизировать по модулю наводимое в приемной катушке напряжение, синхронное с тактом подачи чередующихся по фазе переменных напряжений. Микрокомпьютер, содержащийся в устройстве, выполнен с возможностью обнаружения скрытого металлического объекта в случае, если соотношение чередующихся по фазе переменных напряжений не соответствует соотношению расстояний от приемной катушки до передающих катушек. Технический результат: сокращение затрат при высокой чувствительности устройства. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх