ЖУРНАЛ СТА №3/2023

где: U c ( t ) – напряжение сигнала на выхо- де передатчика; Z p = – j ∙ρ∙tg(2π∙ f c ( L 0 ∙ C 0 )0,5∙ l ) , f c – несущая частота сигнала; l – длина линии. Регистрация сигнала на приёмном конце производится либо на плоскую катушку, размещаемую перпендику- лярно плоскости поперечного сечения металлоконструкции на минимально возможном расстоянии от неё, либо на катушку индуктивности, размещённую на ферритовом кольце, охватывающем металлоконструкцию. Возможно также использование интегрального датчика магнитного поля. В настоящее время для реализации приёмного элемента рассматривается возможность применения высокочув- ствительных интегральных сенсоров магнитного поля, основанных на эф- фектах магнитной анизотропии (АМР- датчики) и гигантского магниторези- стивного эффекта (ГМР-датчики) [4]. При регистрации магнитного потока на плоскую катушку амплитуда напря- жения выходного сигнала Uвых(t) мо- жет быть оценена как: U вых ( t ) = μ 0 ∙2π∙ f c ∙ Q ∙ n ∙ S пр ∙ H m ∙cos(2π∙ f c ∙ t ), где: μ 0 – универсальная магнитная посто- янная; Q – добротность приёмного колеба- тельного контура, состоящего из индук- тивности плоской катушки и парал- лельно подключённого конденсатора; n – количество витков; S п – площадь катушки; H m – амплитуда напряжённости маг- нитного поля в точке регистрации; H m = I m /(2π∙ r ), где I m – амплитуда тока в линии; r – расстояние до плоскости катушки. Рассмотренная модель может быть использована при выборе и оценке конфигурации каналов телеметрии по металлоконструкциям на значитель- ные расстояния, порядка 1 км. В рассмотренной модели канальная частота несущей выбирается в диапазо- не 100–500 кГц. Данный диапазон об- условлен минимизацией влияния скин- эффекта [5] при распространении сиг- нала по металлоконструкции и мини- мизации потерь на излучение. Приме- нительно к рассматриваемому методу скин-эффект заключается в вытесне- нии внутренним магнитным полем то- ка проводимости к внешним границам проводника (металлоконструкции), что приводит к возрастанию его элек- трического сопротивления. Ширина области вытеснения Δ (скин-слой) опре- деляет эквивалентное сечение провод- ника и уменьшается с ростом частоты сигнала: Δ = (ρ э /(π∙ f c ∙μ а )) 0,5 , где: ρ э – электрическое удельное сопротив- ление проводника; μ а – абсолютная магнитная прони- цаемость материала проводника. Конкретное значение частоты несу- щей определяется на этапе предпроект- ного обследования объекта размеще- ния системы телеметрии. Преимуществами рассмотренных ме- тодов передачи информации по сравне- нию с традиционными Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee являются: ● высокая помехозащищённость кана- лов передачи, поскольку регистриру- ется только магнитная компонента передаваемого сигнала; ● проникновение с малым ослаблением сквозь железобетонные конструкции; СТА 3/2023 37 www.cta.ru НОУ - ХАУ Реклама