МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ "ТОП-ТОП" СО СТЕРЕОЭФФЕКТОМ
METAL DETECTOR "TOP-TOP" WITH STEREO EFFECT

Изобретение относится к средствам обнаружения скрытых объектов с использованием электромагнитного поля и может применяться в геофизике, археологии, строительстве и др., а также при поиске и локализации мелких металлических предметов.
Известен компактный металлоискатель, содержащий передающую катушку, подключенную к генератору, и приемную катушку, подключенную через предварительный усилитель к входу синхронного детектора. Синхронизирующий выход генератора соединен через фазосдвигающую цепь с входом синхронного детектора, выход которого через усилитель подключен к динамикам (US 4423377, кл. G01V 3/10, опубликован 27.12.1983).
Основным недостатком данного устройства является малая пространственная избирательность. Такая избирательность обусловлена малой зоной обнаружения, так как для прибора, конструктивно выполненного с катушкой возбуждения, расположенной в одной плоскости с приемными катушками, чувствительность убывает в прямой пропорции от расстояния до искомого объекта. Поэтому металлоискатель приходится подстраивать на максимальную чувствительность, из чего следует большое число ложных срабатываний.
По технической сущности наиболее близким к предложенному решению является металлоискатель, содержащий передающую катушку, внутри которой расположены сразу две приемные катушки. Передающая катушка подключена к генератору. Первая приемная катушка соединена с первой детектирующей схемой, а вторая приемная катушка - со второй. Выходы первой и второй детектирующих схем соединены с цифровым сигнальный процессором, который соединен с вычислительным модулем. К микропроцессору подключено устройство управления, а к выходу модуля подключены цифровой дисплей и динамики (US 5786696, кл. G01V 3/11, опубликован 28.07.1998).
Недостатком данного металлоискателя является низкая избирательность. Это не позволяет точно определить нахождение объекта и приводит к ложным срабатываниям.
В основу изобретения положена задача создания металлоискателя, позволяющего повысить точность нахождения искомых объектов.
Поставленная задача обеспечена техническим результатом, заключающимся в возможности получения объемного позиционирования искомых объектов, благодаря, в том числе, получению стереодиаграммы, созданной головными телефонами в результате обработки сигналов фазового сдвига и уровней амплитуды этих сигналов.
Также немаловажным положительным фактором является повышение удобства пользования металлоискателем, заключающееся в том, что руки поисковика остаются свободными для выполнения других функциональных действий, при этом поиск скрытых объектов, с одной стороны, не привлекает внимание окружающих, а с другой, не отвлекает их от своих занятий.
Металлоискатель содержит два индуктивных датчика, выполненных с возможностью закрепления на деталях низа обуви поисковика; размещенные в корпусе блок управления, соединенный с источником питания, и вычислительный модуль, а также головные телефоны. Каждый индуктивный датчик включает катушку возбуждения и приемную катушку. Вывод катушки возбуждения подключен к выводу расположенного в корпусе генератора, соединенного с блоком управления, а выводы приемной катушки через расположенные в корпусе соответствующие усилитель и синхронизатор подключены к выводу генератора и выводу соответствующего аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Вывод АЦП соединен с соответствующим выводом вычислительного модуля, другие выводы которого соединены с блоком управления, а выход вычислительного модуля через модулятор фазы сигналов соединен с головными телефонами.
Вычислительный модуль металлоискателя выполнен с возможностью формирования стереосигнала.
Приемная катушка и катушка возбуждения каждого индуктивного датчика расположены соосно.
В качестве источника питания использована аккумуляторная батарея.
Корпус металлоискателя и аккумуляторная батарея выполнены с возможностью закрепления с разных сторон на поясе поисковика.
В варианте выполнения металлоискателя головные телефоны могут быть соединены с модулятором фазы сигналов беспроводной связью.
Сущность изобретения заключается в том, что металлоискатель содержит две когерентные катушки возбуждения и соосные им две приемные катушки, которые попарно образуют однонаправленные индуктивные датчики. Приемные катушки вместе с соответствующими им синхронизаторами и ограничителями образуют два измерительных контура. Сигналы данных контуров, прошедших АЦП, обрабатываются на встроенном вычислительном модуле. Результаты обработки информации по каждому контуру отображаются в стереорежиме на головных телефонах (микронаушниках). Это позволяет определить не только наличие искомого объекта, но и примерное направление на него. Глубина залегания искомого объекта отображается частотой следования этих сигналов. Блок управления имеет переключатель, позволяющий выбрать режимы работы металлоискателя: фазовый или амплитудный.
Индуктивные катушки могут быть закреплены на деталях низа обуви поисковика, преимущественно подошвах, например, с помощью скотча, липучек или ремней. Также возможно вмонтирование указанных катушек в такие детали низа обуви, как стельки. Корпус металлоискателя, включающий блок управления, и аккумуляторная батарея электропитания к нему крепятся с разных сторон туловища на поясном ремне. Головные телефоны можно использовать миниатюрные, чтобы не отвлекать внимание окружающих. Важным моментом данного устройства является то, что в процессе его работы руки поисковика всегда остаются свободными.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема металлоискателя; на фиг. 2 - схематическое размещение элементов металлоискателя на одежде поисковика; на фиг. 3 - контуры подошв обуви, снабженные индуктивными датчиками.
В основе функционирования металлоискателя лежат два обычных индуктивных датчика 1 и 2 (фиг. 1). Датчики представляют собой катушки возбуждения 3 и 4, на внешней стороне которых выполнены две приемные катушки 5 и 6. Конструктивно датчик может быть выполнен в форме эллипса (фиг. 3). Приемные катушки 5 и 6 наводят ЭДС первого и второго каналов. Для получения обратного сигнала максимального уровня катушки в каждом датчике могут быть установлены соосно.
Изображенная на фиг. 1 принципиальная схема металлоискателя включает генератор 7, работающий под управлением блока управления 10. Сигналы от приемных катушек 5 и 6 через усилители 8 и 9 поступают на синхронизаторы 11 и 12, затем через АЦП 14 и 15 они заводятся на вычислительный модуль 13. От вычислительного модуля 13, информационный вход которого соединен с блоком управления 10, а информационный выход - с АЦП, через модулятор фазы сигналов 16 обработанный стереосигнал подается на головные телефоны (стереонаушники) 17.
На фиг. 2 представлено размещение элементов металлоискателя на одежде поисковика. Головные телефоны (стереонаушники) 17 расположены на голове поисковика, корпус 18 металлоискателя и источник питания в виде аккумуляторной батареи 19 закреплены для равновесия с разных сторон на его поясном ремне. Корпус металлоискателя снабжен средством переключения режимов его работы. Катушки возбуждения 3 и 4 и приемные катушки 5 и 6 закреплены на подошвах обуви поисковика. Головные телефоны, корпус и индуктивные датчики соединены между собой проводной связью.
На фиг. 3 представлены эллипсовидные индуктивные датчики катушек возбуждения 3 и 4 и приемных катушек 5 и 6, укрепленные на подошвах обуви поисковика 20 и 21.
Работа устройства строится на традиционных методах обнаружения искомых металлических объектов с использованием поисковых датчиков. Признаками искомых объектов при использовании металлоискателя являются изменения фазочастотных характеристик датчиков.
Металлоискатель прост и удобен в работе. Закрепленные на подошвах поисковика, т.е. в непосредственной близи от земли, индуктивные датчики позволяют более точно обнаружить искомые объекты, а на основе прослушивания в головных телефонах стереосигнала поисковик может представить пространственное расположение этих объектов.