РАБОТА ДАТЧИКА. ЧАСТЬ ВТОРАЯ - ИНДУКЦИОННЫЙ БАЛАНС (теория)
Как устроен датчик МД? Что такое баланс катушек для чего он нужен? Рассматриваем
Многие из нас уже в курсе, что бОльшая часть приборов которые мы используем работает по принципу индукционного баланса. Англ. Iduction Balance или сокращенно IB (АйБи), в розговоре просто «балансними». Все Квазары, Фортуны и многие другие работают по этому принципу.
В нашем датчике есть ДВЕ катушки. Приемная и передающая RХ и ТХ.
ТХ датчик излучает электромагнитное поле своей рабочей частоты, а RХ катушка находится в непосредственной близости около ТХ. И при этом НО на ее выходе присутствует сигнал минимального уровня, приближенный к НОЛЮ вольт. Как так получается? Ведь вокруг ТХ катушки присутствует довольно сильное поле, которое должно порождать в катушке RХ немалый ток и (как следствие) на ее концах должна быть создана существенное переменное напряжение в виде сигнала ТХ…
Всё дело в индукционном балансе. Геометрически (в пространстве) обе катушки (RХ и ТХ) расположены ТАК, что сумма всех полей пересекающих RХ катушку максимально приближена к нулю. Т.е. поля и токи ими наводимые компенсируют сами себя, и в результате этого на выходе RХ имеем практически НОЛЬ. Поле одного направления компенсирует поле другого направления в разных местах катушки RХ. Т.е. вся система из двух катушек пребывает во взаимном балансе. Такой баланс называют индукционным, еще его называют балансом «по полю», иногда его называют «геометрическим» или «механическим».
На концах катушки RX напряжение равно НУЛЮ до внесения в поле датчика цели.
Те, кто практически пробовали изготавливать ту же самую дабл Ди, знают насколько иногда бывает сложно поймать эту «точку баланса» или точку нуля. Сдвинул одну катушку относительно другой на долю миллиметра и ВСЁ!, баланс уехал и на выходе RХ уже не НОЛЬ а НЕСКОЛЬКО вольт. И датчик стал условно неработоспособным…
Забегу наперед – как только в нашу сбалансированную систему из двух катушек попадает ЦЕЛЬ – система сразу выходит из баланса и на выходе RХ катушки получаем то что называется СИГНАЛ ЦЕЛИ. Сигнал грунта пока не трогаем.
Про баланс по полю понятно. Я надеюсь
Есть еще другой баланс – электрический. Рассмотрим его…
Все мы знаем, что помимо ДД датчиков есть датчики которые называют «моно-кольцо», «кольцо» или «концентрический датчик». Такой датчик состоит из двух круглых (овальных, а иногда и ближе к прямоугольным) катушек находящихся на одной оси и в одной плоскости. Снаружи обычно передающая катушка ТХ – внутри приемная RХ. Но тут есть засада Катушек на самом деле не две а ТРИ. Есть еще КОМПЕНСАЦИОННАЯ CX катушка которая имеет два варианта расположения, но мы рассмотрим только один из них.
СX находится рядом с приемной и полностью повторяет ее контур. Она имеет намного меньше витков провода чем приемная и включена она последовательно и в противофазе к приемной.
Что это значит?!… Это значит, что передающая катушка наводит ток И В ПРИЕМНОЙ катушке И В КОМПЕНСАЦИОННОЙ, но поскольку эти токи текут в противоположном направлении (в противофазе) то они компенсируют друг друга приводя свой результат к нулю. Если +3 вы добавите -3 то получится ноль – потому что знаки чисел противоположны.
В этом случае приблизительно так же. Это «электрический баланс», и его результат такой же, как и у «баланса по полю» - на выходе катушки RХ сигнал практически равен нулю вольт. То есть система (уже из трех катушек) пребывает во взаимном балансе.
И СНОВА! - стоит в поле этой системы катушек внести ЦЕЛЬ, как система сразу же выйдет из баланса и результатом этого будет сигнал цели на выводах RX.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если в ДД датчике сложно найти взаимное расположение катушек для приведения системы в баланс, то в «моно-кольце» порой сложно подобрать количество витков компенсационной катушки для приведения системы в баланс, или как говорят «В НОЛЬ» (имеется в виду НОЛЬ ВОЛЬТ на выходе RХ катушки).
А теперь чистая практика. Почему баланс датчика со временем «уезжает» далеко от нуля и датчик начинает работать хуже? Нам нужно включать разнообразные компенсаторы в приборах, и приводить баланс к каким то «референтным» значениям. Ответ прост… Физико-химические свойства смол и компаундов которыми залиты датчики таковы, что от влияния окружающей среды они деформируются механически. Меняется геометрия катушек, и их взаимное расположение, соответственно и их баланс. Поэтому иногда датчики отслужившие сезон нужно «досводить».
ДЛЯ ЧЕГО НУЖЕН ЭТОТ САМЫЙ БАЛАНС
Итак, МЫ проносим наш сбалансированный датчик над целью. Что происходит?
В прошлом опусе я писал что в цели наводится ТОК который порождает вокруг цели ПОЛЕ ЦЕЛИ. Так ВОТ – поле цели и вступает с полем катушки ТХ во «взаимодействие», «искажая» его таким образом, что система выходит из баланса и на выходе RХ катушки этот «разбаланс» отображается в виде напряжения.
До внесения цели в поле датчика – это напряжение было приближено к нулю, а при появлении цели оно стало отличаться (по амплитуде и фазе).
Поле цели повлияло на поле ТХ, и результирующее всех полей породило в RХ течение тока и напряжение на ее выводах. Это напряжение и есть тот самый СИГНАЛ ЦЕЛИ с которым мы будем работать дальше.
Ранее мне сделали правильные замечания.
Поэтому, далее будут некоторые утверждения которые нужно сделать.
1. ВОПРОС: чей «сигнал» принимает RХ катушка при попадании в нее цели? ОТВЕТ: она принимает искаженный полем цели сигнал ТХ. Т.е. сигнал самого прибора.
2. ВОПРОС: Принимает ли RХ катушка исключительно «поле цели»? Ответ: Нет! Она принимает результирующее поле которое можно условно представить в виде = «поле ТХ»+«поле ЦЕЛИ»
