Бытовой металлоискатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

 Комментарии к статье

Немало людей сегодня занимаются поисками кладов, потерянных монет и ювелирных изделий. Для такой работы, несомненно, нужен хороший прибор - металлоискатель. Автор предлагаемой статьи собрал подобный прибор, опробовал его в действии и рекомендует повторить его всем желающим.

Основой металлоискателя послужило устройство, описанное в книге Флинд Э. "Электронные устройства для дома" (Энергоатомиздат, 1984 г.). В ходе макетирования и проверки устройства был усовершенствован генератор, заменена элементная база на более доступную, упрощен выходной каскад индикатора наличия металла, введен стрелочный индикатор, установлен помехозащитный фильтр.

Принцип действия получившегося металлоискателя "передача - прием" заключается в регистрации сигнала, отраженного металлическим предметом. Этот сигнал возникает вследствие воздействия на металл переменного магнитного поля передающей (излучающей) катушки металлоискателя, соединенной с генератором.

Приемная катушка расположена в одной плоскости с передающей таким образом, что проходящие через нее магнитные силовые линии создают малую ЭДС. На выводах катушки сигнал либо отсутствует, либо весьма мал. Дальнейшее уменьшение сигнала обеспечивает узел компенсации.

Если в поле катушек попадает металлический предмет, индуктивная связь между ними изменяется, на выводах приемной катушки появляется электрический сигнал, который усиливается, выпрямляется, а затем фильтруется. В итоге на выходе фильтра появляется постоянное напряжение, которое возрастает при приближении катушек к металлическому предмету.

Этот сигнал поступает на один из входов узла сравнения, где сравнивается с опорным напряжением, которое прикладывается к его второму входу. Уровень опорного напряжения отрегулирован таким образом, что даже небольшое увеличение сигнала приводит к существенному изменению уровня сигнала на выходе узла сравнения. Это, в свою очередь, приводит в действие электронный ключ, управляющий звуковым сигнализатором обнаружения металлического предмета.

Схема усовершенствованного металлоискателя приведена на рис. 1. Генератор, выполненный на транзисторе VT2 и контуре L1C3, работает на частоте примерно 4,6 кГц. Низкая частота генератора обеспечивает, с одной стороны, слабую реакцию металлоискателя на нежелательные сигналы (например, возникающие при наличии мокрого песка, мелких кусочков металла и т.д.), а с другой - хорошую чувствительность. При желании частоту генератора можно перестроить изменением параметров деталей L1, C3 и L2, С6, а также фильтра R16C11.

(нажмите для увеличения)

Глубина обнаружения предметов зависит от частоты рабочего сигнала, его мощности, размера катушек индуктивности, а также от размеров и формы предмета и его положения. Чем выше частота генератора, тем меньше глубина обнаружения небольших предметов. Чем больше размеры катушек индуктивности, тем больше глубина обнаружения. К примеру, данный металлоискатель обнаруживает монету диаметром 25 мм на расстоянии 13 см, а алюминиевую пластину размерами 100x100 мм - на расстоянии 40 см.

Генератор собран на транзисторной сборке. Транзистор VT2 работает непосредственно в генераторе, aVT1 совместно с делителем из деталей R2-R4 - в термостабилизаторе, обеспечивающем температурную компенсацию.

Сигналы, поступающие на приемную катушку L2, ограничиваются по амплитуде (при наличии большого металлического предмета) диодами VD1, VD2, а затем усиливаются ОУ DA1.1. На вход этой микросхемы поступает через конденсатор С5, резисторы R7- R10 и конденсатор С8 сигнал компенсации с генератора - он ослабляет поступающий на катушку L2 сигнал с катушки L1 при отсутствии вблизи металлических предметов.

После усиления сигнал проходит через фильтр НЧ R16C11 и выпрямляется ОУ DA1.2. При положительном входном напряжении, поступающем на неинвертированный вход микросхемы, диод VD3 открыт и обеспечивает отрицательную обратную связь. Заряжается конденсатор С12, стрелка индикатора РА1 отклоняется. При отрицательном входном напряжении диод закрыт, обратной связи нет, на катоде диода - нулевое напряжение.

Сигнал с детектора сглаживается фильтром R21C14R22C15 и поступает на компаратор DA2.1, где сравнивается с опорным напряжением, регулируемым переменными резисторами R23 (грубо) и R25 (точно). При срабатывании компаратора напряжение на его выходе уменьшается, транзистор VT3 закрывается, начинает работать тональный генератор, собранный на ОУ DA2.2. Его выходной сигнал подается на усилитель мощности, выполненный на транзисторе VT4, нагрузкой которого служит головной телефон BF1 (от слухового аппарата). Громкость звука в небольших пределах регулируют переменным резистором R38.

Выходной каскад питается от отдельного источника, что устраняет возможность возбуждения устройства. Основная же часть металлоискателя питается от источника напряжением 12 В (аккумуляторная батарея), которое с помощью стабилизатора DA3 понижается до 9 В.

Детали металлоискателя смонтированы на трех печатных платах (рис. 2-4) из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Они рассчитаны на использование резисторов МЛТ-0,125, резистора R10 СП4-1, конденсаторов C3, С6 - К71-7.

