Магнитометрия.

Не путайте долговременную и кратковременную стабильность. Плюс многие алгоритмы измерения частоты как раз и усредняют эти прыжки по серии измерений. Ключевым тут является зашумление сигнала и существует нижний предел Рао-Кремера (вроде бы так), по которому можно оценить точность измерения частоты синусоды в шуме. Одним словом, это тема не одной диссертации.

По OVH дачтику, весов нет под руками, примерно 0,5 кг в корпусе и с кабелем 1,6м.

 

Это не прыжки, это пульсации и микропульсации фона. Но они плавные и там очень редки прыжки на 2-3 нТ в соседних измерениях с периодом 1-2 сек (исключая магнитные бури и помехи). Поэтому, посмотрев серию измерений прибора, можно всегда оценить его аппаратную точность. У геофизиков есть правило, что аппаратная точность прибора должна быть примерно в 10 раз выше, чем требуемая точность измерений, те если аппаратная точность измерений примерно1 нТ, то можно говорить о применении прибора для измерений с точностью 10нТ, что для археологов уже не гуд.

 

Да нет, там как раз очень много тонкостей в конструкции прибора, например как сделать поле накачки более равномерным, чтобы коэффициент использования вещества был выше. Линии спектра ЭПР достаточно узкие. Или конструкция резонатора, экрана. За внешней простотой там много чего скрывается, одним словом, если фото будут, поделитесь пожалуйста, буду очень благодарен.

По точности. В первой Аномалии я использовал метод Кехлера. Но для оверхаузера он не подходит, тк при с/ш 30 дБ он уже дает плохие результаты. Я списывался с автором и с другим магнитостроителем, который его использует, что мол точности нет. Они говорят "что все путем, мужик мол не гони". Поэтому, я плюнул и использовал другой алгоритм. При с/ш 30 дБ и времени измерения 0,5 сек он дает точность порядка 0,1 - 0,2 нТ (у Кехлера - около 1нТ). Плюс во второй Аномалии стоит адаптивный цифровой фильтр (на базе БПФ), который увеличивает градиентоустойчивость, но точности при малых с/ш не добавляет.

 

Какой метод Вы имеете ввиду - цифровой обработки? И с/ш чего - всей системы с датчиком в идеальных условиях, самого датчика, самого прибора без датчика или аналоговой части? Если всей системы с датчиком, то при разработке прибора можно добиваться различных значений и выбирать наиболее оптимальные, компромиссные варианты. Для точности около 1 нТл не нужны никакие особенные ухищрения, ММП-203 на дискретных цифровых МС, безо всяких MPU&DSP, это прекрасно показывал лет тридцать назад. На мой взгляд, нельзя недооценивать качество аналоговой части схемы (входной усилитель и систему аналоговых фильтров) и конструкцию датчика!. Именно в этом лично я вижу основной залог успеха, не будет этого - мало помогут и цифровые алгоритмы обработки.

 

Про с/ш сигнала на входе измерителя (АЦП или компаратор). Метод вычисления частоты сигнала прецессии. Опубликовал Кехлер в своей статье. Назвается sleep phase method.

ММП - это значение шкалы 1нТ. Систематика у него около 2,5-3 нТ. Где то так.

 

http://www.stefan-mayer.com/Data sheet Fluxmaster.pdf

в доке на прибор написано:
Range switch +/- 2 микроТл
Highest resolution 1 nT
и т.д.

На индикаторе будет от+1,999микроТл до -1,999микроТл. Запятая двигается при изменении диапазона измерений.
Изменение в 1нТл это например с +1,999 на +1,998.

Другие примеры могу посмотреть в своих ссылках, если это так важно для Вас.


По дифизмерениям -это конечно не плохо иметь вторую станцию, да если бы ещё и со святью по радиоканалу с поисковой станцией, ну и сразу ноутбук с построением профилй в 3D. Тогда и профессору археологии было бы не стыдно сидеть за столиком с таким прибором в тенёчке! Я ИМХО понимаю, что это сайт поисковиков и кого угодно, но не археологов и геологов (никого не хочу обидеть). МД и магнитометрией интересуюсь именно в этом разрезе. Но конечно хотелось бы, чтобы мой Шанс не прыгал по 5нТл. Я даже несколько лет назад писал письмо по-моему г-ну Кехлеру с вопросом о прыжках поля, надо найти и перечитать. Хотя помню, что вроде несколько нТл за короткий промежуток времени.

 

Да и у И.Н. Кошелева в "МАГНИТНАЯ РАЗВЕДКА АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАМЯТНИКОВ" на стр. указано Коротко- периодические колебания за 10–45с составляют 0.5–5нТл; среднее значение –2 нТ. У Шанса 2 измерения за 10с. Конечно надо посмотреть на нормальном генераторе ЗЧ и выяснить это Шанс или поле или то и другое.

По ферозондам - после Второй мировой их применяли на самолётах для поиска подлодок. С разрешением в 100нТл это врядли возможно.

 

Даже по кратковременной стабильности с такой требуемой точностью сомневаюсь -куча цифровых шумов, низкие частоты дискретизации и т.д. ИМХО делают SB наверно наихудшим из подручных средств. Лучше делитель с кварцем на 4060 + ОУ для синусоиды.
Все одно поеду мерять на нормальном ЗЧ. Когда настраивал датчик протонника-сгорел мой ламповый ЗЧ 1963г.в. -пришлось вкл. ноут. Там частота вообше не выставлялась точно 2120 наример-или 2119, или 2124.

Хотя не силен в математике, но усреднять алгоритмами "не честно", откуда алгоритм знает что это - прыжок поля Земли или аномалия в 2нТл? Так можно доусредняться и до 10нТл. Показания будут стоять как вкопанные с точностью до 1нТл , пока поле не уйдет на 10нТл. Не алгоритм, а ясновидящий какой-то получается.

Правильно делать градиометр с двумя датчиками. Как по мне, с такими флуктуациями поля Земли измерения аномалий в 1нТл нереальны при менее, чем 3-5 циклов в секунду.
По весу - я так понимаю выиграш в 1,5кг + наверно меньшая батарея.

Но все одно, спасибо за советы!
Я вижу тут серьёзный разговор по OVH, поэтому не буду забирать у Вас лишнее время по моим вопросам.

 

А как на экране будет отображаться изменение поля с 50 000 нТл до 50 001? Разрешение в 1 нТл возможно, судя по всему, при работе в диапазоне плюс-минус 2 мкТл, а напряженность поля в нашей местности около 50 мкТл. Т. е. Вам нужно будет работать в диапазоне плюс-минус 200 мкТл и разрешение соответственно снизится на два порядка! Возьмите за аналогию обычный цифровой мультиметр с дисплеем, как в этом приборе, 3 и 1/2. И попробуйте померять им напряжение 50 В с точностью до 1 мВ - хоть для этого мультиметра и будет заявлена точность в 1 мВ, но это возможно лишь на пределе измерения, скажем, 1 В!
По генератору - найти подходящий может оказаться затруднительно, стабильность у него должна быть около 0,05 Гц на частоте около 2 кГц.
По магнитометрам вообще - речь, насколько я понимаю, идет о выборе варианта для создания недорогого и неприхотливого прибора с приемлемыми характеристиками. Просто что есть приемлемые характеристики? С этого нужно начинать. Я сейчас стремлюсь к примерно к тому, что Вы описали:

только желательно без ноутбука - построение профилей силами самого прибора.
Кстати, Вы, имея протонник, могли бы попробовать найти человека, скажем, с OGF, и провести сравнительные испытания - результаты были бы интересны.

 

По порядку:
1.Вопрос стоял в феррозондах и приборах с чуствительностью 1 нТл на них, если не подходит этот по диапазону, посмотрите на указанный Вами на ебае-тоже наверно феррозондовый, но никак не протонный судя податчику.
2.По генератору -меня здесь убеждают, что и саундбластер подойдет! А я не верю!
3. Это Слава2012 поднял этот вопрос. Я только предложил определиться с принципами и основными характеристиками. Вижу теперь что на роль народного не подходит не только протонник, но и OHV.
4.Сначала надо достигнуть стабильности, заявленной для Шанса.
А я в поле сравнивал с минелабами. Народ был удивлён чувствительности и радиусу захвата. Да и я сам походил с экспом немало! Магнитометр -очень интересный прибор для поиска, даже если имеет разрешение на уровне несколько нТл. Вот только вес прибора и время измерения великоваты.

А вот по жидкостям, я бы попробовал, но не имею возможности изменять время намагничивания и др. временные параметры алгоритма работы Шанса. Я не владелец кода. Может у Вас есть ссылки по испытаниям разных жидкостей в протонниках?

 

Можете ли поделиться ссылками на инфу по временам поляризации для этих и других веществ.

 

А я стремлюсь к недорогому самодельному прибору , быстрому (3-5 измерений за сек), лёгкому, пусть даже на 10 нТл. Вероятность пропуска при поиске увеличится, зато мусор, помехи и др. не будут мешать, а танк и так не пропустим!

А ноутбук и исключительно с большим экраном 17" и выше - это специально для профессора! Не будет же он на экранчик в 3" от мобилы глазеть! Несолидно будет!!!

