Claims (25)
1. Способ выявления отраженного сигнала от мишени в индукционном резонансном металлоискателе, при наличии влияния дестабилизирующих факторов, в процессе поиска и обнаружения ее, осуществляемый подачей синусоидального переменного напряжения в последовательный колебательный LC-контур, катушка которого является датчиком металлоискателя, с частотой, приблизительно равной его собственной частоте, отличающийся тем, что, с целью улучшения достоверности выявления отраженного сигнала от мишени, при наличии влияния дестабилизирующих факторов, в процессе поиска и обнаружения ее, производят сравнение амплитуд напряжения на катушке датчика и конденсаторе.1. A method of detecting a reflected signal from a target in an induction resonant metal detector, in the presence of the influence of destabilizing factors, in the process of searching and detecting it, carried out by applying a sinusoidal alternating voltage to a serial oscillatory LC-circuit, the coil of which is a metal detector sensor, with a frequency approximately equal to it natural frequency, characterized in that, in order to improve the reliability of detecting the reflected signal from the target, in the presence of the influence of destabilizing factors, in the process of searching and detecting it, the voltage amplitudes on the sensor coil and the capacitor are compared.
2. Способ, вариант 1, по п. 1, отличающийся тем, что напряжения с катушки датчика и конденсатора, относительно общей точки последовательного колебательного LC-контура, преобразуют делением на стабильный коэффициент масштабирования в масштабированные напряжения, которые преобразуют в постоянные напряжении одинаковой полярности, равные амплитуде масштабированных напряжений, сравнивают их, вычитанием из постоянного напряжения, соответствующего амплитуде напряжения на катушке датчика, постоянного напряжения, соответствующего амплитуде напряжения на конденсаторе, полученную разность постоянных напряжений перемножают на коэффициент масштабирования, в итоге выявляют результирующее постоянное напряжение.2. The method, option 1, according to claim 1, characterized in that the voltages from the coil of the sensor and the capacitor, relative to the common point of the serial oscillatory LC circuit, are converted by dividing by a stable scaling factor into scaled voltages, which are converted into constant voltages of the same polarity, equal to the amplitude of the scaled voltages, they are compared, by subtracting from the constant voltage corresponding to the amplitude of the voltage on the sensor coil, the constant voltage corresponding to the amplitude of the voltage across the capacitor, the resulting difference in constant voltages is multiplied by the scaling factor, and the resulting constant voltage is finally revealed.
3. Способ, вариант 1, по п. 2, отличающийся тем, что коэффициент масштабирования выбирают из условий, при которых максимальные значения амплитуд масштабированных напряжений с катушки датчика и конденсатора не должны превышать величины электрического пробоя электронных компонентов схемы.3. The method, option 1, according to claim 2, characterized in that the scaling factor is selected from the conditions under which the maximum values of the amplitudes of the scaled voltages from the sensor coil and the capacitor should not exceed the electrical breakdown value of the electronic components of the circuit.
4. Способ, вариант 2, по п. 1, отличающийся тем, что напряжения с катушки датчика и конденсатора, относительно общей точки последовательного колебательного LC-контура, преобразуют в выделенные напряжения, для чего из амплитуд напряжений на катушке датчика и конденсаторе выделяют напряжения, превышающие, по модулю, стабильное пороговое напряжение, выделенные напряжения преобразуют в постоянные напряжения одинаковой полярности, производят сравнение их, вычитанием из постоянного напряжения, соответствующего амплитуде напряжения на катушке датчика, постоянного напряжения, соответствующего амплитуде напряжения на конденсаторе, в итоге выявляют результирующее постоянное напряжение.4. The method, option 2, according to claim 1, characterized in that the voltages from the coil of the sensor and the capacitor, relative to the common point of the sequential oscillatory LC-circuit, are converted into isolated voltages, for which voltages are isolated from the amplitudes of the voltages on the coil of the sensor and the capacitor, exceeding, in absolute value, a stable threshold voltage, the selected voltages are converted into constant voltages of the same polarity, they are compared by subtracting from the constant voltage corresponding to the voltage amplitude on the sensor coil, the constant voltage corresponding to the voltage amplitude across the capacitor, and eventually revealing the resulting constant voltage.
