Прибор для обнаружения металлических предметов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

 Комментарии к статье

При проведении различных работ - земляных, дорожных, строительстве зданий часто возникает необходимость отыскать под слоем земли, снега, льда крышки пожарных и кабельных колодцев или скрытые в стенах различные металлические изделия.

Прибор, описание которого приводится ниже, служит для определения местоположения таких предметов в толще немагнитных масс, обладающих незначительной электропроводимостью. Например, под слоем грунта, асфальта, снега можно найти чугунную крышку водопроводного люка на глубине до 0,6-0,8 м, обнаружить под деревянным или бетонным полом, а также в стенах, потолках место расположения металлических балок, труб или электрических кабелей с металлической броней на расстоянии до 0,2-0,4 м (в зависимости от размеров и формы последних). Можно также узнать направление распространения пучков арматуры в железобетонных конструкциях на глубине до 0,1-0,15 м и т. д.

Этот прибор невелик по размерам, прост по схеме и конструкции; его изготовление под силу радиолюбителю средней квалификации.

Принцип работы прибора основан на изменении собственной частоты колебательного контура при приближении его катушки индуктивности к металлическому предмету. Если контур включен в схему лампового генератора, то при изменении индуктивности будет меняться и частота генератора, и это изменение можно сравнительно просто зарегистрировать. Магнитное поле, возникающее от вихревых токов, наведенных в отыскиваемом предмете, взаимодействует с индуктивностью колебательного контура, уменьшает ее и тем самым увеличивает частоту собственных колебаний контура. Максимум изменения частоты свидетельствует о минимальном расстоянии рамки до металлического тела.

Принципиальная схема прибора, который состоит из двух LC-генераторов и смесителя, собранных на кристаллических триодах, изображена на рис. 1.

Рис. 1

Первый генератор имеет колебательный контур L1C1. Катушка L1 выполнена в виде рамки, с помощью которой отыскивают местоположение металлического предмета.

Второй генератор с контуром L4C4 - вспомогательный, он служит в качестве источника опорной частоты для определения момента изменения частоты первого генератора.

Напряжение переменного тока от обоих генераторов с обмоток L3 и L6 поступает на основание смесительного триода ПП3. В его коллекторной цепи возникают токи с частотой первого и второго генераторов, а также токи разностных и суммарных частот и их гармоники.

Низкочастотные составляющие этих токов прослушиваются на телефонах, включенных в коллекторную цепь триода ПП3.

Предварительно частота второго генератора выравнивается с частотой первого, что контролируется при помощи телефонов на слух по "нулевым биениям". При приближении рамки прибора к металлическому предмету частота первого генератора увеличивается, и в телефонах начинает

прослушиваться тон низкой частоты. Чем ближе рамка к металлическому предмету, тем выше частота первого генератора, больше разностная частота на выходе смесителя и высота тона, прослушиваемого в телефонах. При удалении рамки от металлического предмета частота колебаний сигнала, прослушиваемого в телефонах, уменьшается. По наивысшему тону определяется минимальное расстояние от рамки до отыскиваемого предмета.

Частота генераторов выбирается в пределах 80-120 кГц, а частота, прослушиваемая при обнаружении предмета, не должна превышать 3-4 кГц.

Общий вид прибора показан на рис. 2. Все элементы схемы прибора, включая и источник питания, размещаются в общем корпусе, закрепленном в верхней части рукоятки рамки. Питание осуществляется от батарейки для карманного фонаря.

Колебательный контур первого генератора выполнен в виде отдельной рамки, соединенной с прибором экранированным кабелем. Рамка закрепляется на деревянном каркасе (рис. 2), с которым шарнирно соединена рукоятка.

Рис. 2

В рабочем состоянии рамка удерживается в заданном по отношению к рукоятке положении при помощи шнура. При переноске рамка прикладывается к рукоятке и фиксируется задвижкой.

Весь монтаж выполняется на гетинаксовой плате, выключатель Вк1 и телефонные гнезда закрепляются на корпусе - рис. 3.

Рис. 3

Ручка настройки (подстроечный сердечник катушки LA) выводится наружу через отверстие в боковой стенке корпуса.

Шаблон для намотки катушки рамки выполняется в виде прямоугольника размерами 300x400 мм из досок или листа фанеры. В углах этого прямоугольника забиваются гвозди, на них наматываются обмотки L1, L2 и L3.

Для скрепления витков обмотку следует перевязать прочной ниткой, после этого рамку можно снять с гвоздей.

Чтобы предохранить обмотку рамки от влаги, ее следует обернуть лентой из лакоткани или тонкого полиэтилена. Снаружи рамка обертывается хлопчатобумажной лентой, пропитанной битумным лаком (Рамка покрывается лаком 6-8 раз. После каждого покрытия лак нужно хорошо просушить.).

Конденсатор C1 и конец соединительного кабеля также изолируют от влаги, причем особое внимание следует обратить на заделку места выхода кабеля.

После пропитки рамка закрепляется на каркасе при помощи полосок фанеры, как показано на рис. 4.

Рис. 4

Соединительный кабель делается из трех гибких проводов в хлорвиниловой изоляции, заключенных в общий экран, на который снаружи одевается хлорвиниловая или резиновая трубка. Экран одновременно служит общим проводом для обмоток L1, L2, L3 и соединяется с минусовым зажимом прибора.

Катушки индуктивности L4, L5 и L6 наматывают на сердечнике СБ-4. Данные их обмоток приведены в таблице.

В качестве полупроводниковых триодов ПП1, ПП2 и ПП3 могут быть использованы любые триоды типа П-6, П-13, П-14, П-15 или им подобные.

Настройка прибора сводится к подбору величины емкости конденсатора С4 или числа витков индуктивности L4 с тем, чтобы в среднем положении подстроечного сердечника частота второго генератора равнялась частоте колебаний первого генератора.

Выравнивание частот производится при помощи электронного осциллографа и вспомогательного генератора по фигурам Лиссажу.

Если частота второго генератора ниже частоты первого генератора, то следует уменьшить емкость С4 или уменьшить число витков катушки L4, если же частота второго генератора выше - емкость конденсатора С4 нужно увеличить или добавить несколько витков на катушку L4.

Окончательная подгонка частоты второго генератора производится на слух по "нулевым биениям", либо наблюдая низкочастотный сигнал с выхода смесителя на осциллографе.

В случае отсутствия осциллографа и генератора настройку прибора можно произвести с помощью обычного радиовещательного приемника, имеющего длинноволновый диапазон. Желательно, чтобы этот приемник имел электронно-оптический индикатор настройки.

Сначала замеряется частота первого генератора. Для этого отключается от цепи питания эмиттер ПП2, а выход смесителя (при включенных телефонах или заменяющем их сопротивлении 4-5 ком) через емкость 15-20 пф соединяется с гнездом "Антенна" приемника.

Изменяя настройку приемника, по характерному шуму в громкоговорителе или по индикатору настройки, по шкале приемника определяют частоту одной из гармоник первого генератора. Меняя настройку приемника, определяют частоту следующей гармоники. Разность частот двух соседних гармоник и будет равняться собственной частоте первого генератора.

Подобные измерения производятся и для частоты второго генератора (при отключенном эмиттере ПП1).

Подбором величины емкости конденсатора С4 или изменением индуктивности L4 частота второго генератора выбирается такой, чтобы ее гармоники прослушивались на тех же делениях шкалы приемника, что и у первого генератора.

Окончательная подгонка частоты производится на слух по "нулевым биениям" в телефонах.

Настройку следует считать законченной, если можно добиться "нулевых биений" при среднем положении подстроечного сердечника в индуктивности L4.

