Немного о разном.

Начнем с экранов в катушках. Экранирование RX катушки весьма желательно. "Земля" дает увеличение емкости катушки, появление эдс взаимоиндукции и изменение частоты обоих катушек. Для снятия эффекта "емкости земли" используется экран Фарадея. Он представляет собой незамкнутое проводящее кольцо, которое экранирует катушку со всех сторон, кроме одного участка, около сантиметра (чтобы не было замкнутого витка). В фирменных катушках в качестве экрана используется оксид железа, но в самодельных катушках, каждый использует доступные ему материалы: в катушках DD, Анди Флинда - алюминиевая, медная фольга; в катушках кольцо - порошок графита, карбонильного железа. Замечено, что экран Фарадея не снижает добротность катушки. Для примера катушка без экрана имела добротность 41, а с появлением экрана 40, что не существенно на практике и в расчетах. Кроме емкостного влияния земли, экран существенно снижает различные импульсные помехи - искрение от электротранспорта, линий ЛЭП и т.д.
Теперь рассмотрим, чем отличаются различные модификации катушек по магнитному потоку.


Остатъка от статията тук
Как видно из рисунков, катушки DD (рис 1) имеют большую концентрацию магнитного потока в вертикальной области, что дает большую площадь захвата при поиске. Она удобна для быстрого "прочесывания" незнакомого участка. Для "конкретного" и тщательного поиска больше подходят катушки "кольцо" (рис 2,3). Они позволяют точно определить местонахождение мелких предметов на "знакомых" участках.
А теперь, рассмотрим более сложные проблемы, возникающие при проектировании и изготовлении катушек. Они касаются добротности катушек TX, RX и их связи с конструкцией прибора. Оптимальным соотношением добротности в катушках металлодетекторов IB является - TX / RX = 3 / 1, иными словами катушка TX должна быть более добротной, чем катушка RX. Все это касается катушек, у которых TX катушка имеет добротность выше 30. При более низких значениях добротности TX, металлодетектор становится "туповатым" и компенсировать этот недостаток просто усилением или другими схемными "уловками" не удается. Если у вас обе катушки имеют большую добротность, то снизить добротность RX (после предварительной подстройки) можно введя последовательно индуктивности резистор 6 - 12 Ом или сразу намотать RX катушку более тонким проводом и увеличив количество витков в 2 - 3 раза . В результате уменьшится отклик от катушки RX при выходе из "зоны цели". Как это происходит на практике:
Когда, мы проносим катушку над "целью" изменяется частота и фаза катушки TX, что ведет к появлению е.д.с. взаимоиндукции в катушке RX и сигнала на входе металлодетектора, с частотой и фазой катушки TX (ее и фиксирует фазовый детектор). При отходе от "цели" катушка RX (если соблюдено соотношение добротности 3 : 1) совсем немного меняет частоту и влияет на частоту TX, и создает небольшой сдвиг фазы в обратном направлении. В итоге, мы получаем после положительного (верного) изменения фазы, небольшое отрицательное изменение фазы (ложное). Все это описывалось для цветного металла, но для черного металла все происходит в точности наоборот. Такое явление многие называют "скин-эффектом", но такое название не совсем верно. Лучше его назвать ложным откликом катушки. Дальнейшее снижение добротности катушки RX может полностью убрать ложный отклик, но резко снизит чувствительность прибора к мелким предметам.
Теперь, пора поговорить о влиянии земли. Сам грунт, всегда разный в разных местностях. Существуют легкие грунты и очень тяжелые. Если воздух дает "0", то разные грунты сдвигают фазу от 5 до 45 градусов, большее на самых сложных грунтах. Даже если мощность TX не сильно большая (не возникает эффект намагничивания почвы), тяжелый грунт сдвигает фазу сильно. К тяжелым грунтам можно отнести - гранит, щебень, глины, магмы, солончаки и морской песок.
Различное сочетание этих составляющих - дает разный сдвиг. Сдвиг фазы - это сдвиг центральной частоты TX контура, от разного грунта. Введение GEB - подстройка 0 фазы в синхронных детекторах, не дает хорошего результата. Дело в том, что мы боремся (схемотехникой) со следствием, не обращая внимания на причину. Если в контуре TX фаза меняется + - 90 градусов, то сдвиг от грунта - 40 градусов исказит полностью реальную картину. Медь +85 даст + 45 градусов, а железо - 80 даст + 30 градусов (переворот фазы) и даже если мы возвратим фазу на место (фазовом детекторе), то фазовая характеристика останется нелинейной (с лучшей "реакцией" на +, чем на - ). Реальный выход из этого положения - организация GEB, подстройкой частоты опорного генератора на 0 фазы TX контура.
Замечено, что для определенной местности сдвиг грунта имеет свои, определенные, пределы -5 -10 градусов (для примера). Если, мы подстроим катушки в "0" (относительно воздуха) на - 7,5 градусов (средний грунт), то погрешность уменьшиться до + - 2,5 градусов, вместо 10. Вообще проблема "грунта" комплексная и решается конструктивными и схемными решениями. Мы ее еще не раз коснемся, когда будем рассматривать схемные решения металлодетекторов.