5. Способ, вариант 2, по п. 4, отличающийся тем, что стабильное пороговое напряжение выбирают из условий, при которых максимальные значения амплитуд выделенных напряжений с катушки датчика и конденсатора не должны превышать величины электрического пробоя электронных компонентов схемы.5. The method, option 2, according to claim 4, characterized in that the stable threshold voltage is selected from the conditions under which the maximum values of the amplitudes of the isolated voltages from the coil of the sensor and the capacitor should not exceed the electric breakdown value of the electronic components of the circuit.
6. Способ, вариант 3, по п. 1, отличающийся тем, что напряжения с катушки датчика и конденсатора, относительно общей точки последовательного колебательного LC-контура, преобразуют в постоянные напряжения, равные их амплитуде, причем напряжение с катушки датчика преобразуют в положительное постоянное напряжение, а с конденсатора - в отрицательное, производят сравнение их, сложением постоянного напряжения, соответствующего амплитуде напряжения на катушке датчика, с постоянным напряжением, соответствующим амплитуде напряжения на конденсаторе, в итоге выявляют результирующее постоянное напряжение.6. The method, option 3, according to claim 1, characterized in that the voltages from the coil of the sensor and the capacitor, relative to the common point of the sequential oscillatory LC-circuit, are converted into constant voltages equal to their amplitude, and the voltage from the coil of the sensor is converted into a positive constant voltage, and from the capacitor to negative, they are compared by adding a constant voltage corresponding to the voltage amplitude on the sensor coil with a constant voltage corresponding to the voltage amplitude on the capacitor, as a result, the resulting constant voltage is revealed.
7. Способ, вариант 3, по п. 6, отличающийся тем, что максимальное значение результирующего постоянного напряжения не должно превышать величины пробоя электронных компонентов металлоискателя.7. Method, option 3, according to claim 6, characterized in that the maximum value of the resulting constant voltage should not exceed the breakdown value of the electronic components of the metal detector.
8. Способ, варианты 1, 2, 3, по пп. 2, 4, 6, отличающийся тем, что отклонение результирующего постоянного напряжения в процессе поиска мишени более чем на величину напряжения минимально возможного порога выявления сигнала, отраженного от мишени, будет свидетельствовать об обнаружении мишени.8. Method, options 1, 2, 3, according to PP. 2, 4, 6, characterized in that the deviation of the resulting constant voltage during the search for the target by more than the voltage value of the minimum possible detection threshold of the signal reflected from the target will indicate the detection of the target.
9. Способ, варианты 1, 2, 3, по пп. 2, 4, 6, отличающийся тем, что полярность результирующего, постоянного напряжения определяет характер материала мишени: ферромагнетик или диамагнетик, а величина - объем мишени и глубину залегания.9. Method, options 1, 2, 3, according to PP. 2, 4, 6, characterized in that the polarity of the resulting constant voltage determines the nature of the target material: ferromagnet or diamagnet, and the magnitude is the target volume and depth.
10. Способ, варианты 1, 2, 3, по пп. 1, 2, 4, 6, отличающийся тем, что последовательный колебательный LC-контур поддерживают в уравновешенном состоянии, при котором амплитуды напряжений на катушке датчика и конденсаторе должны быть равными в процессе поиска, при разнообразных дестабилизирующих факторах, в условиях отсутствия отраженного сигнала от мишени.10. Method, options 1, 2, 3, according to PP. 1, 2, 4, 6, characterized in that the serial oscillatory LC-circuit is maintained in a balanced state, in which the amplitudes of the voltages on the sensor coil and the capacitor must be equal during the search process, with various destabilizing factors, in the absence of a reflected signal from the target ...
