Détecteur de métaux basé sur le principe Transmission-Réception, théorie. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Les termes « émission-réception » et « signal réfléchi » dans divers dispositifs de détection sont généralement associés à des méthodes telles que l'écho pulsé et le radar, ce qui est une source de confusion lorsqu'il s'agit de détecteurs de métaux. Contrairement à divers types de localisateurs, dans les détecteurs de métaux de ce type, les signaux transmis (émis) et reçus (réfléchis) sont continus, ils existent simultanément et coïncident en fréquence.

Le principe de fonctionnement des détecteurs de métaux en émission-réception est d'enregistrer un signal réfléchi (ou, comme on dit, réémis) par un objet métallique (cible). Le signal réfléchi est dû à l'influence du champ magnétique alternatif de la bobine émettrice (émettrice) du détecteur de métaux sur la cible. Ainsi, un dispositif de ce type implique la présence d'au moins deux bobines dont l'une émettrice et l'autre réceptrice.

Le principal problème fondamental résolu dans les détecteurs de métaux de ce type est le choix de la disposition relative des bobines, dans laquelle le champ magnétique de la bobine émettrice, en l'absence de corps métalliques étrangers, induit un signal zéro dans la bobine réceptrice. (ou dans le système de bobines réceptrices). Il est donc nécessaire d'éviter un impact direct de la bobine émettrice sur la bobine réceptrice. L'apparition d'une cible métallique à proximité des bobines entraînera l'apparition d'un signal sous la forme d'une force électromotrice alternative (fem) dans la bobine réceptrice.

Au début, il peut sembler que dans la nature, il n'existe que deux options pour la disposition relative des bobines, dans lesquelles il n'y a pas de transmission directe d'un signal d'une bobine à l'autre (voir Fig. 1, a et b) - des bobines avec des angles perpendiculaires et croisement d'axes.

Riz. 1. Options pour la disposition relative des bobines des capteurs des détecteurs de métaux basées sur le principe « émission-réception »

Une étude plus approfondie du problème montre qu'il peut y avoir autant de systèmes différents de capteurs de détection de métaux que l'on souhaite. Mais il s’agit de systèmes plus complexes comportant plus de deux bobines, connectées électriquement en conséquence. Par exemple, sur la Fig. La figure 1, c montre un système composé d'une bobine émettrice (au centre) et de deux bobines réceptrices, connectées à contre-courant en fonction du signal induit par la bobine émettrice. Ainsi, le signal à la sortie du système de bobines réceptrices est idéalement égal à zéro, puisque la force électromotrice induite dans les bobines. mutuellement compensés.

Les systèmes de capteurs dotés de bobines coplanaires (c'est-à-dire situées dans le même plan) sont particulièrement intéressants. Cela s'explique par le fait que les détecteurs de métaux sont généralement utilisés pour rechercher des objets situés dans le sol, et rapprocher le capteur de la distance minimale de la surface de la terre n'est possible que si ses bobines sont coplanaires. De plus, de tels capteurs sont généralement compacts et s'intègrent bien dans des boîtiers de protection tels que « crêpe » ou « soucoupe volante ».

Les principales options pour la disposition relative des bobines coplanaires sont présentées sur la Fig. 2, a et b. Dans le diagramme de la Fig. 2, et la position relative des bobines est choisie telle que le flux total du vecteur induction magnétique à travers la surface limitée par la bobine réceptrice soit égal à zéro. Dans le schéma de la Fig. 2, b l'une des bobines (réceptrices) est tordue en forme de huit, de sorte que la force électromotrice totale induite sur les moitiés des spires de la bobine réceptrice, située dans une aile du chiffre en huit, compense une FEM totale similaire, dirigée dans l'autre aile du G2. Diverses autres conceptions de capteurs à bobines coplanaires sont également possibles, par exemple la Fig. XNUMX, e.

Riz. 2. Options coplanaires pour la disposition relative des bobines des détecteurs de métaux selon le principe « émission-réception »

La bobine réceptrice est située à l’intérieur de la bobine émettrice. La force électromotrice induite dans la bobine réceptrice. est compensé par un dispositif de transformateur spécial qui sélectionne une partie du signal de la bobine émettrice.

Auteur : Shchedrin A.I.

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