Работа с прибором проста и не требует специальной подготовки. Перед началом поисков следует включить питание прибора и, прослушивая его работу на телефонах, вращением винта подстроечного сердечника нужно добиться "нулевых биений". Затем немного вывернуть сердечник, слегка расстроить второй генератор с тем" чтобы в телефонах прослушивался низкий тон. Прибор при этом будет обладать наивысшей чувствительностью, так как при точной настройке обоих генераторов они взаимно синхронизируются и при малых отклонениях частоты (при попадании в поле рамки малых или далеко расположенных предметов) второй генератор как бы "увлекается" первым и предмет обнаружить не удается.

При незначительной расстройке даже небольшое отклонение частоты первого генератора при приближении к металлическому предмету вызывает изменение высоты тона, которое легко обнаруживается на слух.

Поиск осуществляется путем несения рамки на близком расстоянии от поверхности грунта, пола, потолка и т. д. в районе предполагаемого расположения металлического предмета.

Покачиванием рамки из стороны в сторону по изменениям тона легко определяется точное местоположение отыскиваемого предмета.

Одной батарейки для карманного фонаря достаточно для работы прибора в течение 100-150 часов, при питании от аккумуляторов типа Д-0,2 он может работать 45-50 часов.

Прибор непригоден для поиска мелких предметов: болтиков, шайбочек, гвоздей и т.п.

Автор: Д.Ильин

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Случайная новость из Архива Метод многократного увеличения точности измерений частоты 18.06.2017 Три группы ученых, работающие независимо друг от друга, нашли практически идентичные способы увеличения разрешающей способности и, следовательно, точности, квантово-магнитных датчиков. Теперь такие датчики, использующиеся для измерений частоты электромагнитных колебаний, обеспечивают точность на много порядков превышающую точность любых других методов. Первой из вышеупомянутых групп является группа из Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH), второй - группа из Ульмского университета (Ulm University), Германия, а третья - из Гарвардского университета. И что интересно само по себе, так это то, что все группы ученых практически одновременно и независимо друг от друга пришли к практически одному результату. Технологии квантовых измерений стали в последнее время одним из основных инструментов для ученых-физиков. При помощи квантовых датчиков можно производить измерения широкого ряда фундаментальных физических величин, в том числе и частоты электромагнитных колебаний. Однако, как и все квантовые устройства, такие датчики подвержены влиянию факторов окружающей среды, которые пагубно сказываются на точности измерений. И все три группы ученых нашли способ уменьшения влияния окружающей среды и увеличения точности измерений за счет использования классических атомных часов. В качестве чувствительного элемента датчика все три группы использовали так называемую азотную вакансию, дефект кристалла алмаза, вызванный заменой одного атома углерода атомом азота. Этот дефект является крошечным магнитом с полюсами, что делает его чрезвычайно чувствительным к внешнему магнитному полю. Если не вдаваться сильно в подробности, в своих исследованиях ученые увеличили глубину реакции азотной вакансии на изменения внешнего магнитного поля путем проведения активации азотной вакансии и измерений через строго определенные промежутки времени. А эти промежутки времени с очень высокой точностью задавались внешними часами. В результате синхронизации моментов измерений точность этих измерений превысила точность любых других технологий измерений частоты на целых девять порядков, что является совершенно фантастическим улучшением. И такие высокоточные измерения частоты позволят ученым производить столь же точные измерения некоторых других физических величин, что в свою очередь, даст им в руки возможность зарегистрировать и изучить эффекты и явления, ускользавшие от их внимания до последнего времени.

Другие интересные новости:

▪ Города станут чище

▪ Депрессия и ГНСС

▪ Антипринтер

▪ Умная камера видеонаблюдения с функцией слежения

▪ Переливание искусственной крови

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Освещение. Подборка статей

▪ статья Умный в гору не пойдет, умный гору обойдет. Крылатое выражение

▪ статья У каких животных больше двух глаз? Подробный ответ

▪ статья Мелисса лекарственная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Резистивный генератор шума. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Полумостовой квазирезонансный блок питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026