11. Способ, варианты 1, 2, 3, по п. 10, отличающийся тем, что для установления равенства амплитуд напряжений на катушке датчика и конденсаторе, с заданной периодичностью контролируют результирующее постоянное напряжение: при превышении напряжения минимально возможного порога выявления сигнала, отраженного от мишени, в отсутствие отраженного сигнала от мишени, и отрицательной полярности результирующего постоянного напряжения, частоту синусоидального переменного напряжения пошагово уменьшают на величину, равную шагу изменения частоты, соответствующему напряжению минимально возможного порога выявления сигнала, отраженного от мишени, до смены знака результирующего постоянного напряжения на положительный, если полярность результирующего постоянного напряжения положительная, частоту синусоидального переменного напряжения пошагово увеличивают на величину, равную шагу изменения частоты, до смены знака результирующего напряжения на отрицательный.11. The method, options 1, 2, 3, according to claim 10, characterized in that in order to establish equality of the voltage amplitudes on the sensor coil and the capacitor, the resulting constant voltage is monitored with a predetermined frequency: when the voltage exceeds the minimum possible detection threshold of the signal reflected from target, in the absence of a reflected signal from the target, and the negative polarity of the resulting DC voltage, the frequency of the sinusoidal AC voltage is stepwise reduced by an amount equal to the step of the frequency change corresponding to the voltage of the minimum possible detection threshold for the signal reflected from the target until the sign of the resulting DC voltage changes to positive if the polarity of the resulting constant voltage is positive, the frequency of the sinusoidal alternating voltage is increased step by step by an amount equal to the step of changing the frequency until the sign of the resulting voltage changes to negative.
12. Способ, варианты 1, 2, 3, по п. 11, отличающийся тем, что заданную периодичность контроля результирующего напряжения выбирают частотой 5-20 Гц, длительностью 1-2 миллисекунды.12. The method, options 1, 2, 3, according to claim 11, characterized in that the specified frequency of control of the resulting voltage is selected with a frequency of 5-20 Hz, a duration of 1-2 milliseconds.
13. Устройство, реализующее способ выявления отраженного сигнала от мишени в индукционном резонансном металлоискателе, при наличии влияния дестабилизирующих факторов, в процессе поиска и обнаружения ее, содержащее: генератор переменного напряжения, последовательный колебательный LC-контур, состоящий из катушки датчика металлоискателя, первым выводом подключенной к первому выводу выхода генератора, конденсатора, первым выводом подключенным к второму выводу выхода генератора, отличающееся тем, что оно снабжено модулями индикации и коррекции, оптической развязкой, двумя источниками питания.13. A device that implements a method for detecting a reflected signal from a target in an induction resonant metal detector, in the presence of the influence of destabilizing factors, in the process of searching and detecting it, containing: an alternating voltage generator, a sequential oscillatory LC circuit consisting of a metal detector sensor coil, the first terminal connected to the first terminal of the generator output, the capacitor, the first terminal is connected to the second terminal of the generator output, characterized in that it is equipped with indication and correction modules, optical isolation, two power supplies.
