Тороидальные антенны

[rustot]

по-моему тор что-то излучает только за счет поля, которое формируется вовне обмотки, и то только за счет физичеких размеров, для приемника излучение ближней части тора чуть больше чем проивофазное, гасящее его, излучение дальней части, только за счет этой разницы и получается какое-то излучение

то есть поле в сердечнике вообще не работает на излучение, можно на него не тратиться и мотать на деревянном каркасе, результат будет тот же.

ps. если конечно размеры тора сравнимы с половиной длины волны, тогда будет излучать. но феррит как бы намекает, что речь идет не о гигагерцах с одной стороны и не о многометровом размере кольца с другой

разбейте тор на элементарные излучающие витки. каждому излучающему витку находится пара на другом конце тора, излучающая в противофазе. наблюдатель в 10 см от 1 см тора в случае одного витка принял бы сигнал с апрлитудой кратной 1/0.1=10, а из за наличия пртивофазного витка примет с амплитудой кратной 1/0.1-1/0.11=0.9, то есть в 10 раз ослаблено по сравнению с одиночным витком. на расстоянии метр разница будет еще более драматичной 1 vs 0.001

[Ka_m]

Прибор будет мерить физические параметры среды.

Нублин, какие параметры? Диэлектрическую проницаемость? Магнитную проницаемость? Тангенс угла потерь? Температуру? Влажность? Их же дофига. И какой среды?

Сформулируйте внятно свое ТЗ, наконец.

Ядерно магнитный резонанс я использовал в своем дипломном проэкте. Я не хочу углубляться в детали прибора так как в конечном итоге все перерастет просто в стеб и полезной информации я извлеку минимум. Техническое задание провести физическое моделирование с зондом состоящим из тороидальных антенн. В конечном итоге практические результаты должны послужить для прототипа прибора который будет использоваться в буровых скважинах. Прибор в конечном итоге должен своими измерениями выходить на сопротивление среды.

[Ka_m]

Прибор будет мерить физические параметры среды.

Допустим, что это так..
Берём сердечник с зазором, в зазор засовываем свою среду и меряем..

Интерес представляет именно тороид, я к сожалению сам еще не до конца разобрался почему, но в статьях моего научного руководителя это все описывается, но там теоретические наработки с многочисленными формулами моя же задача получить практические результаты и сравнить с теорией.

[Ka_m]

по-моему тор что-то излучает только за счет поля, которое формируется вовне обмотки, и то только за счет физичеких размеров, для приемника излучение ближней части тора чуть больше чем проивофазное, гасящее его, излучение дальней части, только за счет этой разницы и получается какое-то излучение

то есть поле в сердечнике вообще не работает на излучение, можно на него не тратиться и мотать на деревянном каркасе, результат будет тот же.

ps. если конечно размеры тора сравнимы с половиной длины волны, тогда будет излучать. но феррит как бы намекает, что речь идет не о гигагерцах с одной стороны и не о многометровом размере кольца с другой

разбейте тор на элементарные излучающие витки. каждому излучающему витку находится пара на другом конце тора, излучающая в противофазе. наблюдатель в 10 см от 1 см тора в случае одного витка принял бы сигнал с апрлитудой кратной 1/0.1=10, а из за наличия пртивофазного витка примет с амплитудой кратной 1/0.1-1/0.11=0.9, то есть в 10 раз ослаблено по сравнению с одиночным витком. на расстоянии метр разница будет еще более драматичной 1 vs 0.001

В своих опытах я заменял ферритовое кольцо на фанерное но результат с фанером намного хуже. И да действительно сигнал на принимающей антенне намного меньше чем подаваемый на передающую. Но вся идея заключается в том что сигнал на приемной катушке изменяется под действием среды в которой она находиться.

[Котёнок.]

Опять же в литературе встречалось такое понятие как резонанс частот

В Вашем случае наоборот нужно избегать резонансов катушек в полосе частот, что у Вас.

[Ka_m]

В свою очередь я хотел бы вернуться к тому что было сказано выше про катушку и ее паразитическую емкость и о том что данная система представляет колебательный контур, возможно ли конструктивно собрать такую антенну (тороидальную) которая из за резонанса будет излучать лучше? и такой вопрос можно ли изготовить приемную антенну чтобы она лучше принимала излучающую частоту?
Вот эти вопросы меня волнуют, так как в своих опытах я брал обычные ферритовые кольца не задумываясь о их магнитной проницаемости и на матовал проволоку на них по 300-200 витков но количество витков на обоих торах совпадали.
Наверняка должны быть какие то конструктивные особенности в этом деле, если таковы есть то прошу объяснить мне.
Заранее благодарен

[Ka_m]

Опять же в литературе встречалось такое понятие как резонанс частот

В Вашем случае наоборот нужно избегать резонансов катушек в полосе частот, что у Вас.

Не могли бы вы более развернуто объяснить почему (к сожалению я не достаточно компетентен в этой теме).

[rustot]

Интерес представляет именно тороид, я к сожалению сам еще не до конца разобрался почему, но в статьях моего научного руководителя это все описывается, но там теоретические наработки с многочисленными формулами моя же задача получить практические результаты и сравнить с теорией.

хотелось бы взглянуть на эти теоретические наработки, потому-что все это страннее некуда. тор хорош в качестве трансформатора именно минимальной индукцией рассеяния, то есть в том числе минимальными _потерями_на_излучение_. он вещь в себе, по замкнутому магнитопроводу гуляют огромные магнитные потоки, а снаружи это заметить практически невозможно не введя в него проводник. может речь не о приеме/передаче излучения как такового а о поведении тора в _проводящей_ среде? тогда он начнет работать как трансформатор, выходной обмоткой которого является эта самая среда. допусим опустить его в соляной раствор и в растворе образуется бублик из токов, повторяющих по форме токи в обмотке и это потом как-то используется. но это не излучение, это индукционные токи, совсем другая история

[YS]

rustot истину глаголет.

Все-таки я призываю топикстартера развернуто пояснить ТЗ. А заодно и коснуться наработок научрука. Пока что сообщество блуждает в тумане.

Я не хочу углубляться в детали прибора так как в конечном итоге все перерастет просто в стеб

Откуда такая уверенность? Или Вы торсионный генератор строите?

Если тема вменяемая, то проясненное ТЗ в разы повысит продуктивность генерации идей.

[Ka_m]

Господа прошу заметить, что выше задал вполне конкретный вопрос, но ответа на него не поступил. Так вот я прекрасно понимаю что выложив сюда пару статей по этой тематике, то начнутся споры относительно формул суждений и тому потомного. Как результат полезной информации и ответы на интересующие вопросы я не получу.

[МитяРа]

Ka_m, ты хотел написать, чем обусловлено применение именно торроидальных сердечников..

[rustot]

Господа прошу заметить, что выше задал вполне конкретный вопрос, но ответа на него не поступил. Так вот я прекрасно понимаю что выложив сюда пару статей по этой тематике, то начнутся споры относительно формул суждений и тому потомного. Как результат полезной информации и ответы на интересующие вопросы я не получу.

вопрос бессмысленен вне контекста. вы спрашиваете о согласовании двух торов, о собственной резонансной частоте в преположении что они работают как приемная и передающая антенны, а они так работать не могут и ответа поэтому не существует.

то есть вы задаете вопрос типа 'как согласовать приемную антену для улавливания излучения постоянного магнита', вам и отвечают что постоянный магнит не излучает. и речь видимо о чем то совсем другом, о датчике холла, о движущемся магните, еще о чем то и без этих подробностей никакой ответ не возможен

[Ka_m]

Ссылка на архив со статьей. http://webfile.ru/5608675

[rustot]

да, это не излучение. это прямая связь между тороидами через токи проводимости и токи смещения в среде, в ближнем поле. излучение - это совсем другое, излучили и забыли, а тут будет жесткая обратная связь с токами в среде и во втором тороиде, влияющая на токи в первом, как в трансформаторе

для эмуляции можно надеть оба тороида на провод, замкнутый накоротко через параллельные сопротивление и емкость, эмулирующие проводимость и диэлектрическую проницаемость среды. тогда физическое расстояние между ними не будет играть роли, а будет регулироваться этими сопротивлением и емкостью

что тут тогда можно сказать. согласовывать их нет нужды, соотношение как в трансформаторе, меньше соотношение витков - меньше напряжение и больше ток и наоборот. мощность поля при упирании в насыщение сердечника можно увеличивать только сечением сердечника. степень связи между катушками площадью их отверстия (но не в эмуляции с проводником, там площадь влиять не будет). о каких то собственных резонансах можно не париться, потому-что активная нагрузка со стороны среды снизит добротность катушки до нуля. просто вкачиваете нужную частоту, на приемнике фильтруете ее же

в материале сердечника вас в первую очередь должна заботить индукция насыщения, а не магнитная проницаемость. с низкой проницаемость вы просто намотаете больше витков или дадите больший ток чтоб достигнуть того же поля. а индкуция насыщения вас ограничивает при заданных размерах магнитопровода. зазоры делать при таком его использовании по-моему бессмысленно.

[Ka_m]

Благодарю за разъяснение. Т.е никакие резонансы частот ловить не нужно, и чем больше будет число витков тем больше будет сигнал и разрешающая способность так я понимаю? и не могли бы вы указать какие именно ограничения связаны с индукцией насыщения (где об этом можно доступно почитать)

Заранее благодарен

[rustot]

с какого-то тока сердечник перестает усиливать магнитное поле. то есть например ток 1А индукция 0.1Тл, ток 5А индукция 0.5Тл, ток 10А индкуция 1 Тл, ток 11А а индукция опять 1Тл, сердечник достиг насыщения. а магнитная проницаемость определяет что при 1А именно 0.1Тл, а не 0.5. вот и искать сердечинк с максимальной индукцией насыщения.

кроме того вас может заботить граничная частота. величина электрического поля на оси тороида кроме амплитуды магнитного поля в сердечнике также пропорциональна частоте ее изменения, так что граничная частота для сердечника может быть тоже немаловажным параметром. но вполне вероятно что частота будет ограничена не сердечником, а средой, то есть по условиям задачи вам нельзя будет поднимать частоту измерения выше какой-то. тогда просто подобрать сердечник с частотой не ниже

[B@R5uk]

с какого-то тока сердечник перестает усиливать магнитное поле. то есть например ток 1А индукция 0.1Тл, ток 5А индукция 0.5Тл, ток 10А индкуция 1 Тл, ток 11А а индукция опять 1Тл, сердечник достиг насыщения...

Надо говорить ампер-виток, а не просто ампер. Один и тот же результат можно достичь меньшим током с большим числом витков.

Кстати, если среда чувствительна к частоте, то вгонять сердечник в насыщение не стоит. Иначе придётся анализировать амплитуды спектральных составляющих нелинейного сигнала. Небольшая нелинейность будет присутствовать даже сердечник ещё не в насыщении, но уже близко.

Последний раз редактировалось B@R5uk Пн окт 17, 2011 13:02:32, всего редактировалось 1 раз.

[Ka_m]

с какого-то тока сердечник перестает усиливать магнитное поле. то есть например ток 1А индукция 0.1Тл, ток 5А индукция 0.5Тл, ток 10А индкуция 1 Тл, ток 11А а индукция опять 1Тл, сердечник достиг насыщения. а магнитная проницаемость определяет что при 1А именно 0.1Тл, а не 0.5. вот и искать сердечинк с максимальной индукцией насыщения.

кроме того вас может заботить граничная частота. величина электрического поля на оси тороида кроме амплитуды магнитного поля в сердечнике также пропорциональна частоте ее изменения, так что граничная частота для сердечника может быть тоже немаловажным параметром. но вполне вероятно что частота будет ограничена не сердечником, а средой, то есть по условиям задачи вам нельзя будет поднимать частоту измерения выше какой-то. тогда просто подобрать сердечник с частотой не ниже

В своих опытах я буду применять генератор ГЗ-56/1. Т.е частота будет ограничена в принципе прибором до 200кГц в принципе научный руководитель говорил что этого достаточно. Не посоветуете кольца каких марок применять? И разъясните технический вопрос как я понял чем больше разница в количестве витков тем лучше, а есть ли еще какие либо ограничения? я где то читал про то что количество витков должно быть четное или не четное

[B@R5uk]

Для измерений, думаю, просто компьютер со звуковой картой и усилительем - предусилителем подойдёт. Кроме того будет очень удобно обрабатывать результаты измерений. Советую, кстати, осовить MathLab для этого дела. Там есть возможность одновременно воспроизводить и записывать сигнал, а так же очень удобно обрабатывать результат, находя коэффициенты модели.

Во всяком случае это гораздо удобней, чем выставлять на ГЗЧ частоту, мерить амплитуды, составлять таблички, потом обсчитывать.

[Ka_m]

Для измерений, думаю, просто компьютер со звуковой картой и усилительем - предусилителем подойдёт. Кроме того будет очень удобно обрабатывать результаты измерений. Советую, кстати, осовить MathLab для этого дела. Там есть возможность одновременно воспроизводить и записывать сигнал, а так же очень удобно обрабатывать результат, находя коэффициенты модели.

Во всяком случае это гораздо удобней, чем выставлять на ГЗЧ частоту, мерить амплитуды, составлять таблички, потом обсчитывать.

а по поводу витков не проконсультируете?