Broad Band Spectrum (BBS) BBS è Minelab brevettata tecnologia del metallo più frequenza di rilevazione. BBS trasmette una vasta gamma di 17 frequenze da 1,5 kHz a 25,5 kHz. Questa ampia gamma di frequenze dà il rivelatore più informazioni su un bersaglio e l'ambiente circostante. La tecnologia BBS possono essere trovati in Minelab di Excalibur II e sovrano metal detector GT.VLF (very low frequency) sinusoidale continuo (VLF) Questo è il tipo tradizionale di tecnologia utilizzata nei rivelatori di metalli di base. Questi rivelatori sono conosciuti anche come VLF (frequenza molto bassa) i modelli. Durante l'elaborazione del segnale è migliorata enormemente, il modo di base che il segnale è inviato e ricevuto indietro non è cambiato molto. Continuo rivelatori di onde sinusoidali creare un campo elettromagnetico, che viene trasmesso in al suolo in un'onda continua.VFLEX tecnologia VFLEX utilizza lo stato dell'arte dell'elettronica digitale per migliorare la norma unica tecnologia di rilevamento di frequenza. Questo ha il vantaggio di offrire prestazioni affidabili e una migliore immunità alle interferenze esterne. La tecnologia VFLEX ha anche un vantaggio aggiunto di essere in grado di cambiare la frequenza del rivelatore semplicemente cambiando la bobina in uso.Full Spectrum Band (FBS) FBS è Minelab brevettata tecnologia del metallo più frequenza di rilevazione. FBS trasmette una vasta gamma di 28 frequenze da 1,5 kHz a 100 kHz. La gamma di frequenza più elevata tecnologia consente di offrire FBS identificazione target più preciso, la profondità di una migliore rilevazione e miglioramento della sensibilità. La tecnologia FBS può essere trovato in Minelab's E TRAC e metal detector Safari.Multi Period Sensing (MPS) Multi periodo di rilevamento è Minelab brevettata tecnologia ad induzione di impulsi. Standard impulso metal detector ad induzione sono limitate perché usano una singola larghezza di impulso. MPS utilizza diverse larghezze di impulso che estraggono informazioni dagli obiettivi, raggiungere l'equilibrio di terra e di individuare meglio a profondità maggiori.Dual Voltage Technology (DVT) La tecnologia brevettata Minelab's Dual Voltage (TVP) è implementato nella serie GPX di metal detector. TVP trasmette due diversi livelli di tensione dalla bobina di ricerca. Questo ha il vantaggio di equilibrio terreno consolidato, una maggiore sensibilità al target di piccole e profondità di rilevazione aumentata.SETA SETA è un acronimo per Smart Timing Allineamento Elettronico. SETA tecnologia permette ad un rivelatore con tempi diversi per allineare in modo indipendente per ogni tempo. Ciò si traduce in una migliore sensibilità e profondità di rilevazione in tutti i tempi.

DFX+THEORY: Full Band Spectrum for Dummies (Parte 1)

In questi giorni sto mettendo insieme il materiale per una “Piccola Guida al Full Spectrum Band per Principianti“. Come molti sapranno la FSB è una interessantissima tecnologia brevettata dalla Minelab (come evoluzione della Broad Band Spectrum) e che è stata implementata nei modelli ETRAC/EXPLORER SE/SAFARI. Spiegare

queste cose non è affatto semplice. Non solo sono coinvolti principi avanzati di fisica, elettronica e matematica ma, ovviamente, ci sono anche parti di questa tecnologia che sono coperte dal segreto industriale Minelab e che, ad oggi, risultano ancora sconosciute. Esporre poi le basi di questa fantastica tecnologia con parole semplici e immediate è poi impresa ancora più ardua…

Bhè… io ci provo… sperando solo (come al solito) che gli ingegneri che mi leggeranno saranno indulgenti con me se ogni tanto c’è qualche termine fuori posto… ;)

Ho deciso di parlarne qui solo per evidenziare le differenze tra questi bellissimi metal detector e il nostro amato DFX (e…tecnicamente anche il V3). Non mi sogno minimamente di esprimere giudizi del tipo “Questo è meglio dell’Altro…”. Chi mi conosce sa bene come la penso a riguardo.