Транзисторную сборку 2ТC3103А допустимо заменить на КТC3103, но придется изменить чертеж печатной платы. Стрелочный индикатор РА1 - индикатор уровня записи от любого магнитофона. Платы и остальные детали металлоискателя размещены в корпусе из изоляционного материала (рис. 5).

Особое внимание нужно уделить изготовлению катушек. Их наматывают на оправке диаметром 140 мм, в качестве которой хорошо использовать стеклянную банку. Каждая катушка состоит из 200 витков эмалированного медного провода диаметром 0,27 мм с отводом от среднего витка. Прежде чем снять катушку с оправки, ее перевязывают в трех-четырех местах, а после снятия обматывают прочной нитью, чтобы витки плотно прилегали друг к другу. Далее катушкам придают форму, показанную на рис. 6, и прикрепляют их к пластмассовой тарелке 1 нитками 2. Передающую катушку 3 располагают внизу, приемную 4 - вверху. Приемная катушка должна быть снабжена алюминиевым экраном с зазором, препятствующим образованию замкнутого витка. Выводы катушек соединяют с остальной частью прибора кабелем 5 в экранированной оплетке. Расстояние между вертикальными (по рисунку) витками катушек должно быть равно 25 мм, окончательно оно уточняется после настройки металлоискателя по минимальному показанию индикатора РА1 при отсутствии вблизи катушек металлического предмета.

После окончательного крепления катушек их прикрывают сверху декоративным кожухом и крепят к нему штангу (рис. 7).

Настройка металлоискателя заключается в установке движка резистора R10 при среднем положении движка R8 в такое положение, чтобы стрелка индикатора РА1 находилась на "нулевой" отметке (для удобства стрелку устанавливают на среднюю отметку шкалы подбором резистора R19. Возможно, с этой целью придется поменять подключение выводов одной из катушек генератора.

При эксплуатации металлоискателя, после его 20-минутного установления рабочего режима, резистором R8 добиваются "нулевого" показания стрелочного индикатора. После этого переменными резисторами R25 и R23 устанавливают опорное напряжение, близкое к срабатыванию компаратора и появлению тонального звука. Естественно, эту настройку проводят при отсутствии вблизи катушек металла.

Автор: В.Гричко, г.Краснодар

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Увеличение жизни ультрахолодных молекул 17.08.2021 Исследование молекул, охлажденных до очень низких температур, важно для развития квантовых симуляций, прецизионных измерений, ультрахолодной химии и многого другого. Для этого физикам нужно научиться охлаждать их, собирать и удерживать, а также защищать от разрушения. Последний фактор существенно ограничивает круг экспериментов и явлений, которые ученые могли бы исследовать в таких системах. Главный канал распада ультрахолодных молекул - это их неупругие столкновения друг с другом. Чтобы их избежать, ученые применяют экранирование, то есть создание дополнительного отталкивания между молекулами на расстояниях, на которых начинаются неупругие процессы взаимодействия. На сегодняшний день уже реализовано экранирование атомов и молекул множеством различных методов. Например, ученые научились защищать ультрахолодные молекулы KRb друг от друга с помощью постоянных электрических полей. Несмотря на достигнутый прогресс, физики постоянно ищут новые режимы, которые бы позволили увеличить время жизни таких молекул. Исследователи из Кореи и США при участии Тиджс Карман (Tijs Karman) из Кембриджского университета использовали микроволновое излучение, чтобы экранировать друг от друга две молекулы CaF, удерживаемых оптическими пинцетами. Они показали, что управлением параметрами внешний полей можно переключать молекулы между режимами экранирования и антиэкранирования, меняя их время жизни в 24 раза. Идея такого экранирования основывается на понятии "одетых" состояний. Если двухуровневую систему облучать ("одевать") резонансным переменным полем, то населенность ее состояний будет осциллировать с частотой Раби. Управляя параметрами поля, можно добиться того, что между молекулами, находящихся в "одетых" состояниях, возникнет сильное дальнодействующее диполь-дипольное взаимодействие, которое может быть как притягивающим, так и отталкивающим. Последнее зависит в том числе и от того, какие именно состояния "одеваются" полем. Для реализации этого принципа авторы предварительно готовили две молекулы CaF, пойманные каждая в свою ловушку оптического пинцета, приложив магнитное поле величиной 27 гаусс. После чего физики на какое-то время сталкивали их в присутствии микроволнового поля, разносили в разные стороны и с помощью метода лямбда-визуализации смотрели, распались они или нет. Таким образом, ученые смогли построить долю "выживших" молекул в зависимости от времени взаимодействия. Меняя конфигурацию "одетых" состояний, авторы могли влиять на это число, сравнивая его с числом "голых" молекул, которые не испытывали воздействия микроволнами.

Другие интересные новости:

▪ Инструмент отслеживания уровня холестерина

▪ Оптимизм - это ключ к долголетию

▪ Уровень холестерина в крови может повышаться из-за шума

▪ Новые сенсоры ISOCELL от Samsung

▪ Новые производственные мощности MEMS

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заземление и зануление. Подборка статей

▪ статья О ты, что в горести напрасно на Бога ропщешь, человек! Крылатое выражение

▪ Как проходил подъем ФРГ в послевоенный период? Подробный ответ

▪ статья Акушерка смотрового кабинета. Должностная инструкция

▪ статья Искатель скрытой проводки на базе цифрового мультиметра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Таинственная соринка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025