Как сделать миноискатель: Как сделать самодельный металлоискатель своими руками

Содержание

Как сделать самодельный металлоискатель своими руками

Содержание

О принципе действия металлоискателя
Из чего сделать прибор?
Сложный способ создания устройства
Простой способ изготовления металлоискателя

1. О принципе действия металлоискателя

Прежде чем задаваться вопросом, как сделать самодельный металлоискатель своими руками, предлагаем ознакомиться с его принципом работы. Он основывается на законе магнитного притяжения. Есть две катушки: одна из них создает магнитное поле, которое направляется в почву, вторая служит приемником и воспринимает сигналы от находящихся в грунте металлических элементов. Катушку с блоком управления соединяет держатель, представляющий собой длинную штангу. Блок управления имеет плату, микродинамик и элементы питания. О находке пользователя оповещает тональный сигнализатор. Когда металлический предмет находится на глубине, доступной для генерируемого магнитного поля, сигнализатор меняет тональность.

Это свидетельствует о том, что находка близка к участку сканирования. На чувствительность прибора влияет размер катушки, создающей магнитное поле. Чем она больше, тем чувствительнее металлоискатель.

Знаний этого принципа и основ школьного курса физики вполне достаточно для того, чтобы собрать металлоискатель своими руками. Причем вам не нужно делать серьезных вложений. Большинство деталей можно найти дома и приобрести в магазине радиоэлектроники. А необходимый инструмент есть у каждого практичного хозяина. Перечислим, что же вам понадобится…

2. Из чего сделать прибор?

Плата из текстолита
Микросхемы
Резисторы
Транзистор
Конденсаторы

Выключатель питания (например, MTS-1)
Медный провод сечением 0,25 – 0,3 мм (без оболочки)
Медный провод сечением 0,5 мм (без оболочки)
Провод двухжильный для соединения блока и катушки
Низкоомные наушники (можно от плеера)
Разъем для наушников
Батарейка крона на 9 В
Пластиковый контейнер для блока управления
Изолента
Фольга
Черенок от лопаты
Саморезы

Из инструментов вам понадобится

3.

Сложный способ создания устройства

Есть множество способов изготовления металлоискателя своими руками – начиная от простых, на которые уходит всего несколько минут, и заканчивая сложными, требующими пайки компонентов плат. Сначала расскажем о методе, который заинтересует любителей радиотехники и умельцев, имеющих опыт пайки.

Собираем блок управления

В основе работы лежит плата с основными рабочими элементами. Во-первых, это поисковый генератор (его компоненты IC1.3, IC1.4, C3, R4, R5, R6), к которому будет подключена катушка. Во-вторых, эталонный генератор (его компоненты IC1.3, IC1.4, C3, R4, R5, R6). Он работает на той же частоте, что и поисковый. В-третьих, смеситель (собран на IC1.2) – именно на него будет поступать сигнал с генераторов. В-четвертых, фильтр (сконструирован на R3, C4), который принимает сигнал со смесителя и передает его без высокочастотных помех. В-пятых, есть усилитель (VT1), через который в наушники подается низкочастотный сигнал.

Помимо основных рабочих компонентов на плате предусмотрены: резистор для установки нужной громкости наушников (R2), переменный резистор для установки тональности (R4), усилитель звука с питанием от батарейки, стабилизатор напряжения (IC2) для питания микросхемы IC1.

Все компоненты платы припаиваются в соответствии со схемой. Важно, чтобы паяльник контактировал с выводами не более 1 секунды, чтобы избежать перегрева. Пример представлен на рисунке ниже.

Схема самодельного металлоискателя

Совет: вы можете нарисовать плату в специальной программе, распечатать ее на глянцевой фотобумаге и перевести на заготовку из текстолита. Для этого приложите распечатку к поверхности платы и нагрейте утюгом. Для более глубокого пропечатывания рисунка можно прибегнуть к травлению в растворе соли. Только помните, что распечатывать нужно зеркальное отражение схемы.

Делаем поисковую катушку

Прежде чем делать катушку для металлоискателя, определитесь с ее размером.

Подумайте, какие именно предметы вы хотите искать. К примеру, для обнаружения арматуры и металлического профиля достаточно катушки диаметром до 90 мм. Если ваша цель – монеты и так называемое пляжное золото, диаметр катушки должен быть 130 – 150 мм. Для поиска металлолома больших размеров данный параметр увеличивается до 200 – 500 мм.
Возьмите любой цилиндрический предмет, подходящий по диаметру под будущую катушку. Начинайте обматывать его проводом диаметром в 0,25 или 0,3 мм. Нужно сделать 70 – 80 витков. К примеру, можно взять ведро и наматывать провод в нижней его части плотными витками. После этого получившийся моток снимают. Не забудьте оставить выводы с катушки – 2 провода длиной около 4 см. Полученный круг нужно плотно обмотать изолентой. Лучше сначала зафиксировать ее по окружности короткими отрезками – в 8 местах вполне хватит.

Следующим шагом будет изготовление экрана поисковой головки. Для данной цели подойдет фольга из электролитических конденсаторов. Перед использованием ее обязательно нужно хорошо промыть и просушить. Только потом можно будет наматывать на катушку. Делайте плотную намотку, а концы фольги закрепите изолентой – в процессе эксплуатации она не должна разматываться. Не забудьте оставить отверстия для вывода проводов. Далее с провода диаметром в 0,5 мм требуется снять лаковое покрытие – для этого подойдет наждачная бумага. Затем поверхность провода следует облудить паяльником, после чего его используют для обмотки катушки по окружности с шагом между витками в 1 см. Остается только вывод на 12 см. В местах выводов между началом и концом намотки оставляют зазор. Затем выполняют обмотку заготовки еще несколькими слоями изоляционной ленты. Вы получите катушку с 3 выводами. Последним шагом на данном этапе будет создание контактной площадки для крепежа. Возьмите небольшую пластину из металла и припаяйте ее к выводу от экрана.

Соединяем все составляющие

Плату помещают в пластиковый контейнер, который будет служить блоком управления.

Он крепится на черенке сверху. Можно прикрутить его саморезами. Лучше использовать деревянный черенок. Если же вы используете металлическую штангу либо рукоять из другого материала, то ее низ должен быть неметаллическим. Один из выводов катушки нужно зафиксировать с помощью самореза на штанге. Место соединения следует заизолировать. Чтобы соединить катушку с блоком управления, используют двужильный провод. Его концы припаиваются к выводу экрана катушки и к общей шине на плате.

Выполнение настройки и тестирование прибора

Чтобы убедиться в том, что собранный своими руками прибор будет работать, необходимо выполнить основные регулировки. Порядок действий будет следующим. На плате требуется выставить в среднее положение резисторы – подстрочный R2 и переменный R4, а подстрочный R5 перевести в любое крайнее. Затем включается питание. Наденьте наушники и начните вращать R5. Вы услышите сигнал, громкость и частота которого будут меняться от вращения резистора. Найдите такое положение, в котором звук будет самым громким.

При дальнейшем вращении он должен снижаться и совсем пропадать. Запомните найденное положение и оставьте резистор в нем. Следующее действие: резистором R4 ищите низкочастотный сигнал. Приблизьте катушку к какой-либо металлической вещи – частота сигнала будет меняться. Если потребуется изменить интенсивность звукового сигнала, в этом поможет резистор R2.

В итоге вы получите поисковый прибор с катушкой на штанге, который удобно удерживать в руках и исследовать местность, не нагибаясь к земле.

4. Простой способ изготовления металлоискателя

Если ваш интерес в изготовлении поискового прибора не заходит так далеко, чтобы паять платы, вы можете пойти простым путем. Достаточно взять радио и калькулятор. Основой для простейшего металлоискателя будет плотная картонная обложка от книги. На одну ее внутреннюю часть крепят калькулятор, на другую – радио. Можно зафиксировать их двухсторонним скотчем. Радиоприемник в диапазоне АМ настраивается на свободную от трансляций волну, и включается максимальная громкость.

Включите калькулятор – из динамика радио будет доноситься шум. Книжку складывают до такого положения, пока шум не снизится, а в идеале – совсем не пропадет. Антенна не будет принимать импульсы. В этом положении нужно зафиксировать книжку распоркой и резинкой. Поиск металла осуществляется следующим образом: книжку подносят к исследуемому участку и начинают медленно водить ею. Как только послышится звук из динамика радиоприемника, можно догадаться о находке.

Теперь вы можете попробовать сделать металлоискатель своими руками по одной из представленных инструкций. Возможно, это будет для вас первым шагом к искательству. А когда это станет настоящим увлечением, появится повод задуматься о более серьезном приборе. Тогда можно купить металлоискатель известного бренда. Современные модели обладают множеством полезных функций и заметно упрощают процесс. В настройках можно задавать параметры поиска предметов из конкретных металлов, чтобы не копать зря, натыкаясь на ненужный лом. Желаем удачных поисков!

Как сделать металлоискатель своими руками: пошаговые видео уроки

Металлоискатель – электронный аппарат, который с высокой точностью может обнаружить металл в слабо проводящей, нейтральной среде. Использование доступных материалов и относительная простота электрических схем позволяет изготовить устройство самостоятельно, без помощи специалистов. Простые конструкции требуют минимальных знаний физики и опыта работы с радио- и электроприборами.

ВСЕ КУРСЫ ОНЛАЙН сделали подборку бесплатных обучающих видео уроков по конструированию металлоискателя своими руками в домашних условиях.

Простой вариант

Устройство работает на микросхемах по принципу баланса индукции. Состоит из двух блоков генератора, работающих на одинаковой частоте. Обладает отличной чувствительностью, способен обнаружить предметы на глубине от 15 до 80 см. Показана рекомендуемая схема и печатная плата. Автор доступно рассказывает о специфике работы, сборке катушек, правильности настройки резисторов приемника. Все компоненты размещаются в пластиковой коробке, детали соединяются термоклеем.

Пират

Автор канала «How to make» показывает мастер-класс по изготовлению надежного металлоискателя с использованием недорогих радиодеталей. Сначала производится распечатка рисунка платы, перенос макета на текстолит. Шилом проделываются отверстия под радиокомпоненты. Пошагово продемонстрирована последовательность пайки электронной части с учетом полярности; сборка катушки из пяльцев, пластиковой неармированной трубы, медной проволоки. Для придания эстетичного вида применяется черная изоляционная лента. После монтажа всех модулей и настройки проводится тестирование с помощью мелких предметов для показа радиуса действия. Под видео ссылка на травление печатных плат.

Импульсный

Просмотр видео поможет изготовить импульсный металлоискатель на базе Arduino. Рекомендуемая схема основана на принципе трансформирования частоты генератора при изменении индуктивности катушки. Собирается и паяется на макетной плате с небольшим количеством радиодеталей: конденсаторов, транзисторов, резисторов. Рассказано, как рассчитать диаметр катушки, увеличить чувствительность при помощи витого провода. При сборке использован клеевой пистолет. Для корпуса необходимы полипропиленовые трубы, муфты, пластиковая бутылка, мягкий утеплитель для удобной рукоятки. Для вывода звука используется динамик, усилитель, гнездо для наушников.

С наушниками

В ролике дается несложный способ изготовления металлоискателя с наушниками. Зачищенные провода крепятся каплями клея на DVD-R и СD-R диски, фиксируются изоляционной лентой. Показана последовательность полной сборки деталей, подключение к девятивольтной батарейке типа «Крона» с соблюдением полярности, калькулятору без солнечной батареи. Радиус действия прибора – 15-25 см.

«Бабочка»

Простейший прибор с низкой чувствительностью, рассчитан для поиска металлических предметов на небольшом расстоянии. Показан процесс изготовления двух катушек, способ намотки провода при помощи самодельного приспособления с винтами и изоляционной лентой. Смонтированная по схеме плата приклеивается к корпусу (пластмассовая мыльница). Детали монтируются на основе из гофрированного пластика. Добавляется аккумулятор, штанга с удобным держателем «под руку». В работе используется дрель и клеевой пистолет.

Индукционный баланс

Автор канала «Паяльник TV» рассказывает, как самостоятельно изготовить устройство для поиска металла, используя свойство индукционного баланса. Схему условно делит на две части. Доступно объясняет предназначение каждой радиодетали, принцип их работы для получения частоты слышимого диапазона, звукового сигнала. Для катушек берет обмоточный эмалированный провод с оптимальным диаметром. Дно коробки, в которую помещается плата с припаянными компонентами, рекомендует покрыть изоляционной лентой, чтобы исключить замыкание. Пошагово показан процесс сборки.

Бюджетный способ

На канале «Копаем вместе» делают металлоискатель из подручных средств. Аппарат ручной сборки, с удобным выключателем и регулятором чувствительности. Состоит из круглой катушки с обмоткой, пластиковой трубы с закрепленной пластмассовой коробкой. В ней размещены самодельная плата с радиодеталями, динамик, питание – обычная «Крона» (9 вольт). Металлодетектор отличается высокой мощностью, радиус действия примерно 80 см.

Многофункциональный

Стандартная десятидюймовая поисковая катушка с внутренней обмоткой соединена с раздвижной телескопической штангой при помощи обычных сантехнических муфтовых гаек. Корпус снабжен ручками управления: включения (с регулировкой ширины импульса), громкости, гнездом для наушников. Источник питания – небольшой аккумулятор, который можно перезарядить. Статический прибор может работать с любыми насадками, чувствительность от 30 см до 1 м.

Герметичный

Александр Голд предлагает сделать мощный герметичный детектор для подводного поиска. Небольшой корпус собирается из сантехнических пластиковых труб со вставленной платой, аккумулятором и диодами для световой индикации, катушка – из витого компьютерного кабеля. Сбоку крепится фонарик. Прибор реагирует на металлические предметы, драгоценный металл. Радиус действия – до 10 см. Водонепроницаемый прибор рекомендуется для подводного поиска потерянных на пляже ювелирных украшений.

Мини-искатель

Представлена несложная, модифицированная схема с описанием правильного расположения деталей и выполняемой ими функцией. Для сборки катушки берется два компакт-диска, плотный картон, витки медного провода. Процесс пайки показан со всех ракурсов для удобства зрителя. Блогер проводит тест с использованием металлических предметов, поиска замурованной в стене проводки.

Изучив принцип работы простейшего детектора из подручных средств с добавлением необходимых деталей легко осуществить сборку индивидуальной модели с визуальными, звуковыми сигналами. Следует помнить: подобные изделия не приспособлены для серьезных исследований глубоко под грунтом из-за сравнительно небольшого радиуса действия.

Как быстро собрать металлоискатель из китайского мультиметра

Представим распространенную проблему: вам необходимо найти арматуру в стене, а металлоискателя нет под рукой.

Как бы невозможно это ни казалось, но металлоискатель для таких целей можно сделать самому всего за 5 минут, без преувеличения.
Основой нашему прибору послужит обычный китайский мультиметр, который есть почти у каждого. Модель или марка значения не имеют.

Понадобится

Мультиметр, если нет закажите на Али Экспресс — http://ali.pub/59olb8
Проволока эмалированная медная 0,3 мм.

Также понадобится: трубка для поисковой штанги, скотч, термоусадка, клей, кусок деревяшки.

Изготовление металлоискателя

В деревянную рейку вкручиваем 2 самореза на расстоянии 15 см. Наматываем на них 60 витков провода.

Вывинчиваем саморез, снимаем намотку, формируем круг.

Берем трубку и сверлим отверстие от края на расстоянии 2-3 см.

Болгаркой делаем пропил.

Вставляем катушку и фиксируем деревянным чопиком.

Чтобы катушка не крутилась, сажаем на клей.

Берем мультиметр, отрезаем щупы, зачищаем провода на концах.

Подключаем к выводам обмотки, надеваем термоусадку и обдуваем феном.

Скотчем приматываем мультиметр и провода к к шанге.

Металлоискатель готов к работе.

Как пользоваться. Испытания на местности

Мультиметр устанавливаем в режим «звуковой прозвонки» она же проверка диодов.

Изначально индикатор уходит за пределы и показывает высокое сопротивление.
Производим поиск.

Как только в поле зрения катушки появится металл, то ее индуктивность будет изменятся. В результате чего на индикаторе отобразится значение.
Пробуем выкопать находку.

Промоем в воде.

Нашелся небольшой слиток с включенным в него металлом.

Совет по настройке: Чтобы увеличить чувствительность, можно смотать пару витков с катушки, тогда порог срабатывания будет выше. Но в этом случае изначально могут быть высокие значения, которые будут уменьшаться при поиске металлов.
Рекомендация по поиску: мультиметр не измеряет индуктивность катушки, а лишь реагирует на всплески изменения токов в проводнике.

Поэтому, для точного поиска катушка всегда должна находится в движении. Если металл попал в нее и стоит без движения, то прибор показывает высокие значения, как только движение началось, металлоискатель стал «видеть» металл.

Смотрите видео

Простой чувствительный металлоискатель | Полезное своими руками

Металл под землей и в пресноводных водоемах, в перекрытиях зданий и в толще бетона, поможет обнаружить специализированный электронный прибор — металлоискатель.

Несложную схему по силам собрать своими руками практически любому, кто хоть раз держал в руках паяльник. Вот как она работает:

Рис.1 Структурная схема металлоискателя.

Эталонный генератор ЭГ вырабатывает синусоидальное напряжение частотой 50 кГц. Контурная катушка, определяющая частоту генерации, является датчиком Д прибора. Сигнал синусоидальной формы через разделительный конденсатор Ср поступает на кварцевый фильтр КФ.

Если частота генератора и собственная резонансная частота КФ совпадают, сигнал попадает на пороговое устройство ПУ. Оно регистрирует переменное напряжение на входе, выделяет из него постоянную составляющую и подает ее на стрелочный индикатор И.

Приближение к металлическому предмету вызывает изменение частоты ЭГ. Поскольку она теперь отличается от резонансной частоты КФ, напряжение на входе ПУ уменьшается, и стрелка отклоняется к началу шкалы на угол, пропорциональный габаритам предмета и обратно пропорционально расстоянию до него.

У нашего металлоискателя есть особенность — пороговое устройство, благодаря которому чувствительность схемы резко повышается. Вот как оно действует.

Рис.2 Форма сигнала на входе и выходе порогового устройства.

Синусоидальный сигнал, поступающий на вход ПУ, ограничивается снизу (рис. 2), и на индикаторе появляются импульсы напряжения:

Ин = Ио — Ип ,

где Ио—уровень входного сигнала в состоянии покоя, Ип — задаваемое напряжение порога.

Чувствительность прибора выражается отношением:

s=DИ / Ии = DИ / (Ио-Ии),

где DИ — изменение синусоидального напряжения при расстройке ЭГ, зависящее от размеров предмета и расстояния до него. Фактически s показывает, на какую величину отклоняется стрелка индикатора при расстройке датчика-контура.

Следовательно, подбирая величину Ип, можно добиться максимального отклонения стрелки прибора при сколь угодно малом изменении Ио. Но в реальных устройствах приходится учитывать нестабильность элементов схемы и частоты эталонного генератора.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

Эталонный генератор собран по схеме емкостной трехточки на транзисторе T1 (рис. 3). Контурная катушка L1 является датчиком прибора. Конденсаторы С3 — С6 предназначены для настройки генератора на частоту 50 кГц.

Рис.3 Принципиальная схема металлоискателя.

Через разделительный конденсатор С7 синусоидальное напряжение с генератора поступает на кварцевый фильтр. Емкость С7 выбрана небольшой — 5 пФ. Тем самым влияние последующих каскадов на работу генератора практически исключено.

Пороговое устройство собрано на полевом транзисторе Т2. Напряжение порога Ип задается делителем R5 — R7.

Конденсатор С8 сглаживает пульсации на индикаторе ИП1. Фильтр R4, С1 осуществляет развязку по переменному току между пороговым и задающим генераторами.

