7. Перспективи розвитку

  • Час 24-08-2015, 19:19
  • Автор admin
  • Коментарів 0 Комент.
  • Силка url

Природу не обдуриш - її закони об'єктивні і недосяжні для влади людини. Коль ми не в змозі змінити рівняння Максвелла, - чекати, що в майбутньому електронні металошукачі здійснять кардинальний стрибок по глибині виявлення предметів, на жаль, не доводиться.

Інша справа - селективність по металах, а точніше кажучи, - за типами виявляються мишений. Активність розробок провідних зарубіжних фірм, що випускають електронні металошукачі, в останні роки була сконцентрована саме навколо даної задачі.

Практично можна вважати дозволеної завдання відділення (дискримінацію) небажаних сигналів від такого типового металевого сміття, як алюмінієва фольга, залізні і алюмінієві пробки від пляшок, іржа. Дискримінація заснована на обробці сигналів від двох каналів електронної частини металошукача і за своєю суттю є сортуванням сигналів, відбитих від різних мишений, по фазі.

Широке поширення отримала комп'ютеризація металошукачів, точніше кажучи, застосування КМОП-мікропроцесорної техніки в сукупності з багатофункціональними рідкокристалічними дисплеями. Справедливості заради, слід зазначити, що застосування вбудованого в металошукач мікроконтролера дає тільки всілякі зручності користувачеві, що не покращуючи, в порівнянні з аналогічним приладом без мікропроцесора, основні параметри.

Однак, незважаючи на очевидний прогрес у розробках провідних фірм, існує, на думку автора, нове актуальний напрямок, в якому слід очікувати подальших якісних змін. І цей напрямок також пов'язане з поліпшенням селективності металошукачів, тобто з їх здатності розрізняти ті чи інші метали. Всю історію останніх тисячоліть людство прагнуло до золота. Тому дуже актуальне прилад, що дозволяє відрізнити, грубо кажучи, горщик з монетами від викинутого "в кращих традиціях", за непотрібністю, заднього моста від колгоспного вантажівки. Тут уже мало буде приладу, здатного відрізнити залізну пробку від монети. Необхідний прилад, що реагує на тип металу для об'єктів довільної форми і довільного розміру.

На яких же основних принципах можна побудувати такий електронний металошукач? Відповіддю на питання може служити відомий науковий факт - з аналізу частотної характеристики відбитого сигналу можна досить точно визначити приналежність невідомої мішені до провідного матеріалу того чи іншого типу, див. [32], стор. 196. Отже, такий прилад в принципі не може працювати на гармонійному (синусоидальном) сигналі фіксованою частоти. Залишаються два варіанти - змінювати частоту і реєструвати частотну характеристику (в термінах [32] - характеристичний профіль мішені), або випромінює не гармонійний сигнал, а сигнал зі складним спектром, і реєструвати одночасно компоненти цього спектру у відбитому сигналі.

Перший з цих варіантів був запропонований ще в роботі [I], однак автору невідомо жодне з його реальних втілень. По всій видимості, досить тривала в часі процедура аналізу частотної характеристики сигналу неприйнятна для мобільних приладів пошуку.

Другий варіант видається набагато кращим, тому що одночасний аналіз компонент спектра економить час. Більш зручна і практична реалізація - за своєю схемотехнике прилад може бути аналогічним описаним вище металошукачам індукційного типу і за принципом "передача-прийом", з різницею лише у формі випромінюваного сигналу, кількості каналів і пристрої обробки.

Сформувати випромінюється сигнал для такого приладу також нескладно. Найпростішим рішенням є генерування сигналу напруги прямокутної форми (меандр), що має лінійчатий спектр з непарних гармонік.

Випромінююча котушка (коливальний контур в даному випадку не підходить) буде по-різному перетворювати різні компоненти спектра подається на неї сигналу напруги в струм зважаючи індуктивного характеру свого імпедансу. Для того, щоб чутливість по каналах металошукача, відповідним різним лініям спектра сигналу, була однаковою, доцільно використовувати не меандр, а сигнал більш складної форми, у якого високочастотні лінії спектра мають велику амплітуду. Цілком імовірно, що для пропонованого приладу нового типу буде потрібно не настільки рідкісний лінійчатий спектр, як у меандру. В даному випадку універсальним рішенням може виявитися цифровий генератор псевдовипадкової послідовності на сдвиговом регістрі невеликої довжини (у поєднанні з перемножением на меандр несучої частоти). Формування таких сигналів цілком реалізовується цифровими методами як за допомогою мікропроцесорів, так і за допомогою звичайних мікросхем низького ступеня інтеграції.

Цікавим є питання - яка кількість ліній спектра аналізувати? Очевидно, що для звичайної схемотехніки воно обмежене кількістю каналів металошукача, тобто розумними апаратурними витратами. Розумним обмеженням для аналогової реалізації є, на думку автора три лінії спектра (шість каналів металошукача). Їх оптимальні відносні амплітуди і частоти потребують подальшого вивчення.

Стрімкий прогрес мікроелектроніки та цифрової мікропроцесорної техніки дозволяє сподіватися, що можливий в недалекому майбутньому і інший варіант реалізації металошукача нового типу. Його основна ідея полягає в перенесенні "центру тяжіння" з аналогової частини приладу на цифрову. Аналіз спектру відбитого сигналу буде реалізований програмно за допомогою мікропроцесора. В даному випадку зростання кількості аналізованих ліній спектра не буде призводити до додаткових апаратурним витратам. Такий металошукач буде містити мікропроцесорний мікроконтролер, 16-розрядний АЦП, попередній підсилювач, вихідний формувач, пристрій індикації. Допустима ступінь складності обробки інформації буде залежати від розміру програми (від обсягу ПЗУ і ОЗУ) і від продуктивності мікропроцесора (визначається припустимою потужністю, споживаної від акумулятора).

Хто знає, можливо один з молодих читачів цієї книги буде писати програми для таких металошукачів ...

Tags

Коментарі до новини