Кошикові датчик для металодетектора
Серед шанувальників імпульсних металодетекторів кошикові датчики користуються заслуженою славою. Саме з їх допомогою вдається отримувати рекордні глибини виявлення для дрібних предметів розміром з монету. Конструктивні особливості таких датчиків дозволяють отримати приріст глибини виявлення мішеней до 20% в порівнянні з порівнянним "звичайним" датчиком.
Розглянемо коротко фізичні процеси, що дозволяють досягти такого приросту. У звичайному датчику котушка намотується проводом виток до витка. При такій намотуванні датчик має паразитную межвиткового ємність порядку сотень пикофарад. Така ємність затягує перехідний процес, що викликається імпульсом самоіндукції, приблизно до 10-30мкс. Саме в таких межах доводиться виставляти затримку обробки сигналу (main delay в зарубіжній термінології) в імпульсному металодетектори. Кошикові датчик намотується спеціальним способом, що мінімізують межвиткового ємність. Для цього витки розносяться в просторі і розташовуються під кутом один до одного. Типова міжвиткова ємність кошикові датчика знаходиться в межах десятків пикофарад. При такій ємності перехідний процес не перевищує одиниць мікросекунд, що дозволяє зробити в приладі більше "ранню" обробку сигналу від цілі і в результаті - отримати виграш в чутливості.
Свого часу ми розробили пару конструкцій кошикові датчиків для наших більш ранніх імпульсних детекторів. У цій статті ми хочемо запропонувати ще одну нову конструкцію, яку можна монтувати в універсальний пластиковий корпус. наявний у продажу.
Цей корпус має досить обмежену порожнину під обмотку датчика, тому спосіб намотування "на цвяхах", що застосовувався в наших попередніх розробках, сюди не дуже підходить. Тут для намотування нам знадобиться спеціальна несуча оправлення з тонкого листового матеріалу (0.7-1.5мм). Це може бути, наприклад, склотекстоліт, гетинакс або, в крайньому випадку, навіть щільний картон. Викрійку оправлення потрібно завантажити тут. потім роздрукувати файл у масштабі 1: 1 і наклеїти на лист пластику. Потім за допомогою лобзика (надфилей, ножиць, бормашини) потрібно вирізати кільце з пазами, згідно малюнка. Ширина пазів близько 2 мм.
Далі приступаємо до намотування котушки датчика. Для цього нам знадобиться приблизно 20 метрів емальованого обмотувального дроту діаметром 0.63мм. Для зручності намотування провід бажано попередньо намотати на човник довжиною 15-20см або невелику котушку відповідних розмірів. При перемотуванні дроту на човник або котушку - необхідно стежити, щоб провід не перекручувався, що не піддавався сильним вигинів, що не утворював дрібних затягуються петель. Принцип намотування показаний на малюнку нижче. Провід потрібно обвивати навколо оправлення, укладаючи його в пази. Число пазів підібрано таким чином, що через п'ять повних витків заповнюються всі пази і провід "приходить" в точку початку намотування шару. В цьому випадку потрібно зробити перехід на сусідній паз і починати мотати наступний шар. Всього потрібно намотати 30 витків або 6 шарів по 5 витків.
В результаті отримуємо приблизно таку обмотку.
Далі обмотку монтуємо всередину корпусу датчика. Подальшу збірку і підключення проводимо за тією ж методикою. що і для звичайного датчика. Єдина відмінність - для правильного розпізнавання Кощієм-5І / ІМ кошикові датчика в роз'єм потрібно впаяти резистор опором 30кОм. В цьому випадку будуть активовані профілі 3.х, які за замовчуванням налаштовані на кошикові та інші експериментальні датчики. Більш докладно про це написано тут
Після складання підключаємо датчик до металошукача Кощій-5І або Кощій-5ИМ і перевіряємо працездатність.
При лабораторних випробуваннях були отримані наступні параметри:
Індуктивність обмотки - 317мкГн.
Міжвиткова ємність - 80 пФ.
Опір обмотки - 1 Ом.
Дальність виявлення монети 5коп СРСР - 31см.
Таким чином, ми бачимо, що завдяки зниженню міжвиткової ємності і правильному налаштуванні параметрів в металошукачі (можливість їх налаштування - важлива особливість Кощій-5І / ІМ) отримано цілком реальний приріст глибини виявлення мішені. Разом з тим, слід врахувати, що така чутливість отримана для повітря. У реальному ґрунті виграш кошикові датчика може виявитися не таким значним. Все буде залежати від ступеня мінералізації грунту в конкретній місцевості - наприклад, в піщаному грунті глибина буде побільше. в чорноземі - поменше. Справа в тому, що зменшення затримки обробки, на жаль, крім підвищення загальної чутливості, підвищує і чутливість до грунту.
Окремо ми хочемо звернути увагу читачів на те, що боротьба за зниження міжвиткової ємності виправдана далеко не в кожному датчику. Наприклад, нас іноді запитують - а добре було б зробити "глибинний кошикові датчик" розміром 1х1м або 2х2м J. Відповідаємо - це абсолютно невиправдано. Справа в тому, що при роботі з глибинними датчиками прилад спеціально налаштовується на роботу з великими затримками обробки. Це робиться для зниження чутливості до грунту і дрібних цілям. Тому немає ніякого сенсу боротися за зменшення тривалості перехідного процесу, так як затримка обробки його помітно перевищує.