Принцип дії даного металошукача полягає в реєстрації сигналу, відбитого металевим предметом. Цей сигнал виникає внаслідок впливу на метал змінного магнітного поля передавальної (випромінюючої) котушки.
Приймальна котушка розташована в одній площині з передавальної таким чином, що проходять через неї силові магнітні лінії створюють малу ЕРС. На висновках приймальні котушки сигнал відсутній або дуже малий.
Додаткове зменшення цього сигналу забезпечує вузол компенсації. Але якщо в полі котушок потрапляє металевий предмет, індуктивний зв'язок між котушками змінюється, на висновках приймальної котушки з'являється електричний сигнал, який посилюється, випрямляється, а потім фільтрується.
У результаті на виході фільтра з'являється деяке постійне напруження, зростаюче при наближенні котушок до металевого предмету. Ця напруга надходить на один з входів вузла порівняння, де порівнюється з опорним напругою, що прикладається до його другого входу. Рівень опорної напруги відрегульований таким чином, що навіть невелике збільшення сигналу призводить до істотної зміни рівня сигналу на виході вузла порівняння.
Це, в свою чергу, приводить в дію електронний ключ, керуючий звуковим сигналізатором виявлення металевого предмета.
Принципова схема
Схема металошукача наведена на рис. 2.2. Генератор, виконаний на транзисторі VT2 і контурі L1C3, працює на частоті приблизно 4,6 кГц.
Рис. 2.2. Принципова електрична схема (натисніть для збільшення)
Низька частота генератора забезпечує:
- з одного боку, слабку реакцію металошукача на небажані сигнали (наприклад, що виникають при наявності мокрого піску, дрібних шматочків металу і т. д.);
- з іншого - гарну чутливість.
Глибина виявлення предметів будь-яким металошукачем залежить від частоти робочого сигналу, його потужності, розміру котушок індуктивності, а також від розмірів і форми предмета і його положення.
Чим вище частота генератора, тим менше глибина виявлення невеликих предметів. Чим більше розміри котушок індуктивності, тим більше буде глибина виявлення. Генератор зібраний на транзисторній збірці 2ТС3103А. Транзистор VT2 працює безпосередньо в генераторі, а транзистор VT1 спільно з дільником з деталей R2...R4 - в термостабилизаторе, що забезпечує температурну компенсацію.
Сигнали, що надходять на приймальну котушку L2, обмежуються за амплітудою (в у разі виявлення великого металевого предмета) діодами VD1, VD2, а потім посилюються операційним підсилювачем DA1.1. На вхід цієї мікросхеми через конденсатор С5, резистори R7-R10 і конденсатор С8 надходить сигнал компенсації з генератора. Він послаблює по ступає на котушку L3 сигнал з котушки L1 при відсутності поблизу металевих предметів.
Після посилення сигнал проходить через фільтр R16C11 на ОУ DA1.2. При позитивному вхідній напрузі, що надходить на неінвертований вхід мікросхеми, діод VD3 відкритий і забезпечує негативну зворотний зв'язок. Конденсатор С12 заряджається, і стрілка індикатора РА1 відхиляється.
При негативному вхідній напрузі діод закритий, зворотного зв'язку немає, на катоді діода нульове напруга.
Рис. 2.3. Зовнішній вигляд трьох друкарський плат металошукача з контуром на 4,6 кГц
Сигнал з детектора згладжується фільтром R21C14R22C15 і надходить на компаратор DA2.1, де порівнюється з опорною напругою, регульованим змінними резисторами R23 (грубо) і R25 (точно).
При спрацьовування компаратора напруга на його виході зменшується, транзистор VT3 закривається, і починає працювати тональний генератор, зібраний на ОП DA2.2.
Його вихідний сигнал подається на підсилювач потужності, виконаний на транзисторі VT4, навантаженням якого служить головний телефон від слухового апарату. Гучність звуку регулюють змінним резистором R38. Вихідний каскад живиться від окремого джерела, що усуває можливість порушення пристрою. Основна ж частина схеми металошукача живиться від джерела напругою 12 В, що додатково стабілізується мікросхемою DA3 на рівні 9 Ст.
Деталі металошукача змонтовані на трьох друкованих платах (рис. 2.3, а-в) з одностороннього фольгованого склотекстоліти. Вони розраховані на використання резисторів МЛТ-0,125, резистора СП4-1 (R10) конденсаторів К71-7 (СЗ, С6). Стрілочний індикатор РА1 - індикатор рівня запису від будь-якого магнітофона.
Виготовлення котушок
Особливу увагу потрібно приділити виготовлення котушок. Це визначить якість роботи металошукача надалі. Котушки оптимально намотувати на оправці діаметром 140 мм, в якості якої добре використовувати скляну банку.
Кожна котушка повинна складатися з 200 витків емальованого мідного дроту діаметром 0,27 мм з відведенням від середнього нитка. Перш ніж зняти котушку оправки, її слід перев'язати і трьох-чотирьох місцях, а після зняття обмотати міцною ниткою, щоб витки щільно прилягали один до одного.
Далі котушок необхідно надати форму, показану па рис. 2.4, і прикріплюють їх до пластиковій тарілці 1 нитками 2. Передавальну котушку 3 розташовують внизу, а приймальні 4 - нагорі. Приймальна котушка повинна бути забезпечена алюмінієвим (із смужки фольги) екраном з зазором, що перешкоджає утворенню замкнутого кола.
Висновки котушок потрібно з'єднати з рештою частиною приладу кабелем екранованої оплітці. Відстань між вертикальними (рис. 2.4) витками котушок повинно дорівнювати приблизно 25 мм. Остаточно воно уточнюється після налаштування металошукача щодо мінімального показання індикатора РА1 при відсутності поблизу котушок металевих предметів.
Рис. 2.4. Форма котушки
Після остаточного закріплення котушок за допомогою клею або герметика їх можна прикрити зверху декоративним кожухом і закріпити до нього штангу.
Настроювання та експлуатація
Налаштування металошукача полягає в установці движка резистора R10 (при середньому положенні движка резистора R48) у таке становище, щоб стрілка індикатора РА1 перебувала на "нульової" позначки. Для зручності експлуатації приладу стрілку бажано встановити на середину шкали підбором резистора R19. Для цього в ряді випадків доведеться міняти підключення висновків однієї з котушок генератора.
При експлуатації металошукача після 20-хвилинного встановлення робочого режиму резистором R8 необхідно домогтися "нульового" показання стрілочного індикатора. Після цього змінними резисторами R25 і R23 слід встановити опорне напруга, близьке до спрацьовування компаратора і появи тонального звуку.
Автор: Гричко Ст.