Arama Bobin Temelleri nelerdir?

       Bobin Temeli:

     ≜

Çoğu insanın dedektörlerin kutu içeriğinde neyin olduğu , nasıl çalıştığı , antenin ne olduğu , antenin içerisinde  ne bulunduğu hakkında hiçbir fikri yok iken bazılarının da yanlış bilgisi vardır. Bu makalemde arama bobinleri şekilleri teknik verilerine yer vereceğim. Bilgide zirve oluşturacağız.

        Elektromanyetik:

Bir çok dedektörün arama anteninde bobin bulunmaktadır. En azından arama antenlerinin kullanıldığı klasik yol. Anten gibi elektriksel sinyali elektromanyetik (EM) enerjiye dönüştürebilir ya da tersini yapabilir. Ancak bir anten tarafından üretilen enerji EM , ne kadar uzaklıkta olduğuna bağlı olarak farklı tasarım yapılmış antenler bulunmaktadır. Genel olarak iki bobine bobine sahip antende etkileşimli iki bölge bulunur , yakın alan ve uzak alan. Geçiş iki bölge arasında kademeli , ancak temelde yaklaşık  bir dalga boyu uzunluğunda oluşur.

Her iki bölge de EM enerjisi daha uzağa gittikçe zayıflar. Yani enerji yayılırken zayıflar.

Arama bobini EM enerji ,uzak alandan  uzaklaşıldıkça    1/d^2 (burada d mesafedir.)     uzaklığın karesi ve bobin yarıçapının r^2 karesi orantılı düşer. Yakın alandan uzaklaştığında ise asıl gariplik budur ki             d^3     (mesafenin küpü)  orantılı   EM enerji zayıflamaktadır. Bu çok daha kötü ve ben dedektör döngüsündeki hangi bölgeye ilişkin iki tahminin in^2 vereceğim. Neden ?

1. Karanlık bir ortamda ışık kaynağından ne kadar uzakta olursan , retinaya çarpan foton sayısı azalır. 
2. Fm radyo istasyon arası mesafe artıkça EM enerji azalır.

Peki neden dalga boyları ile çalışmıyoruz. Tipik bir VLF dedektör 10khz de çalışmaktadır.Peki dalga boyu nedir.  Dalga boyu ışığın hızının frekansına bölünmesiyle bulunur.

Cevap : 30 000 metre (30 km) dir.

        Klasik anten teorisi , dipoler ve dairesel antenler EM enerjisi aktarmakta dalga boyunun çeyreğine eşit olduğunda  en verimlidir. 

Bizim durumumuzda bobinin sarım  çapı 1 - 11.6 km arası olması gerekirdi. Bu pratik bir kullanım oluşturamaz. Alternatif olarak yagi-uda tv antenlerini düşünün. Bir çok çatılarda zamanında bulunmaktaydı. 

        Bu anten düşük kanal VHF bant 75 mhz civarındadır. Yani dalga boyu 4 m çeyrek dalga boyu 1 metredir. Makul boyuttaki dedektör arama bobini ancak TV anten boyutuna yaklaşabilmektedir. Açıkçası bobinlerimiz sadece klasik EM için En uygun boyuta yakın dalga yayılımı (VLF) dir. Onları bunun için kullanamıyoruz. 

        Yani VLF frekans bandında çalışan problarla  ilgilenmiyoruz. Onun yerine bobinlerle  daha çok Elektromanyetik İndiksiyon/(EM) dalga atmakla ve yakın mesafedeki manyetik alan bozulmalarıyla ilgileniyoruz.  Çoğu bobin yalıtılmış tel kullanılarak birden fazla sarım yapılarak oluşturulur. Bobinden bir akım iletirseniz bobin aracılığıyla manyetik alan oluşturursunuz. 

        Doğru akım statik bir manyetik alan oluşturacaktır. Alternatif akım alternatif manyetik alan oluşturur. Biz AC alanıyla ( daha çok Elektromanyetik Alan diyeceğiz  ) ilgileniyoruz.

ikinci bir bobini getirdiğimizde ( birincisine yakın ) ilk bobin ikinci bobine indüksiyon yoluyla  bağlanır. 

        Transformatörlerin çalışma prensibi budur. Tümevarım inanılmaz. Endüktif kuplaj verimi ,  bobin yerleşimi ve üzerinde sarıldıkları çekirdek malzeme ...

Transformatörler verimi artırmak için çelik ya da demir çekirdek kullanır. Metal dedektörler çekirdeği havadır. Bobin içersine metal bir nesne getirirsen girdap akımları , dairesel akımlar olarak bilinen ters EM enerjisini üretecektir. 

Şekil 1 : Bobin Manyetik Alanı 

        Şimdi bir EM üreten bobini Şekil 1 de görmekteyiz. Arama bobinine yaklaştırılan metal nesne Eddy akımları nedeniyle EM enerjisi üreten bir bobin gibi davranır. 

Şekil :2 Eddy Akımları

        Bizim burada ilgilendiğimiz şey manyetik alandır. EM alanı olarak da sürekli telaffuz ediyorum. Akılda kalması için. Şimdi hedeflenen alan , çok küçük dirençli bir alandır , unutmayınız ki bu çok daha büyük dirençli iletim alanı kurtulmamız gereken optimal tespit iletim alanıdır. İletim alanı toprağın manyetik geçirgenlik kat sayısı dır.

         Mineraller , tuzlar , oksit ve demir bunlar iletim alanın parçasıdır. Bunlar sinyalde parazit oluşturur.  PI tipi algılayıcılarda (pi dedektör) bobine akım uygulayıp doyuma ulaşmadan hemen önce akımı kesip metal olması ya da olmaması sönümleme zamanını artırıp azaltığı için algılamayı bu mantık çerçevesinde yapıyoruz. VLF tipi algılayıcılar(VLF dedektör nasıl çalışır ?) 'da ise sürekli EM enerji gönderip ikinci bobinden sinyaldeki değişimi inceleyerek algılama yapıyoruz.

        Her ne kadar çalışma prensibleri farklı olursa olsun toprağın iletim alanı direnci algılama derinliğine negatif etki oluşturmaktadır. 

        Daha önce söylediğim gibi iki bobinli antenlerde ikinci bir bobin endüktif olarak iletim bobinine bağlıdır. İkinci bobin iletim alanının(  boş )  kısmında hiçbir bağlantı olmayacak şekilde yerleştirilir. İkinci bobin sinyal voltajı genellikle minimum 10mV seviyesinde birincil iletim bobini sinyali ile arasında en az 1 derece faz farkıyla yerleştirilmesi en olumlu sonucu vermektedir. Bu İB dedektörleri için genelleme vermek istedim. 

        Böyle bir bobin endüktif olarak balanslanmıştır. Burada terim ;

İndiksiyon Dengesi (İB) gelir. 

Bu tür bobini kullanan algılayıcılar (dedektörler ) 

1. VLF dedektörü
2. VLF-TR dedektör
3. IB dedektörü
4. LF dedektörü        
5. BFO dedektörü
6. PI dedektörü
7. Hatta İki kutulu RF dedektörü bile

kullanır.