ТЕМА: Електро-магнитен резонанс и приложението му при индукционния баланс.

Електро-магнитен резонанс и приложението му при индукционния баланс.

Какво е резонанс?
В смисъла на приложенията в металните детектори резонанса е явление, което определя състоянието на бобините на търсещите антени спрямо честотата на излъчващия генератор.
Много често се допуска грешката, ча детектор е настроен в резонанс, защото предавателната бобина на антената е настроена в резонанс относно честотата на генератора. Това е само резонанс в предавателната част, който спомага за постигане по-големи излъчени мощности, но няма нищо общо с пълен резонанс на антената.

Идеалният детектор от тип индукционен баланс би бил такъв, чиято мощност идва изцяло от излъчената мощност на генератора и в, чиято електроника не присъства никакво електронно усилване на сигналите от приемната бобина. Това за съжаление е невъзможно на този етап от развитието на електрониката и за добро или лошо електронно усилване е необходимо.

Каква връзка има всичко това с електро-магнитния резонанс на приемната бобина?

Когато една приемна бобина не е настроена в резонанс, тоест няма никакъв паралелен или последователен капацитет тя има така наречената базова характеристична чувствителност. По тази причина детектори произведени по този начин се нуждаят от много голямо електронно усилвне, което при всички случаи, без излкючение води до големи нива на електронен шум, който на описателен разговорен термин е често наречен – чоплене на семки (инж. Войнов), скърцане и т.н..

Ако приемната бобина е настроена в пълен резонанс спрямо излъчваната честота нейната характеристична чувствителност се повишава в идеалния случай с фактор от 100 пъти. Това на прост език означава, че приемната бобина доставя сигнал който вече е усилен 100 пъти по индуктивен път.
Индуктивното усилване на сигнали е най-чистата форма на електрическо усилване което не внася никакъв електронен шум, тъй като това усилване не се отнася до работа на електронни елементи. Шума на Силиция не присъства в този случай.
Напълно настроен в резонанс детектор може да постигне голяма чувствителност с електронно усилване 10000 пъти или по-малко.
За не резонансен детектор същата чувствителност ще изисква 100 пъти по-голямо усилване по електронен път, което означава 10000 х 100= 1000000. Един милион пъти усилване на полезните сигнали.
Не е изобретен електронен метод при който при един милион пъти усилване да няма значителни нива на шум, често непоносими нива, които правят детекторите неизползваеми или неудобни за работа от масовия потребител.

Други предимства на настроените в резонанс антени?

Без резонанс всяка бобина ще има както базова характеристична чувствителност, така и базово ниво на способност за филтриране на вредни сигнали. За вредни се считат всички сигнали, които не са част от излъчената енергия на детектора.
Настроена в пълен резонанс приемна бобина има съпротивление срещу вредни сигнали (смущения) което се равнява на банд-пас филтър от десети ред. Настроената в резонанс бобина е трептящ кръг през който се пропускат с максимална ефективност всички сигнали които са на работната или много близко до нея честота. Всички други сигнали и/или смущения се филтрират от трптящия кръг на приемната бобина.
По тази причина резонансните детектори са възможно най-стабилните срещу смущения и най-тихите по отношение на слаби нива на звуков праг.

Друго безспорно предимство на резонансните антени е тяхната недостигната способност за разделяне на различните фази от различните сигнали.
Резонансните антени имат многократно по-голяма чувствителност към фазово-амплитудни отклонения сравнени с не резонасни бобини. От тук произхожда факта, че всички масово произвеждани детектори не са способни да различават металите в голяма дълбочина, защото техните антени не са настроени в резонанс. А вместо това ползват прости приемни бобини, които са безспорно по-удобни за масово производство.

Недостатъци на резонансните антени.

Ако са изпълнени както трябва резонансните антени нямат недостатъци.
В практиката обаче възникват редица трудности при изпълнението им, които водят до много проблеми – температурна нестабилност бидейки най-сериозния от тях. Това е най-сериозната причина поради която масовите производители на детектори не приемат производството на резонансни антени като печеливш фактор.
Поради проблемите с температурна нестабилност производството на резонансни антени изисква много по-скъпи материали, осигуряващи среда за постигане на добри работни параметри.

Резонансите антени също изискват много кратно по-дълъг период от време за настройване в сравнение с базовите варианти.
Всичко това води до много кратно по-висока себестойност при производството им. За сравнение с не резонансна антена разликата в производствената себестойност е около 10 пъти (материали + труд).

Друг недостатък на резонансните антени е тяхната повишена чувствителност към среда с високо минерално съдържание. По-голямата чувствителност към метали неминуемо води и до по-висока чувствителност към земя и земни минерали, защото те са обвързани в съотношение, което не е превъзмогнато от нито енда технология до момента. Повишаване на чувствителност към метали върви ръка за ръка с повишена чувствителност към земя и земни минерали, при всички работни технологии до момента в това число и импулсната индукция.
От тук следва, че производството на резонансни антени за минерална среда е сериозно предизвикателство, но е също далеч от невъзможно.

Имат ли конструктивни разлики приемните бобини които не са настроени в резонанс от тези които са настроени в пълен резонанс. Или разликата им е са само в настройката .

Nesho писа: В резонанс могат да се настройват всякакви бобини. Резонанса е явление, което не зависи от конструкция на бобини а само от настройка.

Значи основните разлики доколкото разбрах са време за настройване и скъпи материали необходими за постигане на по добра температурна стабилност.

А откъде идва тоя недостатък температурна нестабилност при антените настроени в пълен резонанс .

Nesho писа: Температурната нестабилност е потенциален проблем, който се отнася за всички антени. При резонансните антени този проблем е по-голям с фактор от 100 пъти, защото пълния резонанс заменя 100 пъти от електронното усилване. Това означава, че при пълен резонанс антените трябва да са много кратно по-стабилни температурно от стандартни антени.
Стандартни антени се произвеждат често изцяло от пластмасови детайли, пълнежи от пяна и т.н. Резонансна антена е невъзможно да се изработи по такъв подход и да работи.
За резонансните антени дори солидна термо устойчива смола може да е проблем с вътрешните и промени, които настъпват в процеса на стареене. А на слънце всичко старее бързо.
Сега прибави към споменатото до тук високоволтов предавател, който неминуемо води до сериозна температурна разлика (15-25 градуса) между предавателна и приемна бобини.

В такъв случай не е ли по добре антените да са ти бели на цвят за да не се нагряват допълнително от слънцето лятно време при тея жеги пък и няма да се състарява толкова бързо материала . Или по - важно е да няма температурни разлики между двете бобини отколкото високата тампература като цяло.

Nesho писа: По-важно е да няма температурни разлики между бобините. Прекомерно високите температури винаги ще изместят баланса, но при нашите антени това е в незначителна степен и не влияе на работата.