Простой металлоискатель, работающий по принципу Передача-Прием. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Принцип действия

В качестве передатчика использован мультивибратор, а в качестве приемника - усилитель звуковой частоты. К выходу первого из этих устройств и входу второго подключены одинаковые по размерам и намоточным данным катушки.

Для того чтобы система из таких передатчика и приемника стала металлоискателем, необходимо расположить катушки так, чтобы в отсутствие посторонних металлических предметов связь между ними практически отсутствовала, т. е. сигнал передатчика не попадал напрямую в приемник.

Как известно, индуктивная связь между катушками минимальна, если их оси взаимноперпендикулярны. Поэтому, если катушки передатчика и приемника расположить именно так, то сигнал передатчика в приемнике прослушиваться не будет.

При появлении поблизости от этой сбалансированной системы металлического предмета в нем под действием переменного магнитного поля передающей катушки возникают так называемые "вихревые токи" и, как следствие, собственное магнитное поле, которое наводит в приемной катушке переменную ЭДС. Сигнал, принятый приемником, преобразуется телефонами в звук. Его громкость зависит от размеров предмета и расстояния до него.

Технические характеристики

Технические характеристики металлоискателя следующие:

• рабочая частота - около 2 кГц;
• глубина обнаружения:
• монеты диаметром 25 мм - около 10 см;
• железной и алюминиевой закаточных крышек - соответственно, 20 и 25 см;
• стального и алюминиевого листов размерами 200 х 300 мм - 40 и 45 см;
• крышки канализационного люка - 60 см.

Принципиальная схема передатчика

Схема передатчика показана на рис. 2.13, а. Это симметричный мультивибратор на транзисторах VT1, VT2. Частота генерируемых им колебаний определяется емкостью конденсаторов C1, С2 и сопротивлением резисторов R2, R3.

Сигнал звуковой частоты с коллекторной нагрузки транзистора VT2 - резистора R4 - через разделительный конденсатор C3 поступает на катушку L1, которая преобразует электрические колебания в переменное магнитное поле.

Принципиальная схема приемника

Приемник представляет собой трехкаскадный усилитель звуковой частоты, выполнен по схеме, изображенной на рис. 2.13, б. На его входе включена такая же катушка L1, как и в передатчике. Выход усилителя нагружен включенными последовательно телефонами BF1.

Рис. 2.13. Принципиальная схема: а - передатчика; б - приемника

Работа металлоискателя по принципиальной схеме

Переменное магнитное поле передатчика, наведенное катушкой в металлическом предмете, воздействует на катушку приемника. В результате этого в ней возникает электрический ток частотой около 2 кГц. Через разделительный конденсатор С1 сигнал поступает на вход первого каскада усилителя, выполненного на транзисторе VT1. Усиленный сигнал с его нагрузки - резистора R2 - подается через разделительный конденсатор С3 на вход второго каскада, собранного на транзисторе VT2.

Сигнал с его коллектора через конденсатор С5 поступает на вход третьего каскада - эмиттерного повторителя на транзисторе VT3. Он усиливает сигнал по току и позволяет подключить в качестве нагрузки низкоомные телефоны. Чтобы уменьшить влияние температуры окружающей среды на стабильность работы усилителя, в первый и второй каскады введена отрицательная обратная связь по постоянному напряжению включением: резистора R1 между коллектором и базой транзистора VT1; резистора R3 между коллектором и базой VT2.

Снижение усиления на частотах ниже 2 кГц достигнуто соответствующим выбором емкости разделительных конденсаторов С1, C3. Снижение усиления на частотах выше 2 кГц - введением в первый и второй каскады частотнозависимой отрицательной обратной связи по переменному напряжению через конденсаторы С2 и С4.

Эти меры позволили повысить помехоустойчивость приемника. Конденсатор С6 предотвращает самовозбуждение усилителя при увеличении внутреннего сопротивления батареи питания по мере ее разрядки.

Рекомендации по изготовлению катушек

Катушки приемника и передатчика одинаковы. Изготовить их можно следующим образом. По углам прямоугольника размерами 115 х 75 мм в доску вбить четыре гвоздя: диаметром 2-2,5 мм; длиной 50-60 мм. Предварительно нужно надеть на гвозди поливинилхлоридные или полиэтиленовые трубки длиной 30-40 мм. Это даст достаточную изоляцию всей конструкции.

На изолированные таким образом гвозди нужно намотать 300 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,12-0,14 мм. По завершении намотки витки обмотать по всему периметру узкой полоской изоляционной ленты. После этого гвозди можно отогнуть, чтобы снять катушку.

Конструкция металлоискателя

В качестве корпусов приемника и передатчика желательно использовать полистироловые коробки (внутренние размеры - 120 х 80 мм). Отсеки для батареи питания, стойки для печатных плат и элементы крепления катушек можно изготовить из такого же материала и приклеить к корпусам растворителем марки Р-647 (можно использовать и Р-650).

Эскизы печатных плат и расположение деталей показаны на рис. 2.14, а-б.

Рис. 2.14. Эскизы печатных плат и расположение деталей

Все металлические элементы конструкции, расположенные внутри катушек приемника и передатчика (батарея питания, плата с деталями, выключатель питания), влияют на их магнитное поле. Для исключения возможного изменения их положения в процессе эксплуатации все они должны быть надежно закреплены. Особенно это касается батареи "Крона" как сменного элемента конструкции.

Налаживание

Для проверки работы передатчика вместо катушки L1 нужно подключить телефоны и убедиться в том, что при включении питания в телефонах слышен звук. Затем, подключив на место катушку, проконтролировать ток, потребляемый передатчиком. Он должен быть в пределах 5-7 мА.

Приемник настраивают при замкнутом накоротко входе. Подбором резистора R1 в первом каскаде и R3 во втором следует установить на коллекторах соответственно транзисторов VT1 и VT2 напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Затем подбором резистора R5 нужно добиться того, чтобы ток коллектора транзистора VT3 стал равным 5-7 мА.

После этого, разомкнув вход, подключить к нему катушку приемника L1 и, принимая сигнал передатчика на расстоянии примерно 1 м, убедиться в работоспособности системы в целом.

Автор: Солоненко В.

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 Гидрогель и солнечный свет смогут опреснять воду 13.04.2018 Наноструктурированный гидрогель был разработан американскими материаловедами. С его помощью можно опреснять и очищать воду путем ее испарения за счет солнечной энергии. Соответствующий материал использует до 94 процентов от всей энергетической ценности падающего на него солнечного света, а потому позволяет получать в день до 23 литров с одного квадратного метра поверхности. Одним из наиболее перспективных способов очистки и опреснения воды, безусловно, считается методика по испарению воды за счет солнечной энергии. При использовании подобного метода солнечный свет изначально поглощается погруженным в воду солнечным генератором пара, что и приводит к испарению. Обычно в качестве основного материала генератора предлагают использовать наночастицы, способные поглощать солнечный свет, или наноструктурированные материалы с большой площадью поверхности. Существующие на данный момент прототипы солнечных генераторов пара, по мнению ученых, крайне неэффективно эксплуатируют энергию солнечного света для испарения воды, поэтому на данный момент их практическое применение не оправдано. Для того чтобы решить эту проблему американские материаловеды под руководством специалиста из Техаса предложили использовать в качестве материала солнечного генератора пара наноконструктивный гидрогель. Полученный учеными материал не только содержит крайне сложную систему систему пор, состоящую из широких миллиметровых полостей, но также и способен поглощать практически весь солнечный свет в видимой и инфракрасной областях спектра.

Другие интересные новости:

▪ Гибридный квадроцикл Krampus

▪ Попутный газ будет гореть с пользой

▪ Миниатюрные прецизионные АЦП MAX11259 и MAX11261

▪ Выращивание морепродуктов в биореакторах

▪ Гребной тренажер SportsArt G260 генерирует электричество

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Веселые задачки. Подборка статей

▪ статья Турбореактивный самолет. История изобретения и производства

▪ статья Как женщины из индуистского племени неварцев избегали участи самосожжения? Подробный ответ

▪ статья Вулкан Фудзияма. Чудо природы

▪ статья Генератор музыкальной фразы на интегральных таймерах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Тарелка - точильный круг. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025