Виберіть свою мову

Особливості металошукача

Представлений металошукач порівняно простий у виготовленні, не містить дефіцитних елементів, але при цьому володіє досить високою чутливістю.

З його допомогою можна виявити монету, закопанную у грунт на глибину 15-20 см.

Принцип дії

Пошук металевих предметів в грунті базується в основному на двох фізичних явища. Одне з них - вплив магнітних властивостей предмета на індуктивність котушки або на коефіцієнт зв'язку між двома котушками. Зазначені величини можуть зростати або зменшуватися в залежності від відносної магнітної проникності матеріалу.

Всі відомі речовини з магнітним властивостям ділять на три групи:

  • диамагнетики (вісмут, скло, мідь, вода, срібло);
  • парамагнетики (алюміній, кремній, повітря, платина, паладій);
  • феромагнетики (кобальт, нікель, залізо, закис заліза, сталь).

Відмінності в проникності діамагнетиків і парамагнетиків досить незначні. Але феромагнітні матеріали виділяються за цією ознакою дуже сильно. Друге явище - вихрові струми, що виникають в електропровідних предметах, перебувають у змінному магнітному полі. Інтенсивність струмів залежить як від розмірів і форми предмета, так і від питомого електричного опору його матеріалу.

У плоскої металевої пластини вихрові струми набагато сильніше, ніж у предмет складної форми з нерівною поверхнею. Має значення і положення предмета в магнітному полі (кількість пронизують його силових ліній). Якщо врахувати ще залежність ефекту від відстані та вплив грунту, стане очевидним, наскільки складна завдання.

Описуваний простий металошукач працює за принципом TR/IB. Це скорочення розшифровується як Transmit-Receive/lnduction Balance - передача, прийом і баланс індукції. При цьому в датчику встановлюють дві котушки, яка передає і приймальні. Присутність металу змінює індуктивний зв'язок між ними, що впливає на що приймається сигнал.

Його датчик складається з двох котушок. Прилад містить всього два транзистори і одну мікросхему.

Принципова схема

Наведена на рис. 2.20 схема досить проста. Генератор па транзисторі VT1 працює в режимі переривчастих коливань. Він генерує одночасно дві частоти - високу і низьку, причому високочастотні коливання додатково промодулірованний низькочастотними. З початком генерації конденсатор С2 заряджається через діод VD1. По досягненні певної напруги на (2 високочастотні коливання зриваються, і конденсатор розряджається через резистор R1. Через деякий час коливання виникають знову, і цикл повторюється.

Рис. 2.20. Принципова електрична схема простого металошукача з високою чутливістю

Між колектором і базою транзистора VT1 включені передають котушки L1-L3, конструктивно виконані таким чином, що ємнісні впливу на них навколишніх предметів взаємно знищуються. Конденсатор С5, розташований в безпосередній близькості від котушок, визначає генеровану частоту.

Котушки L4 і L5 - приймальні, вони розміщені поруч з передавальними. Охоплювані витками приймальних і передавальних котушок зони частково перекриваються. У відсутність металевих предметів индуктированный у приймальних котушках сигнал скомпенсована надходять безпосередньо від генератора через змінний конденсатор Сб. З'явився поруч метал порушує баланс. Сигнал надходить на інвертуючий вхід компаратора DA1, який порівнює його з постійним напругою.

Останнім встановлюють змінними резисторами R5 (ГРУБО) і R6 (ТОЧНО). Діод VD2 необхідний, щоб на вхід компаратора надходило тільки позитивне напруга. Якщо сигнал вище встановленого порогу, на виході компаратора з'являється напруга, що відкриває транзистор VT2.

Так як через компаратор проходять вершини спалахів сигналу, в акустичній голівки ВА1 (потужність - 0,1 Вт, опір - не менше 8 Ом) чутний звук. Зміна зв'язку між передавальними і прийомними котушками впливає на амплітуду прийнятого сигналу, що, в свою чергу, приводить до зміни ширини імпульсів на вихід компаратора. На слух це сприймається як зміна гучності і тембрового забарвлення звуку.

Випрямлена діодом VD3 напруга негативної полярності, пропорційне рівня сигналу на колекторі транзистора VT2, повертається на вхід компаратора. Цим досягається автоматичне регулювання порога, компенсуюча повільні зміни наведеного в приймальних котушках сигналу. На виході приладу є мікроамперметр РА1 стоком повного відхилення 100-250 мкА. Тому судити про наявність поблизу котушок металевих предметів можна і по коливань його стрілки. При натиснутій кнопці SB1 з допомогою мікроамперметра можна проконтролювати напруга батареї живлення.

Кострукция металошукача

Хорошої роботи металодетектора можна досягти лише при правильному виготовлення датчика, креслення якого показаний на рис. 2.21. Каркаси котушок служать дві пластини з органічного скла або іншого міцного діелектричного матеріалу. Деревина в даному випадку не годиться з-за своїй гігроскопічності. По периметру кожної пластини в її крайці фрезою або напилком потрібно зробити канавку для укладання обмоток.

Рис. 2.21. Креслення датчика

Всі котушки потрібно намотувати мідним дротом діаметром 0,3 мм з емалевою ізоляцією. Початок проводи слід закріпити краплею клею в точці А каркаса, намотати 22 витка котушки L2 за годинниковою стрілкою. Кінець обмотки також потрібно приклеїти до пластини в точці А. Не обрізаючи провід, бажано очистити від ізоляції його невелику ділянку і припаяти до нього початок іншого відрізка проводу, яким намотати чотири витка проти годинникової стрілки - котушку L1.

Після цього дротом, яким була намотана котушка L2, потрібно зробити ще 22 витка за годинниковою стрілкою - котушку L3. Висновки всіх обмоток слід міцно приклеїти до пластині - каркасу в точці А. Котушки L4 і L5 пропонується розмістити на другій пластині. Кожна з них починається і закінчується в точці В і містить 36 витків, намотаних в одному і тому ж напрямку.

Конденсатори С5 і С7 потрібно припаяти безпосередньо до висновків котушок в згідно зі схемою і приклеїти до пластин. Пластини з обмотками слід накласти один на одного і скріпити разом болтами з ізоляційного матеріалу (на приклад, нейлону), як показано на рис. 2.21.

Дугоподібний пропив в одній з пластин дозволяє при настройці приладу зафіксувати пластини в оптимальному положенні. Всю збірку краще всього закріпити на кінці дерев'яного або пластмасового стрижня довжиною 1-1,5 м. Для закріплення складання ні в якому разі не можна користуватися металевими шурупами, гвинтами або гайками.

На протилежному (верхньому) кінці стрижня потрібно встановити корпус (можна металевий) з друкованою платою приладу. Рукоятки органів управління (SA1, SB1, С6, R5 і R6) бажано вивести на передню панель корпусу. Котушки L1 - L5 потрібно з'єднати з платою металодетектора екранованими проводами.

Налаштування металошукача

Перед налаштуванням металошукача обидві пластини з котушками слід розгорнути під максимальним кутом, не фіксуючи їх. Дротові перемички А і поки не встановлювати. Після включення живлення при певному положенні змінних резисторів R5 і R6 у голівці ВА1 повинен бути чутний звук. Повільно зрушувати котушки (поблизу них не повинно бути ніякого металу) до тих пір, поки гучність звуку не почне зменшуватися.

Обертаючи осі змінних резисторів і пересуваючи котушки, необхідно домогтися мінімальної гучності. Іноді для цього потрібно кілька спроб. Знайшовши мінімум, котушки ще трохи (менш ніж на 1 мм) зрушити і зафіксувати. Далі металошукач можна вимкнути і встановити дротяну перемичку А. Після включення живлення потрібно спробувати знайти положення ротора конденсатора С6, в якому звуку не чутно. Якщо цього зробити не вдасться, перемичку А доведеться видалити, встановити перемичку В і повторити спробу.

Якщо і це не допомогло, положення котушок, ймовірно, було знайдено неправильно. Остання можливість налаштувати металошукач - підключити конденсатор ємністю 470 пФ паралельно С6 і ще раз спробувати знайти точку балансу. В разі невдачі доведеться виготовити інші котушки, строго дотримуючи всі рекомендації. Приступаючи до регулювання вузла контролю напруги живлення, останнім встановити рівним 9 Ст. З допомогою R5 і R6 домогтися, щоб звук з головки ВА1 чути не був, а стрілка мікроамперметра РА1 не відхилялася. Натиснувши на кнопку SB1, з допомогою R14 встановити стрілку на останнє поділку шкали. Зменшивши напруга живлення до 7 В, відзначити положення стрілки, що відповідає мінімально допустимому напрузі.

Залишається відрегулювати чутливість приладу змінним резистором R12 за власний розсуд. Іноді чутний в голівці ВА1 звук супроводжується гулом з частотою 100-150 Гц. Щоб позбутися від гулу, слід включити послідовно з R1 подстроенный резистор опором 50 кОм і підібрати його положення движка.

Початок роботи

Перш ніж почати роботу з металодетектором, потрібно переконатися, що при найменшому відхилення ротора конденсатора С6 від точки балансу в голівці ВА1 лунає звук. Придбавши певний досвід, вдається, встановлюючи С6 в різні положення, навіть відрізняти діамагнітні матеріали від парамагнітних.

Література:

  • Металодетектор. "Elector" 1986, №6