Кто на сайте
Сейчас 54 гостей онлайн
Авторизация





Металлоискатель

Для поиска металлических предметов, скрытых в земле, кирпичной стене, под снегом, можно использовать прибор, схема которого показана на рис.  Принцип его действия как, впрочем, и большинства подобных устройств основан на сравнении частот двух генераторов: один эталонный со стабильной частотой, а второй, частота которого изменяется под влиянием близко расположенных металлических предметов.

Генератор колебаний стабильной частоты собран на элементе DD1.1, бла­годаря ООС по постоянному току, образованной резистором R1 и кадушкой L1, этот элемент выходит на линейный участок передаточной характеристики, что создает условия для возникновения колебаний на частоте, определяемой кон­туром C1C2L1C3 (около 100 кГц). Входное сопротивление элемента достаточ­но высокое, поэтому удается получить удовлетворительную стабильность час­тоты генератора. Форма колебаний на контуре—синусоидальная, а на выходе элемента DD1.1 —прямоугольная. Частоту генератора в небольших пределах подстраивают конденсатором переменной емкости С2.

Рис.  Схема простого металлоискателя

Второй генератор собран на элементе DD1.2 и аналогичен первому. В ка­честве контурной катушки используется выносная экранированная катушка, за­ключенная в алюминиевую трубку. На выходе элемента DD1.2 также форми­руются прямоугольные импульсы с частотой, близкой к частоте первого гене­ратора.
Колебания с обоих генераторов поступают на элемент DD1.3, который ра­ботает как смеситель сигналов. На его выходе возникают сигналы как основ­ных частот генераторов, так и сигналы разностных и суммарных частот, в том числе и частот гармонических составляющих. Самым мощным из них является сигнал разностной частоты —он и выделяется фильтром НЧ R3C6. С резис­тора R4 этот сигнал поступает через гнездо XS1 на высокоомный телефон, ко­торый преобразует его в звуковой сигнал.

В устройстве применен конденсатор С2 — КП-180, от радиоконструктора «Юность КП 101» или любой другой с максимальной емкостью не менее 150 пФ. Конденсаторы 01, 03 — С5 должны иметь ТКЕ не хуже М750, что повышает термостабильность работы всего устройства, переменный резистор R4—СПЗ-ЗВ с сопротивлением 10...68 кОм. Катушку L1 наматывают на трехсекционном каркасе с подстроечным сердечником (контура ПЧ радиоприемника «Сокол-40») и помещают в броневой магнитопровод диаметром 8,8 мм из феррита 600 НН. Катушка содержит 200 витков провода ПЭВ-2 0,08... 0,09. Контурную катуш­ку L2 второго генератора выполняют следующим образом. В алюминиевую тонкостенную трубку диаметром 6 ... 9 мм и длиной около 950 мм продевают 18 отрезков провода в надежной изоляции. Затем трубку сгибают на оправке диаметром примерно 15 см, а отрезки провода соединяют между собой после­довательно. Индуктивность такой катушки должна быть примерно 350 мкГн. Концы трубки оставляют разомкнутыми, но один из них соединяют с общим проводом. В качестве источника питания можно использовать батареи «Крона», «Корунд».

Рис. Монтажная плата простого металлоискателя

Детали металлоискателя, кроме выносной катушки L2, монтируют на пе­чатной плате из фольгированного текстолита . Входы неиспользуемых элементов соединяют с общим проводом. Плату размещают в металлическом, обязательно немагнитном корпусе, просверлив в нем отверстия под оси резистоpa R4 и конденсатора С2. Сверху к корпусу крепится выносная катушка L2, а снизу — полая ручка, внутри которой размещают источник питания.

Приступая к налаживанию металлоискателя, ручку конденсатора устанав­ливают в положение, соответствующее средней емкости, и, вращая подстроеч­ный сердечник катушки L1, добиваются появления в телефонах нулевых бие­ний. Настройку можно считать правильной, если при малом повороте ручки пе­ременного конденсатора в телефонах будет появляться звуковой сигнал низ­кой частоты. Проводить настройку следует на расстоянии не менее метра от массивных металлических предметов.

Пользуются металлоискателем так. Конденсатором С2 устанавливают воз­можно меньшую частоту биений, чем она меньше, тем больше чувствительность устройства. При приближении катушки L2 к металлическому предмету ее ин­дуктивность, а значит, и частота второго генератора изменяется, при этом из­меняется и разностная частота, т. е. тональность сигнала в телефонах. По ха­рактеру изменения тона сигнала судят о размерах обнаруженного предмета и его магнитных свойствах.

Если предмет из магнитного материала (железо, феррит, никель и т. д.), то индуктивность выносной катушки увеличивается, а частота второго генера­тора уменьшается. Но если предмет из немагнитного материала (медь, алюми­ний, латунь и т. д.), то индуктивность уменьшается, а частота генератора уве­личивается.

При поиске предметов из магнитных материалов частоту эталонного (пер­вого) генератора следует устанавливать выше частоты второго генератора, тогда при приближении к такому предмету катушки L2 тональность звуко­вого сигнала будет увеличиваться. При поиске предметов из немагнитного ма­териала частоту эталонного генератора следует устанавливать ниже частоты второго генератора. Но можно сразу установить частоту звукового сигнала примерно 300... 500 Гц (частота первого генератора при этом должна быть ниже), тогда повышение тональности звукового сигнала свидетельствует о наличии предмета из немагнитного материала, а при ее понижении —о наличии предмета из магнитного материала.

