Prosty wykrywacz metali o wysokiej czułości. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Prosty wykrywacz metali o wysokiej czułości. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / wykrywacz metalu

Komentarze do artykułu

Funkcje wykrywacza metali

Prezentowany wykrywacz metali jest stosunkowo prosty w wykonaniu, nie zawiera pierwiastków deficytowych, ale jednocześnie charakteryzuje się dość dużą czułością.

Dzięki niemu można wykryć monetę zakopaną w ziemi na głębokość 15-20 cm.

Zasada działania

Poszukiwanie metalowych przedmiotów w ziemi opiera się głównie na dwóch zjawiskach fizycznych. Jednym z nich jest wpływ właściwości magnetycznych obiektu na indukcyjność cewki lub na współczynnik sprzężenia między dwiema cewkami. Wartości te mogą się zwiększać lub zmniejszać w zależności od względnej przenikalności magnetycznej materiału.

Wszystkie znane substancje są podzielone na trzy grupy według ich właściwości magnetycznych:

diamagnety (bizmut, szkło, miedź, woda, srebro);
paramagnesy (aluminium, krzem, powietrze, platyna, pallad);
ferromagnesy (kobalt, nikiel, żelazo, tlenek żelaza, stal).

Różnice w przepuszczalności diamagnetyków i paramagnetyków są bardzo nieznaczne. Ale materiały ferromagnetyczne bardzo mocno wyróżniają się na tej podstawie. Drugim zjawiskiem są prądy wirowe, które występują w obiektach przewodzących prąd elektryczny w zmiennym polu magnetycznym. Natężenie prądów zależy zarówno od wielkości i kształtu obiektu, jak i od specyficznej rezystancji elektrycznej jego materiału.

W płaskiej metalowej płytce prądy wirowe są znacznie silniejsze niż w obiekcie o złożonym kształcie i nierównej powierzchni. Znaczenie ma również położenie obiektu w polu magnetycznym (liczba linii sił, które go przenikają). Jeśli weźmiemy pod uwagę również zależność efektu od odległości i wpływu podłoża, staje się oczywiste, jak trudne jest to zadanie.

Opisany prosty wykrywacz metali działa na zasadzie TR/IB. Skrót ten oznacza Transmit-Receive / Induction Balance - bilans transmisji, odbioru i indukcji. W takim przypadku w czujniku zainstalowane są dwie cewki, nadawcza i odbiorcza. Obecność metalu zmienia sprzężenie indukcyjne między nimi, co wpływa na odbierany sygnał.

Jego czujnik składa się z dwóch cewek. Urządzenie zawiera tylko dwa tranzystory i jeden mikroukład.

Schemat obwodu

Pokazano na ryc. 2.20 schemat jest dość prosty. Generator na tranzystorze VT1 działa w trybie oscylacji przerywanej. Generuje jednocześnie dwie częstotliwości – wysoką i niską, a oscylacje o wysokiej częstotliwości są dodatkowo modulowane oscylacjami o niskiej częstotliwości. Wraz z rozpoczęciem generowania kondensator C2 jest ładowany przez diodę VD1. Po osiągnięciu określonego napięcia w punkcie (2) oscylacje o wysokiej częstotliwości zanikają, a kondensator jest rozładowywany przez rezystor R1. Po chwili oscylacje pojawiają się ponownie i cykl się powtarza.

Ryż. 2.20. Schemat ideowy prostego wykrywacza metalu o wysokiej czułości (kliknij, aby powiększyć)

Cewki nadawcze L1-L1 są połączone między kolektorem a podstawą tranzystora VT3, które są zaprojektowane w taki sposób, że efekty pojemnościowe otaczających je obiektów znoszą się wzajemnie. Kondensator C5, umieszczony w pobliżu cewek, określa generowaną częstotliwość.

Cewki L4 i L5 są odbiornikami, są umieszczone obok nadajników. Strefy objęte zwojami cewki odbiorczej i nadawczej częściowo się pokrywają. W przypadku braku przedmiotów metalowych sygnał indukowany w cewkach odbiorczych jest kompensowany sygnałem pochodzącym bezpośrednio z generatora przez kondensator zmienny Sat. Metal, który pojawił się w pobliżu, zaburza równowagę. Sygnał podawany jest na wejście odwracające komparatora DA1, który porównuje go ze stałym napięciem.

Ten ostatni jest ustawiany przez zmienne rezystory R5 (GROUGH) i R6 (FINE). Wymagana jest dioda VD2, aby na wejście komparatora było podawane tylko napięcie dodatnie. Jeśli sygnał jest powyżej ustawionego progu, na wyjściu komparatora pojawia się napięcie, otwierając tranzystor VT2.

Ponieważ szczyty błysków sygnału przechodzą przez komparator, w głowicy akustycznej BA1 słychać dźwięk (moc - 0,1 W, rezystancja - co najmniej 8 omów). Zmiana sprzężenia między cewkami nadawczą i odbiorczą wpływa na amplitudę odbieranego sygnału, co z kolei prowadzi do zmiany szerokości impulsu na wyjściu komparatora. Dla ucha jest to odbierane jako zmiana głośności i barwy dźwięku.

Ujemne napięcie wyprostowane przez diodę VD3, proporcjonalne do poziomu sygnału na kolektorze tranzystora VT2, jest zwracane na wejście komparatora. Osiąga to automatyczną regulację progu, która kompensuje powolne zmiany sygnału indukowanego w cewkach odbiorczych. Na wyjściu urządzenia znajduje się mikroamperomierz RA1 z całkowitym drenem ugięcia 100-250 μA. Dlatego można ocenić obecność metalowych przedmiotów w pobliżu cewek na podstawie wibracji strzałki. Po naciśnięciu przycisku SB1 za pomocą mikroamperomierza można sprawdzić napięcie akumulatora.

Budowa wykrywacza metali

Dobre działanie wykrywacza metali można osiągnąć tylko przy prawidłowym wykonaniu czujnika, którego rysunek pokazano na ryc. 2.21. Ramy cewek to dwie płytki ze szkła organicznego lub innego trwałego materiału dielektrycznego. Drewno w tym przypadku nie nadaje się ze względu na swoją higroskopijność. Wzdłuż obwodu każdej płyty na jej krawędzi za pomocą noża lub pilnika należy wykonać rowek do układania uzwojeń.

Prosty wykrywacz metali o wysokiej czułości
Ryż. 2.21. Rysunek czujnika

Wszystkie cewki muszą być uzwojone drutem miedzianym o średnicy 0,3 mm z emalią izolacyjną. Początek drutu należy przymocować kroplą kleju w punkcie A ramy, nawinąć 22 obroty cewki L2 zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Koniec uzwojenia należy również przykleić do płytki w punkcie A. Bez przecinania drutu wskazane jest oczyszczenie jego małego odcinka izolacji i przylutowanie do niego początku kolejnego kawałka drutu, za pomocą którego można nawinąć cztery zwoje przeciwnie do ruchu wskazówek zegara - cewka L1.

Następnie drutem, którym nawinięta została cewka L2, musisz wykonać kolejne 22 obroty zgodnie z ruchem wskazówek zegara - cewkę L3. Wyprowadzenia wszystkich uzwojeń należy mocno przykleić do płyty ramy w punkcie A. Cewki L4 i L5 proponuje się umieścić na drugiej płycie. Każdy z nich zaczyna się i kończy w punkcie B i zawiera 36 zwojów nawiniętych w tym samym kierunku.

Kondensatory C5 i C7 należy przylutować bezpośrednio do zacisków cewki zgodnie ze schematem i przykleić do płytek. Płyty uzwojenia powinny być ułożone jedna na drugiej i połączone śrubami z materiału izolacyjnego (np. nylonu) jak pokazano na rys. 2.21.

Łukowate wycięcie w jednej z płyt pozwala na zamocowanie płytek w optymalnej pozycji podczas ustawiania urządzenia. Całość najlepiej przymocować do końca drewnianego lub plastikowego pręta o długości 1-1,5 m. Pod żadnym pozorem nie należy używać metalowych wkrętów, wkrętów ani nakrętek do mocowania zestawu.

Na przeciwległym (górnym) końcu pręta należy zainstalować obudowę (może być metalowa) z płytką drukowaną urządzenia. Uchwyty elementów sterujących (SA1, SB1, C6, R5 i R6) najlepiej przenieść na przedni panel obudowy. Cewki L1 - L5 należy podłączyć do płytki wykrywacza metali przewodami ekranowanymi.

Konfigurowanie wykrywacza metali

Przed ustawieniem wykrywacza metalu należy obrócić obie płytki z cewkami pod maksymalnym kątem bez ich mocowania. Nie instaluj jeszcze przewodów połączeniowych A i B. Po włączeniu zasilania, przy określonej pozycji rezystorów zmiennych R5 i R6, w głowicy BA1 powinien być słyszalny dźwięk. Powoli poruszaj cewkami (w ich pobliżu nie powinno być metalu), aż głośność dźwięku zacznie się zmniejszać.

Obracając osie zmiennych rezystorów i przesuwając cewki, konieczne jest osiągnięcie minimalnej objętości. Czasami wymaga to kilku prób. Po znalezieniu minimum przesuń cewki nieco więcej (mniej niż 1 mm) i napraw je. Następnie możesz wyłączyć wykrywacz metalu i założyć zworkę A. Po włączeniu zasilania musisz spróbować znaleźć położenie wirnika kondensatora C6, w którym nie słychać dźwięku. Jeśli to się nie powiedzie, należy usunąć zworkę A, założyć zworkę B i spróbować ponownie.

Jeśli to nie pomoże, prawdopodobnie położenie cewek zostało źle ustawione. Ostatnią możliwością dostrojenia wykrywacza metalu jest podłączenie kondensatora 470 pF równolegle z C6 i ponowna próba znalezienia punktu równowagi. W przypadku awarii będziesz musiał wykonać inne cewki, ściśle przestrzegając wszystkich zaleceń. Rozpoczynając regulację napięcia zasilania jednostki sterującej, ustaw to ostatnie na 9 V. Za pomocą R5 i R6 upewnij się, że z głowicy BA1 nie słychać dźwięku, a strzałka mikroamperomierza PA1 nie odchyla się. Naciskając przycisk SB1, użyj R14, aby ustawić strzałkę na ostatnią działkę skali. Zmniejszając napięcie zasilania do 7 V, zaznacz położenie strzałki odpowiadającej minimalnemu dopuszczalnemu napięciu.

Pozostaje dostosować czułość urządzenia za pomocą rezystora zmiennego R12 według własnego uznania. Czasami dźwiękowi słyszalnemu w głowicy BA1 towarzyszy buczenie o częstotliwości 100-150 Hz. Aby pozbyć się szumu, należy podłączyć szeregowo z R1 dostrojony rezystor 50 kΩ i wybrać położenie jego suwaka.

Pierwsze kroki

Przed rozpoczęciem pracy z wykrywaczem metalu należy upewnić się, że przy najmniejszym odchyleniu wirnika kondensatora C6 od punktu równowagi w głowicy BA1 słychać dźwięk. Mając już pewne doświadczenie, ustawiając C6 w różnych pozycjach, można nawet odróżnić materiały diamagnetyczne od paramagnetycznych.

Literatura:

Wykrywacz metali. „Wyborca” 1986, nr 6

Zobacz inne artykuły Sekcja wykrywacz metalu.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Ciche podwozie samolotu 30.09.2020

Francuska firma Safran wraz z amerykańskim producentem samolotów Boeing przetestowała „ciche” podwozie, które wytwarza mniej hałasu aerodynamicznego niż konwencjonalne podwozie nowoczesnych samolotów. Testy zostały przeprowadzone na Boeingu 787-10 Etihad Airways i zostały uznane za udane.

Międzynarodowe władze lotnicze okresowo aktualizują wymagania dotyczące statków powietrznych pod względem poziomu hałasu. W celu zmniejszenia hałasu samolotów, a co za tym idzie lotnisk, deweloperzy na całym świecie tworzą nowe technologie, które sprawią, że samoloty będą cichsze.

Testy cichego podwozia przeprowadzono na lotnisku Glasgow w Montanie w USA. W celu przeprowadzenia testów Safran wyposażył podwozie główne i przednie w nakładki mające na celu ograniczenie występowania przepływów turbulentnych.

Badanymi urządzeniami są okładziny na krawędziach podwozia i klap. Na nóżkach podwozia takie podkładki zamykają szczeliny między elementami konstrukcyjnymi i poprawiają przepływ powietrza. Poduszki na spodzie klap są wykonane w taki sposób, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo przepływu turbulentnego.

Wyściółka na krawędziach klap w górnej części posiada generatory wirów. Zakłócają laminarny przepływ powietrza i zapobiegają tworzeniu się warstwy przyściennej o wolnym przepływie. Dodatkowo podszewka na klapach nieznacznie zmniejsza szczelinę między końcami tych elementów a skrzydłem.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Rekord przyspieszenia samochodu elektrycznego ustanowiony

▪ Wysoce zintegrowany mikrokontroler z wbudowaną programowalną logiką

▪ Ładowanie gadżetów wibracjami podczas chodzenia

▪ Winda do kosmosu

▪ Opracowaliśmy materiał, który kompresuje się podczas rozciągania

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Eksperymenty chemiczne. Wybór artykułu

▪ Ptak Boży nie zna troski ani pracy. Popularne wyrażenie

▪ Ile praw robotyki wymyślił Isaac Asimov? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Omdlenie. Opieka zdrowotna

▪ artykuł o właściwościach wiatru. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Rysunek, który sam się maluje. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn