WO2016159919A1 - Многочастотная катушка для различных металлодетекторов любых типов - Google Patents
Многочастотная катушка для различных металлодетекторов любых типов Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016159919A1 WO2016159919A1 PCT/UA2015/000050 UA2015000050W WO2016159919A1 WO 2016159919 A1 WO2016159919 A1 WO 2016159919A1 UA 2015000050 W UA2015000050 W UA 2015000050W WO 2016159919 A1 WO2016159919 A1 WO 2016159919A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- coil
- frequency
- windings
- microcontroller
- additional
- Prior art date
Links
Definitions
- Multi-frequency coil for various metal detectors of any type The utility model relates to the design of metal detectors, namely: in their component, search sensors (coils).
- metal detectors with search coils can be used for remote detection, fixation and identification of metal objects (for example, in soils, wood, plastic and other non-metal objects).
- a metal detector can be used to search for metal objects of various sizes and compositions.
- Induction sensors are known which are the basis of a measuring system and have sufficient sensitivity; and represented by differential induction sensors, which are the most sensitive (US patent N ° 5729143 A publ. 17.03.1998r), also a similar coil of the second type (US patent Ng 4862316 A publ. 09/29/1989r).
- one coil of the differential sensor is used to transmit the signal, and the other to receive the signal.
- the disadvantages of such devices, in the first place is that to change each frequency, separate search coils are used, which are alternately replaced to ensure the full frequency range of the scan, is inconvenient and requires significant investment; in addition, it is not possible to fine-tune the search sensor in order to minimize induction coupling between the receiving and transmitting coils.
- a known sensor used in dual-frequency metal detectors (patent US Ne 3986104 A. publ. 12.06.1976 g.), Which is an inductive search coil connected to a low-frequency generator to generate a low frequency signal, a serial resonant circuit, which is tuned to the first frequency, and a parallel resonant circuit tuned to a second frequency other than the first, to the high frequency generator, to generate a high frequency signal that has a serial resonant circuit tuned to the third frequency and a parallel resonant circuit tuned to the fourth frequency different from the third frequency, and one of the serial or parallel circuits is connected to transmit a feedback signal to the above-mentioned high-frequency generator.
- the purpose of the proposed utility model is the creation of a multi-frequency coil for various metal detectors of any type with the ability to switch frequencies inside the coil without using the power supply built into the coil or external power sources separate from the metal detector power supply, without loss of technical characteristics, as compared to individual single-frequency coils, which operate at fixed frequencies.
- the search sensor contains two or more inductive windings, which are divided into receiving and transmitting, to the ends of which any capacitors are connected in series or in parallel, or non-pruned at all. It is also possible to connect additional inductive windings with capacitors connected in series or in parallel, or without them.
- the author conducted studies, as a result of which it was found that to reduce the inductive coupling between the receiving and transmitting windings with the ability to switch two or more frequencies, it is not enough to change the capacitance of the capacitor (s), which is connected in series or in parallel to the receiving or transmitting winding, by switching switches.
- one or several additional inductive windings are required either to the receiving or transmitting, or to both windings, through which current will pass during switching and the coil will already work at a different frequency.
- these additional inductive windings need to be located in the coil not parallel to each other, but with some bias, and only in this case can the ideal balance be achieved (the maximum reduction of the inductive coupling) at different frequencies.
- Such additional windings can be from 1 to 1000, depending on the number of planned frequency switching capabilities.
- one or more built-in switches in the search sensor based on the number of required frequency switching, and the power for switching these relay switches is taken from the energy storage device, in which current energy is accumulated when the metal detector is turned on.
- the command to switch or not switch gives the microcontroller, which receives a signal from the power sensor.
- the microcontroller monitors the power interruption time with either a digital signal or a new digital signal. After analyzing all the parameters, the microcontroller gives or does not give a command to switch the switches. Notification of a change in frequency occurs using one or more diodes or a multi-color diode, or without a diode using the metal detector menu or without notification. All this is located on the board inside the coil and is completely sealed, because after installing this circuit, the coil is filled with epoxy resin with or without mineral filler.
- FIG. 1 and FIG. 2 shows a diagram of a utility model using the example of a three-frequency coil for a Minelab X-Terra 505/705 metal detector, where TX1, TX2, TXZ are transmitting inductive windings with different magnitudes of magnetic induction; RX1, RX2, RX3 - receiving windings with different magnitude of magnetic induction. They are arranged in such a way that a minimal inductive coupling "K" between them is achieved. STH1, STH2, STHZ - capacitors connected to the transfer windings. CRX is a capacitor that is connected to the receiving windings. The most sensitive part of the metal detector coil is highlighted in dark shade.
- the diagram also depicts a microcontroller with the author's program, Switch N21 and Switch N ° 2 based on electronic relays, as well as a Power Sensor and an energy storage device based on a large capacitor.
- the utility model works as follows: when the metal detector was turned on, the coil began to operate at a frequency of 7.5 kHz. If the user wants to change the frequency to 18.75 kHz, then for this he needs to turn the metal detector off and on with the power button for up to 2 seconds, due to such a quick disconnection and inclusion of the metal detector power button in the middle of the coil using two switches, the contacts switch from one to the other, to which capacitors of various capacities are connected, as well as other inductive windings (on the example of this circuit TX1, TX2, TX3 i RX1, RX2, RX3), as a result of which the frequency of operation of the coils changes ki.
- This utility model is suitable for various types of induction sensors, such as those shown in FIG. 9.
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Многочастотная катушка для различных металлодетекторов любых типов, включает в себя две или более индуктивные обмотки, которые делятся на приемную и передающую, к концам которых присоединены конденсаторы. Для уменьшения индуктивной связи к обмотке добавлены одна или несколько дополнительных индуктивных обмоток, которые расположены в катушке не параллельно, а с некоторым смещением. Количество дополнительных обмоток зависит от количества частот и может быть от 1 до 1000. Также в поисковый датчик встроен коммутатор, микроконтроллер, накопитель энергии, датчик питания, соединенный с микроконтроллером, расположенные на плате внутри датчика. При этом катушка полностью герметична.
Description
Многочастотная катушка для различных металлодетекторов любых типов Полезная модель относится к конструкции металлодетекторов, а именно: в их составляющей, поисковых датчиков (катушек). еталлодетекторы с поисковыми катушками могут быть использованы для дистанционного обнаружения, фиксации и идентификации металлических предметов (например, в почвах, древесине, пластике и в других неметаллических предметах). Металлодетектор может использоваться для поиска различных по размеру и составу металлических предметов.
Известны индукционные датчики, которые являются основой измерительной системы и имеют достаточную чувствительность; и представлены дифференциальными индукционными датчиками, которые являются наиболее чувствительными (патент US N° 5729143 А публ. 17.03.1998р), также аналогичная катушка второго типа (патент US Ng 4862316 А публ. 29.09.1989р). В этом случае одна катушка дифференциального датчика используется для передачи сигнала, а другая - для приема сигнала. Недостатками подобных устройств, в первую очередь, является то, что для изменения каждой частоты используются отдельные поисковые катушки, которые поочередно заменяются для обеспечения полного частотного диапазона сканирования, является неудобным и требует значительных затрат средств; кроме того, отсутствует возможность точной настройки поискового датчика с целью минимизации индукционного связи между приемной и передающей катушкой. Известный датчик, используемый в двухчастотных металлодетекторах (патент US Ne 3986104 А. публ. 12.06.1976 г..), что представляет собой индуктивную поисковую катушку, подключенную к низкочастотному генератору для генерации сигнала низкой частоты, последовательного резонансного контура,
который настроен на первую частоту, и параллельный резонансный контур, настроенный на вторую частоту, отличную от первой, к генератору высокой частоты, для генерации сигнала высокой частоты, который имеет последовательный резонансный контур, настроенный на третью частоту и параллельного резонансного контура, настроенного на четвертую частоту, отличную от третьего частоты, п ричем один из последовательных или параллельных контуров подключен для передачи сигнала обратной связи в вишеуказанный высокочастотный генератор. Недостатком этого детектора является то, что одновременная работа на двух частотах сопровождается снижением эффективности, по сравнению с работой на каждой частоте отдельно. Кроме того, одновременная работа на двух частотах приводит к повышению энергозатрат и, как следствие, к сокращению срока службы источника питания. Прототипом заявляемой полезной модели является известный патент (UA 94262 U публ.10.11.2014р), но в этой схеме есть ряд существенных недостатков:
1. Потребность внешнего источника питания, отдельного от питания металл одете кто ра .
2. Необходимость присоединения источника питания к внешним контактам, которые расположены на незащищенной поверхности катушки, поэтому со временем могут окисляться от воздействия атмосферных осадков и воздействия окружающей среды.
3. Невозможность достижения минимальной индуктивной связи между приемной и передающей индуктивными обмотками с возможностью переключения двух и более частот при использовании только одной передающей и одной приемной обмотки для нормальной и качественной работы металлодетектора.
Цель преплагаемой полезной модели - это создание многочастотной катушки для различных металлодетекторов любых типов с возможностью переключения частот внутри катушки без использования встроенного в катушку питания или внешних источников питания, отдельных от питания металлодетектора, без потери технических характеристик, по сравнению с отдельными одночастотными катуш ками, что работают на фиксированных частотах.
Сущность полезной модели заключается в том, что поисковый датчик (катушка) содержит две или более индуктивные обмотки, которые делятся на приемную и передающую, к концам которых присоединены любые конденсаторы последовательно или параллельно, или неприсенинены вообще. Также возможно соединение дополнительных индуктивных обмоток с конденсаторами, соединенными последовательно или параллельно, или без них. Автором были проведены исследования, в результате которых было выявлено, что для уменьшения индуктивной связи между приемной и передающей обмотками с возможностью переключения двух и более частот, недостаточно изменения емкости конденсатора (ов), который соединен последовательно или параллельно на приемную или передающую обмотку, путем переключения коммутаторов. Для уменьшения индуктивного связи необходимы одна или несколько дополнительных индуктивных обмоток или на приемную, или на передающую, или на обе обмотки, через которые при переключении будет проходить ток и катушка будет работать уже на другой частоте. Та ким образом, при возведении баланса катушки (уменьшение индуктивной связи) эти дополнительные индуктивные обмотки нужно расположить в катушке не параллельно друг другу, а с некоторым смещением, и только в этом случае можно достичь идеального баланса (максимального уменьшения индуктивной связи) на различных частотах. Таких дополнительных обмоток может быть от 1 до 1000, в зависимости от количества планируемых
возможностей переключения частот. Также в поисковый датчик встроенный коммутатор один или более, исходя от количества необходимого переключения частот, а питание для переключения этих реле-коммутаторов берется из накопителя энергии, в котором накапливается энергия тока при включенном металлодетекторе. Команду на переключение либо не переключения дает микроконтроллер, который получает сигнал от датчика питания. Микроконтроллер следит за временем прерывания питания или цифровым сигналом, или новым цифровым сигналом. После анализа всех параметров микроконтроллер дает или не дает команду на переключение коммутаторов. Извещение об изменении частоты происходит с помощью одного или более диодов или многоцветного диода, или без диода с помощью меню металлодетектора или без уведомления. Все это расположено на плате внутри катушки и полностью герметично, потому что после установки этой схемы, катушка заливается эпоксидной смолой с минеральным наполнителем или без него.
С помощью этой полезной модели была изготовлена катушка способная работать на трех частотах и не требует при переключении никаких дополнительных источников питания, переключение осуществляется очень удобно. Таким образом пользователю не нужно иметь три отдельных катушки для работы на различных частотах, а достаточно иметь одну универсальную, которая одна может работать на всех нужных пользователю частотах, без потери технических характеристик, что свидетельствует о необходимости производства таких катушек с помощью этой полезной модели. Например, для поиска золотых самородков и украшений предпочтительнее использовать катушку с высокой частотой выше 10 кГц. А для поиска военных реликвий, археологических поисков лучше низкая частота, ниже 4 кГц. Для смешанного поиска хорошо подходит средняя частота в диапазоне от б кГц до 8 кГц. Принцип работы металлодетекторов вглубине почвы на разные цели с
отдельными катушками одинакового размера, но работающих на различных частотах, указано на Фиг.8
На Фиг. 1 и Фиг. 2 изображена схема полезной модели на примере трехчастотной катушки для металлодетектора Minelab X-Terra 505/705, где ТХ1, ТХ2, ТХЗ - передающие индуктивные обмотки с различной величиной магнитной индукции; RX1, RX2, RX3 - приемные обмотки с различной величиной магнитной индукции. Они расположены таким образом, что достигается минимальная индуктивная связь «К» между ними. СТХ1, СТХ2, СТХЗ - конденсаторы, соединенные с передаточными обмотками. CRX - конденсатор, который соединен с приемными обмотками. Темным оттенком выделена наиболее чувствительная часть катушки металлодетектора. Также на схеме изображен микроконтроллер с авторской программой, Коммутатор N21 и Коммутатор N° 2 на основе электронных реле, а также Датчик питания и накопитель энергии на основе конденсатора большой емкости.
