Наверное многие за последние годы обратили внимание , что выпускаемые на рынок новинки МД техники от различных производителей не несут в себе каких то концептуальных изменений затрагивающих основы физического метода положенного в основу их работы — метода вихревых токов (МВТ).
Как правило изменения касаются внешних форм приборов ,введения в них различных хорошо известных достижений электронной техники ( цветные дисплеи, радиоканалы, навигаторы и пр.).
При этом уровень основных показателей назначения — чувствительность , качество идентификации целей , способности их разделения и выделения , универсальность и т.п. остаются практически на том же уровне.
Складываются ощущение какого то асимптотического потолка в прогрессе развития такой техники.
С чем это связано?
Попробуем разобраться.
На сегодняшний день основная масса приборов представленных на рынке являет собой реализацию классического одночастотного МВТ с использованием индукционно сбалансированного датчика и широко известного способа подавления мешающего влияния минерализации грунта — способа проекции . Все это имеет бесконечное количество вариантов практической реализации, что и предопределяет картину кажущегося прогресса в это области. Но в общем то «воз и ныне там». Как , например , была проблема достоверности идентификации глубинных малосигнальных целей обусловленная влиянием
грунта , так она и осталась.
Почему так?
Все определяется низкой информативностью сигналов датчика при таком подходе.
Если ввести такое понятие как индекс мерности сигнала , то для данного варианта реализации МВТ он равен двум — амплитуда и фаза. В то же время совокупное количество параметров урывающей среды и цели значительно больше. Это электропроводности и магнитные параметры грунта и цели , размеры и положение последней , постоянно из меняющийся зазор сканирования и т. п.
Из этого следует , что здесь можно составить систему из двух уравнений увязывающую параметры сигнала(амплитуду и фазу) и параметры цели, в которой ,однако, неизвестных будет гораздо больше двух. Понятно , что такая система в общем случае не разрешима — по двум параметрам сигнала мы не сможем узнать обо всех параметрах цели.
В частности, решить первую по важности задачу МВТ — описание поведение сигнала грунта в момент взаимодействия датчика с целью , что главным образом и влияет на качество ее идентификации.
Тогда возникает естественный вопрос — как же все это работает , как то находит и идентифицирует?
Сегодня существует целый ряд допущений ,приемов и способов позволяющих упростить эти уравнения и как то «вытащить» , » очистить» сигналы цели от мешающего влияния, в частности, параметров укрывавшей среды — основного мешающего воздействия.
Например , это относительная стабилизация датчика по зазору сканирования, позволяющая в известной мере считать , что этот параметр постоянен, использование динамического режима работы детектора и т.п.
Однако все эти приемы и способы носят ограниченный характер и границы их примени мости очень сильно зависят от условий поиска — состояния рельефа грунта , техники сканирования, постоянства параметров минерализации и много другого.
Этим во многом объясняется то, что в одних условиях прибор может доставить истинное удовольствие от поиска , в других …. можно сильно сильно сожалеть о его приобретении.
В этой связи можно с уверенностью говорить , что все глубинные, малосигнальные цели при использовании одночастотного МВТ ,например, идентифицируются (хотя бы по уровню черный — цветной) и выкапываются на удачу или вероятностно- интуитивным образом. В целом пользователю одночастотных МД необходимо помнить , что у таких приборов нет физически обусловленной возможности достаточно точно рассчитать(учесть) поведение сигнала грунта из за чего сигнал этого грунта , носящий случайный характер может «забросить» сигнал цели по шкале ВДИ куда угодно.
При этом с ростом уровня минерализации грунта и с уменьшением сигнала от цели вероятность правильной идентификации цели будет снижается.
Как ни странно , но ограниченная информативность сигнала датчика в одночастотном варианте МВТ , если речь идет о профессиональной технике , всегда будет определять сложность ее эксплуатации , поскольку это потребует профессионального использования дополнительных сложных (статистически неоднозначных) приемов обработки сигналов , методик сканирования и пр. с целью минимизации влияния мешающих факторов.
Если речь идет о простой техники , то при приобретении прибора пользователь всегда должен задуматься о той ущербности МД за счет которой была реализована эта простота.
Исходя из вышеизложенного можно с уверенностью сказать , что одночастототный
вариант МВТ в своем развитии подошел к известному физическому пределу и дальнейший прогресс в создании аппаратуры на основе данного метода может быть связан только с повышением информативности сигналов первичного преобразователя — датчика, т.е. повышении индекса мерности сигнала.
На основании выводов из теории МВТ это может быть достигнуто как возбуждением датчика одновременно токами нескольких частот , так и использованием много катушечных датчиков с различной пространственной ориентацией катушек.
Конечно возникает вопрос : А как же тогда быть с известными многочастотными приборами, которые хоть и незначительно присутствуют на рынке, но где этот подход уже реализован?
По нашим оценкам, если отбросить технологический креатив в виде цветных дисплеев и пр. , прорыва в эффективности поиска особенно в повышении качества идентификации глубинных целей эти приборы так и не совершили и это не смотря на в три раза повышенный индекс мерности комплексного сигнала .Об этом , кстати,говорит и их относительно невысокая популярность среди дорогих профессиональных приборов.
С чем это связано?
Изложим свою точку зрения.
В известных приборах применяется возбуждение датчика напряжением сложной формы представляющее
ограниченный ряд нечетных гармоник , что, учитывая нерезонансность ( для всех частот) ,влечет за собой (из за низкого тока) невозможность получения высокой чувствительности датчика. Разумеется это справедливо и усугубляется и в отношении приемной — сигнальной части датчика.
Уже только из за этого недостатка дальнейшее развитие этой идеи становится мало перспективным. Действительно, зачем нужна качественная глубинна идентификация , если нет самой глубины… из за низкой чувствительности.
Но самое непонятное заключается в том , что авторы идеи не удосужились, повысив индекс мерности сигнала, решить важнейшую задачу разделения сигналов цели и грунта , ограничились выводом на дисплей амплитуднофазовых компонент комплексных сигналов для каждой частоты , посчитав , что такое представление позволит пользователю более достоверно идентифицировать цель. Отчасти это так , но решение копать или не копать здесь опять будет принимать в основном пользователь ( не прибор) апеллируя к своему опыту и интуиции, потому что для каждого сигнала полученного на той или иной частоте будет характерен такой же разброс по ВДИ сигналом грунта, как и в случае одночастотного возбуждения.
По результатам изучения состояния уровня развития МД — техники ……
Фрагмент статьи от Lvovich
http://www.reviewdetector.ru/index.php?showtopic=631020&st=460