Iniziamo solo con l’anticipare che potremmo considerare il DFX/V3 come VLF “classici” Multi-frequenza a due(DFX)/tre(V3) frequenze mentre l’EXPLORER/ETRAC/SAFARI sono una sorta di ibrido tra “Pulse Induction” e VLF.

Uno degli elementi fondamentali che distinguono i Minelab FSB dai Pulse Induction è legato al fatto che, a differenza di quest’ultima tecnologia, la FSB si occupa di monitorare il rateo di decadimento delle correnti eddy DURANTE la trasmissione del segnale dalla piastra e NON SUCCESSIVAMENTE… ma su questo torneremo più avanti…

A differenza di tanti altri metal detector, quello basato sull’FSB “spara” con la piastra un’onda un po’ particolare… Non è un’onda sinusoidale pura, non è un’onda quadrata (tipo quella del DFX e del V3), è bensì un’onda rettangolare con varie lunghezze di periodo. Perché un’onda rettangolare? La faccio semplice semplice…Perché se voglio trasmettere e operare con tante frequenze in maniera più o meno agevole, devo  sfruttare un’utile proprietà della fisica dei segnali, che mi dice che è possibile “SOMMARE” le frequenze di base con forma d’onda elementare per avere una forma più complessa.  Ma anche le onde quadre sono la risultante della somma di tante altre frequenze “di base”, diranno i più esperti… E questo è verissimo… ma nella mente di Bruce Candy, il fisico che ha ideato la tecnologia FSB (nonchè co-fondatore della Minelab), c’era un pensiero più sofisticato che gli avrebbe permesso di affrontare i problemi connessi alla ricerca con metal detector in maniera diversa e forse più performante…

Ma non ci distraiamo troppo…

La forma è rettangolare perché è il risultato della sommatoria di un tot di frequenze che la Minelab ha ritenuto efficaci ed efficienti per i suoi scopi. Secondo quanto detto dagli stessi ingegneri australiani: “…Se fosse stata quadrata non sarebbe forse stato possibile inviare lo stesso numero di forme d’onda con l’efficacia che volevamo e per le finalità che volevamo raggiungere…”

Ai più smaliziati di elettronica una domanda sorgerà spontanea…

Ma l’emissione e il processing CONTEMPORANEO delle ormai leggendarie 28 frequenze è un mito o è realtà?  Da quello che ho potuto vedere… in realtà non è proprio così…

Se prendiamo un oscilloscopio ed andiamo a “fotografare” il segnale emesso dalla piastra dell’ETRAC vedremo che più o meno (Matt Renshaw, che ha ricavato il grafico e che mi ha dato la base per questo articolo, ci dice che questa è una della delle 11 varianti che l’ETRAC emette a seconda dell’impostazione NOISE CANCEL) è fatta così…

Quello che vedete è il famoso “treno” di onde rettangolari a periodo variabile. Questa sequenza ha la durata di circa 666,6 Microsecondi prima che si ripeta di nuovo. Se effettuiamo la conversione  in frequenza troviamo che questo treno si ripete appunto 1.500 volte in un secondo o, se volete, a 1,5KHz. Questa è una cosiddetta FREQUENZA A RIPETIZIONE D’IMPULSO.

Il buon Renshow mi fa notare che … meraviglia… 1,5KHz è “casualmente” la prima frequenza che viene citata dalla Minelab quando elenca il range delle frequenze trasmesse (“Da 1.5KHz a 100.5 KHz)… Interessante no?