Одним из недостатков описанного простого металлоискателя является не­возможность работы на частоте биений, составляющей несколько герц. Этот недостаток обусловлен тем, что столь низкие частоты практически не воспроиз­водятся головными телефонами, а во-вторых, при столь близких частотах двух генераторов возможен «захват» частоты и их взаимная синхронизация, что де­лает работу с металлоискателем неудобной. Второе объясняется тем, что оба генератора собраны на одной микросхеме и даже на одном кристалле и меж­ду ними неизбежно возникают паразитные связи, которые устранить практи­чески невозможно. Эти недостатки и вынуждают использовать в метал­лоискателе частоту биений более 100 ...200 Гц, что снижает его чувстви­тельность.

Металлоискатель, схема которого приведена на рис, свободен от подоб­ных недостатков. Он содержит большее число деталей, но все же относится к простым в изготовлении и налаживании. Эталонный генератор собран на элемен­тах DD1.1 и DD1.2, а перестраиваемый — на элементах DD2,1 и DD2.2. В ге­нераторах работают разные микросхемы, которые имеют развязку по питанию, что значительно уменьшает паразитные связи между ними и позволяет пользо­ваться металлоискателем на низкой частоте биений.

Рис. Схема улучшенного варианта металлоискателя

В смесителе сигналов работает элемент DD3.1, на выходе которого уста­новлен фильтр низкой частоты R3G8. Чтобы обеспечить прослушивание биений с частотой несколько герц, используют преобразователь синусоидального напря­жения в короткие импульсы, собранный на элементах DD3.2 DD3.4. За вре­мя одного периода синусоидального колебания преобразователь переключается дважды, а так как время переключения мало, то в головных телефонах при этом прослушивают щелчки, причем достаточно громкие, несмотря на низкую частоту их следования

Телефон BF1 можно встроить в корпус металлоискателя или подключать его к гнезду XS1. Уровень громкости звучания телефона регулируют резисто­ром R6, совмещенным с выключателем питания.

Рис.  Монтажная плата улучшенного варианта металлоискателя

Для монтажной платы металлоискателя желательно использовать двусто­ронний фольгированный текстолит. Фольгу на одной стороне используют для печатных проводников и монтажа деталей, фольгу второй стороны соединяют с общим проводом и она работает как электростатический экран.

Конструкция этого варианта металлоискателя и контурных катушек ге­нераторов такие же, как у предыдущего, и налаживание проводится анало­гично.

Для удобства использования металлоискателей в различных условиях катушки (выносные) могут быть сменными с различными диаметрами, естест­венно, что число витков этих катушек должно быть другим.



Подпись:   Рис. 84. Схема простого металлоискателя

Второй генератор собран на элементе DD1.2 и аналогичен первому. В ка­честве контурной катушки используется выносная экранированная катушка, за­ключенная в алюминиевую трубку. На выходе элемента DD1.2 также форми­руются прямоугольные импульсы с частотой, близкой к частоте первого гене­ратора.

Колебания с обоих генераторов поступают на элемент DD1.3, который ра­ботает как смеситель сигналов. На его выходе возникают сигналы как основ­ных частот генераторов, так и сигналы разностных и суммарных частот, в том числе и частот гармонических составляющих. Самым мощным из них является сигнал разностной частоты —он и выделяется фильтром НЧ R3C6. С резис­тора R4 этот сигнал поступает через гнездо XS1 на высокоомный телефон, ко­торый преобразует его в звуковой сигнал.

В устройстве применен конденсатор С2 — КП-180, от радиоконструктора «Юность КП 101» или любой другой с максимальной емкостью не менее 150 пФ. Конденсаторы 01, 03 — С5 должны иметь ТКЕ не хуже М750, что повышает термостабильность работы всего устройства, переменный резистор R4—СПЗ-ЗВ с сопротивлением 10...68 кОм. Катушку L1 наматывают на трехсекционном каркасе с подстроечным сердечником (контура ПЧ радиоприемника «Сокол-40») и помещают в броневой магнитопровод диаметром 8,8 мм из феррита 600 НН. Катушка содержит 200 витков провода ПЭВ-2 0,08... 0,09. Контурную катуш­ку L2 второго генератора выполняют следующим образом. В алюминиевую тонкостенную трубку диаметром 6 ... 9 мм и длиной около 950 мм продевают 18 отрезков провода в надежной изоляции. Затем трубку сгибают на оправке диаметром примерно 15 см, а отрезки провода соединяют между собой после­довательно. Индуктивность такой катушки должна быть примерно 350 мкГн. Концы трубки оставляют разомкнутыми, но один из них соединяют с общим проводом. В качестве источника питания можно использовать батареи «Крона», «Корунд».

Детали металлоискателя, кроме выносной катушки L2, монтируют на пе­чатной плате из фольгированного текстолита (рис. 85). Входы неиспользуемых элементов соединяют с общим проводом. Плату размещают в металлическом, обязательно немагнитном корпусе, просверлив в нем отверстия под оси резисто-


Коментарии:

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить