3.1 فلزیاب با توجه به اصل "انتقال - دریافت"

عبارات «فرستنده-دریافت» و «سیگنال منعکس شده» در دستگاه‌های آشکارساز مختلف معمولاً با روش‌هایی مانند پژواک پالس و رادار همراه است که در مورد فلزیاب‌ها منبع سردرگمی است. برخلاف انواع مختلف مکان یاب، در فلزیاب های این نوع هر دو سیگنال ارسالی (گسیل شده) و سیگنال دریافتی (بازتابیده) پیوسته هستند، همزمان وجود دارند و از نظر فرکانس منطبق هستند.

3.1.1.

اصل عملیات اصل کار ردیاب های فلزی از نوع "انتقال-دریافت" ثبت سیگنال منعکس شده (یا همانطور که می گویند بازتابیده شده) توسط یک جسم فلزی (هدف) است، به صفحات 225-228 مراجعه کنید. سیگنال منعکس شده به دلیل تأثیر یک متغیر متناوب بر روی هدف ایجاد می شودمیدان مغناطیسی

سیم پیچ انتقال دهنده (گسیل کننده) فلزیاب. قرقره برداشتن (یا سیستم قرقره برداشتن). بنابراین لازم است از برخورد مستقیم سیم پیچ فرستنده بر روی سیم پیچ گیرنده جلوگیری شود. ظاهر شدن یک هدف فلزی در نزدیکی سیم پیچ ها منجر به ظهور سیگنالی به شکل emf متغیر خواهد شد. در سیم پیچ دریافت کننده

3.1.2.

مدارهای حسگر

در ابتدا ممکن است به نظر برسد که در طبیعت فقط دو گزینه برای آرایش نسبی سیم پیچ ها وجود دارد که در آن هیچ انتقال مستقیم سیگنال از یک سیم پیچ به سیم پیچ دیگر وجود ندارد (شکل 1 a و 16 را ببینید) - سیم پیچ هایی با محورهای عمود بر و متقاطع.

برنج. 1. گزینه هایی برای آرایش نسبی سیم پیچ های دکتیک فلزیاب بر اساس اصل "انتقال-دریافت".

مطالعه دقیق‌تر این مشکل نشان می‌دهد که می‌تواند به تعداد دلخواه از این سیستم‌های حسگر فلزیاب مختلف وجود داشته باشد، اما آنها شامل سیستم‌های پیچیده‌تر با بیش از دو سیم‌پیچ هستند که به طور مناسب به صورت الکتریکی متصل شده‌اند. برای مثال، شکل 1c سیستمی از یک سیم پیچ ساطع کننده (در مرکز) و دو سیم پیچ گیرنده را نشان می دهد که بر اساس سیگنال القا شده توسط سیم پیچ ساطع کننده بر خلاف جریان متصل شده اند. بنابراین، سیگنال در خروجی سیستم دریافت سیم پیچ به طور ایده آل برابر با صفر است، زیرا emf در سیم پیچ ها القا می شود. متقابل جبران می شود.

سیستم‌های حسگر با سیم‌پیچ‌های همسطح (یعنی در همان صفحه قرار گرفته‌اند) مورد توجه خاص هستند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که معمولاً از فلزیاب برای جستجوی اجسام واقع در زمین استفاده می شود و نزدیک کردن سنسور به حداقل فاصله از سطح زمین تنها در صورتی امکان پذیر است که سیم پیچ های آن همسطح باشند. علاوه بر این، چنین حسگرهایی معمولا فشرده هستند و به خوبی در محفظه های محافظ مانند "پنکیک" یا "بشقاب پرنده" قرار می گیرند.

گزینه های اصلی برای آرایش نسبی سیم پیچ های همسطح در شکل های 2a و 26 نشان داده شده است. در مدار شکل 2a، آرایش نسبی سیم پیچ ها به گونه ای انتخاب شده است که شار کل بردار القای مغناطیسی از طریق سطح محدود شده است. سیم پیچ دریافت کننده برابر با صفر است. در مدار شکل 26، یکی از سیم پیچ ها (دریافت کننده) به شکل هشت پیچ خورده است، به طوری که کل emf القا شده در نیمه های پیچ های سیم پیچ گیرنده، واقع در یک بال شکل. از 8، یک s کل مشابه را که در بال دیگر G8 هدایت می شود، جبران می کند.

طرح‌های مختلف دیگر حسگرها با سیم‌پیچ‌های همسطح نیز ممکن است، برای مثال شکل 2c. سیم پیچ گیرنده در داخل سیم پیچ ساطع کننده قرار دارد. emf القا شده در سیم پیچ گیرنده.

توسط یک دستگاه ترانسفورماتور ویژه که بخشی از سیگنال را از سیم پیچ ساطع می کند جبران می شود.

3.1.3.1. سیستم کویل با محورهای عمود بر هم اجازه دهید تعامل یک حسگر فلزیاب با یک هدف فلزی را با استفاده از مثالی از یک سیستم سیم پیچ با جزئیات بیشتر در نظر بگیریم.محورهای عمود بر هم،

شکل 1 الف. برای سادگی، سیستمی را با سیم پیچ هایی در نظر می گیریم که می توان از ابعاد طولی آن صرف نظر کرد.

ما به بررسی ادامه خواهیم داد

واضح است که سیم پیچ های ساطع کننده و گیرنده، قاب های گرد بی نهایت نازکی هستند (شکل 3 را ببینید). برای چنین قاب، بردار گشتاور مغناطیسی در جریان جریان I به شکل زیر است:

شکل 3.

مدل سیم پیچ ساطع کننده.

القای میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط این قاب در فاصله زیاد r از مرکز آن (نگاه کنید به شکل 4) به صورت زیر است:

برنج. 4. اجزای بردار القای میدان مغناطیسی سیم پیچ ساطع کننده.

با فرض اینکه r>>T S و شاخص های "n" و "t" به ترتیب مؤلفه های عادی و مماسی بردار القای مغناطیسی را نشان می دهند.

اجازه دهید تعامل قاب ساطع کننده، قاب گیرنده و جسم را در مورد سیم پیچ هایی با محورهای عمود بر هم در نظر بگیریم (شکل 5 را ببینید).

برنج. 5. موقعیت نسبی سیم پیچ حسگر فلزیاب و جسم (هدف). , زاویه بین محور تقارن سیستم سیم پیچ و بردار القایی میدان B سیم پیچ تابشی برابر با 2p است، زیرا خطوط نیرو به دلیل روابط (1.2) دایره هستند و با توجه به اندازه های کوچک. از سیم پیچ ها:

که در آن L به اصطلاح پایه حسگر فلزیاب است (شکل 5 را ببینید). , 3.1.3.2.

بازتاب سیگنال به دلیل رسانایی جسم

برای محاسبه گشتاور مغناطیسی قاب معادل Рm* , لازم است که انتگرال را در کل حجم جسم رسانا در نظر بگیریم تا سهم تمام جریان های حلقه ابتدایی القا شده توسط میدان سیم پیچ تابشی به مقدار نهایی Pm* جمع شود. برای سادگی، فرض می کنیم که میدان مغناطیسی در کل حجم جسم رسانا یکنواخت است، یعنی در فاصله قابل توجهی از سیم پیچ ساطع کننده قرار دارد. برای جلوگیری از مشکلات جهت گیری جسم، فعلاً فرض می کنیم که شکل یک توپ همگن دارد (شکل ب را ببینید).

با فرض اینکه جسم رسانا در فاصله قابل توجهی از سیم پیچ گیرنده قرار دارد، می توانیم بنویسیم:

با غفلت از پدیده خود القایی که در ادامه به تأثیر آن پرداخته می شود، به دست می آوریم:

برای در نظر گرفتن پدیده خود القایی، برای سادگی فرض می کنیم که میدان بازتابیده شده در داخل جسم هدف یکنواخت است و بر اساس بزرگی گشتاور مغناطیسی (1.7)، برابر است: با جایگزینی B -B"in به جای B به بیان (1.7)، همچنان وابستگی متناسب را بدست می آوریمРm* , از V

اما با ضریب کمی متفاوت K1:

جزء القایی در مرکز سیم پیچ گیرنده:

در یک سیستم مختصات دکارتی با مبدأ در وسط پایه سیستم سیم پیچ (نگاه کنید به شکل 7)، آخرین عبارت به شکل زیر است:

اجازه دهید مختصات نرمال شده را معرفی کنیم:

اجازه دهید با دقت به علامت emf القا شده در سیم پیچ گیرنده تعیین کنیم:

در جایی که سطح مقطع سیم پیچ دریافت کننده است، N تعداد دورهای آن است. کجا S سطح مقطع سیم پیچ ساطع کننده است، I کل جریان تمام آن است

تبدیل می شود.

در فضای سه بعدی، زمانی که صفحه XOY بر صفحه قاب گیرنده عمود نباشد،

برنج. 7. سیستم مختصات.

شکل 8.

جهت رول شی.

3.1.3.3 انعکاس سیگنال به دلیل خواص فرومغناطیسی جسمیک جسم فرومغناطیسی، که ابعاد آن نیز کوچک در نظر گرفته می شود، حداقل از r و rў بیشتر نباشد (نگاه کنید به شکل 5)، از نقطه نظر انحنای میدان مغناطیسی، می تواند به عنوان یک قاب معادل با جریان I* نمایش داده شود. بردار گشتاور مغناطیسی که Рm* تقریباً موازی با بردار القایی سیم پیچ تابشی B است. مقدار Pm* بستگی دارد کهاندازه جسم فرومغناطیسی، نفوذپذیری مغناطیسی آن و القای میدان در محل جسم. برای محاسبه گشتاور مغناطیسی قاب معادل Рm*، لازم است انتگرال را در کل حجم جسم فرومغناطیسی در نظر بگیریم تا سهم تمام جریان های آمپری که در فرومغناطیس تحت تأثیر یک خارجی ایجاد می شود، جمع شود.

جایی که B القای میدان مغناطیسی است،متر - نفوذپذیری مغناطیسی مواد جسم، R شعاع جسم - توپ است.

تمام عبارات به دست آمده در بالا برای یک شی رسانا به قوت خود باقی خواهند ماند اگر برای این مورد در آنها قرار دهیم:

3.1.3.4 برهم نهی خواص رسانایی و فرومغناطیسی یک جسم

با در نظر گرفتن همزمان خواص رسانایی الکتریکی و فرومغناطیسی یک جسم به شکل توپ، مقدار ضریب زیر به دست می آید. K1:

ضریب عادی سازی K4 که در عبارت ولتاژ در سیم پیچ گیرنده گنجانده شده است، عبارت است از:

ارزیابی عددی (1.23) برای مثال نشان می‌دهد که ماژول‌های عبارت در یک فرکانس معمولی از میدان تابشی 10 (کیلوهرتز) متناسب با شعاع یک جسم کروی در حد 1 (سانتی‌متر) می‌شوند و مشروط بر اینکه جسم دارای خواص فرومغناطیسی باشد. علاوه بر این، وابستگی عبارت اول به عملگر لاپلاس نشان می دهد که فاز سیگنال بازتابی بسته به نسبت رسانایی الکتریکی و خواص فرومغناطیسی جسم هدف، و همچنین به رسانایی ماده و اندازه آن تغییر می کند. شی اصل عملکرد بر اساس این پدیده است تبعیض کنندگان فلزیاب های مدرن، یعنی دستگاه های الکترونیکی، به تغییر فاز سیگنال منعکس شده از جسم اجازه می دهد تا خواص جسم را تخمین بزند (با احتمال خاصی حتی نوع فلز).

3.1.3.5 با در نظر گرفتن شکل جسم

عبارات به دست آمده قبلی، همانطور که نشان داده شد، فقط برای شکل جسم هدف به شکل یک توپ همگن معتبر بودند. بدیهی است که برخورد اجسام با شکل پیچیده تر را می توان به برخورد توپی معادل با شعاع Req کاهش داد.

ولتاژ القا شده در سیم پیچ گیرنده، به دلیل تجلی فقط خواص فرومغناطیسی، برای یک جسم کروی متناسب با حجم آن است (به عبارت (1.22) مراجعه کنید). بنابراین، برای اجسام نه چندان گسترده با شکل پیچیده‌تر، تا یک تقریب اول،

کره ای که حجم آن با حجم فرومغناطیس در جسمی با شکل پیچیده منطبق است، می تواند معادل در نظر گرفته شود. Ad hoc:

که در آن V حجم فرومغناطیس است. با ولتاژ القا شده در سیم پیچ دریافت کننده به دلیل انتشار مجدد از یک جسم رسانا، وضعیت پیچیده تر می شود. در صورتاجسام بزرگ با رسانایی الکتریکی خوب ) عبارت (1.9) و بر این اساس، ولتاژ القا شده در سیم پیچ گیرنده نیز متناسب با حجم جسم است (یعنی R^3 و شعاع توپ معادل نیز با استفاده از فرمول (1.25) محاسبه می شود. در صورتاجسام کوچک با هدایت الکتریکی ضعیف مورد خاص(1.8). اجازه دهید ابتدا تأثیر یک حفره کروی با شعاع Rп در داخل یک جسم کروی بر روی Req را در نظر بگیریم. با استفاده از اصل برهم نهی، نتیجه برخورد یک جسم کروی با یک حفره را به عنوان تفاوت بین نتایج برخورد یک توپ جامد و یک توپ با شعاع Rп تصور می کنیم. مطابق با (1.8)، رابطه زیر برقرار است:

شکل 9 نمودارهای وابستگی R/Req به R/D R را برای یک کره توخالی با رسانای الکتریکی ضعیف و برای یک کره فرومغناطیسی توخالی نشان می دهد. از نمودار مشخص است که برای نه

شکل 9.

تأثیر ضخامت دیواره یک توپ توخالی بر شعاع معادل.

