Radio engineering system identification of metals on the basis of eddy-current converters

Abstract

EN: Context. The task of creating a radio system (RS) for identifying metals in the middle of subgroups of magnetic and nonmagnetic metals based on eddy current devices (ECD) is considered. The object of study is the radio identification system. Objective. Development of a radio system that allows you to expand the possibilities of ECP by identifying a metal in a subset of non-magnetic (copper, gold, silver, etc.) and magnetic (steel, nickel) materials. Method. A block diagram of the RS, which uses the processing of ECD signals in the time and spectral regions, is proposed. PC allows to identify the type of metal from which the control object (CO) is made, within the subsets of non-magnetic and magnetic materials, which allows to increase the probability of detecting CO hidden in a dielectric medium, made of non-ferrous, precious or ferrous metals. The validity of the results obtained from the verification of the technique was tested on a laboratory model of the PC, which consists of an analog eddy current part and a microcontroller with ADC to transfer data to a laptop, which implements the methods of signal processing. The article proposes the hypothesis of an informative parameter and a mathematical model that explains the causes of the signal and its form. The possibility of using RS to solve the problem of metal identification within a subset of non-magnetic and magnetic materials has been experimentally confirmed. Conclusions. Experimental studies carried out confirmed the efficiency of the proposed RS and the methods for processing the ECP signal, the software that implements it, which allows us to recommend it for the development of devices for identifying the metal from which the test object is made. Prospects for further research are to adapt mathematical and software not only to the base of metal images, but also to create images of complex objects, which will make it possible to identify a hidden metal object and thereby expand its capabilities. UK: Актуальність. Розглянуто задачу створення радіотехнічної системи (РС) ідентифікації металів в середині підгруп магнітних та немагнітних металів на основі вихрострумових перетворювачів (ВСП). Об’єктом дослідження є радіотехнічна система ідентифікації металів. Метод. Розробка радіотехнічної системи, яка дозволяє розширити можливості ВСП шляхом ідентифікації металу в підмножині немагнітних (мідь, золото, срібло і інших) і магнітних (сталь, нікель) матеріалів. Запропонована структурна схема РС, яка базується на обробці сигналів ВСП в часовій та спектральній областях, яка надає можливість ідентифікації типу металу в межах підмножини немагнітних і магнітних матеріалів, що дозволяє підвищити ймовірність виявлення прихованих в діелектричному середовищі об’єктів контролю (ОК), виготовлених з кольорових та чорних металів. Результати. Достовірність отриманих результатів перевірки роботи методики перевірялась на лабораторному макеті РС, який складається з аналогової вихрострумової частини та мікроконтролера із АЦП для передачі даних на ноутбук, що програмно реалізує методи обробки сигналу. В статті запропонована гіпотеза виникнення інформативного параметру та математична модель, яка пояснює причини виникнення сигналу та його форму. Експериментально підтверджена можливість використання РС для ідентифікації металів в рамках підмножини немагнітних і магнітних матеріалів. Висновки. Проведені експериментальні дослідження підтвердили працездатність запропонованої РС та методів обробки сигналів вихрострумових перетворювачів, програмного забезпечення, що його реалізує. Результати роботи дозволяють рекомендувати структуру радіотехнічної системи для розробки приладів ідентифікації металу, з якого виготовлений об’єкт контролю. Перспективи подальших досліджень полягають в адаптації математичного і програмного забезпечення не лише бази образів металів, а і для створення образів складних об’єктів, що дозволить ідентифікувати об’єкт, і тим самим, розширити їх функціональні можливості.