Altra cosa curiosa… La Minelab ci dice che l’FSB trasmette 28 frequenze diverse…

Se a 100.5Khz gli togliamo 1.5KHz (per calcolare l’ampiezza dell’intervallo) e lo dividiamo per 3KHz per trovare le armoniche “pari”, il risultato è 33… Dove sono le 5 armoniche che mancano???

Matt sostiene che forse queste armoniche EXTRA non vengano poi trattate dal processore… quindi, tutto sommato, la pubblicità Minelab non è assolutamente mendace…

Andiamo avanti…

Se guardate ancora il grafico vedrete che la prima “ondina rettangolare” positiva dura circa 167 Micro Secondi. Se convertiamo questo valore nel dominio delle frequenze (1/667×10 alla -6) otteniamo circa 6000 Hertz o 6KHz. Se facciamo poi lo stesso calcolo per le mini-ondine da 20.8 Microsecondi otterremo circa 48KHz. Possiamo pensare che queste 3 armoniche fondamentali  (1.5, 6 e 48KHz) ci permettano poi di costruire PER SOMMA tutte le altre e formare così le 28 di cui abbiamo sentito parlare…

Per ora mi fermo qui…

Theory: FBS… Full Band Spectrum… The Final   Part!!! Ringrazio l’amico Pino del forum SUPERELITE per avermi dato lo spunto necessario per pubblicare la seconda parte di questo mio lavoro divulgativo sulla tecnologia Full Band Spectrum.

Come al solito, chino il capo davanti a fisici e ingegneri e chiedo il loro perdono preventivo per le inevitabili imprecisioni e semplificazioni adottate.

Come ho già spiegato nella prima parte dell’articolo, l’FBS è stata sviluppata da Candy come naturale evoluzione della BBS usata ad esempio nel SOV. Si tratta dell’applicazione pratica del brevetto di Candy, se non sbaglio del 1994, per Metal Detecting usando onde rettangolari multi-periodo nel dominio del tempo. In realtà quindi si tratta di una tecnologia più vicina al P.I. che al VLF. Anzi, di quest’ultima non condivide quasi nulla. La storia delle 28 frequenze trasmesse contemporaneamente è un abile gioco di marketing sai?

In realtà le armoniche significative sarebbero teoricamente 33 (almeno nel range 1-100KHz dichiarato dalla Minelab) ma 5 vengono bellamente ignorate perchè non così determinanti ai fini dell’analisi successiva. L’FBS comporta la trasmissione di un treno di impulsi di durata fissa (circa 660 microsecondi pari a circa 1.5KHz) ma composto da onde rettangolari a periodo variabile. Grazie alla particolare forma d’onda, alla multi-periodicità e ad una semplice legge fisica sulla sommatoria delle onde, le armoniche coinvolte sarebbero teoricamente infinite ma, ai fini delle operazioni di analisi che interassano al MD, ci sono tecnicamente 33 armoniche secondarie significative. Come dicevo prima, la Minelab sostiene di trasmetterne solo 28. Evidentemente reputano 5 armoniche ridondanti o poco significative.

Come ho chiarito nel blog, l’utilizzo del treno di impulsi fa appunto immediatamente pensare alla tecnologia Pulse Induction.  E non ci sbagliamo più di tanto infatti! Il P.I. sostanzialmente “spara” il treno d’onda… spegne la trasmissione e POI va  ad analizzare il segnale ricevuto di rimando dalla piastra. E’ un po’, per fare un esempio stupido e forse non perfetto,  come se fosse un sonar… Parte un impulso… colpisce il target, interagisce con quest’ultimo e poi torna indietro e viene rilevato ed analizzato dalla macchina.

