Предлагаме на вашето внимание импулс
металдетекторът е съвместна разработка на Юрий Колоколов и
Андрей Шчедрин. Устройството е предназначено за любителско иманярство и
реликви, търсене на плажа и др. След публикуването на първата версия
металдетектор в , това устройство получи висока оценка сред
аматьори, които повториха дизайна. Въпреки това, полезно
коментари и предложения, които взехме предвид в нова версияустройство.
В момента металдетекторът е стандартен
се произвежда от московската фирма "MASTER KIT" под формата на "make
себе си” за радиолюбители.
Комплектът съдържа печатна платка, пластмасов корпус и електроника
компоненти, включително вече програмирания контролер. Евентуално за
много фенове, придобиването на такъв комплект и последващото му неусложнено
сглобяването ще бъде удобна алтернатива на закупуването на скъпи
индустриален уред или изцяло собствено производство
металдетектор.
Принцип на действиеимпулс или
металдетекторът с вихров ток се основава на възбуждане в метал
обект на импулсни вихрови токове и измерване на вторич
електромагнитното поле, което тези токове предизвикват. В такъв случай
вълнуващият сигнал се подава към предавателната намотка на сензора не постоянно, а
периодично под формата на импулси. При проводящите обекти се индуцират
затихнали вихрови токове, които възбуждат затихнали електромагнитни
поле. Това поле от своя страна индуцира в приемната бобина
сензор за затихващ ток. В зависимост от проводимите свойства и размера
обект, сигналът променя формата и продължителността си. На фиг. един.
Схематично показва сигнала на приемната бобина на импулс
металдетектор. Осцилограма 1 - сигнал при липса на метал
цели, осцилограма 2 - сигнал, когато сензорът е близо
метален предмет.
Импулсните металдетектори имат своите предимства и
ограничения. Предимствата включват ниска чувствителност към
минерализирана почва и солена вода, към недостатъците - бедни
селективност по вид метал и относително висока консумация
енергия.
Фигура 1. Сигнал на входа на импулса
металдетектор
Най-практичните импулсни дизайни
металдетекторите са изградени или по схема с две намотки, или по
схема с една намотка с допълнително захранване. В първия
случай, устройството има отделни приемна и излъчваща намотки, които
усложнява дизайна на сензора. Във втория случай в сензора има само една намотка и
за усилване на полезния сигнал се използва усилвател, който се захранва от
от допълнително захранване. Значението на тази конструкция
е както следва - сигналът за самоиндукция има по-висока
потенциал от потенциала на захранването, с което се използва
захранващ ток към предавателната бобина. Следователно, за да се усили такъв сигнал
усилвателят трябва да има собствено захранване, чийто потенциал
трябва да е по-високо от напрежението на усиления сигнал. Освен това го затруднява
схема на устройството.
Предложеният дизайн с една намотка е изграден
На оригинална схема, който е лишен от горните недостатъци.
Спецификации
Захранващо напрежение ……………….7,5 - 14 (V)
Консумация на ток, не повече от ……..….90 (mA)
Дълбочина на детекция:
– монета с диаметър 25 мм ….…….…. 20 (см)
– пистолет …………………………..………40 (cm)
– каска ………………………………..…….. 60 (cm)
Блоковата схема на металдетектора е показана на
фиг.2 Основата на устройството е микроконтролер. С негова помощ
се формират времеви интервали за контрол на всички
възли на устройството, както и индикация и общо управлениеустройство. ОТ
с помощта на мощен ключ се извършва импулсно натрупване на енергия
намотка на датчика, а след това прекъсване на тока, след което има
импулс на самоиндукция, който възбужда електромагнитното поле в целта.
Фигура 2. Структурна диаграма на импулс
металдетектор
„Акцентът“ на предложената схема е използването
диференциален усилвател във входното стъпало. Служи за подсилване
сигнал, чието напрежение е по-високо от захранващото напрежение и свързването му към
определен потенциал - + 5 (B). За допълнително укрепване,
приемащ усилвател с голямо усилване. За измерване
полезен сигнал е първият интегратор. По време на директен
интегриране, полезният сигнал се натрупва във формата
напрежение и по време на обратно интегриране,
преобразуване на резултата в продължителност на импулса. Втори интегратор
има голяма константа на интегриране и се използва за балансиране
усилващ път за постоянен ток.
Принципна диаграма на прост импулс
металдетектор е показан на фиг.3.
Фигура 3. Електрическа схема
обикновен импулсен металотърсач
Предложеният дизайн на устройството е разработен
изцяло на вносна елементна база. Повечето
общи компоненти от водещи производители. някои
можете да опитате да замените елементите с домашни, това ще бъде
каза по-долу. Повечето от приложените елементи не са оскъдни и
могат да бъдат закупени в големите градове на Русия и ОНД чрез компании
продажба на електронни компоненти.
Диференциален усилвателсглобени в ОУ
D1.1. Чип D1 е четворен оперативен
усилвател тип TL074. Неговите отличителни черти са високи
скорост, ниска консумация, нисък шум, висок вход
съпротивление, както и възможност за работа при напрежения на входовете,
близо до захранващото напрежение. Тези свойства доведоха до използването му в
диференциален усилвател в частност и във веригата като цяло. Коефициент
диференциалното усилване на усилвателя е около 7 и се определя от
стойности на резистора R3, R6…R9, R11.
Приемащ усилвател D1.2 е
неинвертиращ усилвател с коефициент на усилване 57. По време на работа
високоволтова част от импулса на самоиндукция, този коефициент намалява
към 1 с аналогов ключ D2.1. Предотвратява претоварване
входен усилващ път и осигурява бързо влизане в режим
за усилване на слаб сигнал. Транзисторите VT3 и VT4 са предназначени за
съответстващи на нивата на управляващите сигнали, подавани от микроконтролера
за аналогови ключове.
Като се използва втори интегратор D1.3
извършва се автоматично балансиране на входния усилващ път
чрез постоянен ток. Избрано време на интегриране 240 (ms).
достатъчно голям, че тази обратна връзка да не повлияе на печалбата
бързо променящ се полезен сигнал. С този интегратор
изходът на усилвателя D1.2 при липса на сигнал се поддържа на ниво +5
(AT).
Измерване първи интеграторизвършва на
D1.4. В момента на интегриране на полезния сигнал се отваря ключ D2.2
и съответно ключът D2.4 е затворен. Внедрено на ключ D2.3
логически инвертор. След като интеграцията на сигнала приключи, ключът D2.2
затваря и отваря ключ D2.4. Кондензатор за съхранение C6
започва да се разрежда през резистора R21. Времето за изписване ще
пропорционално на напрежението, което се установява на кондензатора C6 до
край на интегрирането на полезен сигнал. Това време се измерва с помощта на микроконтролер,
който извършва аналогово-цифрово преобразуване. За измерване
времето за разреждане на кондензатора C6, аналоговия компаратор и
таймери, които са вградени в микроконтролера D3.
Бутон S1 е за първоначално нулиране
микроконтролер. Превключвател S3 задава режима на дисплея
устройства. С помощта на променлив резистор R29 се регулира
чувствителност на металдетектора.
С помощта на светодиоди VD3 ... VD8, светлина
индикация.
Алгоритъм на функциониране
За изясняване принципа на действие на описаните
импулсен металдетектор на фиг. 4 показва осцилограми на сигнали в
най-важните точки на устройството.
Фигура 4. Осцилограми
За времетраенето на интервал А се отваря ключът VT1. През
през намотката на сензора започва да тече трионообразен ток - форма на вълната 2.
Когато токът достигне около 2 (A), ключът се затваря. В наличност
транзистор VT1 има самоиндукционно напрежение -
осцилограма 1. Големината на този удар е повече от 300 волта (!) и
ограничен от резистори R1, R3. За предотвратяване на претоварване
усилващият път са ограничаващи диоди VD1, VD2. Също така за
тази цел за времевия интервал А (натрупване на енергия в намотката) и
интервал B (изтласкване на самоиндукция) отваря ключа D2.1. Намалява
усилване на пътя от край до край от 400 на 7. Waveform 3
показва сигнала на изхода на усилващия път (пин 8 D1.2). Започвайки с
интервал C, ключът D2.1 е затворен и усилването на пътя
става голям. След края на предпазния интервал C, през времето
който усилвателният път влиза в режим, ключът D2.2 се отваря и
ключ D2.4 се затваря - интегрирането на полезен сигнал започва -
интервал D. След този интервал ключът D2.2 се затваря и ключът
D2.4 се отваря - започва "обратна" интеграция. През това време
(интервали E и F) кондензатор C6 е напълно разреден. Като се използва
вграден аналогов компаратор, микроконтролерът измерва стойността
интервал E, който се оказва пропорционален на нивото на входа
полезен сигнал. За текущите версии на фърмуера
задават се следните стойности на интервала:
A - 60 ... 200 µs, B - 12 µs, C - 8 µs, D - 50
(μs), A + B + C + D + E + F - 5 (ms) - период на повторение.
Микроконтролерът обработва получената цифрова информация
данни и показва с помощта на светодиоди VD3 ... VD8 и звуков излъчвател Y1
степен на въздействие на целта върху сензора. LED индикация
е аналог на стрелков индикатор - при липса на
целта, светодиодът VD8 светва, след това в зависимост от нивото на експозиция
последователно светват VD7, VD6 и т.н.
Кликнете върху снимката, за да я увеличите
Фигура 5. Схематична диаграма на втория
подобрена версия на импулсния микропроцесор
металдетектор
Разлики (фиг.5) от първата версия на устройството (фиг.3)
са както следва.
1. Добавен резистор R30. Създаден е за
за намаляване на влиянието на вътрешното съпротивление на различни батерии върху
настройка на устройството. Сега можете безболезнено да смените киселината
акумулатор за 6-8 броя солни батерии. Настройката на устройството не го прави
"ще се изнесе".
2. Добавени "ускорителни" кондензатори
C15,C16,C17. Това значително подобри термичната стабилност.
схема. В старата схема ключовете VT2 ... VT4 бяха най-много уязвимо мястов това
план. Освен това към програмата е добавено непрекъснато автоматично балансиране.
нула.
3. Добавена верига R31, R32, C14. Тази верига
ви позволява непрекъснато да наблюдавате състоянието на батерията. ОТ
като използвате резистор R32, сега можете да зададете всеки безопасен праг (за
батерия) за разреждане на различни видове батерии. Например за 8 бр
Ще трябва да се инсталират NiCd или NiMH AA батерии
ниво 8 волта, а за 12 V киселинна батерия- 11 волта ... Когато
праговото ниво ще бъде достигнато, светлината и звукът ще се включат
индикация.
Този режим е лесен за настройка. устройство
захранван от захранването. Необходимата стойност е зададена на захранването
прагово напрежение, плъзгачът на резистора R32 първо е настроен на „горната“
според позицията на схемата., и след това, завъртайки ротора на резистора R32, трябва да постигнете
индикацията се задейства - светодиодът VD8 започва да мига, източникът на звук
ще излъчва прекъсващ сигнал. Устройството излиза само от този режим
чрез нулиране.
4. Като алтернативно устройствоиндикации
вече може да се използва двуредов LCD с шестнадесет знака. Това
режимът се активира, когато ключ S3 е затворен. В такъв случай
Изходите за LCD сигнали са свързани по схемата вместо светодиоди.
Също така е необходимо да приложите +5 V напрежение към LCD модула и да го свържете
заземен проводник. Резисторът R33 е монтиран директно върху контактите
LCD модул (фиг.6).
Фигура 6. Алтернативен LCD - индикатор
В този случай горният ред винаги се показва
името на металдетектора и в долния ред, в зависимост от режима:
„Автонастройка“, „Ниска батерия“. В режим на търсене тази линия се изчертава
колона за 16 степени на нивото на сигнала. В същото време звуковият сигнал
има 16 градации на тона.
Видове части и дизайн
Вместо операционния усилвател D1 TL074N можете
опитайте да приложите TL084N.
Чип D2 е четворен аналогов превключвател
тип CD4066, който може да бъде заменен с домашен чип K561KT3.
Микроконтролер D4 AT90S2313-10PI директни аналози
не притежава. Веригата не предоставя вериги за своята вътрешна верига
програмиране, така че е препоръчително да инсталирате контролера на
гнездо, за да може да се препрограмира.
Транзистор VT1 тип IRF740 можете да опитате
замени с IRF840.
Транзистори VT2 ... VT4 тип 2N5551 могат да бъдат заменени с
KT503 с произволен буквен индекс. Трябва обаче да се обърне внимание на
фактът, че имат различен щифт.
Светодиодите могат да бъдат от всякакъв тип, VD8 е желателно
вземете различен цвят на блясък. Диоди VD1, VD2 тип 1N4148.
Резисторите могат да бъдат от всякакъв тип, R1 и R3 трябва
имат мощност на разсейване от 0,5 (W), останалите могат да бъдат 0,125 или
0,25 (W). R9 и R11 е желателно да се изберат така, че тяхната устойчивост
се различават с не повече от 5%.
Кондензатор С1 - електролитен, за напрежение
16V, останалите кондензатори са керамични.
Бутон S1, ключове S3,S4, променлив
резистор R29 може да бъде от всякакъв тип, който отговаря на размера. AT
като източник на звук можете да използвате пиезо зумер или слушалки
телефони от плеъра.
Структурата на тялото на инструмента може да бъде
произволен. Стрелата в близост до сензора (до 1 метър) и самият сензор не трябва
имат метални частии крепежни елементи. Като отправна точка
материал за производство на пръти е удобно да се използва пластмаса
телескопична пръчка.
Сензорът съдържа 27 навивки тел с диаметър 0,6 -
0,8 мм, навит на дорник 190 (мм). Сензора няма екран и то
закрепването към пръта трябва да се извършва без използването на масивни
винтове, болтове и др. (!) За свързване на сензора и електронния блок
екранираният кабел не може да се използва поради големия му капацитет. За
за тези цели трябва да използвате два изолирани проводника, например тип
MGShV, усукани заедно.
Настройка на устройството
ВНИМАНИЕ! Устройството е с висока
потенциално животозастрашаващо напрежение - на колектора VT 1 и
на сензора. Следователно, когато настройвате и работите, трябва да се внимава
електрическа безопасност.
1. Уверете се, че инсталацията е правилна.
2. Включете захранването и се уверете, че консумираното
токът не надвишава 100 (mA).
3. Използване на резистор за настройка R7 за постигане
такова балансиране на усилващия път, така че формата на вълната на пин 7
D1.4 съответства на форма на вълната 4 на фиг.4. В същото време е необходимо
уверете се, че сигналът в края на интервала D е непроменен, т.е.
формата на вълната на това място трябва да е хоризонтална.
При по-нататъшна конфигурация, правилно сглобено устройство
не се нуждае. Доближете сензора до метален предмет и
уверете се, че индикаторите работят. Описание на работата на органите за управление
по-долу в описанието на софтуера.
Софтуер
Към момента на писане на това писмо той е разработен и
тестван софтуерверсии V1.0-демо, V1.1 за
първата версия на устройството и V2.4-demo, V2.4 за втората версия. Демо версия
Програмата е напълно работеща и се различава само по отсъствието
прецизна настройка на чувствителността. Пълни версиивече е изпратено
фърмуер микроконтролери, включени в MASTER KIT NM8042
.
HEX файл на фърмуера V1.0-demo и V2.4-demo могат да бъдат изтеглени тук.
Работете върху нови версии на софтуера
охраната продължава, предвижда се въвеждане на допълнителни режими.
Новите версии, след задълбочено тестване, ще бъдат достъпни в
комплекти МАСТЕР КИТ. Получете информация за нови версии, както и изтеглете
демо версии на програми за самостоятелно производство
металотърсач можете да намерите на личната страница на Юрий Колоколов и
на нашия уебсайт.
Работа с апарата
Захранването трябва да бъде включено преди започване на работа.
устройство, повдигнете сензора на ниво 60-80 см от земята и натиснете бутона
"Нулиране". В рамките на 2 секунди устройството ще се настрои автоматично. от
В края на автоматичната настройка устройството ще издаде характерен кратък звук. След
За да направите това, сензорът трябва да се доближи до земята (на място, където няма
метални предмети) на разстояние 3-7 см и регулирайте
чувствителност с резистор R29. Дръжката трябва да се обърне към
елиминиране на фалшиви положителни резултати. След това можете да започнете да търсите.
Когато се появи индикация за изтощена батерия, търсенето трябва да бъде спряно,
изключете устройството и сменете захранването.
Заключение
За да спестите време и да ви освободим от рутината
работа по търсенето на необходимите компоненти и производството на печатни платки
MASTER KIT предлага комплект NM8042.
На фиг. 7 показва фигурата печатна електронна платка(за
диаграми фиг. 3) и местоположението на компонентите върху него.
Фигура 7.1. PCB изглед отгоре
Фигура 7.2. Изглед отдолу на PCB
Комплектът се състои от фабрична печатна платка,
фърмуерен контролер с версия на програмата V 1.1, всичко необходимо
компоненти, пластмасова кутия и инструкция за монтаж и експлоатация.
Умишлено са направени опростявания на дизайна, за да се намали
определени разходи.
Производство на търсещи бобини
Бобината е 27 оборота
емайлирана тел с напречно сечение 0,7-0,8 мм, навита под формата на пръстен
180-190 мм. След навиване на намотката, завоите трябва да бъдат обвити с изолация
лента. За да свържете сензора, е необходимо да направите усукана двойка
монтажен проводник. За да направите това, вземете две парчета тел с желаната дължина и
усукани заедно със скорост едно усукване на сантиметър. Една страна
този кабел е запоен към бобината, а другия към платката. корпус на сензора и
прътът на металдетектора не трябва да съдържа метални части!
Завършване на случая
Преди да инсталирате платката на металдетектора в кутията,
е необходимо да се направят дупки за външните елементи.
На фиг.8отвори, показани отпред
панели за светодиоди, регулатор на чувствителност R29, ключ
захранване S4 и бутон за нулиране S1. На фиг.9- дупка отстрани
повърхност на корпуса за телефонния жак Earphone JACK. На фиг.10
– отвори на задния панел за захранващия кабел и за кабела на търсачката
бобини.
Външен виде показано сглобено електронно пълнене
на ориз. единадесет.
Фигура 8. Отвори на предния панел на кутията за светодиоди
Фигура 9. Отвор на страничната повърхност
корпуси за телефонни жакове
Фигура 10. Отвори на задния панел за кабел
захранване и под кабела на търсещата бобина
Фигура 11. Външен вид на електронния пълнеж
микропроцесорен импулсен металдетектор от MASTER KIT NM8042
Научете повече за нашата гама
продукти можете да намерите в каталога „MASTER KIT” и на нашия уебсайт, където
много полезна информацияна електронни комплекти и модули
MASTER KIT, дадени са адреси на магазини, от които можете да ги закупите.
Как се различават от конвенционалните детектори и къде е най-добре да ги използвате, нека да разгледаме примери.
Принцип на действие
Всеки металдетектор генерира магнитно поле около предавателя на намотката. Поради това в целта под намотката се появява и магнитен поток, който улавя приемника на намотката. След това този магнитен поток се преобразува във визуална информация на екрана и в аудио сигнал.
Конвенционалните наземни металдетектори (VLF) генерират постоянен ток в бобината на предавателя и промените във фазата и амплитудата на напрежението в приемника показват наличието на метални предмети. Но устройствата с импулсна индукция (PI) се различават по това, че генерират предавателен ток, който се включва за известно време и след това внезапно се изключва. Полето на намотката генерира импулсни вихрови токове в обекта, които се откриват чрез анализиране на затихването на импулса, индуциран в приемната намотка. Този цикъл се повтаря непрекъснато, може би стотици хиляди пъти в секунда.
Предимства на металдетекторите с импулсна индукция
1. Скоростта на откриване не зависи от материала между металдетектора и целта. Това означава, че търсенето може да се извършва във въздух, вода, тиня, корали, различни видовепочва.
2. Сензорите са силно чувствителни към всички метали и не реагират високо нивоминерализация на почвата, горещи скали и солена вода.
3. Можете да търсите метални предмети и да ги намирате на по-голяма дълбочина, работи особено добре на минерализирани почви.
4. Няма да има смущения в минерализирани почви, солен пясък, солена вода и производителността ще бъде по-висока от тази на VLF детекторите.
5. Импулсните индукционни металотърсачи са специално проектирани да откриват златни предмети, дори и много малки (самородно злато, вериги).
Недостатъците на металдетекторите с импулсна индукция могат да бъдат не много добра дискриминация и висока цена.
Къде импулсните индукционни металдетектори се представят най-добре?
Скоростта на повторение на импулса (честотата на предавателя) на типичен импулсен индукционен металдетектор е приблизително 100 херца. Различните модели MD използват честоти от 22 херца до няколко килохерца. Колкото по-ниска е честотата на предаване, толкова по-голяма е излъчената мощност. При по-ниски честоти се постига по-голяма дълбочина и чувствителност на откриване на предмети от сребро, но чувствителността към никелови и златни сплави намалява. Такива устройства имат бавна реакция, така че изискват много бавно движение на рамката.
По-високите честоти повишават чувствителността към никелови и златни сплави, но са по-малко чувствителни към среброто. Сигналът може да не проникне толкова дълбоко в земята, колкото при по-ниски честоти, но можете да преместите намотката по-бързо. Това ви позволява да проверите голяма площза даден период от време, както и такива устройства са по-чувствителни към основните плажни находки – златни предмети.
Затова е най-добре да използвате PI-детектори за метал за търсене на плажове по бреговете на морета и океани, подводно търсене, търсене на злато, търсене в пустинни и планински райони. Те също така са добри в почистването на „избит“ терен и по време на геоложки проучвания.
Топ 5 на най-добрите метални детектори с импулсна индукция:
Характеристики и принцип на действие на импулсни металдетектори
Актуализиран на 07.10.2018 гИмпулсен металотърсач ( Импулсен металдетекторили - английски) най-чувствителният сред всички детектори, реагира на всякакви метали, не разграничава феромагнитите от диамагнитите. Функциите за търсене позволяват на детектора да открива злато и златни късчета в алкални условия и екстремни земни (или скални) температури, които са твърде трудни за VLF/TR устройства. Освен това ви позволява да откривате метални руди, открити в скали и глина.
Импулсните металдетектори са незаменими при търсене в крайбрежната зона, под вода и на силно минерализирана почва. Работата на устройствата не зависи от влиянието на земята и водата. Те работят еднакво добре под вода и на сушата. Ето защо PI технологияизползвани в подводни металотърсачи. Устройствата имат добри резултати при търсене на пясъчни и мокри плажове. Дълбочината на откриване на обекти в земята и солената вода е по-голяма в сравнение с VLF металдетекторите.
Импулсните металдетектори се държат по-добре от VLF металдетекторите в близост до електропроводи, както и предавателни антени на мобилни комуникационни системи. Обслужването на този тип металдетектор е доста просто. По правило те са оборудвани с един контрол на чувствителността, въпреки че по-модерните модели могат да имат други контроли.
Устройствата имат висока консумация на енергия, изискват мощни батерии. Конвенционалните батерии издържат не повече от 12 часа непрекъсната работа. Ако се използват алкални батерии, времето за работа ще се увеличи.
технология импулсна индукцияне е универсален, а недостатъците на импулсните металдетектори ограничават техните възможности. В момента най-добрите металотърсачи за всички цели са тези, които използват VLF (Very Low Frequency) технология. PI технологията обаче може да има по-нататъчно развитиеи в бъдеще могат да бъдат разработени нови детектори с нови възможности.
Устройството и принципът на работа на импулсни метални детектори
Импулсните металдетектори имат проста конструкция. Устройството се състои от генератор на импулси, търсеща бобина, блок за усилване на сигнала, анализатор и блок за индикация. Дизайнът на бобината също е прост. Той предава и приема едновременно. Това значително намалява теглото на устройството.Търсещата бобина действа върху земята с пулсиращо електромагнитно поле. Импулсите се излъчват с честота 50 ... 400 Hz и енергия около 100 W. Поради магнитна индукция възникват вихрови токове на повърхността на метален предмет, намиращ се в полето на действие.
