Устройство для обнаружения движущихся металлических предметов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Назначение и принцип действия

Принцип действия описываемого устройства основан на влиянии вихревых токов, возникающих в металлическом предмете, на добротность катушки, создающей магнитное поле.

Его можно использовать во многих случаях:

• для выявления нежелательных металлических предметов в движущейся массе какого-либо сырья или готовой продукции;
• для подсчета металлических деталей или числа транспортных средств, следующих через контрольный пункт и т. д.

Принципиальная схема

Принципиальная схема устройства изображена на рис. 2.26. Оно состоит из четырех основных частей:

• генератора (VT1, VT2);
• узла обработки его сигнала (VT3, DA1);
• электронного реле (VT4, VT5, К1);
• датчика, которым служит катушка L1, образующая с конденсаторами С1 и С2 колебательный контур генератора.

Транзистор VT2 выполняет функции источника стабильного тока и динамической нагрузки транзистора VT1. Амплитуда генерируемых колебаний стабилизируется благодаря подаче на затвор этого транзистора (через интегрирующую цепь R4C6R5 и катушку L1) постоянной составляющей выпрямленного диодами VD1, VD2 выходного напряжения генератора.

Узел обработки сигнала содержит:

• эмиттерный повторитель на транзисторе VT3;
• выпрямитель, выполненный по схеме удвоения напряжения на диодах VD3, VD4;
• интегрирующие цепи R9C11R11C13 и R10C12R12C14 с разными постоянными времени и компаратор на ОУ DA1.

Рис. 2.26. Принципиальная схема устройства для обнаружения движущихся металлических предметов (нажмите для увеличения)

В установившемся режиме выходное напряжение компаратора равно нулю, транзисторы VT4, VT5 закрыты, а реле К1 обесточено. В момент включения питания потенциал затвора транзистора VT1 равен нулю, его крутизна максимальна, и генератор самовозбуждается. По мере зарядки конденсатора С6 амплитуда колебаний плавно уменьшается и через несколько секунд стабилизируется на некотором уровне. Примерно к этому же времени устанавливается нулевое напряжение на выходе ОУ DA1.

При приближении металлического предмета к катушке L1 потери в контуре L1C1C2 возрастают, и амплитуда генерируемых колебаний на некоторое время (определяется параметрами элементов цепи R4C6R5) падает. В результате напряжение на выходе выпрямителя (VD3, VD4), а с небольшой задержкой - и на инвертирующем входе ОУ DA1 уменьшается. Поскольку потенциал его другого входа к этому времени измениться не успевает (из-за большей постоянной времени цепи R10C12R12C14), выходное напряжение компаратора скачком понижается.

При этом открываются транзисторы VT4, VT5, и реле К1 срабатывает, подавая команду на остановку ленты транспортера или включая сигнализацию. При указанных на схеме номиналах элементов интегрирующих цепей устройство обнаруживает предметы, движущиеся со скоростью более 0,5 м/с.

Регулировка

Чувствительность можно регулировать подстроенным резистором R1. Медленные колебания напряжения на входах интегрирующих цепей (когда скорость перемещения металлических предметов меньше указанной) не вызывают появления разности потенциалов на входах ОУ DA1, поэтому компаратор не срабатывает.

Не реагирует устройство и на неподвижные металлические предметы, находящиеся поблизости от катушки L1.

Примененные детали

Катушка L1 изготовлена в виде круглой рамки диаметром 320 мм и содержит 250 витков многожильного обмоточного провода (литцендрата) ПЭЛ 35 х 0,05. Индуктивность катушки 42 мГн, сопротивление постоянному току 32 Ом. Частота генерируемых устройством колебаний - около 23,5 кГц.

В устройстве можно применить ОУ К553УД1А, транзисторы серий КТ315 (VT3), КТ349 (VT4), КТ608А (VT5), диоды серий Д220 (VD1-VD5) и Д223 (VD6), реле РЭС9 (паспорт РС4.524.202).

Автор: Тенев Л.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Маргарин повышает риск старческого слабоумия 13.06.2025

Деменция, или старческое слабоумие, остается одной из самых серьезных и необратимых проблем современного здравоохранения. Несмотря на прогресс в медицине, эффективных методов лечения пока нет, поэтому особое внимание уделяется выявлению факторов риска и мерам профилактики. Среди них важную роль играют привычки питания, которые могут как снизить, так и повысить вероятность развития нейродегенеративных заболеваний. Одним из спорных продуктов, вызывающих все больше опасений, является маргарин - популярная замена сливочному маслу. Несмотря на свою распространенность, маргарин подвергается интенсивной химической обработке. По мнению Дэвида Винера, специалиста по фитнесу и здоровому образу жизни, работающего с приложением Freeletics на базе искусственного интеллекта, именно содержащийся в маргарине диацетил способен вызывать слипание белка бета-амилоида, который играет ключевую роль в патогенезе деменции и болезни Альцгеймера. Винер утверждает, что этот компонент не только способствует аг ...>>

Контактные линзы с инфракрасным зрением 13.06.2025

Инфракрасный свет представляет собой часть электромагнитного спектра с длиной волны более 700 нанометров - это волны, которые находятся за пределами видимого человеческому глазу диапазона. Благодаря своим свойствам инфракрасный свет широко используется в различных технологиях, от ночного видения до тепловизоров. Однако человеческий глаз не имеет способности воспринимать эти длинноволновые излучения, поэтому для наблюдения инфракрасного света до сих пор требовались громоздкие приборы, такие как ночные очки или камеры с инфракрасными детекторами. Это ограничивало их применение в повседневной жизни и профессиональной деятельности. Недавно команда ученых из Университета науки и технологий Китая под руководством нейроученого Тяня Сюэ разработала инновационные контактные линзы с наночастицами, способными преобразовывать инфракрасный свет в видимый. Этот процесс называется "восходящим преобразованием" (upconversion) - наноматериалы внутри линз меняют длинные инфракрасные волны на короткие ...>>

Ультратонкие водородные мембраны 12.06.2025

Водородные технологии приобретают все большее значение в глобальном переходе к экологически чистой энергетике. Одним из ключевых элементов таких систем являются мембраны, через которые происходит транспорт ионов в топливных элементах. Недавние разработки норвежской исследовательской лаборатории SINTEF открывают новые горизонты в этой области, предлагая ультратонкие мембраны, которые не только повышают эффективность, но и уменьшают затраты и вредное воздействие на окружающую среду. Новая мембрана, представленная специалистами SINTEF, имеет толщину всего 10 микрометров, что составляет примерно две трети от стандартной толщины в 15 микрометров. В пресс-релизе лаборатории описывается, что такой тонкий материал кажется сопоставимым с легчайшим листом бумаги формата А4, который при этом прочнее и тоньше многих аналогов. Этот значительный шаг вперед позволит существенно сократить себестоимость производства топливных элементов - примерно на 20%. При этом снижение толщины мембраны никак н ...>>

Случайная новость из Архива Подкожный дактилоскопический сканер 03.11.2015 Если не принимать во внимание следственные органы, собирающие отпечатки на месте преступления, то обычная процедура включает использование сканеров. Подушечка пальца размещается на стекле сканера, и отраженный от пальца свет образует неповторимый рисунок на изображении. Однако этот в целом эффективный метод иногда дает сбои при стершихся от возраста или поврежденных пальцах, и сканер можно обмануть, используя популярные в шпионских фильмах желатиновые отливки пальцев. Для повышения эффективности ученые парижского института им. Ланжевена разработали новый тип сканера, которые заглядывает под кожу пальца. В сканере используется оптическая когерентная томография (ОКТ), которая применяется для неинвазивного исследования тонких слоев кожи и слизистых оболочек, глазных и зубных тканей человека. Физический принцип действия ОКТ аналогичен ультразуковому исследованию, но в ОКТ для зондирования биоткани используется оптическое излучение ближнего инфракрасного диапазона (около 1 мкм), а не акустические волны. При этом изучается интерференционная картина, возникающая при сочетании двух пучков света, один из которых служит эталоном, а второй пропускается через образец биоткани. Таким образом получается "внутренний отпечаток пальца", расположенный в полумиллиметре под поверхностью кожи, который в точности повторяет "настоящий" отпечаток в неповрежденном виде. Во французском методе используется так называемая ОКТ полного поля, представляющая собой более компактную версию довольно больших и дорогих установок. Получившийся прототип размером с коробку из-под обуви стоит более $40 000 из-за специализированной инфракрасной фотокамеры, хотя ученые получили удовлетворительные результаты и с камерой, стоившей в пять раз дешевле. Однако при всей миниатюризации и оптимизации стоимость устройства вряд ли опустится ниже $10 000. Потому желающим использовать отпечатки пальцев для бытовой безопасности можно посоветовать прибор, созданный американскими учеными университета штата Калифорния. Он использует ультразвук для создания трехмерных отпечатков пальцев и может в один прекрасный момент заменить мобильный сканер с емкостным датчиком, где используется разница в электрической емкости между гребнем и канавкой, так как их расстояния до площадки сенсора различны.

Другие интересные новости:

▪ Полноприводный электромобиль Tesla с функциями автопилота

▪ Учуять деменцию

▪ Электрический мусоровоз Mack

▪ Грипп сначала появляется в Интернете

▪ Создается искусственная кровь

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Начинающему радиолюбителю. Подборка статей

▪ статья Роза Люксембург. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое красное смещение галактик? Подробный ответ

▪ статья Экипаж вертолета. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Атмосфера и ее движение. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Утонувший наперсток. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025