 

Разработчики датчика POS-1 для увеличения соотношения с/ш использовали аж 64 перекрывающихся поддиапазона в диапазоне 20-100 мкТл, что свидетельствует и о достаточно высокой добротности датчика.

А я имею возможность менять практически любые параметры поляризации, но не имею ни приведенных жидкостей, ни даже знаний о том, где их можно приобрести. Данных по испытаниям, к сожалению, тоже нет.
Чтобы узнать параметры, я вижу два метода - либо углубляться в теорию процессов, либо получить их практически. Вторым я давно собирался заняться, да все руки не доходили. Очень надеюсь вернуться к этому вопросу, как потеплеет.

Ну почему же, в протоннике вполне можно добиться пары измерений в 1-1,5 с, а по трудоемкости изготовления и настройки для получения сопоставимых точностных параметров я бы не сказал, что феррозонды проще

 

1.Мой знакомый живёт в германии, он бывший химик, я думаю , зная эту тему, не проблема купить там - как говорится в Греции всё есть! Но вот перевезти как? Жидкости, наверно, горючие. А почта- только авиа. Да и захочет ли он.

2.Может и можно, но не знаю такого серийного доступного по цене прибора.
А лучше добейтесь таких параметров и сделайте для продажи кит или прибор, если Вы не ограничиваетесь сугубо научными исследованиями. Но так не принято в современной науке -нужен экономический эффект и финансы на дальнейшие исследования.
По феррозондам- кто нибудь в СНГ пробовал? За бугром - я помню несколько контор, которые попробовали и получилось. Одну уже приводил выше.

По точности измерений - не обязательно для достоверных измерений иметь запас в 10 раз по точности. Например, у Кошелева:
"2.3. СЕТЬ И ТОЧНОСТЬ
МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ
2.3.1. ВЫБОР ТОЧНОСТИ МАГНИТНОЙ СЪЕМКИ
Точность магнитной съемки должна быть, по возможности, максимально
высокой. Она определяется с таким расчетом, чтобы среднеквадратическая погрешность (*-для ММП-203 на керосине- это 3нТл) измерения характеристик магнитного поля не была выше 20–
30% амплитуды минимальных ожидаемых магнитных аномалий, создаваемых искомыми археологическими объектами.

Например, для выявления объектов с минимальной амплитудой созда-
ваемых ними аномалий 10–15 нТ достаточно обеспечить достижение точности съемки порядка ± 2÷3 нТ."

У ММП – 203М1 (модели 203М1 и т.д.- все OVH вроде!) при Разрешении ± 0.1нТл систематическая погрешность 2,5нТ, почти как и у ММП-203 на керосине с разрешением 1нТл.

ВОТ поэтому считаю, что разрешение в 0,5нТл -это узкая специализация. Гораздо важнее систематическая погрешность, а она в профессиональных приборах почти такая же ,как и в приборах на керосине, хотя разрешение в 10 раз больше!!!! Ну и смысл тогда в OVH. И загонять эту погрешность "хитрыми" алгоритмами в ноль не надо!

 

Вся разница в том, что там написано, а мне пришлось поработать в поле с разными приборами разных производителей, поэтому говорю как есть на самом деле.

Геннадий, я тоже был таким фомой неверующим года два назад, пока меня спецы, которые еще при союзе занимались разработкой протонников и оверхаузеров для нужд военных, не ткнули в это носом. И пришлось изучить несколько диссертаций на эту тему. Я сформировал для Вас основную выжимку их этих исследований. Ваше дело - верить или нет.

 

В минимаге - там да, очень высокая добротность. Входной каскад на полевике. В дальнейшем разработчики стали уходить на более низкие добротности примерно 10 и меньше. Преимуществ - много, меньше звон от высокодобротных цепей, меньше точность настройки на нужный поддиапазон. Кстати, Кехлером и в других источниках постоянно подчеркивается, что с/ш на выходе датчика при увеличении добротности не изменяется, вся проблема в внутренних шумах прибора и тепловых шумах датчика, тк сигнал с нерезонансного датчика очень мал.

По жидкостям - особого изменения в приросте сигнала не будет. Так - десятки процентов. Была возможность залить гексан и сравнить. В полевых условиях даже работает автомобильная омывайка. Главное, чтобы не замерзла .

Феррозондами занимался и занимается институт во Львове, основная область их применения - технические измерения, ориентация спутников в магнитном поле земли итд. Вы не подумали, почему для увеличения непрерывности измерений разработчики уходит к приборам с оптической накачкой, а не пытаются довести феррозонды до ума? Я выкладывал книгу Рипки по магнитным датчикам, там все разжевано. Для каждой области деятельности подходят свои датчики.

 

Забавно, а как Вы будете в феррозондах с температурным и механическим дрейфом бороться для достижения такой чувствительности?
Даже в приборах с оптической накачкой датчик ставится в термостате.

 

Вы имеете ввиду то, о чем Вы писали на последних нескольких страницах в этой теме? Или я что-то пропустил? В любом случае я считаю, что Вы авторитены в высочайшей степени.
Я так понял, что прыжки фона Земли с спокойную погоду значительно ниже на основании Вашего опыта, чем указанные Кошелевым. Т.е. не более 0,5нТл и показания моего Шанса +- 5 нТл не связаны с ними?

 

К сожалению, да. Я выкладывал фото экрана, на котором был нарисован профиль в течении 5 минут. Условия очень далекие от идеальных, рядом окружная дорога и ЛЭП. Более того, я пробовал в этих же условиях промышленные приборы других изготовителей. По Кошелеву, он работал с ММП-203. Там таких тонкостей незаметно. Многое еще зависит и от метода измерения частоты. Тк фон меняется постоянно, а измерения происходит за определенный промежуток времени. Но это уже больше к метрологам.

Обычно смотришь на результаты измерений, и если соседние измерения попадают в 1 нт, то результат можно считать нормальным. Если произошел скачек >1..2 нТ, то последующие измерения должны подтверждать этот "тренд".

В магнитометрии на этом факте базируется один из метод определения точности приборов. Те берется два одинаковых прибора, ставятся на расстоянии 2-3 метров в спокойных условиях (отсутствие градиента) и синхронизируются по времени измерений. Потом ведется непрерывная запись измерений в течении нескольких часов. Затем сравнивают разницу показаний обоих приборов и смотрят разброс значений. Если есть небольшой градиент, то во втором цикле их меняют местами. Правда, для точностей меньше 0,1 нТ необходима синхронизация приборов около 30 мс.

 

1.Т.е. с другими жидкостями по сравнению с керосином прироста в сигнале значительного не будет? А можно ли уменьшить значительно время поляризации по сравнению с керосином для снижения энергопоребления? И с какой именно жидкостью?

2. Прошу повторить ссылку на книгу Рипки.

 

Понятно, значит надо поработать над моим Шансом.

 

1. Уменьшая время поляризации вы уменьшаете выходной сигнал с датчика. Gems в протонниках сделало 2 измерения в секунду, но точность соответственно упала. Там используется хитрый трюк, что в каждом последующем измерении вы поляризуете жидкость, в которой еще не развалилась прецессия от предыдущего измерения. В слабых перепадах поля это еще покатит. В больших - не очень, тк уровень сигнала может еще сильнее упасть.
Почему протонники не работают в больших градиентах? Грубо говоря, частота прецессий в различных частях жидкости разные и не синхронизируются.

2. https://dl.dropbox.com/u/38702549/M...meters_-_P._Ripka_(Artech_House,_2001)_WW.pdf Пару дней ссылка будет доступна. Правообладатели, они сами знаете какие, праативные

 

Чем удобна звуковая карта с компа - есть генераторы, в которых можно задавать с/ш программно. Правда ,лучше всего, этот сигнал загнать на такой же программный спектроанализатор и вживую посмтрерь с/ш.

Просто попробуйте оценить алгоритм и его точность при с/ш 30дБ. Сразу станет понятно, в чем дело, датчик или сам принцип. Там, быстрее всего, стоит простейший периодомер. Он, кстати, чувствителен к сдвигу нуля компаратора.

 

А как я борюсь с дрейфом кварца в протоннике - никак. Просто выбрал германский подороже с малым дрейфом. Вы же сами по-моему писали, что в кратковременном промежутке дрейфами можно принебречь.
А мне, повторюсь , нужен прибор как поисковый инструмент, а не для построения профилей со снятием показаний в течении нескольких часов и поэтому стабильность показаний интересует в течении 1-3 минут измерений.
Можно ли подробнее , ссылки например, по вопросам феррозондов и их использования для измерений с разрешением от 10нТл.

 

По дрейфу - каждый решает для себя сам. В самом начале я ставил недорогие кварцевые генераторы 50 ppm. Так у двух приборов с одним датчиком поле разнилось на 5-6 нТ. Последние два года все приборы идут с генераторами 2,5 ppm, в особых случаях - 0,5 ppm. Правда последние стоят больше 40$.

Сейчас вы танки ищете, завтра вас археологи попросят участок пробить. В любом случае, блох из прибора следует убирать.

По феррозондам я не копал сильно, смотрите книгу Рипки, там им посвящена первая глава.