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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Лифт в космос 13.07.2024 Современные технологии стремительно развиваются, и одна из самых амбициозных идей будущего - космический лифт - может стать реальностью благодаря усилиям японской корпорации Obayashi. Эта компания, уже известная созданием самой высокой в мире башни Tokyo Skytree, планирует изменить представления о межпланетных путешествиях, сделав их быстрее и доступнее. Компания Obayashi объявила о планах по созданию космического лифта, который сможет доставлять людей и грузы на Марс быстрее, чем это возможно с использованием традиционных ракет. Проект, стоимость которого оценивается в $100 миллиардов, предполагается начать в 2025 году, а завершение и начало работы лифта запланировано на 2050 год. Основой космического лифта станут углеродные нанотрубки, которые будут использоваться для передвижения по тросу, протянутому от Земли к орбитальному пространству. Питание для лифта будет обеспечиваться солнечной энергией или микроволнами, что позволит обойтись без традиционного топлива и значительно снизить затраты. По оценкам компании, стоимость доставки одного килограмма груза составит всего $125, что значительно дешевле текущих затрат, достигающих как минимум $2700 за килограмм. Одним из ключевых преимуществ космического лифта является отсутствие риска взрыва, который присущ ракетам. Лифт будет передвигаться со скоростью 200 км/ч, что делает его безопасным и надежным средством доставки в космос. Однако перед проектом стоят и значительные вызовы. Одним из главных препятствий является создание троса или трубы, способных выдержать нагрузки и обеспечивать безопасное передвижение на огромные расстояния. Сталь для этих целей слишком тяжелая и ее запасов на Земле недостаточно. Обayashi планирует использовать углеродные нанотрубки, которые прочнее и легче стали. Однако современные технологии пока не позволяют производить их достаточно длинными для нужд лифта, которому потребуется трос длиной около 35 000 километров. Запуск объектов в космос с помощью ракет остается дорогостоящим. Например, NASA оценивает, что запуск одной миссии Artemis на Луну стоит $4,1 миллиарда. Космический лифт может значительно снизить эти расходы, сделав космические путешествия и исследования более доступными. Космический лифт от корпорации Obayashi представляет собой революционное решение, которое может кардинально изменить подход к космическим путешествиям. Несмотря на технологические сложности, перспектива создания лифта к 2050 году дает надежду на то, что межпланетные перелеты станут частью нашей повседневной жизни. Успех этого проекта может открыть новую эру в освоении космоса, делая его доступным для широкого круга людей и значительно ускоряя исследования других планет.

Другие интересные новости:

▪ Робот с человеческим лицом

▪ Гидрогель и солнечный свет смогут опреснять воду

▪ Плавающий микроробот развозит лекарства

▪ От воспоминаний можно избавиться

▪ Металлические трещины могут затягиваться

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Синтезаторы частоты. Подборка статей

▪ статья Исмаил I. Знаменитые афоризмы

▪ статья В каком языке существует разный лексикон для мужчин и женщин? Подробный ответ

▪ статья Хохлатка плотная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Работа АЦП с СОМ портом, простая система сбора данных. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой преобразователь напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025