Индукционная или индуктивная петля — это электромагнитная система связи или обнаружения , которая использует движущийся магнит или переменный ток для индуцирования электрического тока в близлежащем проводе. Индукционные петли используются для передачи и приема сигналов связи или для обнаружения металлических предметов в металлоискателях или индикаторах присутствия транспортных средств. Распространенное современное применение индукционных петель — предоставление помощи при прослушивании пользователям слуховых аппаратов.
Петли обнаружения транспортных средств, называемые детекторами дорожного движения с индуктивной петлей , могут обнаруживать транспортные средства, проезжающие или прибывающие в определенную точку, например, приближающиеся к светофору или в движении по автомагистрали. Изолированная, электропроводящая петля устанавливается на тротуаре. Электронный блок подает переменный ток электрической энергии на проволочные петли на частотах от 10 кГц до 200 кГц в зависимости от модели. Система с индуктивной петлей ведет себя как настроенная электрическая цепь, в которой провод петли и подводящий кабель являются индуктивными элементами. Когда транспортное средство проезжает по петле или останавливается внутри петли, часть железного материала корпуса транспортного средства увеличивает индуктивность петли по тому же принципу, что и включение металлического сердечника в соленоидную катушку. Однако периферийный металл транспортного средства оказывает противоположное влияние на индуктивность из-за возникающих вихревых токов . Уменьшение индуктивности от вихревых токов более чем компенсирует увеличение от железной массы двигателя, и чистый эффект заключается в общем уменьшении индуктивности проволочной петли. Уменьшение индуктивности имеет тенденцию уменьшать электрическое сопротивление провода переменному току. Уменьшение импеданса активирует выходное реле электронного блока или твердотельный оптически изолированный выход, который посылает импульс на контроллер светофора, означающий проезд или присутствие транспортного средства. [1]
Парковочные структуры для автомобилей могут использовать индуктивные петли для отслеживания входящего и исходящего трафика (занятости) или могут использоваться въездными воротами или системами продажи билетов для обнаружения транспортных средств, в то время как другие используют системы навигации и информации о парковке . Железные дороги могут использовать индукционную петлю для обнаружения прохождения поездов мимо заданной точки, как электронную педаль .
Относительно грубая природа петли означает, что небольшие металлические массы не могут вызвать срабатывание реле. Это хорошо тем, что петля не производит слишком много «ложных положительных» срабатываний (например, пешеход, пересекающий петлю с карманом, полным мелочи). Однако иногда это также означает, что велосипеды, скутеры и мотоциклы, остановившиеся на таких перекрестках, могут остаться незамеченными (и, следовательно, рискуют быть проигнорированными переключателем/сигналом). Большинство петель можно настроить вручную, чтобы последовательно обнаруживать присутствие скутеров и мотоциклов. [ необходима цитата ] Несколько штатов США приняли законы о «мертвом красном», которые разрешают таким транспортным средствам проезжать на красный сигнал после определенного времени, если петля их не обнаруживает. [2]
Индуктивные петли также использовались для классификации типов транспортных средств. Выборка петли на высокой частоте приводит к уникальной сигнатуре для каждого транспортного средства, что позволяет классифицировать тип кузова. [3]
Другой вид «индукционной петли» применяется в металлоискателях , где большая катушка, которая является частью резонансного контура, эффективно «расстраивается» близостью катушки к проводящему объекту. Обнаруженный объект может быть металлическим (обнаружение металла и кабеля) или проводящим/емкостным ( обнаружение шпилек /полостей). Другие конфигурации этого оборудования используют две или более приемных катушек, и обнаруженный объект изменяет индуктивную связь или фазовый угол напряжения, индуцированного в приемных катушках относительно катушки осциллятора.
Противолодочная индикаторная петля — устройство, используемое для обнаружения подводных лодок и надводных кораблей с использованием специально разработанных подводных кабелей, подключенных к гальванометру . [4]
Аудиоиндукционная петля , также известная как слуховая петля, оказывает помощь пользователям слуховых аппаратов. Система имеет одну или несколько петель в области, в которой будет находиться пользователь слухового аппарата. Такой приемник индукционной петли классически представляет собой очень маленькую катушку индуктивности с железным сердечником ( телекатушку ). Система обычно использует аналоговый усилитель мощности, согласованный с низким сопротивлением передающей петли. Передача обычно является прямой, а не наложенной или модулированной на несущую, хотя многоканальные системы были реализованы с использованием модуляции. Многие слуховые аппараты содержат телекатушку, которая позволяет пользователю принимать и слышать магнитное поле и удалять обычный аудиосигнал, подаваемый с места расположения микрофона слухового аппарата. [5]
Поскольку «настройка» невозможна, так как телекатушка напрямую улавливает все магнитные поля аудиочастот, требуется тщательное проектирование системы, когда в здании используется более одной индукционной петли; например, в соседних кинотеатрах или лекционных залах. Телекатушки также могут улавливать шум от неаудиоисточников, таких как линии электропередач, лампы или ЭЛТ-мониторы.