Полезная модель работает следующим образом: при включении металлодетектора катушка начала работать на частоте 7,5 кГц. Если пользователь желает изменить частоту на 18,75 кГц, то ему для этого необходимо выключить и включить металлодетектор кнопкой питания в течение времени до 2-х секунд, благодаря такому быстрому отключению и включению кнопки питания металлодетектора в средине катушки с помощью двух коммутаторов происходит переключение контактов с одних на другие, к которым присоединены конденсаторы различной емкости, а также другие индуктивные обмотки ( на примере этой схемы ТХ1, ТХ2, ТХЗ i RX1, RX2, RX3), в следствие чего происходит изменение частоты работы катушки. Переключение происходит с помощью встроенных 2-х коммутаторов (на примере этой схемы), питание для переключения этих реле берется благодаря накоплении тока в накопителе энергии, которая берется от питания катушки основным блоком
металлодетектора. Команду на переключение подает микроконтроллер, анализируя команду от датчика питания и время отсутствия питания, все это находится на плате внутри катушки. Если пользователь изменяет частоту 18,75 кГц на следующую частоту 3 кГц, то нужно выключить и включить металлодетектор кнопкой питания в течение времени до 2-х секунд. Таким образом частоты переключаются циклически одна за другой. Если кнопку питания металлодектора выключить и включить более, чем 2 секунды, то переключение частот не происходит. Извещение об изменении частоты происходит в меню блока металлодетектора согласно инструкции пользования этой модели металлодетектора. На фиг.3, 4, 5, б, 7 изображена схема полезной модели с возможностью до 1000 изменений частот.
3) точками отмечена возможность изменений до 1000 частот. Конденсаторы CRX1-CRXN и CTX1-CTXN на этой схеме указаны с последовательным включением и различными емкостями.
4) точками отмечена возможность изменений до 1000 частот. Конденсаторы CRX1-CRXN и CTX1-CTXN на этой схеме указаны с параллельными и последовательным включением и различными емкостями.
5) точками отмечена возможность изменений до 1000 частот. Конденсатор CRX имеет постоянную емкость, конденсаторы CTX1-CTXN на этой схеме указаны с последовательным включением и различными емкостями.
6) точками отмечена возможность изменений до 1000 частот. Конденсаторы CRX и СТХ на этой схеме указаны с постоянным значением емкости.
7) точками отмечена возможность изменений до 1000 частот. Конденсаторы CRX1-CRXN и CTX1-CTXN на этой схеме указаны с параллельным включением и различными емкостями.
Это только часть схем, которые можно использовать применив эту полезную модель, вообще их может быть гораздо больше.
Эта полезная модель подходит к различным типам индукционных датчиков, например, изображенных на фиг.9.
Claims
ФОРМУЛА ПОЛ ЕЗНОЙ МОДЕЛ И
Многочастотная катушка для различных металлодетекторов любых типов, отл ича ется тем, что поисковый датчик (катушка) содержит две или более индуктивные обмотки, которые делятся на приемную и передающую, к концам которых присоединены любые конденсаторы последовательно или параллельно, или неподсоединены вообще, к обмотке добавляется одна или несколько дополнительных индуктивных обмоток или на приемную, или на передающую, или на обе обмотки, которые расположены в катушке не параллельно друг другу, а с некоторым смещением, также в поисковый датчик встроенный коммутатор один или более, микроконтроллер, накопитель энергии, датчик питания, соединенный с микроконтроллером, все это расположено на плате внутри катушки и она полностью герметична.
2. Многочастотная катушка по п. .. о т л и ч а е т с я тем, что количество дополнительных обмоток должно быть от 1 до 1000.
3. Многочастотная катушка по п.1 отл и ч а е т ся тем, что уведомления об изменении частоты происходит с помощью одного или более диодов или многоцветного диода, или без диода с помощью меню металлодетектора или без уведомления.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201502847 | 2015-03-30 | ||
| UA2015002847 | 2015-03-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016159919A1 true WO2016159919A1 (ru) | 2016-10-06 |
Family
ID=57003027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/UA2015/000050 WO2016159919A1 (ru) | 2015-03-30 | 2015-06-12 | Многочастотная катушка для различных металлодетекторов любых типов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2016159919A1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11123501B2 (en) | 2016-03-24 | 2021-09-21 | Nicoventures Holdings Limited | Electronic vapor provision system |
| US11213638B2 (en) | 2016-03-24 | 2022-01-04 | Nicoventures Trading Limited | Vapor provision system |
| US11241043B2 (en) | 2016-03-24 | 2022-02-08 | Nicoventures Trading Limited | Vapor provision apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5969528A (en) * | 1998-01-22 | 1999-10-19 | Garrett Electronics, Inc. | Dual field metal detector |
| CA2876534A1 (en) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | Terry FRY | Metal object or feature detection apparatus and method |
-
2015
- 2015-06-12 WO PCT/UA2015/000050 patent/WO2016159919A1/ru active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5969528A (en) * | 1998-01-22 | 1999-10-19 | Garrett Electronics, Inc. | Dual field metal detector |
| CA2876534A1 (en) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | Terry FRY | Metal object or feature detection apparatus and method |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11123501B2 (en) | 2016-03-24 | 2021-09-21 | Nicoventures Holdings Limited | Electronic vapor provision system |
| US11213638B2 (en) | 2016-03-24 | 2022-01-04 | Nicoventures Trading Limited | Vapor provision system |
| US11241043B2 (en) | 2016-03-24 | 2022-02-08 | Nicoventures Trading Limited | Vapor provision apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2016241101B2 (en) | Inductive power transmitter | |
| KR102625659B1 (ko) | 다중 송신 코일을 이용한 다중 충전 조건에서 수신 코일 및 이물질 감지 장치 | |
| WO2018123769A1 (ja) | 金属異物検出装置、ワイヤレス給電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム | |
| EP2429058A2 (en) | Wireless power supply apparatus, wireless charging apparatus, and wireless charging system using the same | |
| KR20140131428A (ko) | 무선 충전 장치 및 방법 | |
| JP2011120450A (ja) | ワイヤレス給電装置、ワイヤレス電力伝送システムおよびそれらを利用したテーブルと卓上ランプ | |
| WO2018123770A1 (ja) | 金属異物検出装置、ワイヤレス給電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム | |
| WO2016159919A1 (ru) | Многочастотная катушка для различных металлодетекторов любых типов | |
| US10802614B2 (en) | Electronic circuit of electronic pen and electronic pen | |
| US8618815B2 (en) | Position detecting device | |
| KR102630557B1 (ko) | 무선전력 송신장치 | |
| EP4080728A1 (en) | Wireless power feeding system having tuning adjustment circuit | |
| DE69733278D1 (de) | Induktiver näherungssensor mit induktive nachführung aufweisender oszillatorschaltung | |
| JP5770589B2 (ja) | ワイヤレス電力伝送装置および相対位置検出方法 | |
| JP2011193619A (ja) | 無線電力伝送用送受信器 | |
| WO2003077364A3 (en) | Antenna system for a transponder radio-frequency reading device | |
| JP6147434B1 (ja) | 共振型電源装置及び共振型電力伝送システム | |
| JP5761508B2 (ja) | 電力伝送システム | |
| JP2011193663A (ja) | 磁気共鳴回路及びセンサー回路 | |
| KR101980604B1 (ko) | 센싱 시스템 및 방법, 이를 이용한 휴대 단말기 | |
| CN103034827B (zh) | 一种射频标签检测装置及其检测方法 | |
| JP2018078773A (ja) | 無線給電装置、及び無線給電方法 | |
| JPH07198836A (ja) | 飛翔物探索システム | |
| JP7261506B2 (ja) | ワイヤレス給電システムおよび円形・球形・多面形状を有する受電器 | |
| JPS6329829A (ja) | 位置指示器の状態検出方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15887937 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15887937 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |