Простой металлоискатель с контуром на 4,6 кГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Принцип действия данного металлоискателя состоит в регистрации сигнала, отраженного металлическим предметом. Этот сигнал возникает вследствие воздействия на металл переменного магнитного поля передающей (излучающей) катушки.

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

Дополнительное уменьшение этого сигнала обеспечивает узел компенсации. Но если в поле катушек попадает металлический предмет, индуктивная связь между катушками изменяется, на выводах приемной катушки появляется электрический сигнал, который усиливается, выпрямляется, а затем фильтруется.

В итоге на выходе фильтра появляется некоторое постоянное напряжение, возрастающее при приближении катушек к металлическому предмету. Это напряжение 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.

Принципиальная схема

Схема металлоискателя приведена на рис. 2.2. Генератор, выполненный на транзисторе VT2 и контуре L1C3, работает на частоте примерно 4,6 кГц.

Рис. 2.2. Принципиальная электрическая схема (нажмите для увеличения)

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.);
• с другой - хорошую чувствительность.

Глубина обнаружения предметов любым металлоискателем 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 будет глубина обнаружения. Генератор собран на транзисторной сборке 2ТС3103А. Транзистор VT2 работает непосредственно в генераторе, а транзистор VT1 совместно с делителем из деталей R2...R4 - в термостабилизаторе, обеспечивающем температурную компенсацию.

Сигналы, поступающие на приемную катушку L2, ограничиваются по амплитуде (в случае обнаружения большого металлического предмета) диодами VD1, VD2, а затем усиливаются операционным усилителем DA1.1. На вход этой микросхемы через конденсатор С5, резисторы R7-R10 и конденсатор С8 поступает сигнал компенсации с генератора. Он ослабляет по ступающий на катушку L3 сигнал с катушки L1 при отсутствии вблизи металлических предметов.

После усиления сигнал проходит через фильтр R16C11 на ОУ DA1.2. При положительном входном напряжении, поступающем на неинвертированный вход микросхемы, диод VD3 открыт и обеспечивает отрицательную обратную связь. Конденсатор С12 заряжается, и стрелка индикатора РА1 отклоняется.

При отрицательном входном напряжении диод закрыт, обратной связи нет, на катоде диода нулевое напряжение.

Рис. 2.3. Внешний вид трех печатный плат металлоискателя с контуром на 4,6 кГц

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, и 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 от слухового аппарата. Громкость звука регулируют переменным резистором R38. Выходной каскад питается от отдельного источника, что устраняет возможность возбуждения устройства. Основная же часть схемы металлоискателя питается от источника напряжением 12 В, которое дополнительно стабилизируется микросхемой DA3 на уровне 9 В.

Детали металлоискателя смонтированы на трех печатных платах (рис. 2.3, а-в) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Они рассчитаны на использование резисторов МЛТ-0,125, резистора СП4-1 (R10) конденсаторов К71-7 (C3, С6). Стрелочный индикатор РА1 - индикатор уровня записи от любого магнитофона.

Изготовление катушек

Особое внимание нужно уделить изготовлению катушек. Это определит качество работы металлоискателя в дальнейшем. Катушки оптимально наматывать на оправке диаметром 140 мм, в качестве которой хорошо использовать стеклянную банку.

Каждая катушка должна состоять из 200 витков эмалированного медного провода диаметром 0,27 мм с отводом от среднего нитка. Прежде чем снять катушку оправки, ее следует перевязать и трех-четырех местах, а после снятия обмотать прочной нитью, чтобы витки плотно прилегали друг к другу.

Далее катушкам необходимо придать форму, показанную па рис. 2.4, и прикрепляют их к пластиковой тарелке 1 нитками 2. Передающую катушку 3 располагают внизу, а приемную 4 - наверху. Приемная катушка должна быть снабжена алюминиевым (из полоски фольги) экраном с зазором, препятствующим образованию замкнутого витка.

Выводы катушек нужно соединить с остальной частью прибора кабелем в экранированной оплетке. Расстояние между вертикальными (по рис. 2.4) витками катушек должно быть равно примерно 25 мм. Окончательно оно уточняется после настройки металлоискателя по минимальному показанию индикатора РА1 при отсутствии вблизи катушек металлических предметов.

Рис. 2.4. Форма катушки

После окончательного закрепления катушек при помощи клея или герметика их можно прикрыть сверху декоративным кожухом и закрепить к нему штангу.

Настройка и эксплуатация

Настройка металлоискателя заключается в установке движка резистора R10 (при среднем положении движка резистора R48) в такое положение, чтобы стрелка индикатора РА1 находилась на "нулевой" отметке. Для удобства эксплуатации прибора стрелку желательно установить на середину шкалы подбором резистора R19. Для этого в ряде случаев придется менять подключение выводов одной из катушек генератора.

При эксплуатации металлоискателя после 20-минутного установления рабочего режима резистором R8 необходимо добиться "нулевого" показания стрелочного индикатора. После этого переменными резисторами R25 и R23 следует установить опорное напряжение, близкое к срабатыванию компаратора и появлению тонального звука.

Автор: Гричко В.

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 Ультразвук улучшает вкус сыра 30.06.2023 Улучшение вкуса сыра с помощью ультразвука Молоко - это ценное и вкусное сырье, из которого создаются различные продукты, в том числе диетические. Однако их основной недостаток заключается в коротком сроке хранения. При использовании различных методов обработки сырого молока, таких как пастеризация и стерилизация, меняются химические компоненты продукта. Эти методы частично или полностью обеззараживают продукт, но могут негативно сказываться на его вкусе, цвете и других характеристиках. В то же время микроорганизмы, которые участвуют в процессе создания молочных продуктов, могут оставаться нетронутыми, портить готовый продукт и даже вызывать заболевания у потребителей. Международная группа ученых нашла альтернативный способ обработки и сохранения молока и его производных, который не вредит организму. При изготовлении адыгейского сыра был применен ультразвук - это механическая волна, которая распространяется в воздухе или других средах и имеет очень высокую частоту. Она передает большое количество энергии, вызывая кавитацию - образование пузырьков газа, которые сжимаются и повреждают соседние молекулы, одновременно уничтожая бактерии. Такое воздействие ускоряет химические реакции и вызывает специфические процессы. Специалисты обработали образцы коровьего и козьего молока ультразвуком с частотой 45 килогерц в течение 17 минут. Затем в молоко была добавлена сыворотка, что привело к свертыванию, и затем по стандартной технологии получили мягкий соленый сыр. По мнению дегустаторов, продукт, обработанный ультразвуком, отличается приятным кремовым цветом, а также улучшенным вкусом и текстурой. При изучении полученного сыра под микроскопом ученые обнаружили, что обработка ультразвуком привела к уменьшению размера белковых зерен и капель жира. Кроме того, продукт стал более плотным, и в нем не обнаружено опасных микроорганизмов. Авторы исследования пришли к выводу, что ультразвук успешно справился с обеззараживанием путем кавитации, и выразили надежду, что их технология вскоре найдет применение в промышленности.

Другие интересные новости:

▪ Новые микросхемы NXP Semiconductors для миниатюрных блоков питания

▪ Умный GPS-ошейник для собак

▪ Внешний видеоадаптер Aorus RTX 3080 Gaming Box от Gigabyte

▪ Оптическая ракета

▪ Выращивание человеческих почек

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструменты и механизмы для сельского хозяйства. Подборка статей

▪ статья Очи черные, очи страстные! Крылатое выражение

▪ статья Насколько велики неровности на земной поверхности по сравнению с размерами планеты? Подробный ответ

▪ статья Бутень Прескотта. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Безэлектродные индукционные люминесцентные лампы. Принцип действия. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Поймай палец. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025