Дослідження технологій детектування у сучасних пристроях пошуку металу

Abstract

Мета кваліфікаційної роботи магістра – дослідження ідентифікації металів методом вихрових струмів, спрямованого на виявлення металевих предметів в будь-якій місцевості. Об’єкт дослідження – процес ідентифікації матеріалу металевих виробів за відповідними сигналами. Предмет дослідження – технології детектування у сучасних пристроях пошуку металу. У рамках кваліфікаційної роботи магістра вирішено актуальне завдання щодо удосконалення методу контролю для ідентифікації металевих предметів. Проведено огляд існуючих методів ідентифікації металів та визначено їхні обмеження. При аналізі аналогічних проектів на ринку металошукачів визначено напрямок досліджень для впровадження новаторських рішень на етапі проектування. Розроблений металошукач об'єднує пошукові котушки, які не лише забезпечують повний набір функцій і можливостей, а й зменшують витрати на придбання пошукового обладнання. При аналізі технологій детектування в сучасних металошукачах найбільш практичними вважають застосування технологій VLF та VFLEX. VLF є широко поширеною та перевіреною часом технологією, що утворює основу більшості детекторів металу. Технологія VFLEX доповнює VLF, забезпечуючи підвищену ефективність детектування за рахунок ідеальної передачі синусоїди через внутрішній генератор пошукової котушки. При порівнянні характеристик різних типів котушок встановлено, що глибина пошуку та площа сканування ґрунту залежать від параметрів пошукового датчика. Результати моделювання визначили вимоги до випробувальної моделі, яка включає структурні та електричні функціональні схеми. Випробування моделі підтвердили адекватність технічних рішень та результатів моделювання. Розглянуто динамічний метод на основі вихрових струмів, який забезпечує дистанційне та оперативне визначення типу металу, враховуючи важливий аспект аналізу без пошкодження поверхні об'єкту. Створено практичну модель та систему обробки сигналів, розширивши функціональні можливості пристроїв та розширивши спектр ідентифікованих металів. Досліджено п'ять інформативних ознак сигналу, що дозволяє дистанційно розрізняти метали, і показано їхню ефективність у визначенні типу металу. Проведено дослідження бази сигналів різних типів металів, і розроблено концепцію відносної амплітуди як ключового параметра для ідентифікації металу. Застосування спектрального методу та методу графічно-цифрових образів дозволяє створювати базу образів для аналізу металевих об'єктів з високою ймовірністю ідентифікації. Модель має великий потенціал для розширення та додавання нових функцій. Для інтерфейсу передачі даних між датчиком та моделлю запропоновано використання технології Bluetooth, яка забезпечує надійну передачу інформації при високому рівні електромагнітного випромінювання, відзначається низькою ціною, енергоефективністю та простотою в експлуатації. В ході конструкторського дослідження, проведеного у роботі, запропоновано реалізацію конструкції металошукача. Загалом, отримані результати свідчать про значний внесок у розвиток області ідентифікації металів з використанням різних методів.