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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Трамвай без рельс 06.11.2017 В китайском городском округе заработал новый вид городского транспорта - электроавтобус, движущийся по специальной дорожной разметке без рельс и проводов. Китайский перевозчик CRRC приступил к эксплуатации нового вида общественного транспорта - чего-то среднего между поездом и автобусом. Новая система получила название ART (Autonomous Rail Rapid Transit, автономный рельсовый скоростной транспорт). Каждая единица состоит из трех вагонов, вмещающих до 100 пассажиров каждый, и движется со скоростью до 70 км/ч. В отличие от трамвая или поезда, передвигается он по специально размеченным дорогам, а не по рельсам. Разработчики ART приступили к испытаниям системы еще в июне, теперь первые составы выехали на дороги города Чжучжоу и начали перевозить пассажиров. На одном заряде батареи состав из трех вагонов проезжает всего 25 километров, зато для того, чтобы полностью зарядить аккумулятор, ему нужно всего 10 минут. Поскольку ART не нужны ни рельсы, ни провода, внедрение в городскую транспортную систему обходится дешевле, чем прокладка трамвайных и троллейбусных маршрутов. Кроме того, поскольку ART - электрический вид транспорта, он не дает выхлопных газов, что особенно актуально для Китая. Экологическая ситуация в китайских городах тяжелая, продажи электромобилей растут, а правительство рассматривает планы по полному отказу от производства дизельных и бензиновых автомобилей - правда, о сроках чиновники пока не договорились. А чтобы не пропадали старые трамвайные пути, CRRC разработала новый тип трамвая, работающих на водородном топливе. Первые вагоны на водородных элементах выехали на дороги города Таншань в конце октября этого года.

Другие интересные новости:

▪ Струйные принтеры печатают готовые радиоэлектронные устройства

▪ Портативный спектроанализатор с полосой частот анализа до 3,3 ГГц

▪ Отсрочить глобальное потепление

▪ 17-дюймовая панель экрана прикосновения с 7-проводной системой передачи данных

▪ Магнитофон из бактерий

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Тушение горящей одежды. Охрана труда

▪ статья Почему некоторые люди - левши? Подробный ответ

▪ статья Шпатель. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Доработка ДПФ в трансивере RA3AO. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Квазирезонансный преобразователь напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025