Qual’è il vantaggio di questo sistema? Bhè… bisogna spiegare velocemente qualche piccolo fondamento di teoria elettromagnetica per capirlo bene. Per non dover reinventare l’acqua calda, riporterò di seguito un pezzo di un articolo che ho scritto pochi giorni fa proprio sull’argomento “PI e Mineralizzazione” che ci aiuteranno a capire meglio:

“(OMISSIS)

(Nei P.I) la gestione della mineralizzazione salina e ferrosa è molto più semplice mancando completamente la componente X (reattiva) nel segnale indotto ricevuto dalla piastra e che rappresenta la parte più consistente del segnale proveniente dal terreno/battigia complessivamente rilevato dalla macchina. Come

già saprete, il segnale derivante dal campo magnetico generato da target e/o terreno può essere meglio descritto come composto da 2 componenti: X e R. La prima (X), detta anche componente REATTIVA, ha la stessa forma del segnale TX trasmesso dal metal e ne segue ISTANTANEAMENTE l’andamento.

La seconda (R), detta anche RESISTIVA o Lossy, è ciò che rimane delle correnti eddy dopo la sottrazione della componente reattiva e segue l’andamento storico del segnale trasmesso. Per fare un esempio semplice è un po’ come l’inerzia di una macchina dopo che abbiamo inchiodato. Per un po’ l’auto continua ad andare avanti ma, ovviamente, il tempo e lo spazio di frenata dipendono dalla velocità a cui stavo andando al momento della frenata, dal tipo di freni/pneumatici etc.

Ogni metallo ha un rapporto X/R caratteristico ed è questo che va analizzato per arrivare ad una corretta discriminazione. Ora… Il terreno mineralizzato ha una forte componente X e una molto molto minore componente R (che di solito è comunque meno intenso dell’X).

Cosa accade nei Pulse Induction per cui si dice che si facciano un baffo della mineralizzazione?

Semplice… o quasi… ehehehe

Per dirla in parole semplici, il Metal Pulse Induction “spara” un treno di picchi di voltaggio creando un campo magnetico nel terreno. Appena finito il treno, spegne tutto (a differenza dei VLF che invece trasmettono il segnale in continuazione) e resta in ascolto della risposta della zona ispezionata.

Il segnale RX ricevuto dalla piastra sarà però (a differenza dei metal VLF) composto solo dalla componente (scusate ancora il gioco di parole) R perché la componente X, essendo ISTANTANEAMENTE LEGATA AL SEGNALE TRASMESSO, verrà a mancare dato che, come ho detto prima, nel PI abbiamo “spento tutto” dopo la trasmissione del TRENO DI IMPULSI.

Rimarrà quindi, giova ripetere, solo la parte R e non avremo più la componente X (che ha valori piuttosto importanti nel terreno), a confondere le idee del metal detector.

Ci siamo quasi…

Sarà dunque facile, per il Metal PI andare a verificare che un R basso e poco variabile è derivante dal terreno. A questo punto, fissato questo valore di “fondo”, esso potrà essere più facilmente sottratto dai segnali successivamente rilevati (eccola LA SIGNAL SUBTRACTION!!!) dai target che passeranno sotto la

piastra.

Rovescio della medaglia?

Credo che parecchi abbiano già intuito…

Ho detto sopra che per identificare correttamente un target bisogna analizzare il suo rapporto X/R. Ahimè qui abbiamo solo la componente R e può accadere che metalli diversi possano avere R uguali o che, a causa proprio della sottrazione della R del terreno, le carte si imbroglino…

Ecco perchè, in parole povere povere (magari non troppo strettamente rigorose) i P.I. riescono molto bene a dirti che  QUALCOSA SOTTO C’E’… anche se non si sa bene COSA… :D “

PS Chiedo scusa nuovamente ad ingegneri e fisici per la trattazione “all’acqua di rose” dell’argomento. Richiederebbe sicuramente maggiore precisione ma, penso, perderebbe di semplicità e immediatezza. Scusate ancora.”

A questo punto abbiamo inserito un pezzo importante del puzzle che ci serve per capire come funziona sommariamente il FBS.

Cosa accomuna e cosa differisce tra FBS e P.I.?

Ho detto prima che nel P.I. il treno di impulsi viene sparato, si spegne la trasmissione e POI si ascolta…

Nell’FBS invece non si spegne mai la trasmissione: I treni sono continui…

Quando viene effettuato l’ascolto allora? Bhè…possiamo dire, in maniera un po’ semplicistica, tra un vagone e l’altro, ovvero al termine di ogni singolo impulso multi-periodale (ovvero di durata possibilmente diversa). E cosa viene “ascoltato”, chiederete voi? Tutti sappiamo che nei VLF viene misurato il ritardo di fase dell’onda ricevuta. Nel caso dell’FBS ciò che viene analizzato è l’ANDAMENTO DECADENTE NEL TEMPO DELL’INTENSITA’ DEL SEGNALE INDOTTO DALLE CORRENTI EDDY DEL TARGET.

Mamma mia che paroloni!

Purtroppo mi è impossibile spiegare qui e in poche parole questo concetto che è alla base della teoria di funzionamento dei metal detector. Se siete interessati ed avete un po’ di tempo da perdere potete andare a rileggere il mio articolo sulle piastre per VLF dove spiego con concetti semplici queste cose. Spero solo che chi un pochino di teoria ne mastica abbia afferrato ciò che ho appena scritto.

Qual’è la MANDRAKATA che ha pensato Candy diranno i più esperti? Il buon Bruce l’ha pensata proprio bella! Ha pensato che, se possiamo unire il pregio fondamentale dei PI di annullare sostanzialmente la componente X della mineralizzazione del terreno attraverso l’impiego di un Treno di impulsi e in più ci mettiamo che questo treno è composto da onde rettangolari di lunghezza diversa che a loro volta sono sostanzialmente la rappresentazione di frequenze diverse otterremo un altro vantaggio.

Quale? Ora ci arriviamo…

Candy ha osservato che metalli diversi (caratterizzati da un rapporto X e R diverso ) “reagiscono” diversamente quando sono “colpiti” da frequenze diverse (nell’FBS … da onde di lunghezza diversa).

Ha potuto quindi costruire una funzione matematica che mettesse in relazione queste due componenti e ha stabilito che diventasse un punto di riferimento da utilizzare come termine di confronto per l’identificazione del metallo che potrebbe essere rilevato dalla piastra del metal.

Ci siamo quasi… un pizzico di pazienza e la purga finisce dai… :D

L’FSB, campionando l’andamento decadente nel tempo dell’intensità del segnale indotto dalle correnti eddy del target rilevato per ALMENO 3 VOLTE (per avere dati affidabili e consistenti) al termine di ogni

“vagoncino” che compone il treno d’onda, può confrontarlo con la funzione matematica che ho spiegato poco fa, riesce a “capire” quale metallo è presente sotto la piastra grazie alle differenti “reazioni” del metallo stesso alle differenti frequenze che lo “colpiscono” e a minimizzare (come dicevo prima) l’effetto negativo della mineralizzazione.

Questo ovviamente è un modo molto, molto, molto, molto semplice per spiegarlo… (alla faccia del C…. direte voi… ahahahah)

Ecco la genialità del FSB! Tutti in piedi per Bruce Candy!

Rovescio della medaglia? Una richiesta di risorse non indifferente in termini di energia elettrica e di potenza di calcolo (capite ora perché l’FSB può sembrare “lento” nella risposta?) e una precisione discriminatoria non proprio stabilissima.

Prima di concludere voglio solo aggiungere una cosa. Dovete pensare che in Australia, patria della Minelab, il problema prioritario è quello della elevata mineralizzazione. Ecco perché Mr. Candy si è focalizzato maggiormente nella soluzione di questo problema e perché, a differenza di quasi tutti gli altri modelli in commercio di altre marche, la Minelab è l’unica che monta di serie delle piastre DoppiaD.

Si… lo so… questo post è TROOPPO LUNGO…

Spero che vogliate perdonarmi…

Happy FinallyThe2ndPart Hunting!

Bodhi3