Тези токове са източник на вторичен сигнал (отразен импулс, отговор). Между импулсите приемникът получава отговор, който се усилва и обработва от анализатора и след това се извежда към дисплея.
Времето на затихване на отразения импулс е по-дълго от времето на затихване на излъчения импулс (поради явлението самоиндукция). Разликата във времето е параметър за анализ и регистриране. Затихването на вихровите токове от почвата или водата става много по-бързо и не се улавя от устройството. Ето защо импулсни металдетекториработят ефективно под вода, върху минерализирани, солени и влажни почви.
свързани тагове: импулсни метални детектори, импулсни метални детектори, PI технология, импулсна индукция, принцип на работа на импулсни метални детектори, устройство на импулсни метални детектори, как работи импулсен метален детектор
Радиолюбители за народното стопанство 1992г.
Създаването на достатъчно чувствителни метални детектори е доста трудна и неблагодарна задача. Радиолюбителите периодично вземат решение, представят експонати на изложбата, но рядко от тях отговарят на необходимите параметри. И така, дълго време металдетекторите бяха проектирани на базата на два високочестотни генератора, настроени на близки честоти, единият от които беше стабилен по честота (обикновено стабилизиран от кварцов резонатор), а другият - работещият - беше свързан с приемната рамка и променя честотата си при доближаване до метали. Сигналите на двата генератора се сумират, изолира се нискочестотен биещ сигнал и по него се преценява наличието на метал. След появата на нов елементна базавместо генератори на еталонни сигнали, те започнаха да проектират метален детектор с преобразувател на напрежение и честота, аналогово-цифрови преобразуватели, честотни синтезатори и други възможни новости.
Археолозите и криминолозите могат да бъдат посъветвани с друга схема за измерване - геофизична. В зоната, където се търсят метални включвания, е необходимо да поставите контур от тел с диаметър 5 ... 25 m или повече, захранвайте го от автономен генератор с честота 500 Hz (колкото по-висока е честотата, колкото по-малка е дълбочината). Много удобно е да се използват самолетни преобразуватели DC-to-AC с честота 400 Hz (umformers). Имат достатъчна мощност. Можете също да използвате преобразуватели DC към AC, направени на мощни транзистори. Те могат да бъдат направени на няколко честоти и по този начин да извършват "честотно сондиране", т.е. да определят дълбочината на предполагаемия метален обект. За извършване на търсения, в допълнение към генератора, е необходимо да има приемник, който може да бъде селективен усилвател, настроен на честотата (честотите) на генератора и да има приемна магнитна антена на входа, също настроена на честотата ( честоти) на генератора. Идеята на този метод за търсене е, че в зоната на действие на електромагнитното поле на жичния контур всички метални тела с непрекъсната проводимост започват да излъчват своето поле, което в идеалния случай е изместено на 90 ° във фаза спрямо първичния един. получаване на рамка относно първично полеобикновено ориентирани така, че при липса на метални включвания сигналът на изхода на приемника да е минимален или да липсва напълно, а при наличие на метални включвания да достига максимум. След извършване на измервания на няколко честоти е възможно да се определи приблизителната дълбочина на поява и да се използват приемни кадри, различно ориентирани в пространството, и местоположението на обектите. Основното предимство на този метод на измерване е, че желаният метален обект сам става източник на радиация.
Оборудването от този вид може да се използва за трасиране на подземни тръби, полагане на кабели, трасиране на скрито окабеляване и други цели. За да направите това, генераторът е свързан в единия край към проследима метална система, а другият край е заземен (ако търсенето се извършва на улицата, на полето) или свързан към тръбите на отоплителната мрежа, водоснабдяването (ако се извършва проследяване в сградата).
Методът на контурна индукция беше широко представен на VRV като приложение към безконтактни индукционни методи за включване на домакински електрически уреди (безконтактни слушалки за слушане на радио, телевизионни програми и др., безконтактни телефони, които не са свързани с кабели към телефонната мрежа, които може свободно да се носи в ръце, докато се движите из стаята). Изглежда, че задачата е различна, но принципът на решението е същият: индуктивна връзка между веригата, в която се генерира сигналът, и приемника, който улавя този сигнал.
Импулсен металотърсач(фиг. 27). Автор на дизайна е радиолюбител В. С. Горчаков. На 33 ER експонатът беше отличен с Трета награда на изложбата.
Устройството е предназначено за намиране на метални предмети в земята. Тестовете му показват, че може да открие алуминиева плоча с размери 100 x 100 x 2 mm на дълбочина 75 cm, същата плоча с размери 200 x 200 x 2 mm на дълбочина 100 cm, дълга стоманена тръба с диаметър 300 mm на дълбочина 200 см. шахта канализационен кладенецна дълбочина 200 см, дълга стоманена тръба с диаметър 50 мм на дълбочина 120 см, медна шайба с диаметър 25 мм на дълбочина 35 см.
Устройството (фиг. 27, а) се състои от главен осцилатор 1 с честота 100 Hz, усилвател на импулсен ток 2, излъчваща рамка 3, генератор на забавяне 4 за 100 μs, генератор на стробиращи импулси 5, съгласуващ усилвател 6, електронен превключвател 7, приемна рамка 8, двустранен ограничител 9, усилвател на сигнала 10, интегратор 11, DC усилвател 12, индикатор 13, стабилизатор на напрежение 14.
Металдетекторът работи по следния начин. Главният осцилатор излъчва импулс с продължителност T и (фиг. 27, b), чийто спад задейства генератора на забавяне. Импулсът на главния осцилатор се усилва по мощност от токов усилвател и се подава към излъчващия контур. Генераторът на забавяне произвежда импулс с продължителност 100 μs, чието затихване задейства генератора на стробиращи импулси. Този генератор генерира строб импулс с продължителност 30 μs, който управлява работата на електронния ключ чрез съгласуващ усилвател. Превключвателят отваря усилвателя на сигнала за времетраенето на гейт импулса и предава сигнала от усилвателя 10 към интегратора. Сигналът от изхода на интегратора през DC усилвателя се подава към индикатора на стрелката.
На фиг. 27b показва разпределението във времето на сигналите върху предавателната (излъчващата) рамка (крива 1), върху приемната рамка при отсъствие (крива 2) и при наличие на метал (крива 5). В резултат на експериментите беше установено, че при липса на метал полученият импулс доста рязко намалява по амплитуда за време от 100 μs. Ако в контролната зона има метални включвания, продължителността на намаляване на амплитудата на получения импулс е значително забавена, главно поради действието на токовете на Фуко. Свойството за деформация на формата на получения сигнал поради въздействието на метални включвания е в основата на дизайна на това устройство.
Дизайнът на сензора на устройството е показан на фиг. 27, c. Излъчващите и приемащите рамки са навити на диелектрична рамка с външен диаметър 300 mm. Приемащата рамка е навита вътре в излъчващата рамка. Вътрешният му диаметър е 260 мм. Предавателната рамка съдържа 300 навивки проводник PEV-2 0,44, а приемната рамка съдържа 60 навивки проводник PEV-2 0,14. Закрепването на дръжката 1 е произволно и не изисква специални пояснения.
На фиг. 28 на снимката електрическа схемаустройство. Главният осцилатор е направен на микросхеми DD1.1 и DD1.2. Сигналът от изхода на генератора през резистора R9 се подава към входа на усилвателя на импулсен ток - транзистори VT3-VT5, чийто товар е излъчващата рамка L1.1. Чрез кондензатора C3 импулсът от главния осцилатор се подава към входа на генератора на закъснение, направен на елементите DD1.3, DD1.4 съгласно схемата на задействане на Schmidt. Затихването на импулса на забавяне стартира генератора на строб импулси, направен на елементите DD2.1-DD2.3. Стробиращият импулс през съгласуващ усилвател (транзистори VT1, VT2) се подава към електронния ключ DA1, който управлява работата на усилвателя на сигнала (DA1.1 и DA1.2) и интегратора (C12, R30), преминавайки през DC сигнал към DC усилвателя (DA2) по време на продължителността на стробиращия импулс. Натоварването на DC усилвателя е указателното устройство RA1. За да се увеличи стабилността на измерванията, захранването на усилващите стъпала е допълнително стабилизирано. Електронните стабилизатори са направени на транзистори VT6, VT7.