در نتیجه، برخلاف یک توپ فرومغناطیسی و یک توپ با رسانایی بالا، برای یک توپ با رسانایی ضعیف، در اولین تقریب، فرقی نمی‌کند که جامد یا توخالی باشد. تأثیر آن بر فرآیند انتشار مجدد عمدتاً توسط اندازه خطی، یعنی R تعیین می شود. بنابراین، در مورد اجسام نه چندان رسانا ضعیف با شکل پیچیده تر، از جمله موارد توخالی، تا اولین تقریب، یک توپ تعیین می شود. که شعاع R برابر با نصف است را می توان معادل اندازه مشخصه متوسط ​​یک جسم در نظر گرفت.

نتیجه گیری فوق به خوبی در عمل به شکل پاسخ قابل توجه یک فلزیاب از ضایعات ناچیز فویل آلومینیومی فلزی که عملاً در همه جا یافت می شود که تمدن مدرن اثر خود را به جا گذاشته است تأیید شده است.

3.1.3.6 سیستم سیم پیچ متقاطع

برنج. 10. جهت گیری سنسور رول.

نمای امتداد محور سنسور فلزیاب با این آرایش سیم پیچ ها در شکل 10 نشان داده شده است. برای محاسبه چنین مداری، استفاده از اصل برهم نهی راحت است و بردار گشتاور مغناطیسی سیم پیچ ساطع کننده و مساحت سیم پیچ دریافتی را به اجزای عمودی و افقی تجزیه می کنیم (پیش بینی ها، شکل 11 را ببینید).

برای مولفه افقی، طرح القایی میدان در سیم پیچ دریافت کننده همچنان با رابطه (1.4) تعیین می شود. با این حال، جهت گیری متفاوت گشتاور مغناطیسی نتیجه (تا علامت) را می دهد: جایی که ک

2 با فرمول (1.11) تعیین می شود.

مولفه عمودی القای میدان در سیم پیچ گیرنده Bov بر بردارهای r و r عمود است و به طور واضح به زوایای g و b بستگی ندارد:

شکل 11.

تجزیه گشتاور مغناطیسی و مساحت سیم پیچ گیرنده به اجزا.

emf در سیم پیچ گیرنده Uo، دقیق برای علامت گذاری، عبارت است از:

از اینجا دریافت می کنیم:

برای مولفه افقی، طرح القایی میدان در سیم پیچ دریافت کننده همچنان با رابطه (1.4) تعیین می شود. با این حال، جهت گیری متفاوت گشتاور مغناطیسی نتیجه (تا علامت) را می دهد: 4 با استفاده از فرمول (1.19) یا (1.24) محاسبه می شود.

3.1.4.

ملاحظات عملیحساسیت

یک فلزیاب در درجه اول به سنسور خود بستگی دارد. برای گزینه های حسگر در نظر گرفته شده، حساسیت با فرمول های (1.20) و (1.33) تعیین می شود.

با جهت گیری سنسور به جسم در زاویه رول y بهینه برای هر مورد، با همان ضریب K4 و توابع مختصات نرمال شده F(X,Y) و G(X,Y) تعیین می شود. برای مقایسه، در مربع XO [-4،4]، YO [-4،4]، مدول های این توابع به شکل مجموعه ای از مقاطع آکسونومتری در مقیاس لگاریتمی در شکل 12 و شکل 13 نشان داده شده است. .

اولین چیزی که توجه شما را جلب می کند، ماکزیمم برجسته در نزدیکی محل سیم پیچ های حسگر (0،+1) و (0،-1) است. ماکزیمم توابع F(X,Y) و G(X,Y) مورد توجه عملی نیستند و برای راحتی مقایسه توابع، آنها در سطح 0(dB) قطع می شوند. از شکل ها و از تجزیه و تحلیل توابع F(X,Y) و G(X,Y) نیز مشخص است که در مربع نشان داده شده مدول تابع F تقریباً در همه جا کمی از مدول تابع G فراتر می رود. به استثنای دورترین نقاط در گوشه های مربع و به استثنای یک ناحیه باریک نزدیک X=0 که تابع F دارای "دره" است.

رفتار مجانبی این توابع دور از مبدا را می توان در Y=0 نشان داد. معلوم می شود که مدول تابع F با فاصله به نسبت x^(-7) کاهش می یابد و مدول تابع G به نسبت x^(-6) کاهش می یابد. متأسفانه، مزیت تابع G در حساسیت فقط در فواصل زیاد بیش از محدوده عملی ظاهر می شود

برنج. 12. نمودار تابع F(X,Y).

تابع "دره" F اهمیت عملی بسیار مهمی دارد. اولاً، نشان می دهد که سنسور یک سیستم سیم پیچ با محورهای عمود بر هم حساسیت کمتری (از لحاظ نظری صفر) به اجسام فلزی واقع در محور طولی خود دارد. طبیعتاً این موارد شامل بسیاری از عناصر طراحی خود سنسور نیز می شود. در نتیجه، سیگنال بی فایده منعکس شده از آنها بسیار کمتر از یک سنسور سیستم سیم پیچ متقاطع خواهد بود. مورد دوم بسیار مهم است، با توجه به اینکه سیگنال منعکس شده از عناصر فلزی خود سنسور می تواند چندین مرتبه از سیگنال مفید فراتر رود (به دلیل نزدیکی این عناصر به سیم پیچ های حسگر). اینطور نیست که سیگنال بی فایده از عناصر فلزی ساختار سنسور جبران آن دشوار باشد. مشکل اصلی در کوچکترین تغییرات در این سیگنال ها نهفته است که معمولاً در اثر تغییر شکل های حرارتی و به ویژه مکانیکی این عناصر ایجاد می شود. این کوچکترین تغییرات ممکن است در حال حاضر قابل مقایسه با سیگنال مفید باشد، که منجر به خوانش نادرست یا آلارم کاذب دستگاه می شود، ثانیاً، اگر با استفاده از یک فلزیاب یک سیستم سیم پیچ با محورهای عمود بر برخی از جسم های کوچک قبلاً تشخیص داده شده باشد، جهت. مکان دقیق آن را می توان به راحتی با مقدار صفر سیگنال فلزیاب با جهت گیری دقیق محور طولی آن به جسم (برای هر جهت رول) "جهت" پیدا کرد. با توجه به اینکه منطقه "گرفتن" سنسور در هنگام جستجو می تواند چندین متر مربع باشد، آخرین کیفیت سیستمموضوع کلاف با محورهای عمود بر هم در عمل بسیار مفید است (حفاری های بی فایده کمتر).

ویژگی بعدی نمودارهای توابع F(X,Y) و G(X,Y) وجود یک "دهانه" حلقه ای شکل با حساسیت صفر است که از مرکز سیم پیچ ها می گذرد (دایره ای با شعاع واحد در مرکز). در نقطه (0,0)). در عمل، این ویژگی به شما اجازه می دهد تا فاصله اشیاء کوچک را تعیین کنید. اگر مشخص شود که در یک فاصله محدود مشخص سیگنال بازتابی ناپدید می شود (با جهت گیری رول بهینه)، به این معنی است که فاصله تا جسم نصف پایه دستگاه است، یعنی مقدار L/2.

همچنین باید توجه داشت که الگوهای جهت در امتداد زاویه رول y برای حسگرهای فلزیاب با موقعیت های نسبی مختلف سیم پیچ ها نیز متفاوت است. شکل 14b الگوی تابش دستگاه را با محورهای عمود بر سیم پیچ ها و شکل 14a - با محورهای متقاطع را نشان می دهد.

بدیهی است که نمودار دوم ترجیح داده می شود، زیرا دارای مناطق مرده رول کمتر و لوب های کمتری است.

برای ارزیابی وابستگی ولتاژ القا شده در سیم پیچ گیرنده به پارامترهای فلزیاب و جسم، لازم است بیان (1.19) برای ضریب K4 تجزیه و تحلیل شود.

ولتاژ القا شده در سیم پیچ گیرنده متناسب با (L/2)^6 است. آرگومان های توابع F و G نیز به مقدار L/2 نرمال می شوند و با فاصله 6 - 7 کاهش می یابند. بنابراین، در یک تقریب اول، با مساوی بودن سایر موارد، حساسیت یک فلزیاب به پایه آن بستگی ندارد.

شکل 14.

الگوهای جهت سنسورهای رول سیستم های کویل: با محورهای عبور (الف)با محورهای عمود بر (ب).به منظور تحلیل گزینش پذیریفلزیاب، یعنی توانایی آن در تشخیص اجسام ساخته شده از فلزات یا آلیاژهای مختلف، لازم است به بیان (1.23) مراجعه شود. فلزیاب می تواند اجسام را با فاز سیگنال بازتابی تشخیص دهد. به منظور وضوح دستگاه با توجه به نوع

حداکثر ارتفاع بود، لازم است فرکانس سیگنال سیم پیچ ساطع کننده را بر این اساس انتخاب کنید، به طوری که فاز سیگنال منعکس شده از اجسام حدود 45 درجه باشد. این وسط دامنه تغییرات احتمالی در فاز اولین عبارت بیان (1.23) است و در آنجا شیب مشخصه فرکانس فاز حداکثر است. ما عبارت دوم (1.23) را صفر در نظر می گیریم، زیرا هنگام جستجو، در درجه اول به انتخاب فلزات غیر فرومغناطیسی علاقه مندیم. طبیعتاً انتخاب بهینه فرکانس سیگنال مستلزم دانش است

اندازه استاندارد

1. به عقیده نگارنده، سیستم کلاف با محورهای عمود بر جست و جوی گنج ها و بقایا از سیستم کلاف ها با محورهای متقاطع ارجحیت دارد. همه چیزهای دیگر برابر هستند، سیستم اول کمی حساسیت بالاتری دارد. علاوه بر این، با کمک آن، تعیین ("یافت جهت") جهت دقیقی که در آن به دنبال یک شی شناسایی شده است بسیار آسان تر است.

2. سیستم های سیم پیچ در نظر گرفته شده دارای خاصیت مهمی هستند که به فرد اجازه می دهد تا فاصله اشیاء کوچک را با تهی کردن سیگنال بازتابی در فاصله ای تا جسم برابر با نصف پایه تخمین بزند.

3. مساوی بودن سایر موارد (ابعاد و تعداد چرخش سیم پیچ، حساسیت مسیر دریافت، مقدار جریان و فرکانس در سیم پیچ ساطع کننده)، حساسیت فلزیاب طبق اصل "انتقال - دریافت" عملاً به این بستگی ندارد. پایه آن، یعنی در فاصله بین سیم پیچ ها.

3.2 فلزیاب ضرب و شتم

اصطلاح " فلزیاب ضربتی " انعکاس اصطلاحاتی است که در مهندسی رادیو از زمان اولین گیرنده های سوپرهتروداین به کار گرفته شده است. ضربان پدیده ای است که به طور قابل توجهی زمانی خود را نشان می دهد که دو سیگنال تناوبی با فرکانس های مشابه و دامنه تقریباً مساوی اضافه شوند و شامل یک ضربان در دامنه سیگنال کل است. فرکانس ریپل برابر است با اختلاف فرکانس دو سیگنال اضافه شده. با عبور چنین سیگنال ضربانی از یکسو کننده (دتکتور)، می توان سیگنال فرکانس اختلاف را جدا کرد. این نوع مدار برای مدت طولانی سنتی بوده است، اما امروزه به دلیل توسعه آشکارسازهای سنکرون، معمولاً چه در مهندسی رادیو و چه در فلزیاب ها استفاده نمی شود، اگرچه اصطلاح "بیت مبتنی بر" هنوز باقی مانده است.

3.2.1.

اصل عملیات

تفاوت فرکانس را می توان به روش های مختلفی ثبت کرد، از ساده ترین، زمانی که سیگنال فرکانس اختلاف را با هدفون یا از طریق بلندگو گوش می دهید تا روش های دیجیتال اندازه گیری فرکانس.

3.2.2.

ملاحظات نظری

بیایید نگاهی دقیق تر به سنسور فلزیاب ضربان بیندازیم که از یک سیم پیچ تشکیل شده است (شکل 15 را ببینید).

برنج. 15. تعامل سنسور فلزیاب تک سیم پیچ با یک جسم.

القای میدان مغناطیسی در مرکز سیم پیچ به صورت زیر است: - جایی که بعد از ظهر - گشتاور مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان سیم پیچ I, R0

شعاع سیم پیچ، S - ناحیه سیم پیچ.

به دلیل تعامل با یک جسم رسانا و/یا فرومغناطیسی، یک جزء القایی اضافی ایجاد می شود. از آنجایی که مکانیسم ظاهر آن دقیقاً مشابه مورد قبلاً در نظر گرفته شده یک فلزیاب بر اساس اصل "انتقال-دریافت" است، می توانید از نتایج بخش قبلی استفاده کنید و برای جزء القایی اضافی بنویسید: جایی که ک

1 - ضریب محاسبه شده با استفاده از فرمول (1.8)، (1.9) یا (1.23).

از آنجایی که ضریب K1 یک تابع پیچیده است، تغییر نسبی در القاء را می توان به عنوان تابعی از عملگر لاپلاس نشان داد:

بنابراین، مقاومت کل سیم پیچ حسگر فلزیاب (بدون در نظر گرفتن مقاومت اهمی سیم و ظرفیت وقفه) را می توان به صورت زیر نشان داد:

که در آن L اندوکتانس سیم پیچ بدون تأثیر جسم است.

هنگامی که در معرض یک جسم قرار می گیرد، امپدانس سیم پیچ تغییر می کند. در فلزیاب های ضربی، این تغییر با تغییر فرکانس تشدید مدار LC نوسانی که توسط سیم پیچ حسگر و خازن تشکیل شده است، ارزیابی می شود.

ملاحظات عملی 3.2.3. ملاحظات عملیامکان ثبت اختلاف فرکانس کمتر وجود دارد، اما این ثبت به زمان قابل توجهی نیاز دارد، که برای فلزیاب هایی که همیشه در زمان واقعی کار می کنند غیرقابل قبول است.

گزینش پذیری برای فلزات در چنین فرکانس هایی که بسیار دور از حد مطلوب هستند (1.34) بسیار ضعیف است. علاوه بر این، با تغییر فرکانس ژنراتور، فاز را تعیین کنید سیگنال منعکس شده تقریبا غیرممکن است. به همین دلیل است گزینش پذیریفلزیاب هیچ ضربانی ندارد.

یک جنبه مثبت برای تمرین، سادگی طراحی حسگر و بخش الکترونیکی فلزیاب بیت است. چنین وسیله ای می تواند بسیار جمع و جور باشد. هنگامی که چیزی قبلاً توسط دستگاه حساس تری شناسایی شده باشد، استفاده از آن راحت است. اگر شی کشف شده کوچک باشد و به اندازه کافی در عمق زمین قرار داشته باشد، ممکن است در حین حفاری "گم شود" یا حرکت کند. برای اینکه مکان گودبرداری را بارها با یک فلزیاب حساس و حجیم نگاه نکنید، توصیه می شود پیشرفت آن را در مرحله نهایی با یک دستگاه فشرده با برد کوتاه کنترل کنید، که می توان از آن برای تعیین دقیق مکان استفاده کرد. از شی

3.2.4.

1 . نتیجه گیری

فلزیاب های Beat حساسیت کمتری نسبت به فلزیاب های انتقال گیرنده دارند.

2. انتخابی برای انواع فلز وجود ندارد.

3.3. فلزیاب نوع القایی تک سیم پیچ

3.3.1. اصل عملیات

فلزیاب نوع القایی حق زندگی را به دست آورده است، عمدتاً به دلیل اشکال اصلی دستگاه های مبتنی بر اصل "انتقال-دریافت" - پیچیدگی طراحی سنسور. این پیچیدگی یا به هزینه و پیچیدگی بالا در ساخت حسگر می انجامد یا به استحکام مکانیکی ناکافی آن منجر می شود که باعث می شود سیگنال های نادرست هنگام حرکت ظاهر شود و حساسیت دستگاه را کاهش دهد. اگر بر اساس اصل "انتقال-دریافت" هدف خود را از بین بردن این نقص در دستگاه ها قرار دهید، می توانید به یک نتیجه غیرمعمول برسید - سیم پیچ های انتشار و دریافت فلزیاب باید در یک ترکیب شوند! در واقع، در این حالت هیچ حرکت و خمیدگی بسیار نامطلوبی در یک سیم پیچ نسبت به دیگری وجود ندارد، زیرا فقط یک سیم پیچ وجود دارد و هم در حال انتشار و هم در حال دریافت است. سنسور نیز بسیار ساده است. قیمت این مزایا، نیاز به جداسازی سیگنال بازتابی مفید از پس‌زمینه سیگنال تحریک بسیار بزرگ‌تر سیم‌پیچ گسیل‌کننده/دریافت‌کننده است.

نمودار شماتیک قسمت ورودی

سیگنال منعکس شده را می توان با کم کردن سیگنال الکتریکی موجود در سیم پیچ حسگر، سیگنالی با همان شکل، فرکانس، فاز و دامنه سیگنال در سیم پیچ در صورت عدم وجود فلز در نزدیکی، جدا کرد. چگونه می توان این را به یکی از روش ها پیاده سازی کرد در شکل بلوک دیاگرام در شکل 1 نشان داده شده است. 16.

شکل 16. بلوک دیاگرامواحد ورودی فلزیاب القایی

ژنراتور یک ولتاژ متناوب به شکل سینوسی با دامنه و فرکانس ثابت تولید می کند. , مبدل ولتاژ به جریان (PNT) ولتاژ ژنراتور Ug را به Ig جریان تبدیل می کند.

که در مدار نوسانی سنسور تنظیم می شود. مدار نوسانی از یک خازن C و یک سیم پیچ حسگر L تشکیل شده است. فرکانس تشدید آن برابر با فرکانس ژنراتور است. ضریب تبدیل PNT طوری انتخاب می شود که ولتاژ مدار نوسانی Ud برابر با ولتاژ ژنراتور Ug باشد (در صورت عدم وجود فلز در نزدیکی سنسور). بنابراین، جمع کننده دو سیگنال با دامنه یکسان را کم می کند و سیگنال خروجی - نتیجه تفریق - برابر با صفر است. هنگامی که فلز در نزدیکی سنسور ظاهر می شود، یک سیگنال منعکس شده رخ می دهد (به عبارت دیگر، پارامترهای سیم پیچ سنسور تغییر می کند) و این منجر به تغییر ولتاژ مدار نوسان Ud می شود. یک سیگنال غیر صفر در خروجی ظاهر می شود.یکی از نمودارهای قسمت ورودی فلزیاب از نوع مورد نظر به عنوان ساده ترین. به جای PNT در این مدار، اصولاً می توان از یک مقاومت تنظیم کننده جریان استفاده کرد. می توان از مدارهای پل مختلف برای روشن کردن سیم پیچ سنسور، جمع کننده با ضرایب انتقال مختلف برای ورودی های معکوس و غیر معکوس، اتصال جزئی یک مدار نوسانی و ... استفاده کرد. و غیره

در نمودار در شکل. 16 یک مدار نوسانی به عنوان سنسور استفاده می شود. این برای سادگی به منظور به دست آوردن تغییر فاز صفر بین سیگنال‌های Ug و Ud انجام می‌شود (مدار برای رزونانس تنظیم شده است). می توانید مدار نوسانی را با نیاز به تنظیم دقیق آن برای رزونانس رها کنید و فقط از سیم پیچ سنسور به عنوان بار PNT استفاده کنید. با این حال، بهره PNT برای این مورد باید پیچیده باشد تا تغییر فاز تقریباً 90 درجه ناشی از ماهیت القایی بار PNT را اصلاح کند.

3.3.2. ملاحظات نظری

همانطور که قبلاً ذکر شد، یک فلزیاب نوع القایی را می توان به عنوان یک مورد محدود کننده خاص یک فلزیاب بر اساس اصل "انتقال-دریافت" نشان داد، زمانی که سیم پیچ های انتشار و دریافت با هم منطبق باشند. بنابراین، بسیاری از نتایج بخش 1.1 را می توان برای فلزیاب نوع القایی استفاده کرد. علاوه بر این، یک فلزیاب القایی تنها در روش ثبت سیگنال منعکس شده با یک فلزیاب ضربتی متفاوت است، بنابراین برخی از نتایج بخش 1.2 برای دستگاه های نوع القایی نیز معتبر خواهند بود.

برهمکنش یک سیم پیچ فلزیاب نوع القایی با یک جسم فلزی را می توان در شکل 15 نشان داد. سیگنال منعکس شده را می توان با بزرگی القای میدان مغناطیسی (1.36) تخمین زد. برخلاف دستگاه‌های مبتنی بر اصل «انتقال-دریافت»، بزرگی سیگنال بازتاب‌شده تحت فرض (1.3) فقط به فاصله بین جسم و سنسور بستگی دارد و به جهت گیری سنسور به جسم بستگی ندارد.

ولتاژ اضافی القا شده در سیم پیچ سنسور توسط سیگنال منعکس شده با فرمول (1.17) محاسبه می شود، که در آن القای سیگنال منعکس شده برابر با (1.36) است. بدون در نظر گرفتن علامت، این ولتاژ:

جایی که p عملگر لاپلاس است، I - جریان در سیم پیچ، r - فاصله بین سنسور و جسم، S - ناحیه سیم پیچ، N - تعداد دورهای آن، R - شعاع معادل جسم، KS - ضریب با استفاده از فرمول (23/1) محاسبه شد.

3.3.3.

پاسخ ولتاژ دستگاه به یک جسم فلزی مطابق با فرمول (1.39) با توان ششم فاصله نسبت معکوس دارد. یعنی عملاً مشابه فلزیاب ها بر اساس اصل "انتقال-دریافت" است. اصل ضبط سیگنال منعکس شده مشابه است. بنابراین نظری حساسیتفلزیاب القایی مانند دستگاه های مبتنی بر اصل "انتقال - دریافت" است.

ملاحظات نظری در مورد گزینش پذیری،ارائه شده در بخش 1.1 برای فلزیاب بر اساس اصل "انتقال - دریافت" برای فلزیاب القایی نیز معتبر است. انتخاب پذیری با ضریب (1.23) موجود در فرمول (1.39) برای ولتاژ سیگنال منعکس شده مفید تعیین می شود.

از جمله ویژگی های طراحی باید به آن اشاره کرد سادگی طراحیسنسور فلزیاب قیمت سادگی، همانطور که در بالا ذکر شد، نیاز به جداسازی یک سیگنال مفید کوچک از پس زمینه یک سیگنال الکتریکی بزرگ برای تحریک سیم پیچ حسگر فلزیاب است. اگر در نظر بگیریم که نسبت دامنه این سیگنال ها می تواند به 105...106 برسد، مشخص است که برای تمرین یک کار ساده نیست، اگرچه کاملاً قابل حل است. پیچیدگیراه حل این مشکل این است که سیم پیچ حسگر فلزیاب نه تنها به سیگنال منعکس شده مفید، بلکه به هر تغییری در پارامترهای آن واکنش نشان می دهد. خوشبختانه، حساسیت به تغییر شکل مکانیکی حسگر فلزیاب القایی بسیار کمتر از دستگاه‌های مبتنی بر اصل "فرستنده-دریافت" است.با این حال، مشکل حساسیت دما سنسور، مخصوص یک فلزیاب القایی، بوجود می آید. واقعیت این است که مقاومت اهمی سیم (معمولاً مس) که سیم پیچ سنسور با آن پیچیده می شود تقریباً به صورت خطی با افزایش دما افزایش می یابد. ناشی از امر اجتناب ناپذیر

نوسانات دما

اولین سوالی که فرد پس از آشنایی با کاستی ها و محدودیت های فلزیاب های خاص دارد، چیزی شبیه به این است: "چه اصول و وسایل دیگری بر اساس آنها برای تشخیص از راه دور اجسام فلزی وجود دارد؟" سؤال منطقی است، اما پاسخی که در زیر داده می شود احتمالاً خواننده کنجکاو را خوشحال نمی کند.

فلزیاب های پالسی

در سه نوع فلزیاب الکترونیکی که قبلاً مورد بحث قرار گرفت، سیگنال منعکس شده از سیگنال منتشر شده جدا می شود. یا از نظر هندسی - به دلیل موقعیت نسبی سیم پیچ های دریافت و انتشار، یا با استفاده از مدارهای جبران خاص. بدیهی است که ممکن است یک روش موقت برای جداسازی سیگنال های منتشر شده و منعکس شده نیز وجود داشته باشد. این روش به طور گسترده استفاده می شود، به عنوان مثال، در اکو پالس و رادار. در هنگام مکان یابی، مکانیسم تأخیر سیگنال منعکس شده به دلیل زمان قابل توجهی است که طول می کشد تا سیگنال به جسم و عقب منتشر شود. با این حال، در رابطه با فلزیاب ها، چنین مکانیزمی ممکن است پدیده خود القایی در یک جسم رسانا نیز باشد. پس از قرار گرفتن در معرض یک پالس القای مغناطیسی، یک پالس جریان در حال فروپاشی در یک جسم رسانا ظاهر می شود و به دلیل پدیده خود القایی برای مدتی حفظ می شود و باعث ایجاد سیگنال بازتابی با تاخیر زمانی می شود. بنابراین، مدار فلزیاب دیگری را می توان پیشنهاد داد، که اساساً متفاوت از مواردی است که قبلاً در بخش روش مورد بحث قرار گرفتسیگنال ها به این نوع فلزیاب، پالس یاب می گویند. این شامل یک مولد پالس جریان، سیم پیچ های دریافت و انتشار، یک دستگاه سوئیچینگ و یک واحد پردازش سیگنال است.

مولد پالس جریان، پالس های جریان کوتاهی در محدوده میلی ثانیه تولید می کند که وارد سیم پیچ ساطع می شود و در آنجا به پالس های القایی مغناطیسی تبدیل می شوند.

سیم پیچ های دریافت کننده و ساطع کننده را می توان به طور کاملاً دلخواه نسبت به یکدیگر قرار داد، زیرا نفوذ مستقیم سیگنال منتشر شده به سیم پیچ گیرنده و تأثیر سیگنال منعکس شده بر روی آن به موقع از هم جدا می شود. در اصل، یک سیم پیچ می تواند هم به عنوان سیم پیچ گیرنده و هم به عنوان سیم پیچ انتشار عمل کند، اما در این حالت جدا کردن مدارهای خروجی ولتاژ بالا ژنراتور پالس جریان و مدارهای ورودی حساس بسیار دشوارتر خواهد بود.

دستگاه سوئیچینگ برای انجام جداسازی فوق الذکر سیگنال های منتشر شده و منعکس شده طراحی شده است. مدارهای ورودی دستگاه را برای مدت معینی مسدود می کند که با طول مدت پالس جریان در سیم پیچ ساطع کننده، زمان تخلیه سیم پیچ و زمانی که در طی آن ممکن است اتصال کوتاه ایجاد شود، تعیین می شود.پاسخ های بالای دستگاه از اجسام عظیم کم رسانا مانند خاک. پس از این مدت، دستگاه سوئیچینگ باید از انتقال بدون مانع سیگنال از سیم پیچ گیرنده به واحد پردازش اطمینان حاصل کند.سیگنال

واحد پردازش سیگنال برای تبدیل سیگنال الکتریکی ورودی به شکلی مناسب برای درک انسان طراحی شده است. می توان آن را بر اساس محلول های مورد استفاده در انواع دیگر فلزیاب ها طراحی کرد.

از معایب فلزیاب های پالسی می توان به دشواری در اجرای عملی تمایز اجسام بر اساس نوع فلز، پیچیدگی تجهیزات تولید و تعویض پالس های جریان و ولتاژ با دامنه زیاد و سطح بالای تداخل رادیویی اشاره کرد.

مغناطیس سنج ها

مغناطیس‌سنج‌ها گروه وسیعی از ابزارها هستند که برای اندازه‌گیری پارامترهای میدان مغناطیسی (به عنوان مثال، ماژول یا اجزای بردار القاء مغناطیسی) طراحی شده‌اند. استفاده از مغناطیس سنج ها به عنوان فلزیاب بر اساس پدیده اعوجاج موضعی میدان مغناطیسی طبیعی زمین توسط مواد فرومغناطیسی مانند آهن است. با تشخیص انحراف از ماژول یا جهت بردار القای مغناطیسی میدان زمین که برای یک منطقه معین به کمک یک مغناطیس سنج انحراف دارد، می توانیم با اطمینان وجود ناهمگنی مغناطیسی (ناهنجاری) را بیان کنیم که می تواند ناشی از آن باشد. یک شی آهنی

در مقایسه با فلزیاب هایی که قبلا مورد بحث قرار گرفت، مغناطیس سنج ها برد بسیار بیشتری دارند تشخیص اجسام آهنی دانستن اینکه با استفاده از یک مغناطیس‌سنج می‌توانید میخ‌های کفش کوچک را از یک کفش در فاصله 1 متری و یک خودروی سواری در فاصله 10 متری ثبت کنید، بسیار تأثیرگذار است! چنین محدوده تشخیص بزرگی با این واقعیت توضیح داده می شود که آنالوگ میدان ساطع شده فلزیاب های معمولی برای مغناطیس سنج ها میدان مغناطیسی یکنواخت زمین است، بنابراین پاسخ دستگاه به یک جسم آهنی با توان ششم نسبت معکوس ندارد. ، اما به توان سوم فاصله.

عیب اساسی مغناطیس سنج ها عدم توانایی در تشخیص اجسام ساخته شده از فلزات غیر آهنی با کمک آنها است. علاوه بر این، حتی اگر فقط به آهن علاقه مند باشیم، استفاده از مغناطیس سنج برای جستجو دشوار است. اولاً، در طبیعت طیف گسترده ای از ناهنجاری های مغناطیسی طبیعی در مقیاس های مختلف (مواد معدنی منفرد، ذخایر معدنی و غیره) وجود دارد.

برای نشان دادن بی فایده بودن مغناطیس سنج ها در جست و جوی گنج ها و آثار، می توان مثال زیر را بیان کرد.

با استفاده از یک قطب نما معمولی که در اصل یک مغناطیس سنج ساده است، می توانید یک سطل آهنی معمولی را در فاصله حدود 0.5 (متر) ثبت کنید که این خود نتیجه خوبی است. با این حال (!)، سعی کنید با استفاده از قطب نما، همان سطل پنهان شده در زیر زمین را در شرایط واقعی پیدا کنید!

رادارها

این یک واقعیت شناخته شده است که با کمک رادارهای مدرن می توان جسمی مانند هواپیما را در فاصله چند صد کیلومتری شناسایی کرد. این سوال پیش می‌آید: آیا واقعاً الکترونیک مدرن به ما اجازه نمی‌دهد که یک دستگاه فشرده بسازیم، اگرچه از نظر برد تشخیص بسیار پایین‌تر از رادارهای ثابت مدرن است، اما به ما اجازه می‌دهد اشیاء مورد علاقه خود را شناسایی کنیم (به عنوان کتاب مراجعه کنید)؟ پاسخ تعدادی از نشریات است که در آنها چنین دستگاه هایی شرح داده شده است. نمونه آنها استفاده از دستاوردهای میکروالکترونیک مایکروویو مدرن و پردازش کامپیوتری سیگنال دریافتی است. استفاده از مدرنتکنولوژی بالا

از مزایای رادارها می توان به برد تشخیص اساساً بالاتر اشاره کرد. از فاصله

3.3.4.

نتیجه گیری

1. فلزیاب های القایی حساسیت و گزینش پذیری بالای فلزیاب ها را بر اساس اصل "انتقال-دریافت" و سادگی طراحی حسگر فلزیاب های مبتنی بر ضربه ترکیب می کنند.

2. وظیفه جبران تغییر دمای پارامترهای سیم پیچ سنسور فلزیاب ضروری می شود. فلزیاب پیشنهادی برای جستجوی "مسافت طولانی" برای اجسام نسبتا بزرگ طراحی شده است. بر اساس جمع آوری می شودساده ترین طرح

بدون تمایز بر اساس انواع فلز. ساخت دستگاه آسان است.

• عمق تشخیص:
• تپانچه - 0.5 متر؛
• کلاه ایمنی -1 متر؛

سطل - 1.5 متر.

بلوک دیاگرام

بلوک دیاگرام در شکل نشان داده شده است. 4. از چندین بلوک کاربردی تشکیل شده است.

برنج. 4. بلوک دیاگرام یک فلزیاب بر اساس اصل "انتقال - دریافت".

یک آشکارساز سنکرون سیگنال AC مفیدی را که از خروجی تقویت کننده گیرنده می آید به سیگنال DC تبدیل می کند. یکی از ویژگی های مهم آشکارساز سنکرون توانایی جداسازی سیگنال مفید از پس زمینه نویز و تداخل است که به طور قابل توجهی از سیگنال مفید در دامنه فراتر می رود. سیگنال مرجع آشکارساز سنکرون از خروجی دوم شمارنده حلقه گرفته می شود که سیگنال آن نسبت به خروجی اول 90 درجه تغییر فاز دارد. دامنه دینامیکی تغییرات در سیگنال مفید هم در خروجی سیم پیچ گیرنده و هم در خروجی آشکارساز سنکرون بسیار گسترده است. برای اینکه یک دستگاه نشانگر - یک دستگاه اشاره گر یا یک نشانگر صدا، هم سیگنال های بسیار ضعیف و هم سیگنال های بسیار (مثلاً 100 برابر) قوی تر را به یک اندازه خوب ضبط کند، لازم است دستگاهی در دستگاه وجود داشته باشد که محدوده دینامیکی را فشرده کند. چنین دستگاهی یک تقویت کننده غیر خطی است که مشخصه دامنه آن به لگاریتمی نزدیک می شود. یک دستگاه اندازه گیری اشاره گر به خروجی تقویت کننده غیرخطی متصل است.

تشکیل یک سیگنال صوتی نشانه با حداقل یک محدود کننده آغاز می شود، یعنی. بلوکی که دارای یک منطقه مرده برای سیگنال های کوچک است. این به این معنی است که نشانگر صدا فقط برای سیگنال هایی که از آستانه خاصی در دامنه فراتر می روند روشن می شود. بنابراین، سیگنال های ضعیف، که عمدتا با حرکت دستگاه و تغییر شکل های مکانیکی آن مرتبط است، گوش را تحریک نمی کند. ژنراتور سیگنال مرجع نشانگر صدا بسته هایی از پالس های مستطیلی با فرکانس 2 کیلوهرتز با فرکانس تکرار بسته های 8 هرتز تولید می کند. با استفاده از یک مدولاتور متعادل، این سیگنال مرجع در سیگنال خروجی حداقل محدود کننده ضرب می شود و در نتیجه سیگنال تولید می شود. شکل مورد نظرو دامنه مورد نیاز تقویت کننده امیتر پیزو دامنه سیگنالی را که به مبدل صوتی - فرستنده پیزو می رود، افزایش می دهد.

نمودار شماتیک

برنج. 5. نمودار شماتیک بلوک ورودی یک فلزیاب بر اساس اصل "انتقال - دریافت" (برای بزرگنمایی کلیک کنید)

ژنراتور

ژنراتور بر روی عناصر منطقی 2I-NOT D1.1-D1.4 مونتاژ شده است. فرکانس ژنراتور توسط یک تشدید کننده کوارتز یا پیزوسرامیک Q با فرکانس تشدید 215 هرتز - 32 کیلوهرتز تثبیت می شود (مدار R1C1 از برانگیختن ژنراتور در هارمونیک های بالاتر جلوگیری می کند). مقاومت R2 و مدار POS از طریق تشدید کننده Q بسته می شود. ژنراتور ساده است، جریان کم مصرفی از منبع تغذیه دارد، با ولتاژ تغذیه 3...15 ولت به طور قابل اعتماد کار می کند، حاوی عناصر تنظیم نیست و بسیار زیاد است. مقاومت های مقاومت فرکانس خروجی ژنراتور حدود 32 کیلوهرتز است.

شمارنده حلقه

شمارنده حلقه دو عملکرد دارد. اولا، فرکانس نوسانگر را تا فرکانس 8 کیلوهرتز بر 4 تقسیم می کند. ثانیاً، دو سیگنال تولید می کند که در فاز 90 درجه نسبت به یکدیگر جابجا شده اند. یک سیگنال برای تحریک مدار نوسانی با سیم پیچ ساطع کننده استفاده می شود، دیگری به عنوان سیگنال مرجع برای آشکارساز سنکرون استفاده می شود. شمارنده حلقه شامل دو فلیپ فلاپ D2.1 و D2.2 است که در یک حلقه با وارونگی سیگنال در امتداد حلقه بسته شده است. سیگنال ساعت برای هر دو تریگر مشترک است. هر سیگنال خروجی اولین ماشه D2.1 دارای یک تغییر فاز مثبت یا منفی یک چهارم پریود (یعنی 90 درجه) نسبت به هر سیگنال خروجی تریگر دوم D2.2 است.

تقویت کننده قدرت

تقویت کننده قدرت بر روی یک تقویت کننده عملیاتی (op-amp) D3.1 مونتاژ می شود. مدار نوسان با سیم پیچ ساطع کننده توسط عناصر L1C2 تشکیل شده است. پارامترهای سلف در جدول آورده شده است. 2. نام تجاری سیم سیم پیچ - PELSHO 0.44.

جدول 2. پارامترهای سلف سنسور

مدار نوسان خروجی فقط 25 درصد در مدار بازخورد تقویت کننده گنجانده شده است، به لطف ضربه از 50مین پیچ سیم پیچ تابشی L1. این به شما امکان می دهد دامنه جریان را در سیم پیچ با مقدار قابل قبولی از ظرفیت خازن دقیق C2 افزایش دهید.

مقدار جریان متناوب در سیم پیچ توسط مقاومت R3 تنظیم می شود. این مقاومت باید یک مقدار حداقل داشته باشد، اما به گونه ای که op-amp تقویت کننده قدرت در حالت محدود کردن سیگنال خروجی با جریان (حداکثر 40 میلی آمپر) قرار نگیرد یا به احتمال زیاد با توجه به پارامترهای توصیه شده سلف L1 با ولتاژ (در ولتاژ باتری ± 4.5 ولت بیش از 3.5 ± ولت نباشد). برای اطمینان از عدم وجود حالت محدود کننده، کافی است شکل سیگنال در خروجی op-amp D3.1 را با اسیلوسکوپ بررسی کنید. در طول عملکرد عادی تقویت کننده، باید سیگنالی در خروجی وجود داشته باشد که شکل نزدیک به موج سینوسی دارد. قسمت بالای امواج سینوسی باید حالت صاف داشته باشد و نباید بریده شود. مدار تصحیح آپ امپ D3.1 از یک خازن تصحیح C3 با ظرفیت 33 pF تشکیل شده است.

تقویت کننده گیرنده

تقویت کننده گیرنده دو مرحله ای است. مرحله اول با استفاده از op-amp D5.1 ساخته شده است. به دلیل بازخورد ولتاژ سریال، امپدانس ورودی بالایی دارد. این امکان از بین بردن تلفات سیگنال مفید ناشی از شنت مدار نوسان L2C5 توسط امپدانس ورودی تقویت کننده را فراهم می کند. بهره ولتاژ مرحله اول عبارت است از: Ku = (R9/R8) + 1 = 34. مدار تصحیح op-amp D5.1 از یک خازن تصحیح C6 با ظرفیت 33 pF تشکیل شده است.

مرحله دوم تقویت کننده گیرنده با استفاده از op-amp D5.2 با فیدبک ولتاژ موازی ساخته شده است. مقاومت ورودی مرحله دوم: Rin = R10 = 10 کیلو اهم - به دلیل مقاومت کم منبع سیگنال آن به اندازه مرحله اول بحرانی نیست. جداسازی خازن C7 نه تنها از تجمع خطاهای استاتیکی در مراحل تقویت کننده جلوگیری می کند، بلکه پاسخ فاز آن را نیز تصحیح می کند. ظرفیت خازن به گونه ای انتخاب می شود که پیشروی فاز ایجاد شده توسط مدار C7R10 در فرکانس کاری 8 کیلوهرتز تاخیر فاز ناشی از سرعت محدود اپ آمپرهای D5.1 و D5.2 را جبران کند.

مرحله دوم تقویت کننده گیرنده، به لطف مدار آن، جمع کردن (مخلوط کردن) سیگنال از مدار جبران را از طریق مقاومت R11 آسان می کند. بهره مرحله دوم برای ولتاژ سیگنال مفید عبارت است از: Кu = - R12/R10 = -33، و برای ولتاژ سیگنال جبران کننده: Кuk = - R12/R11 = - 4. مدار تصحیح آپ امپ D5.2 شامل یک خازن اصلاحی C8 با ظرفیت 33 pF.

مدار تثبیت کننده

مدار جبران بر روی op-amp D3.2 ساخته شده است و یک اینورتر با Ku = - R7/R5 = -1 است. پتانسیومتر تنظیم کننده R6 بین ورودی و خروجی این اینورتر متصل است و به شما امکان می دهد سیگنالی را که در محدوده [-1، +1] قرار دارد را از ولتاژ خروجی op-amp D3.1 حذف کنید. سیگنال خروجی مدار جبران از پتانسیومتر تنظیم R6 به ورودی جبران کننده مرحله دوم تقویت کننده گیرنده (به مقاومت R11) عرضه می شود.

با تنظیم پتانسیومتر R6 به دست می آوریم مقدار صفردر خروجی آشکارساز سنکرون، که تقریباً مربوط به جبران سیگنال ناخواسته ای است که به سیم پیچ دریافت کننده نفوذ کرده است. مدار تصحیح op-amp D3.2 از یک خازن تصحیح C4 با ظرفیت 33 pF تشکیل شده است.

آشکارساز سنکرون

یک آشکارساز سنکرون از یک مدولاتور متعادل، یک مدار یکپارچه و یک تقویت کننده سیگنال ثابت (CSA) تشکیل شده است. مدولاتور متعادل بر اساس یک سوئیچ چند منظوره D4 اجرا می شود که با استفاده از فناوری یکپارچه با ترانزیستورهای اثر میدان مکمل هم به عنوان دریچه های کنترل گسسته و هم به عنوان سوئیچ های آنالوگ ساخته شده است. سوئیچ به عنوان یک سوئیچ آنالوگ عمل می کند. با فرکانس 8 کیلوهرتز، به طور متناوب خروجی های "مثلث" مدار یکپارچه، متشکل از مقاومت های R13 و R14 و خازن C10 را به گذرگاه مشترک می بندد. سیگنال فرکانس مرجع از یکی از خروجی های شمارنده حلقه به مدولاتور متعادل عرضه می شود.

سیگنال به ورودی "مثلث" مدار یکپارچه از طریق خازن جداسازی C9 از خروجی تقویت کننده گیرنده می آید. ثابت زمانی مدار یکپارچه t = R13 * C10 = R14 * C10. از یک طرف باید تا حد امکان بزرگ باشد تا از تأثیر نویز و تداخل تا حد ممکن کاسته شود. از سوی دیگر، زمانی که اینرسی مدار یکپارچه مانع از ردیابی تغییرات سریع در دامنه سیگنال مفید می شود، نباید از حد معینی تجاوز کند.

بالاترین نرخ تغییر در دامنه سیگنال مفید را می توان با حداقل زمان مشخصی مشخص کرد که در طی آن این تغییر می تواند رخ دهد (از مقدار ثابت به حداکثر انحراف) زمانی که حسگر فلزیاب نسبت به یک جسم فلزی حرکت می کند. بدیهی است که حداکثر نرخ تغییر در دامنه سیگنال مفید در حداکثر سرعت سنسور مشاهده خواهد شد. برای حرکت "آونگ" سنسور روی میله می تواند به 5 متر بر ثانیه برسد. زمان تغییر در دامنه سیگنال مفید را می توان به عنوان نسبت پایه سنسور به سرعت حرکت تخمین زد. با تنظیم حداقل مقدار پایه سنسور برابر با 0.2 متر، حداقل زمان تغییر در دامنه سیگنال مفید 40 میلی ثانیه را به دست می آوریم. این چندین برابر بیشتر از ثابت زمانی مدار یکپارچه برای مقادیر انتخاب شده مقاومت های R13، R14 و خازن C10 است. در نتیجه، اینرسی مدار یکپارچه، دینامیک حتی سریعترین تغییرات ممکن در دامنه سیگنال مفید از سنسور فلزیاب را مختل نمی کند.

سیگنال خروجی مدار یکپارچه از خازن SJ حذف می شود. از آنجایی که هر دو صفحه دومی تحت "پتانسیل شناور" قرار دارند، UPS یک تقویت کننده دیفرانسیل است که با استفاده از op-amp D6 ساخته شده است. علاوه بر تقویت سیگنال ثابت، UPS عملکرد یک فیلتر پایین گذر (LPF) را انجام می دهد که باعث کاهش بیشتر اجزای فرکانس بالا ناخواسته در خروجی آشکارساز سنکرون می شود که عمدتاً با نقص مدولاتور متعادل مرتبط است.

فیلتر پایین گذر به لطف خازن های C11، C13 اجرا می شود. بر خلاف سایر اجزای فلزیاب، آپ امپ یو پی اس در پارامترهای خود باید نزدیک به آپ امپ های دقیق باشد. اول از همه، این به بزرگی جریان ورودی، بزرگی ولتاژ بایاس و بزرگی رانش دمایی ولتاژ بایاس مربوط می شود. یک گزینه خوب، ترکیبی از پارامترهای خوب و مقرون به صرفه بودن نسبی، یک op-amp نوع K140UD14 (یا KR140UD1408) است. مدار تصحیح آپ امپ D6 از یک خازن تصحیح C12 با ظرفیت 33 pF تشکیل شده است.

تقویت کننده غیر خطی

تقویت کننده غیرخطی با استفاده از op-amp D7.1 با فیدبک غیر خطی در ولتاژ ساخته شده است. OOS غیر خطی توسط یک شبکه دو ترمینالی متشکل از دیودهای VD1-VD8 و مقاومت های R20-R24 پیاده سازی می شود. پاسخ دامنه یک تقویت کننده غیرخطی به لگاریتمی نزدیک می شود. این یک تقریب خطی تکه تکه از وابستگی لگاریتمی است، با چهار نقطه شکست برای هر قطب. با توجه به شکل صاف مشخصات جریان-ولتاژ دیودها، مشخصه دامنه تقویت کننده غیرخطی در نقاط شکست صاف می شود. بهره ولتاژ سیگنال کوچک تقویت کننده غیرخطی عبارت است از: Kuk = - (R23+R24)/R19 = -100. با افزایش دامنه سیگنال ورودی، بهره کاهش می یابد. بهره دیفرانسیل برای یک سیگنال بزرگ است: dUout/dUin = - R24/R19 = = -1. یک ابزار اندازه گیری شماره گیری به خروجی تقویت کننده غیر خطی متصل می شود - یک میکرو آمپرمتر با یک مقاومت اضافی R25 که به صورت سری متصل است. از آنجایی که ولتاژ در خروجی یک آشکارساز سنکرون می تواند هر قطبی داشته باشد (بسته به تغییر فاز بین سیگنال های مرجع و ورودی آن)، از یک میکرو آمپرمتر با صفر در وسط مقیاس استفاده می شود. بنابراین، دستگاه اشاره گر دارای محدوده نشانگر -100... 0... +100 µA است. مدار تصحیح آپ امپ D7.1 از یک خازن تصحیح C18 با ظرفیت 33 pF تشکیل شده است.

حداقل محدود کننده

حداقل محدود کننده روی op-amp D7.2 با یک OOS موازی غیرخطی در ولتاژ پیاده سازی شده است.

برنج. 6. نمودار شماتیک واحد نمایشگر فلزیاب بر اساس اصل "انتقال-دریافت" (برای بزرگنمایی کلیک کنید)

تشکیل یک سیگنال صوتی نشانگر از سیگنال خروجی یک تقویت کننده غیر خطی با تنظیم دیگری از ویژگی های دامنه مسیر تقویت شروع می شود. در این مورد، یک منطقه مرده در منطقه سیگنال های کوچک تشکیل می شود. این بدان معنی است که نشانگر صوتی فقط برای سیگنال هایی که از آستانه خاصی فراتر می روند فعال می شود. این آستانه تعیین می شود

ولتاژ مستقیم دیودهای VD9، VD10 حدود 0.5 ولت است. بنابراین، سیگنال‌های ضعیف، که عمدتاً با حرکت دستگاه و تغییر شکل‌های مکانیکی آن مرتبط هستند، قطع می‌شوند و گوش را تحریک نمی‌کنند.

بهره سیگنال کوچک محدود کننده در حداقل خود صفر است. بهره ولتاژ دیفرانسیل برای یک سیگنال بزرگ است: dUout/dUin = - R27/R26 = -1. مدار تصحیح آپ امپ D7.2 از یک خازن تصحیح C19 با ظرفیت 33 pF تشکیل شده است.

تعدیل کننده متعادل

سیگنال نشانگر صدا به صورت زیر تولید می شود. یک سیگنال ثابت یا آهسته در حال تغییر در خروجی محدود کننده در سیگنال مرجع نشانگر صوتی به حداقل می رسد. سیگنال مرجع شکل سیگنال صوتی را تنظیم می کند و سیگنال خروجی محدود کننده حداقل دامنه را تعیین می کند. ضرب دو سیگنال با استفاده از یک مدولاتور متعادل انجام می شود. این بر روی یک سوئیچ چند منظوره D11 که به عنوان سوئیچ آنالوگ عمل می کند و آپمپ D8.1 اجرا می شود. ضریب انتقال دستگاه در باز بودن کلید 1+ و در بسته بودن -1 است. مدار تصحیح op-amp D8.1 از یک خازن تصحیح C20 با ظرفیت 33 pF تشکیل شده است.

تهویه کننده سیگنال مرجع

شکل دهنده سیگنال مرجع بر روی یک شمارنده باینری D9 و یک ضد رمزگشا D10 پیاده سازی شده است. شمارنده D9 فرکانس 8 کیلوهرتز را از خروجی شمارنده حلقه به 2 کیلوهرتز و 32 هرتز تقسیم می کند. سیگنالی با فرکانس 2 کیلوهرتز به بیت مرتبه پایین آدرس AO سوئیچ چند منظوره D11 ارائه می شود، بنابراین سیگنال تون با حساس ترین فرکانس برای گوش انسان تنظیم می شود. این سیگنال تنها در صورتی روی سوئیچ آنالوگ مدولاتور متعادل تاثیر می گذارد که مهم ترین بیت آدرس A1 سوئیچ چند منظوره D11 دارای 1 منطقی باشد. اگر یک صفر منطقی روی A1 وجود داشته باشد، سوئیچ آنالوگ مدولاتور متعادل همیشه باز است. .

سیگنال نشانگر صدا به طور متناوب برای کاهش خستگی شنوایی تولید می شود. برای این کار از یک ضد رمزگشا D10 استفاده می شود که با فرکانس کلاک 32 هرتز از خروجی شمارنده باینری D9 کنترل می شود و در خروجی آن یک سیگنال مستطیلی با فرکانس 8 هرتز و نسبت مدت زمان تولید می کند. یک واحد منطقی به صفر منطقی برابر با 1/3. سیگنال خروجی ضد رمزگشا D10 به مهم ترین بیت آدرس A1 سوئیچ چند منظوره D11 ارسال می شود و به طور دوره ای شکل گیری پیام آهنگ را در مدولاتور متعادل قطع می کند.

تقویت کننده پیزو

تقویت کننده امیتر پیزو با استفاده از آپ امپ D8.2 پیاده سازی می شود. این یک اینورتر با بهره ولتاژ Ki = - 1 است. بار تقویت کننده - یک امیتر پیزو - از طریق یک مدار پل بین خروجی های op-amp D8.1 و D8.2 متصل می شود. این به شما امکان می دهد دامنه ولتاژ خروجی در بار را دو برابر کنید. سوئیچ S برای خاموش کردن نشانگر صدا (به عنوان مثال، در حین نصب) طراحی شده است. مدار تصحیح آپمپ D8.2 از یک خازن تصحیح C21 با ظرفیت 33 pF تشکیل شده است.

انواع قطعات و طراحی

انواع ریز مدارهای مورد استفاده در جدول آورده شده است. 3. به جای ریز مدارهای سری K561 می توان از ریز مدارهای سری K1561 استفاده کرد. می توانید از ریز مدارهای سری K176 و آنالوگ های خارجی استفاده کنید.

جدول 3. انواع تراشه های مورد استفاده

آمپلی فایرهای عملیاتی دوگانه (op-amp) سری K157 را می توان با هر آپ امپ همه منظوره منفرد با پارامترهای مشابه (با تغییرات مناسب در مدارهای پین اوت و تصحیح) جایگزین کرد، اگرچه استفاده از آپ امپ دوگانه راحت تر است ( تراکم نصب افزایش می یابد).

تقویت کننده عملیاتی آشکارساز سنکرون D6، همانطور که در بالا ذکر شد، در پارامترهای خود باید نزدیک به آپ امپرهای دقیق باشد. علاوه بر نوع نشان داده شده در جدول، K140UD14، 140UD14 مناسب هستند. امکان استفاده از OU K140UD12, 140UD12, KR140UD1208 در مدار سوئیچینگ مربوطه وجود دارد.

هیچ الزام خاصی برای مقاومت های مورد استفاده در مدار فلزیاب وجود ندارد. آنها فقط باید طراحی محکمی داشته باشند و به راحتی نصب شوند. اتلاف توان اسمی 0.125...0.25 وات.

پتانسیومتر جبرانی R6 ترجیحاً از نوع SP5-44 چند چرخشی یا با تنظیم ورنیه نوع SP5-35 است. شما می توانید با هر نوع پتانسیومترهای معمولی از پس این کار بر بیایید. در این مورد، استفاده از دو مورد از آنها توصیه می شود. یکی برای تنظیم خشن، دارای رتبه 10 کیلو اهم، مطابق با نمودار متصل است. دیگری برای تنظیم دقیق است که طبق مدار رئوستات به شکاف یکی از پایانه های بیرونی پتانسیومتر اول با مقدار اسمی 0.5 ... 1 کیلو اهم متصل می شود.

خازن های C15، C17 الکترولیتی هستند. انواع توصیه شده - K50-29، K50-35، K53-1، K53-4 و سایر موارد کوچک. خازن های باقی مانده، به استثنای خازن های مدارهای نوسانی سیم پیچ های گیرنده و ساطع کننده، از نوع سرامیکی K10-7 (تا مقدار اسمی nF 68) و فیلم فلزی نوع K73-17 (مقادیر اسمی بالا) هستند. 68 nF). خازن های مدار - C2 و C5 - خاص هستند. آنها در معرض تقاضاهای بالایی در مورد دقت و پایداری حرارتی هستند. هر خازن شامل چندین خازن (5...10 عدد) است که به صورت موازی به هم متصل شده اند. تنظیم مدارها به رزونانس با انتخاب تعداد خازن ها و رتبه آنها انجام می شود. نوع پیشنهادی خازن K10-43. گروه پایداری حرارتی آنها MPO (یعنی تقریباً صفر TKE) است. امکان استفاده از خازن های دقیق از انواع دیگر، به عنوان مثال K71-7 وجود دارد. در پایان، می توانید سعی کنید از خازن های میکای مقاوم حرارتی قدیمی با صفحات نقره ای مانند KSO یا خازن های پلی استایرن استفاده کنید.

دیودهای VD1-VD10 نوع KD521، KD522 یا سیلیکون کم مصرف مشابه.

میکرو آمپرمتر - هر نوع، طراحی شده برای جریان 100 μA با صفر در وسط مقیاس. میکرو آمپرمترهای کوچک، به عنوان مثال، نوع M4247، مناسب هستند.

رزوناتور کوارتز Q - هر کوارتز ساعت با اندازه کوچک (رزوناتورهای کوارتز مشابه در بازی های الکترونیکی قابل حمل استفاده می شود).

سوئیچ برق - هر نوع، با اندازه کوچک. باتری ها از نوع 3R12 (طبق نام بین المللی) و "مربع" (مطابق با ما) هستند.

امیتر پیزو Y1 - می تواند از نوع ZP1-ZP18 باشد. نتایج خوبی در هنگام استفاده از امیترهای پیزو از تلفن های وارداتی به دست می آید (آنها در مقادیر زیادی در تولید تلفن های دارای شناسه تماس گیرنده استفاده می شوند).

طراحی دستگاهمی تواند کاملاً دلخواه باشد. هنگام توسعه آن، توصیه می شود توصیه های ذکر شده در زیر و همچنین در پاراگراف های اختصاص داده شده به سنسورها و طراحی مسکن را در نظر بگیرید.

شکل ظاهری دستگاه در شکل نشان داده شده است. 7.

برنج. 7. نمای کلیفلزیاب، ساخته شده بر اساس اصل "انتقال - دریافت"

حسگر فلزیاب پیشنهادی بر حسب نوع خود متعلق به سنسورهایی با محورهای عمود بر هم می باشد. سیم پیچ های حسگر از فایبرگلاس به هم چسبانده شده اند چسب اپوکسی. سیم پیچ سیم پیچ ها به همراه اتصالات صفحه برق آنها با همین چسب پر شده است. میله فلزیاب از لوله ای ساخته شده است آلیاژ آلومینیوم(AMGZM, AMG6M یا D16T) با قطر 48 میلی متر و ضخامت دیواره 2...3 میلی متر. سیم پیچ ها با چسب اپوکسی به میله چسبانده می شوند: کواکسیال (تابش) - با استفاده از یک آستین تقویت کننده آداپتور. عمود بر محور میله (دریافت کننده) - با استفاده از شکل آداپتور مناسب.

این قطعات کمکی نیز از فایبرگلاس ساخته شده اند. محفظه واحد الکترونیکی از فایبرگلاس فویل با لحیم کاری ساخته شده است. اتصالات بین سیم پیچ های سنسور و واحد الکترونیکی با سیم محافظ با عایق خارجی ساخته شده و در داخل میله قرار می گیرد. صفحه های این سیم فقط به باس سیم مشترک روی برد قسمت الکترونیکی دستگاه متصل می شود که صفحه هوزینگ به صورت فویل و میله نیز به آن متصل می شود. قسمت بیرونی دستگاه با مینای نیترو رنگ آمیزی شده است.

برد مدار چاپی بخش الکترونیکی فلزیاب را می توان با استفاده از هر یک از روش های سنتی ساخت، همچنین استفاده از نمونه اولیه تخته مدار چاپی آماده برای محفظه های تراشه DIP (گام 2.5 میلی متر) راحت است.

راه اندازی دستگاه

1. نصب صحیح را بر اساس بررسی کنید نمودار شماتیک. مطمئن شوید که وجود ندارد اتصال کوتاهبین هادی های مجاور یک برد مدار چاپی، پایه های مجاور ریز مدارها و غیره.

2. باتری ها یا یک منبع تغذیه دوقطبی را وصل کنید و قطبیت را کاملاً رعایت کنید. دستگاه را روشن کنید و میزان مصرف فعلی را اندازه بگیرید. در هر ریل برق باید حدود 20 میلی آمپر باشد. انحراف شدید مقادیر اندازه گیری شده از مقدار مشخص شده نشان دهنده نصب نادرست یا عملکرد نادرست ریز مدارها است.

3. مطمئن شوید که یک موج مربعی خالص در خروجی ژنراتور با فرکانس حدود 32 کیلوهرتز وجود دارد.

4. مطمئن شوید که یک موج مربعی با فرکانس حدود 8 کیلوهرتز در خروجی های ماشه های D2 وجود دارد.

5. با انتخاب خازن 02 مدار خروجی L1C2 را روی رزونانس تنظیم کنید. در ساده ترین حالت - با حداکثر دامنه ولتاژ در سراسر آن (حدود 10 ولت) و به طور دقیق تر - با تغییر فاز صفر ولتاژ مدار نسبت به پیچ و خم در خروجی 12 ماشه D2.

توجه! تنظیم با پتانسیومتر R6 باید در غیاب اجسام فلزی بزرگ، از جمله ابزارهای اندازه گیری، در نزدیکی سیم پیچ های حسگر فلزیاب انجام شود! در غیر این صورت هنگام جابجایی این اجسام و یا در هنگام جابجایی سنسور نسبت به آنها، دستگاه ناراحت می شود و در صورت وجود اجسام فلزی بزرگ در نزدیکی سنسور، نمی توان ولتاژ خروجی دتکتور سنکرون را صفر کرد. برای جبران خسارت، بند مربوط به تغییرات احتمالی را نیز ببینید.

8. مطمئن شوید که تقویت کننده غیرخطی کار می کند. ساده ترین راه- به صورت بصری میکرو آمپرمتر باید به فرآیند تنظیمی که توسط پتانسیومتر R6 انجام می شود پاسخ دهد. در یک موقعیت خاص از موتور R6، سوزن میکرو آمپرمتر باید به صفر برود. هرچه سوزن میکروآمپرمتر از صفر دورتر باشد، میکروآمپرمتر ضعیف‌تر باید به چرخش موتور R6 پاسخ دهد.

ممکن است معلوم شود که یک محیط الکترومغناطیسی نامطلوب، راه اندازی دستگاه را دشوار می کند. در این حالت، سوزن میکروآمپرمتر نوسانات پر هرج و مرج یا تناوبی را انجام می دهد، زیرا پتانسیومتر R6 به موقعیتی که در آن جبران سیگنال باید انجام شود، نزدیک تر می شود. پدیده نامطلوب توصیف شده با تداخل از هارمونیک های بالاتر شبکه 50 هرتز به سیم پیچ دریافت کننده توضیح داده می شود. در فاصله قابل توجهی از سیم های برق، سوزن نباید در حین تنظیم نوسان کند.

9. مطمئن شوید که اجزایی که سیگنال صدا را تولید می کنند، عملیاتی هستند. به وجود یک منطقه مرده کوچک برای سیگنال صوتی نزدیک به صفر در مقیاس میکرو آمپرمتر توجه کنید.

در صورت وجود نقص و انحراف در رفتار اجزای جداگانه مدار فلزیاب، باید از روش عمومی پذیرفته شده پیروی کنید:

• عدم خود تحریکی op-amp را بررسی کنید.
• حالت های op-amp را برای جریان مستقیم بررسی کنید.
• سیگنال ها و سطوح منطقی ورودی/خروجی ریزمدارهای دیجیتال و غیره و غیره

تغییرات احتمالی

طراحی دستگاه بسیار ساده است و بنابراین ما فقط می توانیم در مورد پیشرفت های بیشتر صحبت کنیم. این موارد عبارتند از:

2. اضافه کردن یک کانال نشانگر بصری اضافی حاوی آشکارساز سنکرون، تقویت کننده غیرخطی و میکرو آمپرمتر. سیگنال مرجع آشکارساز سنکرون کانال اضافی با یک جابجایی یک چهارم نسبت به سیگنال مرجع کانال اصلی (از هر خروجی یک ماشه شمارنده حلقه دیگر) گرفته می شود. با داشتن تجربه جستجو، می توانید یاد بگیرید که ماهیت شی شناسایی شده را بر اساس قرائت دو ابزار اشاره گر ارزیابی کنید. کار بدتر از یک تبعیض الکترونیکی نیست.

3. افزودن دیودهای محافظ متصل به قطبیت معکوس به موازات منابع تغذیه. اگر در قطبیت باتری ها خطایی وجود داشته باشد، این امر تضمین می کند که مدار فلزیاب آسیبی نمی بیند (البته اگر به موقع واکنش نشان ندهید، باتری نادرست متصل شده به طور کامل تخلیه می شود). توصیه نمی شود که دیودها را به صورت سری با اتوبوس های برق وصل کنید، زیرا در این حالت 0.3 ... 0.6 ولت از ولتاژ گرانبهای منابع تغذیه بر روی آنها هدر می رود. نوع دیودهای محافظ - KD243، KD247، KD226، و غیره.

فلزیاب برای جستجوی انواع مختلف فلز استفاده می شود. اما تعداد کمی از مردم می دانند که چگونه کار می کند. بیایید بفهمیم که چه اصولی زیربنای عملکرد یک فلزیاب است، چه تفاوتی با فلزیاب دارد و چه نوع فلزیاب هایی شناخته شده است.

فلزیاب و فلزیاب: آیا تفاوتی وجود دارد؟

به بیان دقیق، هر دوی این مفاهیم به یک معنا هستند. اغلب، آنها به عنوان مترادف استفاده می شوند. درست است، در ذهن گوینده و شنونده، هنگامی که کلمه "فلز یاب" به زبان می آید، بیشتر اوقات تصویری از شخصی که با یک ابزار بلند با یک سنسور در انتها به دنبال گنج است در جنگل ظاهر می شود. و در مورد یک "فلز یاب"، بلافاصله قاب های مغناطیسی در فرودگاه و افرادی را با حسگرهای دستی مخصوص که به فلز واکنش نشان می دهند، تصور می کنیم. همانطور که می بینید، برای یک فرد معمولی تفاوت فقط در ارائه است.

اگر به ریشه ها بپردازیم، مشخص خواهد شد که یک فلزیاب به سادگی معادل روسی اصطلاح انگلیسی "فلز یاب" است و "فلز یاب" در این مورد، فقط یک ترجمه ترجمه شده است.

با این حال، در محیط حرفه ای افراد روسی زبان که اغلب از این دستگاه ها استفاده می کنند، تفاوت واضحی بین آنها وجود دارد. فلزیاب وسیله ای ارزان قیمت است که فقط می تواند وجود یا عدم وجود فلز را در یک محیط خاص تشخیص دهد. بر این اساس ، فلزیاب وسیله ای برای اهداف مشابه است ، اما مزیت آن این است که با کمک آن می توان نوع شی فلزی را نیز تعیین کرد. قیمت چنین ابزاری چندین مرتبه بالاتر است. اهداف این دستگاه ها یکسان است، اما ماهیت اجرای آنها متفاوت است. بنابراین، می توان با اطمینان کامل به سؤال "تفاوت فلزیاب و فلزیاب چیست" پاسخ داد که این تفاوت در زمینه عملکرد اضافی است و در عین حال اهداف و اهداف مربوط به چنین فناوری را بدون تغییر باقی می گذارد.

اما برای راحتی، ما به دیدگاهی پایبند خواهیم بود که برای همه قابل درک است. اجازه دهید دستگاهی را که برای جستجو در زمین یا زیر آب استفاده می شود با عبارت "فلز یاب" نشان دهیم و "فلزیاب" به معنای بازرسی دستی و دستگاه های قوس دار ویژه ای است که در کار سرویس های امنیتی مختلف استفاده می شود.

فلزیاب چگونه کار می کند؟

پاسخ صریح به این سوال بسیار دشوار است. زیاد هستند گزینه های مختلفدستگاه های این دستگاه و "مال خود" را در میان همه تنوع بیابید خریدار بالقوهمی تواند دشوار باشد.

متداول ترین وسیله الکترونیکی است که در فرکانس های خاصی کار می کند و می تواند اجسام فلزی را با توجه به پارامترهای مشخص شده در یک محیط به اصطلاح خنثی یا رسانای ضعیف تشخیص دهد. واضح است که به رسانایی موادی که اجسام از آنها ساخته شده اند واکنش نشان می دهد. دستگاهی با این طرح پالس نامیده می شود. این زمانی است که سیگنال های ساطع شده توسط دستگاه و منعکس شده توسط جسم پس از چند کسری از ثانیه ارسال می شود. آنها کسانی هستند که توسط تکنولوژی ثبت می شوند. اصل کار یک فلزیاب پالس را می توان به طور خلاصه به شرح زیر توصیف کرد: پالس های ژنراتور جریان، به طور معمول، در میلی ثانیه وارد سیم پیچ ساطع می شوند، جایی که آنها به پالس های القایی مغناطیسی تبدیل می شوند. ولتاژهای شدید بر روی قطعات پالس ژنراتور ایجاد می شود. آنها در سیم پیچ گیرنده (در انواع پیچیده تر دستگاه ها، یک سیم پیچ توانایی انجام هر دو عملکرد را دارد) در فواصل زمانی معین منعکس می شوند. سپس سیگنال ها از طریق یک کانال ارتباطی به واحد پردازش می رسند و در نمادهای واضح برای درک بعدی انسان نمایش داده می شوند.

اما باید مراقب باشید، زیرا این نوع فناوری محبوب دارای معایبی است:

1. مشکل در تمایز اجسام شناسایی شده بر اساس نوع فلز.
2. دامنه ولتاژ بزرگ؛
3. پیچیدگی فنی سوئیچینگ و تولید؛
4. وجود تداخل رادیویی

انواع دیگر فلزیاب بر اساس اصل عملکرد

چنین دستگاه هایی از اکثر مدل های شناخته شده تشکیل شده است. برخی از آنها قبلاً متوقف شده اند، اما هنوز در عمل استفاده می شوند.

1. BFO (نوسان فرکانس ضربان).بر اساس شمارش و ثبت اختلاف فرکانس نوسان است. بسته به نوع فلز (آهنی یا غیر آهنی)، فرکانس افزایش یا کاهش می یابد. چنین دستگاه هایی دیگر تولید نمی شوند. اما مدل های تولید شده قبلی هنوز کار می کنند. ویژگی های چنین فلزیاب چیزهای زیادی را باقی می گذارد. دارای عمق تشخیص کوچک، وابستگی شدید نتایج جستجو به نوع خاک (بی تاثیر در خاکهای اسیدی و معدنی) و حساسیت کم است.
2. TR (گیرنده فرستنده).تجهیزات از نوع "دریافت - ارسال". همچنین برای منسوخ شده اعمال می شود. مشکلات مانند نوع قبلی (در خاک های معدنی کار نمی کند) به استثنای عمق تشخیص است. او کاملا بزرگ است.
3. VLF (فرکانس بسیار پایین).اغلب چنین دستگاهی دو طرح عملیاتی را ترکیب می کند: "دریافت-انتقال" و تحقیقات فرکانس پایین. در حین کار، دستگاه سیگنال را در فاز تجزیه و تحلیل می کند. از مزایای آن می توان به حساسیت بالا و قابلیت جستجوی فلزات آهنی و غیرآهنی در عمق اشاره کرد. اما تشخیص اشیایی که در نزدیکی سطح قرار دارند برای او بسیار دشوارتر است.
4. PI (القای پالس).بر اساس فرآیند القاء است. اصل عملکرد فلزیاب در سیم پیچ موجود است. او قلب سنسور است. ظهور جریان های خارجی از اجسام فلزی در داخل میدان الکترومغناطیسی، تکانه بازتابی را فعال می کند. به شکل یک سیگنال الکتریکی به سیم پیچ می رسد. در عین حال، دستگاه به وضوح خاک معدنی و نمکی را با فلزات درک می کند. جریان های نمک بسیار سریعتر به سنسور می رسد و به صورت گرافیکی یا شنیداری نمایش داده نمی شود. این فلزیاب حساس ترین از همه به حساب می آید. برای انجام جستجو در بستر دریا، این موثرترین گزینه دستگاه است.
5. RF (فرکانس رادیویی / RF دو جعبه). این یک دستگاه "دریافت - ارسال" است که فقط در فرکانس های بالا کار می کند. دارای دو سیم پیچ (یک سیم پیچ گیرنده و بر این اساس یک سیم پیچ فرستنده). عملکرد این فلزیاب بر اساس نقض تعادل القایی است: سیم پیچ دریافت کننده سیگنالی را که از جسم منعکس می شود تشخیص می دهد. این سیگنال در ابتدا توسط سیم پیچ انتقال ارسال می شد. ویژگی های چنین فلزیاب این امکان را فراهم می کند که از آن برای جستجوی ذخایر کم عمق سنگ معدن، مواد معدنی در اعماق زیاد یا کشف اجسام بزرگ استفاده شود. از نظر عمق نفوذ (بسته به نوع خاک از 1 تا 9 متر) برابری ندارد. اغلب در صنعت استفاده می شود. حفاران و جویندگان گنج از آن غافل نمی شوند. یکی از معایب قابل توجه چنین دستگاهی عدم توانایی آن در تشخیص اجسام کوچک مانند سکه است.

اصل عملکرد یک فلزیاب برای جستجوی فلزات غیر آهنیتفاوت خاصی با بقیه ندارد به نوع و طراحی دستگاه نیز بستگی دارد. اگر به درستی پیکربندی شود، فلز غیر آهنی قابل تشخیص است. تنها تفاوت بین آن و سیاه این است که جریان های گردابی منعکس شده از یک جسم ساخته شده از فلز غیرآهنی مدت بیشتری طول می کشد تا از بین بروند.

فلزیاب ها چگونه متفاوت هستند؟

علاوه بر "پر کردن" داخلی، تفاوت های دیگری نیز بین فلزیاب ها وجود دارد. در مرحله اول، آنها در دسته های قیمتی مختلف ارائه می شوند. دستگاه هایی وجود دارند که ارزان تر و گسترده تر هستند و همچنین دستگاه هایی وجود دارند که می توان آنها را به عنوان پریمیوم طبقه بندی کرد.

همچنین قبلا در توضیحات فلزیاب ها تفاوت نمایش اطلاعات برای دسترسی کاربران قابل مشاهده است. این دستگاه ها می توانند برای نمایش اطلاعات گرافیکی (نمایش داده شده بر روی یک صفحه نمایش خاص)، دستگاه های صوتی که تشخیص یا عدم وجود یک شی را گزارش می کنند (از این نظر که فرکانس های متفاوتی را منتشر می کنند متفاوت هستند) برنامه ریزی شوند. مدل‌های گران‌تر ممکن است دارای نمایشگرهایی با مقیاس‌های کامل مقادیر تبعیض‌آمیز باشند.

خود اطلاعات نیز متفاوت است. به عنوان مثال، ارزان ترین مدل ها به سادگی به کاربر می گویند که آیا فلز وجود دارد یا خیر. دستگاه های کمی گران تر تعیین می کنند که چه نوع فلزی است - آهنی یا غیر آهنی. گران ترین مدل ها می توانند ارائه دهند اطلاعات کامل: اطلاعات مربوط به عمق جسم، نسبت احتمال بر حسب درصد نسبت به فلز، نوع جسم.

انواع فلزیاب

دستگاه ها متفاوت هستند:اصل عملیات، وظایف انجام شده، عناصر مورد استفاده. اصول قبلاً در بالا نوشته شده است، بنابراین بیایید ببینیم آنها بر اساس وظیفه چیست:

1. عمیق;

2. زمین;

3. مغناطیس سنج;

4. مین یاب.

عناصر می توانند ریزپردازنده و آنالوگ باشند.

در مورد ویژگی ها

دستگاه های مختلف با متغیر بودن پارامترها مشخص می شوند.

اصل عملکرد فلزیابو فرکانس کاری آن پارامترهای طبقه بندی می باشد. نوع دستگاه مثلاً حرفه ای یا زمینی را تعیین کنید. حساسیت تعیین کننده عمق است. تعیین هدف به شما این امکان را می دهد که دستگاه را به اندازه مورد نظر تنظیم کنید. نوع فلز توسط تشخیص دهنده محاسبه می شود. وزن، همه چیز در اینجا ساده است: استفاده از یک دستگاه سنگین برای مدت طولانی ناخوشایند است. نوع خاک هنگام متعادل کردن پارامترهای خاک نشان داده می شود.

کار با فلزیاب ویژگی های خاص

ابتدا باید دستگاه خود را مطالعه کنید نقاط ضعف. شما نباید به دنبال آخرین مدل ها باشید. اگر کاربر مهارت ها و درک اولیه از نحوه کار دستگاه را نداشته باشد، حتی پیچیده ترین فلزیاب نیز به او کمک نمی کند.

هر دسته قیمتی رهبران خود را دارد. آنها باید انتخاب شوند، زیرا اینها مدل هایی هستند که توسط نسل های شکارچی گنج آزمایش شده اند. توانایی کار با دستگاه تنها با تمرین به دست می آید. با تلاش مکرر، فرد شروع به رمزگشایی صحیح سیگنال هایی می کند که فناوری به او می دهد. و سوال اصلی به رمزگشایی صحیح بستگی دارد: حفاری یا حفاری نکردن؟

به عنوان مثال، با دانستن اینکه چه عناصری در داخل فلزیاب شما نصب شده است، می توانید دقیقاً نحوه کار با فلزیاب را درک کنید. اگر یک کویل مونو است، پس آن است تابش الکترومغناطیسیمخروطی شکل به نظر می رسد در نتیجه، هنگام جستجو نقاط کور وجود دارد. برای از بین بردن آنها، باید اطمینان حاصل کنید که هر گذرگاه با دستگاه 50٪ با قسمت قبلی همپوشانی دارد. با دانستن چنین چیزهای کوچک، می توانید از فلزیاب به بهترین شکل استفاده کنید.

کار با فلزیاببه معنای به دست آوردن یک نتیجه خاص است. برای انجام این کار، لازم است که فلزیاب برخی از الزامات ساده اما کاملا ضروری را برآورده کند:

1. نحوه عملکرد دستگاه فلزیابباید به او اجازه دهد تا اجسام فلزی را در حداکثر عمق احساس کند.
2. باید به فلزات آهنی و غیرآهنی تقسیم شود.
3. برای اطمینان از عملکرد سریع دستگاه باید یک پردازنده عملیاتی نصب شده باشد. این برای تشخیص دو شیء نزدیک مهم است.

چگونه با فلزیاب درست کار کنیم؟باید با راه اندازی دستگاه شروع کنید. به عنوان یک قاعده، اگر بخواهیم یک شی خاص را پیدا کنیم، باید تنظیمات را بر اساس آن تنظیم کنیم. اما 2 تا وجود دارد قوانین کلی، که رعایت آن قطعا برای مبتدیان مفید خواهد بود.

1. مقدار آستانه برای پارامتر حساسیت را کاهش دهید. از آنجایی که افزایش این نشانگر اغلب منجر به افزایش تداخل می شود، برای مبتدیان بهتر است که توانایی دستگاه را برای تشخیص اشیاء در نزدیکی به منظور تعیین دقیق تر یک هدف منفرد قربانی کنند.
2. از پارامتر تمایز "همه فلزات" استفاده کنید.

این فقط برخی اطلاعات کلی در مورد نحوه استفاده صحیح از فلزیاب بود. بیایید به این موضوع با جزئیات بیشتری نگاه کنیم. مهمترین چیز این است که هرگز عجله نکنید! منطقه جستجو به مناطق و بخش ها تقسیم می شود. هر یک از آنها باید به آرامی و با احتیاط رد شوند. گیره باید تا حد امکان نزدیک به زمین باشد. عملکرد فلزیاب باید صاف و بدون تکان باشد. دستگاه را با دقت از این طرف به سمت دیگر حرکت دهید. اگر فلز در زمین تشخیص داده شود، به عنوان یک قاعده، یک سیگنال صوتی می شنوید: واضح - شواهدی از تشخیص یک جسم کوچک با شکل صحیح، فازی، متناوب - شکل جسم شناسایی شده نادرست است. یادگیری تعیین اندازه یک یافته و عمق آن توسط صدا فقط به صورت تجربی انجام می شود. نوع فلز یافت شده بر اساس یک مقیاس طبقه بندی می شود (دستگاه یک ضربه الکتریکی را منعکس می کند و پردازنده بر اساس این داده ها چگالی ماده ای را که جسم از آن ساخته شده است محاسبه می کند).

دو حالت وجود دارد: پویا (اصلی) و استاتیک، آنها بر نحوه عملکرد صحیح یک فلزیاب تأثیر می گذارند. قابل اجرا برای تعریف دقیقمرکز هدف اکتشاف قلمرو طبق یک طرح خاص انجام می شود:

1. سیم پیچ باید موازی با زمین باشد.
2. حفظ فاصله ثابت بین زمین و سیم پیچ مهم است.
3. قدم های کوچک بردارید. بخش ها را نادیده نگیرید!
4. سرعت حرکت باید حدود نیم متر در ثانیه باشد.
5. ارتفاع دستگاه از سطح زمین 3 یا 4 سانتی متر است.

جستجو در حالت پویا انجام می شود. هنگامی که یک سیگنال پایدار تشخیص داده شد، دستگاه را به حالت استاتیک تغییر دهید: آن را به صورت متقاطع بر روی مکان مورد نظر حرکت دهید. جایی که سیگنال حداکثر حجم و حفاری را می گیرد. فلزیاب را به حالت پویا برگردانید. نصف سرنیزه را حفر کنید، یک توده مربع یا گرد را برش دهید. اگر جسم هنوز در سوراخ است، بیشتر حفاری کنید. بهتر است یافته را با استفاده از روش نصف کردن از چمن استخراج کنید. پس از تکمیل جستجوی خود، حتماً خاک چمن را دوباره در سوراخ قرار دهید! اکنون دقیقاً می دانید که چگونه از یک فلزیاب استفاده کنید.

کمی در مورد فلزیاب

اصول عملکرد فلزیاب هاکاملاً مانند فلزیاب ها، تفاوت ها فقط در محیط های استفاده و قدرت سیم پیچ است. به همین دلیل، کارایی فلزیاب ها کمتر است. انواع اصلی فلزیاب ها عبارتند از: بازرسی دستی (محدوده تشخیص تا 25 متر) و قوسی (قاب).

برای توضیح مختصر نحوه عملکرد یک فلزیاب دستی، می توانید این کار را انجام دهید: دستگاه در هنگام روشن شدن کاملاً آماده کار است، نیازی به پیکربندی نیست، هنگامی که فلز شناسایی شد، یک پالس جریان مستقیم ضبط می شود، صدا و نشانگر روشن می شوند. در

B. SOLONENKO، Genichesk، منطقه Kherson، اوکراین

اغراق نیست اگر بگوییم که فلزیاب ها همیشه توجه آماتورهای رادیویی را به خود جلب می کنند. بسیاری از این دستگاه ها در مجله "رادیو" منتشر شد. امروز ما به خوانندگان شرحی از طرح دیگری را ارائه می دهیم که در حلقه طراحی رادیویی ایستگاه فنی برای تکنسین های جوان ایجاد شده است (به مقاله در مورد آن در رادیو، 2005، شماره 4، 5 مراجعه کنید). به اعضای دایره این وظیفه داده شد: ایجاد یک دستگاه آسان برای ساخت بر اساس یک پایه عنصر در دسترس که برای تنظیم آن یک مولتی متر کافی است. این که بچه ها چقدر موفق بودند قضاوت شما خوانندگان است.

فلزیاب پیشنهادی بر اساس اصل "انتقال - دریافت" عمل می کند. یک مولتی ویبراتور به عنوان فرستنده و یک تقویت کننده فرکانس صوتی (34) به عنوان گیرنده استفاده می شود. سیم پیچ هایی با اندازه و داده های سیم پیچ یکسان به خروجی دستگاه اول و ورودی دومی متصل می شوند.

برای اینکه سیستم چنین فرستنده و گیرنده ای به فلزیاب تبدیل شود، سیم پیچ های آنها باید به گونه ای قرار گیرند که در صورت عدم وجود اجسام فلزی خارجی، عملاً هیچ ارتباطی بین آنها وجود نداشته باشد، یعنی سیگنال فرستنده مستقیماً به آن نرود. گیرنده همانطور که مشخص است، اگر محورهای آنها متقابل عمود باشند، جفت القایی بین سیم پیچ ها حداقل است. اگر سیم‌پیچ‌های فرستنده و گیرنده به این صورت قرار گیرند، سیگنال فرستنده در گیرنده شنیده نمی‌شود. هنگامی که یک جسم فلزی در مجاورت این سیستم متعادل ظاهر می شود، تحت تأثیر میدان مغناطیسی متناوب سیم پیچ فرستنده، به اصطلاح جریان های گردابی ایجاد می شود و در نتیجه میدان مغناطیسی خود را ایجاد می کند که باعث القای یک EMF متناوب در سیم پیچ می شود. سیم پیچ دریافت سیگنال دریافتی توسط گیرنده توسط گوشی ها به صدا تبدیل می شود. حجم آن به اندازه جسم و فاصله تا آن بستگی دارد.

مشخصات فنی فلزیاب: فرکانس کاری - حدود 2 کیلوهرتز؛ عمق تشخیص سکه با قطر 25 میلی متر حدود 9 سانتی متر است. کلاه های درز آهنی و آلومینیومی - به ترتیب 23 و 25 سانتی متر؛ ورق های فولادی و آلومینیومی به ابعاد 200x300 میلی متر - 40 و 45 سانتی متر؛ دریچه فاضلاب- 60 سانتی متر

فرستنده. مدار فرستنده در شکل نشان داده شده است. 1. همانطور که گفته شد، این یک مولتی ویبراتور متقارن مبتنی بر ترانزیستورهای VT1، VT2 است. فرکانس نوساناتی که ایجاد می کند با ظرفیت خازن های CI، C2 و مقاومت مقاومت های R2، R3 تعیین می شود. سیگنال 34 از بار کلکتور ترانزیستور VT2 - مقاومت R4 - از طریق خازن جداکننده SZ به سیم پیچ L1 عرضه می شود که نوسانات الکتریکی را به یک میدان مغناطیسی متناوب AF تبدیل می کند.

شکل 2

گیرندهیک تقویت کننده سه مرحله ای 34 است که مطابق مدار نشان داده شده در شکل ساخته شده است. 2. در ورودی آن همان سیم پیچ L1 مانند فرستنده متصل است. خروجی تقویت کننده با تلفن های BF1.1، BF1.2 متصل به صورت سری بارگذاری می شود.

شکل 3

میدان مغناطیسی متناوب فرستنده که در یک جسم فلزی القا می شود، روی سیم پیچ گیرنده عمل می کند، در نتیجه یک جریان الکتریکیفرکانس حدود 2 کیلوهرتز از طریق خازن جداسازی C1، سیگنال به ورودی مرحله اول تقویت کننده، ساخته شده بر روی ترانزیستور VT1 عرضه می شود. سیگنال تقویت شده از بار آن - مقاومت R2 - از طریق خازن جداکننده SZ به ورودی مرحله دوم مونتاژ شده در ترانزیستور VT2 تغذیه می شود. سیگنال از کلکتور آن از طریق خازن C5 به ورودی مرحله سوم - دنبال کننده امیتر در ترانزیستور VT3 عرضه می شود. سیگنال فعلی را تقویت می کند و به شما امکان می دهد تلفن های کم امپدانس را به عنوان بار متصل کنید.

برای کاهش تأثیر دما محیط زیستبرای اطمینان از پایداری تقویت کننده، بازخورد ولتاژ DC منفی با اتصال مقاومت R1 بین کلکتور و پایه ترانزیستور VT1 و مقاومت R3 بین کلکتور و پایه VT2 وارد مرحله اول و دوم می شود. کاهش بهره در فرکانس‌های زیر 2 کیلوهرتز با انتخاب مناسب ظرفیت خازن‌های جفت‌کننده C1، SZ در فرکانس‌های بالاتر از این فرکانس، با وارد کردن بازخورد منفی وابسته به فرکانس در مرحله اول و دوم در مورد ولتاژ متناوب از طریق خازن‌های C2 و C4 به دست آمد. . این اقدامات امکان افزایش مصونیت صوتی گیرنده را فراهم کرد. خازن C6 از تحریک آمپلی فایر در هنگام افزایش مقاومت داخلی باتری با تخلیه آن جلوگیری می کند.

شکل 4

جزئیات و طراحی. قطعات فرستنده و گیرنده روی آن قرار دارند بردهای مدار چاپیآه، با برش مسیرهای عایق بر روی قطعات ساخته شده از فایبرگلاس فویل یک طرفه ساخته شده است. نقشه ای از برد فرستنده در شکل نشان داده شده است. 3، گیرنده - در شکل. 4. بردها برای استفاده از مقاومت های MLT با توان 0.125 یا 0.25 وات و خازن های K73-5 (C2, C4 در گیرنده) و K73-17 دیگر طراحی شده اند. خازن اکسیدی C6 در گیرنده K50-35 یا مشابه ساخت خارجی است. به جای موارد نشان داده شده در نمودار، می توانید از هر ترانزیستور دیگر سری KT503 در فرستنده استفاده کنید و در گیرنده - ترانزیستورهای سری KT315 با هر شاخص حرف یا سری KT3102 با شاخص های A-B. استفاده از دومی ترجیح داده می شود، زیرا آنها نویز کمتری دارند و سیگنال اجسام کوچک کمتر با نویز تقویت کننده پوشانده می شود. سوئیچ های SA1 می توانند از هر طرحی باشند، اما ترجیحاً از نظر اندازه کوچکتر باشند. تلفن‌های BF1، BF2 تلفن‌های داخل گوشی با اندازه کوچک هستند، به عنوان مثال، از یک پخش کننده صوتی.

سیم پیچ های گیرنده و فرستنده همانطور که قبلا ذکر شد یکسان هستند. آنها اینگونه ساخته می شوند. در گوشه های یک مستطیل به ابعاد 115x75 میلی متر، چهار میخ با قطر 2...2.5 و طول 50...60 میلی متر داخل تخته می کشند، که قبلاً روی آنها لوله های پلی وینیل کلرید یا پلی اتیلن 30 قرار داده شده است. طول .40 میلی متر 300 دور سیم PEV-2 با قطر 0.12 ... 0.14 میلی متر بر روی میخ های عایق شده به این روش پیچیده می شود. پس از اتمام سیم پیچی، سیم پیچ ها با یک نوار باریک از نوار عایق در کل محیط پیچیده می شوند و پس از آن هر دو میخ مجاور به سمت مرکز مستطیل خم می شوند و سیم پیچ برداشته می شود.

جعبه های دکمه پلی استایرن (ابعاد داخلی - 120x80 میلی متر) به عنوان محفظه گیرنده و فرستنده استفاده شد. محفظه های باتری، قفسه های مدار چاپی و عناصر نصب سیم پیچ از همان مواد ساخته شده اند و با حلال R-647 به محفظه ها چسبانده شده اند (R-650 نیز قابل استفاده است). ترتیب قطعات در محفظه فرستنده در شکل 1 نشان داده شده است. 5، قطعات گیرنده به طور مشابه مرتب شده اند.

شکل 5

تمام عناصر ساختاری فلزی واقع در داخل سیم پیچ گیرنده و فرستنده (باتری، برد مدار با قطعات، کلید برق) میدان مغناطیسی آنها را تحت تأثیر قرار می دهند. برای جلوگیری از تغییرات احتمالی در موقعیت آنها در حین کار، همه آنها باید محکم بسته شوند. این به ویژه برای باتری Krona به عنوان یک عنصر ساختاری قابل تعویض صادق است.

راه اندازی. برای بررسی عملکرد فرستنده، تلفن ها را به جای سیم پیچ L1 وصل کنید و مطمئن شوید که هنگام روشن شدن برق، صدا در تلفن ها شنیده می شود. سپس، با اتصال سیم پیچ در محل، آنها جریان مصرف شده توسط فرستنده را کنترل می کنند که باید در محدوده 5 ... 7 میلی آمپر باشد.

گیرنده با اتصال کوتاه ورودی راه اندازی می شود. با انتخاب مقاومت R1 در مرحله اول و R3 در مرحله دوم، ولتاژی معادل تقریباً نصف ولتاژ تغذیه به ترتیب روی کلکتورهای ترانزیستور VT1 و VT2 تنظیم می شود. سپس با انتخاب مقاومت R5 اطمینان حاصل می کنند که جریان کلکتور ترانزیستور VT3 برابر با 5...7 میلی آمپر می شود. پس از این، ورودی را باز کنید، سیم پیچ گیرنده L1 را به آن وصل کنید و با دریافت سیگنال فرستنده در فاصله حدود 1 متر، مطمئن شوید که سیستم به طور کلی کار می کند.

قبل از مونتاژ واحدها در طرح تکانجام برخی آزمایشات منطقی است. با نصب فرستنده و گیرنده روی میز به صورت عمودی در فاصله 1 متری (به طوری که به نظر می رسد محورهای سیم پیچ ها یکدیگر را ادامه می دهند) و سطح سیگنال در تلفن ها را زیر نظر بگیرید، به آرامی گیرنده را بچرخانید. محور عمودیبه موقعیتی که در آن صفحات سیم پیچ ها بر یکدیگر عمود باشند. در این حالت، سیگنال ابتدا به آرامی کاهش می یابد، سپس به طور کامل ناپدید می شود و با چرخش بیشتر شروع به افزایش می کند. آزمایش را چندین بار انجام دهید تا هنگام مونتاژ و تنظیم فلزیاب، به راحتی بتوان حداقل سیگنال را در گیرنده تعیین کرد.

شکل 6

سپس روی میزی که فاقد عناصر سازه فلزی است، فرستنده را به صورت عمودی قرار داده و در فاصله 10 سانتی متری از آن، گیرنده را به صورت افقی روی پایه (یک یا چند کتاب) قرار دهید تا صفحه سیم پیچ گیرنده قرار گیرد. عمود بر صفحه سیم پیچ فرستنده و از نظر ارتفاع کمی بالاتر از مرکز آن است. هنگام نظارت بر قدرت سیگنال تلفن ها، سمت گیرنده رو به فرستنده را بلند کنید تا سیگنال پایین بیاید. با انتخاب فاصله بین گیرنده و پایه، موقعیت آن را پیدا کنید که در آن کوچکترین حرکت فاصله دهنده ساخته شده از یک کارت پستال کاغذی به شما امکان می دهد حداقل سیگنال را در گیرنده تنظیم کنید که مطابق با حداکثر حساسیت فلزیاب است.

با وارد کردن متناوب درپوش‌های قلع و آلومینیوم در محدوده پوشش مدل فلزیاب، مطمئن شوید که ناحیه حداکثر حساسیت فلزیاب زیر و بالای سیم‌پیچ گیرنده باشد (میدان مغناطیسی سیم‌پیچ‌های گیرنده و فرستنده متقارن هستند. ). لطفا توجه داشته باشید که فلزیاب واکنش متفاوتی به روکش هایی با اندازه یکسان ساخته شده از فلزات مختلف نشان می دهد.

اگر با حداقل اتصال سیم‌پیچ‌ها، سیگنال کمی شنیده می‌شود و هنگامی که درپوش در یک طرف قرار می‌گیرد، ابتدا کاهش می‌یابد تا کاملاً ناپدید شود و سپس شروع به افزایش می‌کند و وقتی از طرف دیگر وارد می‌شود، بدون شیب افزایش می یابد، سپس این نشان دهنده تنظیم نادرست حداقل، یا اعوجاج میدان مغناطیسی گیرنده یا سیم پیچ فرستنده است. در عین حال، این واقعیت نشان می دهد که با معرفی یک جسم فلزی اضافی، می توانید سیستم را تنظیم کنید تا سیگنال به طور کامل در حداقل ناپدید شود، یعنی حداکثر حساسیت دستگاه را به دست آورید. اگر هنگام قرار دادن درپوش آب بندی، سیگنال از فاصله 15 ... 20 سانتی متری به طور کامل ناپدید شود، با وارد کردن یک جسم کوچکتر به میدان فلزیاب، می توان همان اثر را با قرار دادن آن بر روی گیرنده یا فرستنده به دست آورد. بدن در نسخه نویسنده، چنین شیء یک سکه با قطر 25 میلی متر ساخته شده از فلز زرد است (اثر مشابهی با معرفی یک صفحه آلومینیومی با اندازه مشابه حاصل می شود). سه مکان وجود داشت که سکه وظیفه تعیین شده خود را انجام می داد: زیر، زیر فرستنده، زیر گیرنده در ناحیه باتری و روی دسته بین گیرنده و فرستنده.

مونتاژ. طراحی نسخه نویسنده دستگاه به شکل ساده شده در شکل 1 نشان داده شده است. 6، و ظاهر در شکل 1 است. 7. ریل حامل 2 (نگاه کنید به شکل 6) و دسته 3 از چوب ساخته شده اند. قسمت بالاییدستگیره ها برای سهولت در استفاده با پلاستیک پوشانده شده اند و قسمت پایینی داخل یک سوراخ از پیش ساخته شده در ریل قرار می گیرد و با چسب محکم می شود. پس از مونتاژ، قسمت چوبی دسته 3 و ریل نگهدارنده 2 با لاک پوشانده می شوند تا از رطوبت محافظت کنند. در بالای دسته یک سوکت تلفن 4 تعبیه شده است که توسط سیم هایی که به صورت جفتی به هم تابیده شده اند به گیرنده متصل می شود.

در طول مونتاژ، فرستنده 1 به طور صلب به ریل حامل 2 ثابت می شود، به گونه ای که گیرنده 7، واقع در انتهای دیگر آن، کمی زیر خط مربوط به حداقل سیگنال دریافتی قرار می گیرد. سپس ضخامت واشر 5 (از هر ماده عایق) را انتخاب کنید تا حداقل سیگنال دریافتی با حرکت صفحه تنظیم 6 به راحتی برقرار شود. پس از این، گیرنده 7 با دو پیچ به ریل حامل 2 ثابت می شود. پیچ لبه ریل نگهدارنده 2 تا انتها پیچ می شود و دومی (تقریباً در وسط دیواره پایینی محفظه) 1 ... 2 میلی متر به داخل پیچ نمی شود. این مانع از حرکت گیرنده به داخل می شود صفحه افقیو در عین حال به شما امکان می دهد صفحه تنظیم 6 را زیر بدنه آن بلغزانید و لبه گیرنده را بالا ببرید. با حرکت دادن آن به این صورت در صفحه عمودی، به حداقل سیگنال دریافتی دست پیدا می کنیم. بعد از مونتاژ نهاییمحل کالای جبران کننده را مشخص کرده و آن را بچسبانید.