Индукционная или индуктивная петля — это электромагнитная система связи или обнаружения, которая использует движущийся магнит или переменный ток для индукции электрического тока в близлежащем проводе. Индукционные петли используются для передачи и приема сигналов связи, а также для обнаружения металлических предметов в металлодетекторах или индикаторах присутствия транспортных средств. В современном мире индукционные петли обычно используются для оказания помощи пользователям слуховых аппаратов.
Контуры обнаружения транспортных средств, называемые детекторами движения с индуктивной петлей , могут обнаруживать транспортные средства, проезжающие или прибывающие в определенную точку, например, приближающиеся к светофору или движущиеся по автомагистрали. В дорожном покрытии установлена изолированная электропроводящая петля. Электронный блок подает электрическую энергию переменного тока на проводные петли с частотой от 10 кГц до 200 кГц, в зависимости от модели. Система индуктивной петли ведет себя как настроенная электрическая цепь, в которой провод петли и подводящий кабель являются индуктивными элементами. Когда транспортное средство проезжает через петлю или останавливается внутри петли, часть железного материала кузова транспортного средства увеличивает индуктивность петли по тому же принципу, что и включение металлического сердечника в катушку соленоида. Однако периферийный металл транспортного средства оказывает противоположное влияние на индуктивность из-за возникающих вихревых токов . Уменьшение индуктивности из-за вихревых токов более чем компенсирует увеличение черной массы двигателя, а конечным эффектом является общее снижение индуктивности проволочного контура. Уменьшение индуктивности имеет тенденцию к уменьшению электрического сопротивления провода переменному току. Уменьшение импеданса приводит в действие выходное реле блока электроники или полупроводниковый оптически изолированный выход, который посылает на контроллер светофора импульс, сигнализирующий о проезде или присутствии транспортного средства. [1]
В парковочных конструкциях для автомобилей могут использоваться индуктивные петли для отслеживания въезда и выезда движения (занятости) или могут использоваться воротами доступа или системами продажи билетов для обнаружения транспортных средств, в то время как другие используют системы управления парковкой и информационные системы. Железные дороги могут использовать индукционную петлю для обнаружения прохождения поездов мимо заданной точки в качестве электронной педали .
Относительно грубая природа петли означает, что небольшие металлические массы не могут вызвать срабатывание реле. Это хорошо тем, что петля не производит очень много «ложных срабатываний» (скажем, например, когда пешеход пересекает петлю с карманом, полным незакрепленной металлической мелочи). Однако иногда это также означает, что велосипеды, скутеры и мотоциклы, остановленные на таких перекрестках, могут быть незамеченными (и, следовательно, рискуют быть проигнорированными переключателем/сигналом). Большинство петель можно настроить вручную, чтобы как минимум постоянно обнаруживать присутствие скутеров и мотоциклов.
Петли индуктивности также использовались для классификации типов транспортных средств. Выборка контура на высокой частоте приводит к получению уникальной сигнатуры для каждого транспортного средства, что позволяет классифицировать тип кузова. [2]
Другой вид «индукционной петли» применяется в металлодетекторах , где большая катушка, являющаяся частью резонансного контура, эффективно «расстраивается» из-за близости катушки к проводящему объекту. Обнаруженный объект может быть металлическим (обнаружение металла и кабеля) или проводящим/емкостным ( обнаружение шпильки /полости). В других конфигурациях этого оборудования используются две или более приемные катушки, и обнаруженный объект изменяет индуктивную связь или изменяет фазовый угол напряжения, индуцированного в приемных катушках, относительно катушки генератора.
Противолодочная индикаторная петля — устройство, применявшееся для обнаружения подводных лодок и надводных кораблей с помощью специально разработанных подводных кабелей, соединенных с гальванометром . [3]
Аудиоиндукционная петля , также известная как слуховая петля, помогает пользователям слуховых аппаратов. Система имеет одну или несколько петель в зоне присутствия пользователя слухового аппарата. Такой приемник с индукционной петлей обычно представляет собой очень маленький индуктор с железным сердечником ( телекатушка ). В системе обычно используется аналоговый усилитель мощности, согласованный с низким импедансом контура передачи. Передача обычно является прямой, а не наложенной или модулированной на несущую, хотя многоканальные системы были реализованы с использованием модуляции. Многие слуховые аппараты содержат индукционную катушку, которая позволяет пользователю принимать и слышать магнитное поле и удалять обычный аудиосигнал, исходящий от микрофона слухового аппарата. [4]
Поскольку «настройка» невозможна, поскольку индукционная катушка напрямую улавливает все магнитные поля звуковой частоты, требуется тщательное проектирование системы, если в здании используется более одной индукционной петли; например, соседние кинотеатры или лекционные залы. Телекатушки также могут улавливать шум от незвуковых источников, таких как линии электропередач, лампы или ЭЛТ-мониторы.