КОНСТРУКЦИЯ

Прибор из двух блоков: измерительного (с датчиком) и питания. Первый включает в себя монтажную плату, индикатор, органы управления и регулировки. Датчик — жесткий кольцевой каркас, выполненный из оргстекла, на котором намотано 65 витков прохода ПЭЛ 0,2. Обмотка заключена в экран из алюминиевой фольги и залита эпоксидной смолой. Датчик связан с измерительным блоком коаксиальным кабелем РК-75.

Блок питания содержит пять серебряно-цинковых аккумуляторов. Напряжение каждого элемента 1,25В, емкость 2А-ч. Особое внимание нужно уделить рамке металлоискателя. Она должна иметь небольшой вес, быть жесткой и упругой. Иначе даже при легких ударах, неизбежных при работе с прибором в полевых условиях, частота генератора «уходит» — металлоискатель расстраивается.

Основанием рамки служит кольцевой каркас из оргстекла или полистирола d=300 мм. Обмотку экранируют алюминиевой фольгой толщиной 0,05 мм. Но соединять между собой концы экрана нельзя (образуется короткозамкнутый виток).

Выводы обмотки подключают к кабелю РК-75 длиной 0,3—1 м (с оплеткой кабеля соединяют также и экран катушки). Это место заливают эпоксидной смолой. Соединение датчика с блоком электроники неразъемное.

Металлоискатель имеет высокую чувствительность. Стрелка индикатора отклоняется на одно деление, когда рамка прибора приближается к диску d=13 см на расстояние 80 см.

Прибор практически одинаково реагирует на любой металл. Так, например, стальной, алюминиевый и латунный диски дают на равных расстояниях одинаковые отклонения стрелки. Они не зависят и от того, сплошной предмет или пустотелый.

При работе с металлоискателем необходимо учитывать фоновые помехи. Песчаный и торфяной грунты, чернозем, дерево, вода фонового сигнала не дают. Поэтому прибор хорошо действует в пресных водоемах, в деревянных зданиях и на не каменистых почвах. Сильный фон дает кирпич (обожженная глина обладает магнитными свойствами) и некоторые минералы.

На показания прибора влияют и изменения температуры. Поэтому рамку лучше поместить в футляр из теплоизолятора, например пенопласта.

Для работы под водой металлоискатель сначала надо подержать 10—15 минут в воде и после этого настроить.

На земле поиски лучше проводить в пасмурную погоду или вечером, чтобы избежать попадания на прибор прямых солнечных лучей.

Как сделать простой металлоискатель на Arduino своими руками

Из этой инструкции вы узнаете как сделать самодельный металлоискатель в домашних условиях. Поиск различных металлических объектов — отличное хобби, которое обеспечит вам прогулки на свежем воздухе, позволит обнаружить новые места и, возможно, найти что-то интересное. Прежде чем узнать как сделать металлоискатель своими руками, выясните местные законы о том, как действовать в случае возможной находки, в частности, в случае опасных объектов, археологических реликвий или объектов значительной экономической или эмоциональной ценности.

В сети довольно много инструкций по самодельной сборке дома мощных металлоискателей для цветных металлов своими руками, однако, особенность этой инструкции в том, что в дополнение к Arduino требуется всего несколько компонентов: обычный конденсатор, резистор и диод, образующие сердечник вместе с поисковой катушкой, состоящей из 20 обмоток электропроводящего кабеля. Светодиод, динамик и / или наушники. Дополнительным преимуществом является то, что всё может питаться от 5 В, для чего достаточно общей мощности USB 2000 мАч.

Для того, чтобы интерпретировать сигнал и понять, какие материалы и какой формы предметы детектор может обнаруживать, необходимо углубиться в физику. Согласно правилу большого пальца, детектор чувствителен к объектам на расстоянии или глубине не превышающей радиус катушки. Он наиболее чувствителен к объектам, в которых ток может течь в плоскости катушки. Таким образом, металлический диск в плоскости катушки даст гораздо более сильный отклик, чем тот же металлический диск, перпендикулярный катушке. Вес объекта не имеет большого значения. Тонкая алюминиевая фольга, ориентированная в плоскости катушки, даст гораздо более сильный отклик, чем тяжелый металлический болт.

Шаг 1: Принцип работы

Когда электричество начинает проходить через катушку, оно создает магнитное поле. Согласно закону индукции Фарадея, изменяющееся магнитное поле приведет к электрическому полю, которое противостоит изменению магнитного поля. Таким образом, напряжение будет развиваться по катушке, что будет противодействовать увеличению тока. Этот эффект называется самоиндукцией, а единицей индуктивности является Генри, где катушка 1 Генри развивает разность потенциалов на 1 В, когда ток изменяется на 1 Ампер в секунду. Индуктивность катушки с N обмотками и радиусом R составляет приблизительно 5 мкГн x N ^ 2 x R, с R в метрах.

Наличие металлического объекта вблизи катушки изменит его индуктивность. В зависимости от типа металла индуктивность может увеличиваться или уменьшаться. Немагнитные металлы, такие как медь и алюминий вблизи катушки, уменьшают индуктивность, поскольку изменяющееся магнитное поле индуцирует вихревые токи в объекте, которые уменьшают интенсивность локального магнитного поля.

Ферромагнитные материалы, такие как железо, вблизи катушки увеличивают индуктивность, потому что индуцированные магнитные поля выравниваются с внешним магнитным полем.

Таким образом, измеряя индуктивность катушки можно обнаружить присутствие металлов поблизости. С Arduino, конденсатором, диодом и резистором можно измерить индуктивность катушки следующим образом: делая катушку частью высокочастотного LR фильтра и питая его волновыми блоками, будут создаваться короткие всплески на каждом переходе. Длительность этих всплесков пропорциональна индуктивности катушки. Фактически, характерное время фильтра LR равно tau = L / R. 2 x 0,05 = 100 мкГн.

Для защиты Arduino от избыточного тока минимальное сопротивление составляет 200 Ом. Таким образом, мы ожидаем импульсы длиной около 0,5 микросекунды. Их трудно измерить напрямую с высокой точностью, учитывая, что тактовая частота Arduino составляет 16 МГц.

Вместо этого восходящий импульс можно использовать для зарядки конденсатора, который затем может быть считан аналого-цифровым преобразователем (ADC) Arduino. Ожидаемый заряд от импульса 25 мА длительностью 0,5 микросекунд составляет 12,5 нК, что даст 1,25 В на конденсаторе 10 нФ. Падение напряжения на диоде уменьшит это значение. Если импульс повторяется несколько раз, заряд конденсатора возрастает до ~ 2 В. Эти параметры можно получить с помощью Arduino ADC, используя analogRead (). Затем конденсатор можно быстро разрядить, изменив считывающий разъем на выходной и установив его на 0 В на несколько микросекунд.

Все измерения занимают около 200 микросекунд, 100 для зарядки и сброса конденсатора и 100 для преобразования ADC. Точность может быть значительно увеличена путем повторения измерения и усреднения результата: в среднем 256 измерений занимают 50 мс и улучшают точность в 16 раз. Таким образом, 10-битный ADC достигает точности 14-битного ADC.

Так как получаемые параметры крайне нелинейны с индуктивностью катушки, мы не можем узнать реальное значение индукции. Однако, для обнаружения металла нас интересуют только незначительные изменения индуктивности катушки из-за присутствия металлов по близости, и для этого этот метод идеально подходит.

Калибровка измерений может выполняться в автоматическом режиме с помощью ПО. Если рядом с катушкой большую часть времени нет металла, то отклонение от среднего значения, будет означать наличие рядом металлического объекта.

Используя различные цвета лампочек и звуки, можно так же видеть разницу – увеличивается или уменьшается индукция.

Шаг 2: Список необходимых компонентов

Электрическая основа:

Arduino UNO R3 + макетная плата или Arduino Nano с 5×7см макетной платой
10nF конденсатор
Маленький сигнальный диод, например, 1N4148
220- ом резистор

Для питания:

Переносная зарядка с USB кабелем

Для визуального вывода:

2 светодиода разного цвета, например, синий и зеленый
2 резистора 220 Ом для ограничения тока

Для вывода звука:

Пассивный зуммер
Микровыключатель для отключения звука

Для выхода наушников:

Разъем для наушников
Резистор 1 кОм
Наушники

Чтобы легко подключить / отключить поисковую катушку:

2-контактный винтовой зажим (клемма)

Для поисковой катушки:

~ 5 метров тонкого электрического кабеля

Конструкция для катушки. Должна быть жесткой, но не должна быть круглой. Для конструкции: Около 1 метра — палка деревянная, пластиковая или селфи-палка.

Шаг 3: Поисковая катушка

Для поисковой катушки я намотал примерно 4 м многожильного провода вокруг картонного цилиндра диаметром 9 см, в результате чего получилось 18 витков. Тип кабеля не имеет значения, если сопротивление по меньшей мере в десять раз меньше значения R в фильтре RL, поэтому убедитесь, что оно осталось ниже 20 Ом. Я измерил, вышло 1 Ом, так что это безопасно. Так же подходит 10 метровый рулон соединительной проволоки с разветвленными концами.

Шаг 4: Собираем прототип

Учитывая небольшое количество внешних компонентов, вполне возможно собрать схему на маленькой макетной плате. Однако конечный результат довольно громоздкий и не очень надежный. Поэтому, лучше использовать Arduino nano и припаять с дополнительными компонентами на панели прототипов 5×7 см (см. Следующий шаг)

Для обнаружения металлов используются всего 2 контакта Arduino, один для обеспечения импульсов к фильтру LR и один для считывания напряжения на конденсаторе. Пульсирование может производиться с любого выходного контакта, но считывание должно проводиться с помощью одного из аналоговых контактов A0-A5. Еще 3 контакта используются для 2 светодиодов и для вывода звука.

Последовательность сборки:

На макетной плате последовательно подключите резистор 220 Ом, конденсатор и диод, направленный отрицательной клеммой (черная линия) к конденсатору.
Подключите A0 к резистору (конец, не подключенный к диоду)
Подключите A1 к месту пересечения диода и конденсатора
Подключите один конец катушки к точке пересечения резистора и диода
Подключите другой конец катушки к земле
Подключите один светодиод его положительной клеммой к выводу D12 и его отрицательной клеммой через резистор 220 Ом к земле
Подключите другой светодиод его положительной клеммой к выводу D11 и его отрицательной клеммой через резистор 220 Ом к земле
При желании, подключите наушники или динамики между контактом 10 и землей. Конденсатор или резистор можно добавить последовательно для уменьшения громкости.

На этом все!

Шаг 5: Делаем окончательную версию устройства

Для того, чтобы использовать металлоискатель на улице, необходимо надежно припаять все компоненты. Обычная макетная плата 7х5см прекрасно подойдет к Arduino nano и все остальным компонентам. Используйте ту же схему, что и в прошлом шаге. Я так же решил добавить выключатель последовательно с зуммером, чтобы иметь возможность отключать звук, когда он не нужен. При помощи винтового зажима, можно быстро попробовать различные катушки, без необходимости заново паять. Все питание осуществляется через 5В mini- или microUSB порт Arduino Nano.

Шаг 6: Программное обеспечение

Скетч Arduino вы можете скачать ниже. Загрузите и запустите его. Я использовал Arduino 1.6.12 IDE. Рекомендуется запускать с debug = true в начале, чтобы настроить количество импульсов на измерение. Лучше всего иметь показания АЦП между 200 и 300. Увеличьте или уменьшите количество импульсов в случае, если ваша катушка дает совершенно другие показания.

Скетч делает некоторую самокалибровку. Достаточно расположить катушку вдали от металлов на некоторое время. Небольшие перемены в индуктивности будут наблюдаться, но внезапные большие изменения не повлияют на долгосрочное среднее значение.

Файлы

Шаг 7: Закрепляем устройство

Скорее всего, вы не захотите заниматься поиском сокровищ ползая по полу, так что лучше установить всю конструкцию на конец палки. Селфи-палка подойдет идеально, она легкая, складная и регулируемая. Переносной аккумулятор прекрасно подошел к палке. Плату можно закрепить при помощи кабельных стяжек и точно таким же образом катушку, прикрепив ее к аккумулятору или селфи-палке.

Шаг 8: Инструкция по применению

Для того, чтобы установилось референсное значение, достаточно отдалить самодельный металлоискатель от металлов примерно на 5 секунд. Затем, когда катушка будет приближаться к металлу, зеленый или синий светодиод начнут мигать, а так же будут слышны звуковые сигналы.

Синие вспышки и звуковые сигналы низкой частоты указывают на присутствие неферромагнитных металлов. Зеленые вспышки и звуковые сигналы высокой частоты указывают на присутствие ферромагнитных металлов. Учтите, что когда катушка находится более 5 секунд вблизи металла, то полученное значение будет считаться референсным, и звуковой сигнал будет издаваться, когда вы отведете детектор от металла, который затихнет через несколько секунд. Частота моргания диодов и звуковых сигналов зависит от мощности сигнала.

Самый простой самодельный металлоискатель из мультиметра за 15 минут

Самодельный металлоискатель сделанный из обычного мультиметра: подробный фото отчёт по изготовлению самоделки.

Всем привет! Хочу показать, как можно сделать очень простой металлоискатель практически за несколько минут. Сразу уточню, что это далеко не профессиональный металлоискатель, но он также может обнаружить металл в земле, на небольшой глубине.

Думаю, у каждого есть дома китайский мультиметр, не обязательно такой как на фото, любой подобный подойдет. Так вот, на базе него и будем делать этот простой прибор для поиска металлов.

Материалы для изготовления:

Мультиметр.
Проволока медная толщиной около — 0,3 мм.
Пластиковая труба.
Скотч.

Изготовление металлоискателя

Первым делом нужно сделать поисковую катушку металлоискателя. Для этого берем провод 0,3 мм.

В доску вбиваем 2 гвоздя и на них наматываем 150 витков медной проволоки.

Снимаем намотку, фиксируем кусочками проволоки, формируем катушку в виде круга.

Подключаем щупы китайского мультиметра к катушке, предварительно отчистив контакты от изоляции.

Мультиметр устанавливаем в режим проверки диодов. На этом все, металлоискатель готов.
Для проверки поднесите металлический предмет и показания тестера сразу изменятся.

Мультиметр в режиме прозвонки диодов выдает на щупы переменный ток, так как изначально не знает полярность подключенного диода. Данный переменный сигнал производит в катушке резонанс и считывает его значение. Как только в катушке появляется металл — это меняет ее индуктивность, что и считывает тестер.
У данного прибора есть один недостаток: он работает в импульсном режиме, и, поэтому, необходимо двигать постоянно предмет, чтобы его обнаружить. Так как если металл в катушке остается, но не двигается, тестер выдает «0» или низкие значения.

Дополним наш металлоискатель поисковой штангой, для удобство использования. Берем пластиковую водопроводную трубу и немного сгибаем снизу.

На торце трубы делаем прорез и отверстие для катушки.

Крепим катушку.

Тестер закрепим скотчем.

При обнаружении металлических предметов, на дисплее отображаются показания прибора.

Смотрим видео:

Советы специалистов — как своими руками сделать металлоискатель

Даже самые серьёзные и респектабельные граждане, при слове «клад» испытывают легкое волнение. Мы ходим в буквальном смысле слова по сокровищам, которых в нашей земле неизмеримо много.

Но как заглянуть под слой почвы, чтобы точно знать, где копать?

Профессиональные кладоискатели пользуются дорогостоящим оборудованием, покупка которого может окупиться после одной удачной находки. Археологи, строители, геологи, члены поисковых обществ – пользуются техникой, предоставленной организацией, в которой они работают.

А как быть начинающим искателям сокровищ с ограниченным бюджетом? Можно изготовить металлоискатель в домашних условиях своими руками.

Популярные металлоискатели работают, используя свойства электромагнитной индукции. Основные компоненты:

передатчик – генератор электромагнитных колебаний
передающая катушка, приемная катушка (в некоторых моделях для компактности катушки объединены)
приемник электромагнитных колебаний
дешифратор, выделяющий полезный сигнал из общего фона
сигнальное устройство (индикатор).

Генератор, с помощью передающей катушки, создает вокруг нее электромагнитное поле (ЭМП) с заданными характеристиками. Приемник сканирует окружающую среду и сравнивает показатели поля с эталонными. Если изменений нет – в схеме ничего не происходит.

При попадании в зону действия поля какого-нибудь проводника (любой металл), базовое ЭМП наводит в нем токи Фуко. Эти вихревые токи создают собственное электромагнитное поле предмета. Приемник определяет искажение базового ЭМП и дает сигнал на индикатор (звуковое или визуальное оповещение).
Если исследуемый предмет не металлический, но имеет ферромагнитные свойства, он экранирует базовое ЭМП, также вызывая искажения.

Важно! Существует ошибочное мнение, что грунт, в котором производятся поиски, не должен быть электропроводящим.

Это не так. Главное, чтобы электромагнитные или ферромагнитные свойства среды и объектов поиска были отличны друг от друга.

То есть, на фоне определенных характеристик ЭМП, сформированного средой поиска, поле отдельных предметов будет выделяться.

Понимание особенностей разных схем поможет не только выбрать готовый детектор. Если вы решите собрать металлоискатель для монет своими руками, вам не нужно закладывать в него детектор для водопроводных труб или арматуры в бетоне.

Вы изначально должны знать, для чего нужен прибор, поскольку универсальные металлоискатели имеют высокую стоимость, как при покупке, так и при самостоятельной сборке. К тому же, узкопрофильный прибор более компактный и легкий.

Основные параметры

Глубина поиска. Определяет проникающую способность для стандартных грунтов: ниже этой полосы катушка не будет реагировать на артефакты.
Площадь покрытия: чем она шире, тем меньше времени уйдет на «прочесывание». Правда избирательность и чувствительность при этом снижается.
Избирательность: выделение из множества предметов требуемого объекта. Например, при поиске золотых украшений на пляже, ваш прибор не будет реагировать на стальные заколки для волос, или монеты.
Чувствительность: чем она выше, тем вероятнее найти мелкие предметы. Правда при этом катушка реагирует на различный мусор, типа гвоздей или шпилек для волос.
Помехозащищенность. На датчик детектора воздействует множество посторонних факторов: гроза, линии электропередач, мобильные телефоны и пр. Необходимо их отфильтровывать.
Автономность: это и расход энергии, и запас заряда элементов питания.
Дискриминация – способность различать артефакты по типу. На этом параметре остановимся подробнее.

Смотрите видео металлоискатель своими руками. Подробно, как сделать и из чего. Схемы, чертежи, рекомендации мастера.

Полезное дополнение функционала – дискриминация металлов. Простая схема реагирует на любые предметы, дающие обратный сигнал. То есть, для определения, какой артефакт найден – надо будет поработать лопатой.

Это отнимает немало времени, вместо кубышки с золотыми монетами вы будете выкапывать ржавые железки – эффективность поисков резко снижается. Поэтому более продвинутые системы могут различать тип металла, или как минимум, реагировать на цветмет.

Каждый металл имеет различную электропроводимость. При формировании наведенного электромагнитного поля, возникает так называемый фазовый сдвиг. К дешифратору добавляется электронный контроллер, способный отделить не только черные металлы, но и различать типы цветных (бронза, золото, серебро, медь, свинец, алюминий).

Разумеется, устройство индикации должно отображать тип дискриминации сигнала: цветом индикатора, тональностью звука или цифровым номиналом.

Вы можете сделать детектор любого уровня и сложности. Разумеется, чем сложнее прибор – тем больше времени и средств будет затрачено. Рассмотрим несколько вариантов, различных по исполнению:

Металлоискатель простейший своими руками

На иллюстрации изображены три основных элемента: катушка, дешифратор и сигнальное устройство. Блок питания подбирается из имеющихся под рукой.

Список элементов

1. Контроллер PIC12F675
2. Кварцевый резонатор 20MHz
3. Керамические конденсаторы 15пФ и 100нФ
4. Электролитический конденсатор 10мкФ
5. Пленочные конденсаторы 100нФ
  Важно! Эти конденсаторы должны быть именно пленочными. Иная конфигурация приведет к неточностям в работе системы.

Маломощные резисторы 470 Ом и 10 кОм
Звуковой излучатель
Стабилизатор напряжения AMS1117

Детали можно спаять навесным способом, или смонтировать на макетной плате. Взаимное расположение не играет роли, главное – не допускать касания корпусов. Для питания схемы достаточно любого источника напряжением 9-12 вольт. Выходной уровень 3,3 вольта контролируется стабилизатором AMS1117.

Катушка L1 мотается из провода сечением 0,3 мм на оправке диаметром 10 см. Можно использовать небольшую кастрюлю.

Важно! При создании обмотки недопустимо повреждение изолирующего лака, иначе витки окажутся закороченными и показатели индуктивности нарушатся.

Намотав 90 витков, аккуратно снимаем получившийся «бублик» и прихватываем его скотчем.

Далее вам понадобится помощник. Удерживая катушку вдвоем, туго обматываем витки скотчем, чтобы «бублик» превратился в жесткий монолит.

Важно! Какие бы схемы металлоискателей вы не делали своими руками, есть общее правило – катушка должна быть плотно обмотана, витки не болтаются.

Далее необходимо защитить катушку от воздействия постороннего излучения и помех. В сложных схемах металлоискателей, эту функцию выполняют фильтры. Мы же ограничимся простым экранированием основного полотна.

Подойдет обычная пищевая алюминиевая фольга (толщина не имеет значения). Главное, чтобы экран был не сплошной – должен быть промежуток 1-2 см в том месте, откуда выходит сигнальный провод.

Фольгу соединяем с отдельным изолированным проводом, и плотно обматываем скотчем. Этот провод припаиваем к минусовой шине на схеме. Остается прошить контроллер с помощью программатора, и металлодетектор готов.

Файл с прошивкой для программатора можно скачать здесь.
Прибор самонастраиваемый, калибруется перед началом работ на чистом грунте. Для этого предусмотрена кнопка калибровки (см. схему).

Самодельный мощный металлоискатель для глубинного поиска.

Несмотря на простоту исполнения, этот детектор работает с дискриминацией. Цветные и черные металлы, при определении дают разную частоту звука индикатора.

Если вам не хочется заморачиваться с логическими микросхемами, и тем более с прошивкой контроллера – есть простая схема на транзисторных генераторах.

Это аналоговая схема, приемная и передающая катушка разнесены, и работают одновременно. Точность невысока, дискриминации нет. Прибор просто обнаруживает металлические и ферромагнитные артефакты на глубине до 20 см в грунте, и до 30 см в сухом песке.

Немного о шарлатанстве

Просто запомните, без всяких комментариев: металлоискатель из мобильного телефона своими руками сделать невозможно! Существуют некие приложения под Android, которые якобы работают на смартфонах под управлением этой ОС. На самом деле, после установки программы, ваш планшетник сможет детектировать намагниченные предметы. Определять металлы, а тем более с дискриминацией, смартфон не может.

About sposport

View all posts by sposport

Как работают металлоискатели | База знаний

Знакомство с Multi-IQ

Multi-IQ — это последняя крупная технологическая инновация Minelab, которая может рассматриваться как объединение преимуществ производительности как FBS, так и VFLEX в новом сочетании технологий. Это не просто переработка одночастотного VLF и не просто другое название итерации BBS / FBS.

Multi-IQ обеспечивает высокий уровень точности идентификатора цели на глубине намного лучше, чем может достичь любой одночастотный детектор, включая переключаемые одночастотные детекторы, которые утверждают, что они многочастотные.Когда Minelab использует термин «многочастотный», мы имеем в виду «одновременный» — то есть более одной частоты передается, принимается И обрабатывается одновременно. Это обеспечивает максимальную чувствительность к цели для всех типов и размеров целей, сводя к минимуму шум от земли (особенно в соленой воде). В настоящее время существует лишь несколько детекторов от Minelab и других производителей, которые можно отнести к классу настоящих многочастотных, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Чем отличается Multi-IQ от BBS / FBS?

Multi-IQ использует группу основных частот, отличную от BBS / FBS, для генерации широкополосного многочастотного сигнала передачи, который более чувствителен к высокочастотным целям и немного менее чувствителен к низкочастотным целям.Multi-IQ использует новейшие высокоскоростные процессоры и передовые методы цифровой фильтрации для гораздо более высокой скорости восстановления, чем технологии BBS / FBS. Multi-IQ справляется с морской водой и условиями пляжа почти так же хорошо, как BBS / FBS, однако BBS / FBS по-прежнему имеют преимущество в поиске высокопроводящих серебряных монет в любых условиях.

С помощью Multi-IQ мы можем добиться гораздо большей точности идентификации цели и повышения эффективности обнаружения, особенно в «труднопроходимой» местности. В «мягком» грунте одночастотный режим может работать адекватно, НО глубина и стабильные ID будут ограничены шумом грунта; в то время как Multi-IQ одновременно работает на нескольких частотах, обеспечивая максимальную глубину с очень стабильным целевым сигналом.В «сильном» грунте одна частота не сможет эффективно отделить целевой сигнал, что приведет к ухудшению результатов; тогда как Multi-IQ по-прежнему будет обнаруживать на глубине, теряя минимальную точность цели, как показано на этой диаграмме.

«Сколько одновременных частот?» , спросите вы, задавшись вопросом, является ли это критическим параметром. В последние годы компания Minelab проводит подробные исследования по этому поводу. Так же, как вы можете раскрасить карту множеством цветов, минимальное количество, позволяющее различать соседние страны, составляет всего четыре.Как и в случае с проблемой карты, возможно, более интересным является не максимальное количество частот, необходимое для достижения оптимального результата, а минимальное количество. Когда дело доходит до частот в детекторе, то, как частоты объединяются И обрабатываются , теперь более важно, чем количество частот, для достижения еще лучших результатов.

Частотный диапазон Multi-IQ, показанный на этой диаграмме, применим как к извещателям серии EQUINOX, так и серии VANQUISH, во всех моделях.Нет прямой связи между отдельными отдельными частотами, показанными на диаграмме, и частотами, используемыми в Multi-IQ.

На приведенной выше диаграмме показан типичный диапазон чувствительности одночастотных детекторов по сравнению с полноспектральной чувствительностью, обеспечиваемой Multi-IQ. В то время как детектор, работающий на частоте 5 кГц, будет чувствителен к высоким проводникам, таким как большие серебряные мишени, тот же самый детектор будет особенно невосприимчивым к маленьким золотым самородкам (малым проводникам). И наоборот, детектор, работающий на частоте 40 кГц, имеет высокую чувствительность для мелкого золота и гораздо меньшую чувствительность для крупного серебра.Multi-IQ очень чувствителен ко всем целям во всем частотном диапазоне.

Минный извещатель ПСС-14 | Military.com

AN / PSS-14 революционизирует обнаружение наземных мин, объединив георадар (GPR) и высокочувствительный металлоискатель (MD) с использованием передовых алгоритмов слияния данных. Эта уникальная комбинация позволяет системе надежно и последовательно обнаруживать противопехотные (ПП) и противотанковые (ПТ) мины и препятствовать обнаружению металлических помех, повышая уверенность оператора и эффективность.

Чтобы максимизировать операционную эффективность и действенность, AN / PSS-14 предлагает самую высокую вероятность обнаружения любой портативной системы наряду с минимальной частотой ложных тревог. Система поддерживает этот уровень производительности во всех условиях окружающей среды и типах почв, включая сильно минерализованные.

Специально разработанный для солдат, AN / PSS-14 был запущен в серийное производство в качестве стандартного миноискателя армии США в 2006 году.

В основе георадара лежит широкополосный когерентный радиолокационный приемопередатчик со ступенчатой частотой.Поисковая головка содержит одну передающую и две приемные антенны. Передающая антенна создает радар малой мощности с непрерывным излучением. Когда поисковая головка проходит по поверхности земли и радиолокационные волны ударяют по неоднородности почвы, некоторые волны отражаются обратно на приемные антенны и обрабатываются системой.

Усовершенствованная катушка металлоискателя имеет диаметр сенсорной головки. Прохождение тока через катушку MD создает электромагнитное поле, которое индуцирует электрический ток в любом металлическом объекте, который может быть закопан в почву.Головка датчика обнаруживает это вторичное электромагнитное поле и выдает сигнал тревоги, предупреждая солдата о возможном присутствии мины.

Исключительная производительность достигается за счет использования уникальных алгоритмов объединения данных, которые позволяют оператору эффективно различать металлический беспорядок и реальные мины. Алгоритмы основаны на моделировании местности с использованием новейшей методологии в реальном времени. По мере продвижения оператора модель местности постоянно обновляется, позволяя системе автоматически адаптироваться к меняющимся условиям почвы.Оповещения о потенциальном обнаружении мин передаются оператору с помощью звуковых сигналов.

Обнаружение и идентификация наземных мин на основе георадара с использованием множества функций

В этой статье представлен метод идентификации наземных мин в различных условиях захоронения. Радиолокатор подземного проникновения используется для генерации набора данных, который затем обрабатывается для уменьшения влияния земли и шума для получения сигналов наземных мин. Вычисляются основные компоненты и коэффициенты Фурье сигналов наземных мин, которые используются в качестве характеристик каждой наземной мины для обнаружения и идентификации.База данных строится на основе характеристик различных типов наземных мин и наземных условий, включая различные уровни влажности и типы грунта, а также глубины залегания наземных мин. Обнаружение и идентификация выполняется путем поиска функций в базе данных. Для надежного решения используются метод подсчета и метод проверки отношения правдоподобия на основе расстояния Махаланобиса. Четыре противопехотные мины, различающиеся по размеру и материалу, рассматриваются как примеры, демонстрирующие эффективность предлагаемого метода обнаружения и идентификации наземных мин.

1. Введение

Удаление мин — серьезная проблема, с которой сталкиваются многие страны во всем мире, и ситуация может усугубляться стихийными бедствиями или освоением земель. Поэтому очень важно обнаруживать наземные мины и безопасно их удалять. Процесс обезвреживания мин начинается с обнаружения мин в земле. Для безопасного обнаружения требуются методы обнаружения без прикосновения. Эти методы включают обнаружение наземных мин по сигналам, полученным датчиками, не основанными на прикосновении, такими как металлоискатели и радары.Среди этих датчиков, георадары или георадары являются привлекательным выбором для обнаружения наземных мин из-за их преимуществ перед другими датчиками. Георадар может использоваться как автономный датчик или как дополнительный датчик к металлоискателю [1, 2]. Он может обнаруживать как металлические, так и неметаллические мины [3]. Кроме того, его вес можно сделать легким, чтобы его можно было установить в переносной системе или в системе, устанавливаемой на транспортном средстве, в виде решетки из множества антенных элементов [4–6].

На этапе обнаружения наземных мин ключевым фактором является получение уникальных сигнатур наземных мин из сигнала, которые используются в качестве меток для каждой наземной мины.Однако сигнал может быть загрязнен шумом, отражениями от поверхности и т. Д. Поэтому минимизация таких влияний и извлечение уникальных сигнатур для каждой наземной мины является активной темой исследования. Во многих исследованиях показаны различные методы вычисления сигнатур по данным георадара [7–12]. Тантум и др. [13] сравнивают различные алгоритмы обнаружения наземных мин. Однако каждый подход использует одну функцию для обнаружения, которой может быть недостаточно для надежного обнаружения, поскольку различимость отдельной функции может быть нарушена из-за искажений сигнала.Этой проблемы можно избежать с помощью нескольких функций, извлеченных разными методами из сигнала, используемого датчиком, без изменения параметров. Эти особенности отражают различные аспекты сигнала наземных мин и в значительной степени улучшат их различимость. В одной статье [14] представлено объединение функций, которое включает в себя функции, полученные с помощью разных датчиков, или характеристики, полученные с помощью одного датчика с разными настройками параметров. Однако эта концепция бесполезна, потому что для нее требуются разные датчики или один датчик с разными настройками параметров, что не является практичной конфигурацией.

За этапом обнаружения наземных мин может следовать идентификация наземных мин, которая представляет собой процесс определения типов мин и их глубины залегания. Эта дополнительная информация может помочь более эффективно обнаруживать и удалять наземные мины. Идентификация включает в себя больше шагов, чем обнаружение, и в этой области не проводилось значительных исследований.

В этом исследовании рассматривается проблема обнаружения и идентификации наземных мин с помощью георадара, и предлагается новый метод обнаружения и идентификации с использованием множества функций.Анализ главных компонентов и преобразование Фурье используются для получения собственных значений и коэффициентов Фурье, соответственно, которые используются в качестве характеристик, связанных с каждой наземной миной. Алгоритмы обнаружения и идентификации с использованием множества функций представлены и протестированы на различных примерах.

2. Общий процесс

Общий процесс предлагаемого конвейера обнаружения и идентификации наземных мин проиллюстрирован на Рисунке 1. Входом процесса является сигнал георадара, а часть сигнала, содержащего эффекты наземных мин, извлекается после шума и наземные эффекты уменьшены.Методы анализа главных компонентов (PCA) и преобразования Фурье (FT) вычисляют характеристики на основе сигнала наземной мины. База данных создается путем хранения характеристик с соответствующей информацией о наземных минах. При создании этой базы данных используются экспериментальные данные с известной информацией о наземных минах. Для обнаружения и идентификации входной сигнал обрабатывается для создания признаков, и аналогичные признаки идентифицируются в базе данных. Для принятия решения об обнаружении и идентификации используются два метода: метод подсчета сначала выполняет обнаружение, а затем идентификацию с помощью метода проверки отношения правдоподобия.После того, как мина будет успешно идентифицирована, оценивается ее глубина. В следующих разделах представлены теории и алгоритмы каждого шага.

2.1. Аппаратные средства и сигналы георадара
Система георадара, используемая в этой работе, имеет антенну георадара на конце рычага, который перемещается горизонтально, покрывая область сканирования, как показано на рисунке 2. Технические характеристики георадара приведены в таблице 1.
Свойство Значение
Внутренняя длительность импульса 240 пс (ширина –6 дБ) униполярный
Внутренняя амплитуда импульса Пиковое значение 15 В
Частоты повторения импульсов 1 МГц
Полоса пропускания работы 250 МГц до 2.5 ГГц
EIRP −41 дБм / МГц
Выборка радара 512 выборок за сканирование
Диапазон времени приемника 19,2 нс
Интервал выборки приемника 37,5 пс
Скорость развертки выходного сигнала 61 Гц
Скорость развертки <1,5 мс ^−l

Цели закапываются на разной глубине в деревянный ящик.Типы грунта, уровень влажности грунта, высота антенны и глубина цели меняются для каждого сканирования. Антенна собирает 256 выборок данных о глубине в каждом месте и сканирует область съемки, чтобы получить плотный набор данных, как показано на рисунке 3. Затем все данные упорядочиваются в матрицы размером 150 на 253 с интервалами 5 мм. Строки и столбцы матриц указывают места отбора проб и глубины соответственно.
2.2. Снижение шума и воздействия на землю
Предполагается, что данные георадара ( D ) представляют собой сумму отдельных сигналов, состоящих из трех компонентов [7]: наземных ( G ), наземных мин ( L ) и шума ( N ).Следовательно, он представлен как D = G + L + N . Из этой модели сигнал L получается вычитанием G + N из D . При сканировании региона без наземных мин будет получено G + N . Хотя этот метод концептуально прост, есть две проблемы: первая заключается в том, что сигнал должен быть нормализован для устранения разницы в мощности радара для каждого сканирования, а вторая заключается в том, что поддержание того же состояния земли с наземной миной и без нее практически невозможно.Следовательно, подход не может дать L последовательно. Альтернативный подход состоит в том, чтобы выбрать опорный сигнал, сигнал, полученный из D с наименьшим количеством воздействий наземных мин, и вычесть его из D . Опорный сигнал вычисляется как среднее значение двух столбцов данных, удаленных от столбца с наибольшей силой. Этот подход выгоден тем, что нет необходимости учитывать состояние земли и нормализацию радиолокационного сигнала для получения сигнала G + N , поскольку он получается в том же наборе данных, что устраняет необходимость в нормализации.Один из примеров данных георадара показан на рисунке 3. Опорный сигнал вычитается, и получается L , которое показано на рисунке 4.
2.3. Нормализация
После получения сигнала наземной мины ( L ) интенсивность сигнала нормализуется, чтобы уменьшить влияние, вызванное разницей в силе сигнала. Максимальные и минимальные значения интенсивности, и, выбираются из сигнала L , которые затем отображаются на значения и, предельные значения для нормализации.Затем нормализованный сигнал вычисляется по формуле Здесь — значение интенсивности L .
3. Извлечение признаков и построение базы данных
Наземные мины изготавливаются из различных материалов, таких как пластмассы и металлы, и различаются по размеру и форме. Поэтому они реагируют по-разному и имеют уникальные подписи. В этой работе используются два метода для извлечения таких характеристик из сигнала L : анализ главных компонент (PCA) и преобразование Фурье (FT).
3.1. Анализ главных компонентов
PCA — это статистический метод, который может предоставить образцы разрозненных данных в -размерности. Он строит ковариационную матрицу из данных. Собственные векторы и собственные значения матрицы равны и соответственно. Значение указывает, насколько сильна закономерность, которую показывают данные в направлении. Используя это свойство, сигнал наземной мины будет содержать собственные значения и собственные векторы, которые уникальны для наземной мины. В этой работе каждая точка данных георадара в трехмерном пространстве, как показано на рисунке 4, проецируется на плоскость для создания набора точек в двухмерном пространстве, как показано на рисунке 5.Здесь ось показывает номер столбца и интенсивность. Затем данные в плоскости обрабатываются для вычисления двух основных компонентов (). Таким образом, получаются два собственных значения и собственных вектора, которые можно рассматривать как характеристики каждой наземной мины. Безразмерные собственные векторы могут быть рассмотрены для распознавания наземных мин с помощью георадара аналогично [15]. Однако, как показывают данные георадара, собственные векторы не будут использоваться для распознавания наземных мин при помощи георадара в этой работе. Большая часть данных георадара сгруппирована около нулевой интенсивности, и один главный компонент должен следовать этой схеме распределения как e ₁ на рисунке 5.Следовательно, собственные векторы для разных данных георадара мало отличаются и не могут использоваться в качестве признака. Однако различие между сигналами наземных мин GPR можно наблюдать, сравнивая распределение вдали от нулевой интенсивности, = 0, что отражается во втором собственном значении. А именно, как показано на рисунке 5, собственное значение в направлении e ₂ будет отражать такой уникальный образец, который используется в качестве признака для наземной мины.

3.2. Преобразование Фурье
Преобразование Фурье — это способ представления сигнала во временной области в виде комбинации частотных компонентов.Рассмотрим столбец данных GPR, как показано на рисунке 6. Сигнал, представленный в частотной области, показан на рисунке 7. Компоненты и при двух частотных значениях и, соответственно, используются как характеристики данного сигнала. Выбор этих двух частот можно сделать следующим образом. Учитывайте противопехотные мины и условия захоронения. Затем можно получить сигналы GPR, каждый из которых преобразуется для получения сигналов в частотной области. Затем после исследования всех сигналов в частотной области выбираются частоты коэффициентов, которые могут максимально различать каждую наземную мину.Этот подход можно легко расширить, включив в него более двух частотных составляющих в качестве характеристик каждой наземной мины.

3.3. Построение базы данных
Выполняется серия экспериментов для различных наземных мин, заложенных в различных грунтовых условиях и на разных глубинах, и создается база данных для хранения характеристик, связанной с ними информации о наземных минах и наземных условий.
4. Обнаружение и идентификация наземных мин
Обнаружение наземных мин — это процесс определения наличия наземной мины в сигнале георадара, тогда как идентификация включает не только обнаружение наземной мины в сигнале, но также определение типа наземной мины.Следовательно, идентификация — это больше, чем обнаружение, поскольку она дает больше информации о наземной мине.
Учитывая объект, извлеченный из данных георадара, обнаружение и идентификация выполняется путем поиска этого же объекта в базе данных и получения соответствующей информации о наземных минах. Однако вероятность того, что точно такая же функция будет найдена в базе данных, мала из-за различных шумов и неопределенностей, содержащихся в полученном сигнале. Вместо этого весьма вероятно, что будет обнаружен объект, близкий к заданному, или будет возвращено несколько наземных мин с объектами, близкими к нему.Следовательно, для надежного обнаружения и идентификации следует использовать систематический подход, чтобы исключить путаницу при принятии решения. В данной работе предлагаются два метода: счетный метод и методы проверки отношения правдоподобия на основе расстояния Махаланобиса.
4.1. Метод подсчета
Метод подсчета подсчитывает количество совпадений и выбирает тот, у которого больше всего подсчетов, в качестве обнаруженной мины. Каждой мине присваивается счетная переменная. Данная функция сравнивается с характеристиками в базе данных.Если совпадение найдено, переменная count, соответствующая наземной мине, увеличивается на единицу. Здесь критерием соответствия является проверка, находится ли абсолютная разница между элементом и элементом в базе данных в пределах заданного допуска. Для одной функции может быть несколько совпадений. В этом случае все совпадающие переменные count увеличиваются на единицу. Этот процесс подсчета выполняется для всех рассматриваемых функций. Об обнаруженной мине сообщается о том, что имеет наибольшее значение для подсчета, с указанием ее идентификационной информации.
4.2. Метод определения отношения правдоподобия Махаланобиса
Рассмотрим -мерный вектор x = (). Функция распределения вероятностей Гаусса для x определяется выражением Здесь — -мерный вектор среднего (]) и ковариационная матрица = (Cov [и. Предположим, что есть две группы данных и с гауссовскими распределениями () и (), соответственно. Предположим, что это вероятность того, что вход является мина и) — вероятность, которая входит в состав.Если вероятность принадлежности к, обозначенная как P (), больше, чем вероятность принадлежности к, P (), x решается быть членом. Применяя теорему Байеса, имеем который сводится к Отношение () называется отношением правдоподобия, а тест, использующий это отношение, — тест отношения правдоподобия (LRT). Следовательно, решается, что входной вектор принадлежит, если ratio () удовлетворяет условию (4). В противном случае он принадлежит.В LRT расстояния Махаланобиса от до () используются в качестве входных данных, что является полезной схемой для оценки сходства между наборами данных [16]. Расстояние () вектора от набора данных со средним значением в n -размерности задается формулой [16] Здесь объединенная ковариационная матрица двух наборов данных, которая представляет собой средневзвешенное значение задействованных ковариационных матриц.
5. Эксперименты
В этом разделе проводится серия экспериментов, демонстрирующих эффективность предлагаемого метода.Для экспериментов используются четыре типа наземных мин (два противочеловеческих, и, и два противотанковых, и). Относительные размеры мин составляют. и сделаны из металла, а из пластика. В ходе экспериментов подготавливаются различные грунтовые условия, учитывающие три уровня влажности (сухой, умеренный и влажный), три материала (песок, почва и гравий) и семь глубин залегания (от 0 до 30 см с интервалом 5 см). Каждый набор данных георадара получается путем повторения сканирования 20 раз для обеспечения точности отсканированных данных.
5.1. Подготовка данных георадара
Наборы данных георадара обрабатываются для уменьшения влияния наземных сигналов от мин, которые затем нормализуются на основе максимального и минимального значений сигнала.
5.2. Характеристики
В экспериментах вторые собственные значения из анализа главных компонентов и коэффициенты на двух частотах, 0,71 ГГц и 0,95 ГГц, выбираются в качестве характеристик для каждой наземной мины. Эти три характеристики выбираются после проверки дифференцируемости рассматриваемых в эксперименте наземных мин.
Для каждой наземной мины во всех наземных условиях эти три характеристики вычисляются и сохраняются в базе данных. На рисунке 8 показано изменение вторых собственных значений каждой наземной мины в зависимости от глубины. На рисунке 9 показано изменение коэффициентов Фурье на 0,71 и 0,95 ГГц в зависимости от глубины залегания для состояния сухого песка. Обратите внимание, что две кривые для мин и на Рисунке 9 (b) пересекаются. Однако, если сначала используются собственные значения и коэффициенты на 0,71 ГГц, эти две наземные мины можно различить.Коэффициенты на 0,95 ГГц позволяют отличить две верхние кривые от остальных. Допуск совпадения для метода подсчета составляет%.

Для использования LRT вторые собственные значения и коэффициенты на 0,71 ГГц наносятся на двухмерную плоскость, как показано на рисунке 10, где показан график вторых собственных значений и коэффициентов на 0,71 ГГц четырех мин, захороненных в разная глубина в сухом песке. Как показано на рисунке, каждая противопехотная мина сгруппирована независимо от глубины залегания, и LRT может успешно применяться для идентификации наземных мин.Если набор тестовых входных данных представлен, как на рисунке 10, они могут быть идентифицированы как или в зависимости от положения входных данных на графике.

С добавлением произвольного шума к сигналам наземных мин предлагаемый метод дает удовлетворительные результаты обнаружения и идентификации. Среди всех экспериментов представлен один случай с засыпанными в песок наземными минами. В зависимости от уровня шума, добавляемого к сигналу, от ± 1,5% до ± 9,6%, степень обнаружения составляет 100% для всех случаев, а коэффициент идентификации изменяется от 100% до 79.2%, как показано на рисунке 11, который иллюстрирует изменение скорости идентификации в зависимости от уровней шума. Кроме того, чем выше уровень влажности, тем ниже становятся показатели идентификации. Степень обнаружения грунта и гравия в экспериментах также составляет 100%. Однако показатели идентификации варьируются от 30% до 100% в зависимости от состояния грунта и уровня шума. Если сравнивать оба метода для каждого случая, метод LRT работает лучше, чем метод подсчета для условий почвы и гравия, тогда как метод подсчета работает лучше для случаев с сигналами, загрязненными большим количеством шума, и наземными минами, закопанными в песок.

6. Выводы
В этой статье мы предлагаем процедуру с использованием данных георадара для идентификации наземных мин, закопанных в земле в различных условиях. Предлагаемый метод использует несколько функций, которые отражают различные аспекты наземных мин, что позволяет более стабильно обнаруживать и идентифицировать наземные мины. Более того, используя серию экспериментов в отношении глубины захоронения, можно также оценить глубину, на которой существует идентифицированная мина. Такая дополнительная информация о противопехотных минах могла бы улучшить процесс обезвреживания мин.
Предлагаемый метод ограничен тем, что он был протестирован только с одним случаем мины. Следовательно, при наличии нескольких мин и других посторонних предметов предлагаемый метод необходимо усовершенствовать, чтобы справиться с такими случаями. Предлагаемый метод требует тщательной оценки с полевыми данными, прежде чем он будет использован на практике. Кроме того, для будущих исследований рекомендуется распространить эту работу на случаи множественных мин с разными объектами.
Благодарности
Эта работа была поддержана Исследовательским центром беспилотных технологий, Управлением программы оборонных закупок и Агентством оборонного развития.
Многорежимное зондирование и визуализация подповерхностных слоев для обнаружения наземных мин
1.
Виттен, А., Вон, И.Дж., и Нортон, С., 1997, Отображение недр с помощью широкополосной электромагнитной индукции: Обратные задачи, т. 13, стр . 1621-1639.
Google Scholar
2.
Вон И.Дж., Кейсветтер Д. и Новикова Е., 1998, Электромагнитная индукционная спектроскопия: Журнал экологической и инженерной геофизики, т. 3, вып. 1, стр.27-40.
Google Scholar
3.
Миллер Э., Карл В.К. и Нортон С., 1997, Об обнаружении заглубленных мин с помощью многочастотных индуктивных измерений: Симпозиум SPIE AeroSense, Технологии обнаружения мин и миноподобных целей, Орландо, Флорида .
4.
Барроу, Б. и Нельсон, Х.Х., 1999, Основанная на модели характеристика сигнатур электромагнитной индукции для распознавания неразорвавшихся боеприпасов / помех с использованием платформы MTADS: Форум UXO, Атланта, Джорджия.
5.
Khadr, N., Barrow, B.J., and Bell, T.H., 1998, Классификация формы цели с использованием данных датчика электромагнитной индукции: UXO Forum ’98, Anaheim, CA.
6.
Дас, Й., МакФи, Дж. Э., Тьюс, Дж. И Стюартс, GC, 1990, Анализ детектора электромагнитной индукции для определения местоположения захороненных объектов в реальном времени: IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing т. 28, с. 278-287.
Google Scholar
7.
Барроу Б. и Хадр Н., 1996, Характеристики датчиков электромагнитной индукции для обнаружения и определения характеристик неразорвавшихся боеприпасов: Форум по неразорвавшимся боеприпасам, Вильямсбург, Вирджиния, с. 308-314.
8.
Гэн, Н., Гарбер, П., Коллинз, Л., Карин, Л., Хансен, Д., Кейсветтер, Д., и Вон, И. Дж., 1999, Широкополосная электромагнитная индукция для металлической мишени. идентификация: Теория, измерение и обработка сигналов: Конференция SPIE по обнаружению и ликвидации мин и миноподобных целей III, Орландо, Флорида, с.42-51.
9.
Эль-Шенави, М. и Раппапорт, К., 2000, Количественная оценка влияния различных статистических данных неровной поверхности на обнаружение мин с использованием метода FDTD: Конференция SPIE AeroSense, Орландо, Флорида.
10.
Раппапорт, К., Килмер, М., и Миллер, Э., 2000, Вопросы точности при использовании PML ABC с вычислением уравнения Гельмгольца FDFD, (Приглашенная статья) Международный журнал численного моделирования, т. 13 ,п. 471-482.
Google Scholar
11.
Раппапорт С. и Винтон С., 2000, Использование PML ABC для моделирования взаимодействия волн воздуха и почвы во временной и частотной областях: Технологии и приложения подземного зондирования: Международный журнал, v. 1, no. 3, стр. 289-304.
Google Scholar
12.
Раппапорт, К., Ву, С., и Винтон, С., 1999, FDTD-моделирование распространения волн в дисперсной почве с использованием модели однополюсной проводимости: IEEE Transactions on Magnetics, v.35, стр. 1542-1545.
Google Scholar
13.
Джин Д. и Раппапорт К., 2000, FDTD-моделирование параболической антенны GPR-передатчика: Progress in Electromagnetics Research Symposium, p. 353.
14.
Раппапорт, К., Азеведо, С., Розенбери, Т., Гоф, Дж., И Джин, Д., 2000, Портативное обнаружение мин с фокусированной матрицей прямого обзора с возбуждением плоской волной: SPIE Конференция Aerosense, т. 4038, Орландо, Флорида, стр. 1118-1126.
Google Scholar
15.
Макнайт, С., ДиМарцио, К., Ли, В., и Стотт, Дж., 2001, Лазерная акустическая визуализация подземных объектов: Технологии и приложения подземного зондирования: Международный журнал, т. 2, вып. 2, стр. 119-126.
Google Scholar
16.
Макнайт, С., Ли, В., и ДиМарцио, К., 1999, Визуализация скрытых объектов с использованием лазерного акустического обнаружения: 13-й ежегодный международный симпозиум SPIE по зондированию, моделированию и контролю в аэрокосмической / оборонной сфере, стр. .231-238.
17.
Скотт Х., Джонс С. и Ианнарилли Ф.И. 2000, Инфракрасная поляриметрия изображений: первые результаты и потенциал в обнаружении разлетающихся мин и поверхностных нарушений: Труды SPIE vol. 3710, Технологии обнаружения и устранения мин и миноподобных целей IV, т. 4038, Орландо, Флорида.
18.
ДиМарцио, С.А., Вен, Ли, Раппапорт, К.М., Зауэрманн, Г., Скотт, Х.Э., 1999, Инфракрасная термография с использованием микроволнового излучения: Конференция SPIE AeroSense, т.4038, Орландо, Флорида, стр. 173-179.
Google Scholar
19.
Октар, Т., Раппапорт, К., и ДиМарцио, К., 2000, Влияние шероховатости поверхности на микроволновый нагрев почвы для обнаружения захороненных наземных мин: Конференция SPIE AeroSense, т. 4038, Орландо , FL, стр. 200-208.
Google Scholar
Минный детектор | Вики Сообщества
Минно-детекторы — это средства обезвреживания боеприпасов в ArmA 3.
Обзор
Минно-извещатель (ArmA 3)
« Наличие миноискателя в вашем инвентаре автоматически обнаружит все взрывчатые вещества на близком расстоянии.
Полевое руководство
»
Переносное сенсорное устройство, миноискатели, автоматически обнаруживают все взрывные устройства в непосредственной близости от пользователя. Их общая «масса» составляет 20 единиц.
Минные детекторы имеют максимальную дальность обнаружения 15 метров в радиусе 360 градусов вокруг пользователя.После обнаружения наземной мины, взрывчатого вещества, неразорвавшегося боеприпаса (НРБ) или самодельного взрывного устройства (СВУ) детектор мин издаст громкий звуковой сигнал, чтобы немедленно предупредить пользователя. Эти звуковые сигналы будут быстро увеличиваться по частоте по мере приближения пользователя к мине / взрывчатому веществу.
В некоторых БПЛА / UGV могут также использоваться встроенные миноискатели. Помимо большей максимальной дальности в 50 метров, они работают точно так же, как и их портативные аналоги; издавать громкие звуковые сигналы, которые слышит только оператор дрона, когда мина находится в пределах досягаемости.
Общая информация
ArmA 3 — это первое появление миноискателей в этой серии.
До выхода DLC «Законы войны» миноискатели не издавали никаких звуковых эффектов и отображали только видимый значок на карте пользователя и на дисплее Heads Up Display.
Подразделения под управлением ИИ, оснащенные миноискателями, будут проактивно избегать попадания на путь обнаруженных мин , независимо от класса .
Предлагаемый специально для использования с мини-кампанией / сценарием Old Man , существует вариант миноискателя в виде Drone Detector .
Он не может быть оборудован вне сценария без команд сценария и функционально идентичен обычным минным детекторам. Его основная цель в Old Man — обнаружение беспилотных летательных аппаратов-смертников, которые патрулируют окраины крупных военных баз по всей Таноа; Таким образом, он имеет гораздо более широкий диапазон сканирования — 200 метров, а не 15.
Внешние ссылки
См. Также
Новые методы обнаружения заглубленных взрывных устройств (Конференция)
Керсель, С. В., Берлаж, Р. С., Патек, Д. Р., Смит, С. М., Хиббс, А. Д., и Рейнер, Т. Дж. Новые методы обнаружения скрытых взрывных устройств . США: Н. П., 1997. Интернет.
Керсель С. В., Берлаж Р. С., Патек Д. Р., Смит С. М., Хиббс А. Д. и Рейнер Т. Дж. Новые методы обнаружения скрытых взрывных устройств . Соединенные Штаты.
Керсель, С. В., Берлаж, Р. С., Патек, Д. Р., Смит, С. М., Хиббс, А. Д., и Рейнер, Т. Дж.Вт. «Новые методы обнаружения заложенных взрывных устройств». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/463656.
@article {osti_463656, title = {Новые методы обнаружения закопанных взрывных устройств}, author = {Керсель, С. У. и Берлаж, Р. С. и Патек, Д. Р. и Смит, С. М. и Хиббс, А. Д. и Рейнер, Т. Дж.}, abstractNote = {Окриджская национальная лаборатория (ORNL) и Quantum Magnetics, Inc.(QM) изучают новые технологии обнаружения наземных мин. Рассматриваемые здесь технологии включают бактерии-биорепортеры, развернутый акустический резонанс, ядерный квадрупольный резонанс (ЯКР) и слияние семиотических данных. Бактерии-биорепортеры выглядят многообещающими для гуманитарного применения в странах третьего мира; они недорогие, и для их развертывания не требуются высокотехнологичные методы. Сканируемый акустический резонанс может быть полезным дополнением к магнитометрам при гуманитарном разминировании. Для военного разминирования ЯКР является многообещающим методом обнаружения взрывчатых веществ; из 50 000 веществ, которые были протестированы, ни одно не имеет сигнатуры ЯКР, которую можно принять за гексоген или тротил.Как для военного, так и для коммерческого разминирования, объединение датчиков влечет за собой две сложные задачи: выявление плавких элементов как в современных, так и в новых технологиях и разработку алгоритма объединения, который работает в режиме реального времени на дешевом оборудовании. Предварительные исследования в этих областях обнадеживают. Бактерия-биорепортер для обнаружения TNT находится в стадии разработки. Только что начались исследования в области развернутого акустического резонанса как метода дешевого миноискателя для использования в гуманитарных целях. Обработка вейвлетов в реальном времени, по-видимому, является ключом к расширению обнаружения бомб с помощью ЯКР на обнаружение мин, включая мины на основе тротила.Недавние открытия в семиотике могут стать прорывом, который приведет к созданию надежной объединенной схемы обнаружения.}, doi = {}, url = {https://www.osti.gov/biblio/463656}, журнал = {}, номер =, объем =, place = {United States}, год = {1997}, месяц = {4} }
Наземная противоминная система обнаружения мин (GSTAMIDS), проектирование, производство и разработка (EMD) Блок 0
Аннотация
Армия США заключила контракт с EG&G Technical Services на строительство блока GSTAMIDS EMD Block 0.Эта система автономно обнаруживает и отмечает закопанные противотанковые мины с беспилотного автомобиля. Он состоит из дистанционно управляемого транспортного средства, стандартной системы дистанционного управления (STS), системы обнаружения мин (MDS) и средства управления. В настоящее время изготавливаются две полные системы и третья система MDS. Базовой машиной для Блока 0 является южноафриканский Meerkat, который имеет возможность проезда противотанковых мин, а также броневую противоминную защиту и баллистическую защиту. Он управляется через радиоканал STS из управляющей машины.Главная компьютерная система (MCS), расположенная в управляющем транспортном средстве, получает данные датчиков от MDS по высокоскоростной радиосвязи, обрабатывает и объединяет данные, чтобы принять решение об обнаружении мин, и отправляет информацию обратно на базовое транспортное средство. для отметки места нахождения шахты. MCS также имеет возможность взаимодействовать с системой FBCB2 через радиомодуль SINGARS. Станция оператора GSTAMIDS и система связи транспортного средства также подключаются к MCS. Датчики MDS устанавливаются на главном транспортном средстве и включают в себя наземный радар (GPR), металлоискатель с импульсной магнитной индукцией (PMI) и (в качестве опции) длинноволновый инфракрасный порт (LWIR).Используется распределенная архитектура обработки, поэтому предварительная обработка данных выполняется на уровне датчика перед передачей в MCS, что сводит к минимуму требуемую пропускную способность. Девять (9) каналов, каждый из которых является георадаром и PMI, смонтированы под сурикатом, чтобы обеспечить трехметровую полосу обнаружения. Две ИК-камеры установлены на верхних сторонах Meerkat, обеспечивая поле обзора требуемой полосы с перекрытием под транспортным средством. Также в базовое транспортное средство входят внутренняя навигационная система (INS), глобальная система позиционирования (GPS) и радиосвязь для дистанционного управления и передачи данных.Блок 0 GSTAMIDS разработан как модульная расширяемая система с достаточной пропускной способностью и возможностями обработки для включения дополнительных сенсорных систем в будущие блоки.
No related posts.

Разное