14. Устройство, вариант 1, по п. 13, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено двумя делителям напряжения, состоящими из четырех резисторов, двумя пиковыми детекторами с сбросом, сумматором, причем первый вывод первого резистора, первого делителя напряжения соединен с первыми выводами катушки датчика и выхода генератора, а вторым выводом соединен с первым выводом второго резистора, первого делителя напряжения, и входом первого пикового детектора с сбросом, выходом подключенным к прямому входу сумматора, первый вывод третьего резистора, второго делителя напряжения соединен с первым выводом конденсатора и вторым выводом выхода генератора, вторым выводом соединен с первым выводом четвертого резистора, второго делителя напряжения и входом второго пикового детектора с сбросом, выходом подключенным к инверсному входу сумматора, который своим выходом подключен к входам модуля индикации и модуля коррекции, первый выход которого, через оптическую развязку, подключен к входу управления генератора, а второй выход - к входам сброса первого и второго пиковых детекторов со сбросом, вторые выводы катушки датчика, конденсатора, второго и четвертого резисторов соединены с нулевым проводом сумматора, при этом первый источник питания подключен к цепям питания генератора, второй - к цепям питания сумматора, модуля индикации, модуля коррекции.14. The device, option 1, according to claim 13, characterized in that it is additionally equipped with two voltage dividers, consisting of four resistors, two peak detectors with reset, an adder, and the first terminal of the first resistor, the first voltage divider is connected to the first terminals of the coil sensor and generator output, and the second terminal is connected to the first terminal of the second resistor, the first voltage divider, and the input of the first peak detector with reset, the output is connected to the direct input of the adder, the first terminal of the third resistor, the second voltage divider is connected to the first terminal of the capacitor and the second terminal generator output, the second terminal is connected to the first terminal of the fourth resistor, the second voltage divider and the input of the second peak detector with reset, the output is connected to the inverse input of the adder, which is connected by its output to the inputs of the display module and the correction module, the first output of which, through optical isolation, connected to the control input ge of the generator, and the second output - to the reset inputs of the first and second peak detectors with reset, the second terminals of the sensor coil, capacitor, second and fourth resistors are connected to the zero wire of the adder, while the first power supply is connected to the generator supply circuits, the second - to the supply circuits adder, display module, correction module.
15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что параметры первого и второго делителей напряжения одинаковы.15. The device according to claim 14, characterized in that the parameters of the first and second voltage dividers are the same.
16. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что стабильный коэффициент масштабирования первого и второго делителей напряжения больше добротности последовательного колебательного LC-контура.16. The device according to claim. 14, characterized in that the stable scaling factor of the first and second voltage dividers is greater than the Q-factor of the series oscillatory LC circuit.
17. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что входные сопротивления первого и второго делителей больше комплексных сопротивлений катушки датчика и конденсатора, последовательного колебательного LC-контура, как минимум в 1000 раз.17. The device according to claim. 14, characterized in that the input resistances of the first and second dividers are greater than the complex resistances of the sensor coil and the capacitor, the serial oscillatory LC-circuit, at least 1000 times.
18. Устройство, вариант 2, по п. 13, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено двумя ограничителями напряжения, двумя резисторами, двумя пиковыми детекторами со сбросом, сумматором, причем первый вывод первого ограничителя напряжения соединен с первыми выводами катушки датчика и выхода генератора, вторым выводом соединен с первым выводом второго резистора и входом первого пикового детектора со сбросом, выходом подключенным к прямому входу сумматора, первый вывод второго ограничителя напряжения соединен с первым выводом конденсатора и вторым выводом выхода генератора, вторым выводом соединен с первым выводом второго резистора и входом второго пикового детектора с сбросом, выходом подключенным к инверсному входу сумматора, который своим выходом подключен к входам модуля индикации и модуля коррекции, первый выход которого, через оптическую развязку, подключен к с входу управления генератора, второй выход - к входам сброса первого и второго пиковых детекторов со сбросом, вторые выводы катушки датчика, конденсатора, первого и второго резисторов соединены с нулевым проводом сумматора, при этом первый источник питания подключен к цепям питания генератора, второй - к цепям питания сумматора, модуля индикации, модуля коррекции.18. The device, option 2, according to claim 13, characterized in that it is additionally equipped with two voltage limiters, two resistors, two peak detectors with reset, an adder, and the first terminal of the first voltage limiter is connected to the first terminals of the sensor coil and the generator output, the second terminal is connected to the first terminal of the second resistor and the input of the first peak detector with reset, the output is connected to the direct input of the adder, the first terminal of the second voltage limiter is connected to the first terminal of the capacitor and the second terminal of the generator output, the second terminal is connected to the first terminal of the second resistor and the input of the second peak detector with reset, the output is connected to the inverse input of the adder, which is connected by its output to the inputs of the indication module and the correction module, the first output of which, through optical isolation, is connected to the generator control input, the second output to the reset inputs of the first and second peak detectors with reset, second withdrawal The coils of the sensor, the capacitor, the first and second resistors are connected to the zero wire of the adder, while the first power supply is connected to the generator supply circuits, the second to the supply circuits of the adder, display module, and correction module.
19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что первый и второй ограничители напряжения являются двухполярными, микротоковыми стабилитронами.19. The device according to claim 18, characterized in that the first and second voltage limiters are bipolar, micro-current zener diodes.
20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что напряжение стабилизации двухполярных, микротоковых стабилитронов одинаково и равно величине, меньшей на 2 v, чем напряжение второго источника питания, перемноженного на добротность последовательного колебательного LC-контура.20. The device according to claim 19, characterized in that the stabilization voltage of the bipolar, micro-current zener diodes is the same and equal to a value 2 v less than the voltage of the second power supply multiplied by the Q-factor of the series oscillatory LC circuit.
21. Устройство, вариант 3, по п. 13, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено двумя пиковыми детекторами, пассивным сумматором, содержащим три резистора, буферным усилителем, причем первый пиковый детектор входом соединен с первым выводом выхода генератора и первым выводом катушки, а выходом подключен к первому выводу первого резистора, пассивного сумматора, второй пиковый детектор входом соединен с вторым выводом выхода генератора и первым выводом конденсатора, а выходом подключен к первым выводом второго резистора, пассивного сумматора, вторые выводы первого и второго резисторов соединены с первым выводом третьего резистора и входом буферного усилителя, который своим выходом подключен к модулю индикации и модулю коррекции, выход которого, через оптическую развязку, подключен к входу управления генератора, а второй выход - к входам сброса первого и второго пиковых детекторов со сбросом, вторые выводы катушки датчика, конденсатора, третьего резистора соединены с нулевым проводом буферного усилителя, первый источник питания подключен к цепям питания генератора, второй источник питания - к цепям питания буферного усилителя, модуля индикации, модуля коррекции.21. The device, option 3, according to claim 13, characterized in that it is additionally equipped with two peak detectors, a passive adder containing three resistors, a buffer amplifier, and the first peak detector is input connected to the first output of the generator and the first output of the coil, and the output is connected to the first terminal of the first resistor, a passive adder, the second peak detector is connected by the input to the second terminal of the generator output and the first terminal of the capacitor, and the output is connected to the first terminal of the second resistor, a passive adder, the second terminals of the first and second resistors are connected to the first terminal of the third resistor and the input of the buffer amplifier, which is connected by its output to the display module and the correction module, the output of which, through optical isolation, is connected to the generator control input, and the second output to the reset inputs of the first and second peak detectors with reset, the second outputs of the sensor coil, capacitor , the third resistor is connected to the neutral wire m of the buffer amplifier, the first power supply is connected to the power supply circuits of the generator, the second power supply is connected to the power supply circuits of the buffer amplifier, indication module, and correction module.
22. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что входное сопротивление первого и второго пиковых детекторов со сбросом, совместно с пассивным сумматором, больше комплексных сопротивлений катушки датчика и конденсатора, последовательного колебательного LC-контура, на частоте резонанса, как минимум в 1000 раз.22. The device according to claim 21, characterized in that the input resistance of the first and second peak detectors with reset, together with a passive adder, is greater than the complex resistances of the sensor coil and capacitor, of the series oscillatory LC circuit, at a resonance frequency of at least 1000 times ...
23. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что в пассивном сумматоре первый и второй резисторы имеют одинаковую величину сопротивления.23. The device according to claim 21, characterized in that in the passive adder, the first and second resistors have the same resistance value.
24. Устройство, варианты 1, 2, 3, по п. 13, пп. 14, 18, 21, отличающееся тем, что первый и второй источники питания гальванически развязаны.24. Device, options 1, 2, 3, under item 13, p. 14, 18, 21, characterized in that the first and second power supplies are galvanically isolated.
25. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что заданный коэффициент масштабирования пассивного сумматора равен коэффициенту усиления буферного усилителя.25. The device according to claim 21, characterized in that the predetermined scaling factor of the passive adder is equal to the gain of the buffer amplifier.