Дискриминация в импульсном металлодетекторе

Самой интересной возможностью при реализации импульсного металлодетектора на микроконтроллере является возможность дискриминации "мишеней"из различных материалов.

Постоянная времени $\tau = {L G} = {L \over R}$, определяющая длительность протекания вихревых токов, определяется электрической проводимостью материала мишени $G$ (или сопротивлением $R$) и ее индуктивностью $L$.

Удельное сопротивление $\rho$ серебра - 0,016 Ом·мм2/м, меди - 0,017 Ом·мм2/м, золота - 0,024 Ом·мм2/м, алюминия - 0,028 Ом·мм2/м, железа - 0,100 Ом·мм2/м, платины - 0,106 Ом·мм2/м.
В таблице я привел относительную электрическую проводимость различных материалов по отношению к  золоту:

Материал  серебро Ag медь Cu золото Au алюминий Al железо Fe платина Pt
Отн. проводимость 1,5 1,4 1 0,86 0,24 0,23

Вихревые токи применяются для исследования свойств материалов посредством измерения электрической проводимости, так как материалы имеют уникальное значение проводимости в зависимости от их состава и способа изготовления. В качестве стандарта используется при этом значение проводимости химически чистой меди при температуре 20 ºC - стандарт International Annealed Copper Standard (IACS) - удельное сопротивление 1,7241x10-8 Ом·м или 5,8001x107 См/м (100% IACS). Железо, например, имеет значение проводимости, равное 18% от проводимости меди - 18% .

Отрицание возможности дискриминации.

Существуют отрицательные мнения по поводу возможности эффективной дискриминации для импульсных металлодекторов.

"The most reliable discriminator is you, by digging the target!" (http://www.gold-prospecting-wa.com) - "Самый надежный дискриминатор - это вы, при выкапывании мишени".

В книге "Subsurface Sensing" авторов Ahmet S. Turk, Koksal A. Hocaoglu, Alexey A. Vertiy
Subsurface Sensing
приведены следующие утверждения:

дискриминация в импульсном металлодетекторе

"Важнейшим недостатком импульсных металлодетекторов является невозможность лёгкой дискриминации между различными типами металлов. ... Если размеры и глубина детектируемых металлических объектов  различны и неизвестны, то в общем случае невозможно определить тип металла".

Утверждение возможности дискриминации.

Для дискриминации можно использовать варьирование времени задержки tdelay.

Как утверждается (например, в статье исследователя Reg Sniff), мишени из золота или из тонкой фольги имеют очень малую постоянную времени и вихревые токи в них быстро затухают, в отличие от мишеней из железа, меди или серебра.

Следовательно, выбор короткой или длинной задержки tdelay между моментом прерывания тока в катушке и началом подсчета длительности импульса позволяет учитывать или игнорировать такие мишени.

В качестве примера импульсного металлодетектора, для которого заявлена возможность дискриминации (ферромагнитные (FERROUS)/неферромагнитные (N-FERROUS) материалы), можно привести модель PULSE STAR II.
Особенности дискриминации в таком детекторе:

  • возможна только для мишеней не менее 10 см в диаметре (в отличие от VLF/TR-детекторов, которые обладают способностью дискриминации даже для маленьких объектов);
  • объекты меньшего размера отображаются как ферромагнитные;
  • несколько маленьких неферромагнитных объектов отображаются как один большой ферромагнитный.
Яндекс.Метрика