3.1 İLETİM-ALICI METAL DEDEKTÖRÜ

Çeşitli arama cihazlarındaki "gönderme-alma" ve "yankı" terimleri, genellikle metal dedektörleri söz konusu olduğunda bir karışıklık kaynağı olan darbeli yankı ve radar gibi yöntemlerle ilişkilendirilir. Çeşitli konumlandırıcı tiplerinden farklı olarak, bu tip metal dedektörlerinde hem iletilen sinyal (yayılan) hem de alınan sinyal (yansıyan) süreklidir, aynı anda bulunurlar ve frekansta çakışırlar.

3.1.1. Çalışma prensibi

"İletim-alma" tipi metal dedektörlerinin çalışma prensibi, metal bir nesne (hedef) tarafından yansıyan (veya dedikleri gibi yeniden yayılan) bir sinyali kaydetmektir, bkz. s. 225-228. Yansıyan sinyal, metal dedektörünün verici (yayan) bobininin alternatif bir manyetik alanının hedef üzerindeki etkisi nedeniyle ortaya çıkar. Bu nedenle, bu tip bir cihaz, biri ileten ve diğeri alan en az iki bobinin varlığını ima eder.

Bu tip metal dedektörlerinde çözülen temel temel problem, yabancı metal nesnelerin yokluğunda, yayan bobinin manyetik alanının, içinde sıfır sinyali indüklediği bobinlerin karşılıklı düzenlenmesinin böyle bir seçimidir. sarma makarası (veya bir sarma makarası sisteminde). Bu nedenle, yayan bobinin alıcı üzerindeki doğrudan etkisini önlemek gerekir. Bobinlerin yakınında metal bir hedefin görünümü, değişken bir emf şeklinde bir sinyalin ortaya çıkmasına yol açacaktır. alma makarasında.

3.1.2. Sensör devreleri

İlk başta, doğada, bir bobinden diğerine doğrudan sinyal iletiminin olmadığı bobinlerin göreceli konumu için sadece iki seçenek var gibi görünebilir (bkz. Şekil 1a ve 16) - dikey ve çapraz eksenli bobinler .

Pirinç. 1. "İletim-alma" ilkesine göre metal dedektörü sensör bobinlerinin karşılıklı düzenlenmesinin çeşitleri.

Sorunun daha kapsamlı bir incelemesi, metal dedektör sensörlerinin bu kadar çok sayıda farklı sisteminin olabileceğini, ancak bunların, uygun şekilde elektriksel olarak bağlı ikiden fazla bobine sahip daha karmaşık sistemler içereceğini göstermektedir. Örneğin, Şekil 1c, yayan (merkezde) ve yayan bobin tarafından indüklenen sinyal tarafından zıt olarak açılan iki alıcı bobinden oluşan bir sistemi göstermektedir. Bu nedenle, bobinlerde indüklenen emk olduğundan, alıcı bobin sisteminin çıkışındaki sinyal ideal olarak sıfıra eşittir. karşılıklı olarak telafi edilir.

Özellikle ilgi çekici olan, eş düzlemli bobinlere sahip sensör sistemleridir (yani, aynı düzlemde bulunur). Bunun nedeni, metal dedektörlerinin genellikle yerdeki nesneleri aramak için kullanılmasıdır ve sensörün zemin yüzeyine minimum bir mesafeye getirilmesi ancak bobinleri eş düzlemli ise mümkündür. Ek olarak, bu tür sensörler genellikle kompakttır ve "gözleme" veya "uçan daire" koruyucu muhafazalara iyi oturur.

Eş düzlemli bobinlerin karşılıklı düzenlenmesinin ana varyantları, Şekil 2a ve 26'da gösterilmiştir. Şekil 2a'daki şemada, bobinlerin karşılıklı düzenlemesi, manyetik indüksiyon vektörünün toplam akışının yüzeyden geçen toplam akışının sınırlandırılacağı şekilde seçilmiştir. alıcı bobin tarafından sıfıra eşittir. Şekil 26'daki devrede, bobinlerden biri (alıcı) "sekiz rakamı" şeklinde bükülür, böylece toplam emf, sekiz rakamının bir kanadında bulunan alıcı bobinin dönüşlerinin yarısında indüklenir. "sekiz" in diğer kanadında indüklenen benzer bir toplam emf. ile telafi eder.

Pirinç. 2. "Gönder-al" ilkesine göre metal dedektör bobinlerinin karşılıklı düzenlenmesinin eş düzlemli varyantları.

Eş düzlemli bobinlere sahip diğer çeşitli sensör tasarımları da mümkündür, örneğin Şekil 2c. Alıcı bobin, yayan bobinin içinde bulunur. Alıcı bobinde indüklenen emf yayan bobinden gelen sinyalin bir kısmını seçen özel bir transformatör cihazı tarafından telafi edilir.

3.1.3.1. Dikey eksenli makara sistemi

Bir bobin sistemi örneğini kullanarak bir metal dedektör sensörünün metal bir hedefle etkileşimini daha ayrıntılı olarak ele alalım. dikey eksenler, 1 a. Basitlik için, boyuna boyutları ihmal edilebilecek bobinlere sahip bir sistem düşünün. saymaya devam edeceğizVerici ve alıcı bobinlerin dairesel sonsuz ince çerçeveler olduğuna dikkat edilmelidir (bkz. Şekil 3). Böyle bir çerçeve için, I akımının akışıyla manyetik momentin vektörü şu şekildedir:

Şekil 3. Yayan bobin modeli.

Tau çerçevesi tarafından merkezinden büyük bir r mesafesinde oluşturulan manyetik alanın indüksiyonu (bkz. Şekil 4):

Pirinç. 4. Yayan bobinin manyetik alanının indüksiyon vektörünün bileşenleri.

r >> Ц S ve "n" ve "t" endekslerinin sırasıyla manyetik indüksiyon vektörünün normal ve teğet bileşenlerini gösterdiğini varsayarsak.

Dik eksenli bobinler durumunda yayan çerçeve, alıcı çerçeve ve nesnenin etkileşimini ele alalım (bkz. Şekil 5).

Pirinç. 5. Metal dedektör sensörünün bobinlerinin ve nesnenin (hedef) karşılıklı düzenlenmesi.

Bobin sisteminin simetri ekseni ile yayılan bobinin B alanının endüksiyon vektörü arasındaki açı, ilişkilerden (1.2) kaynaklanan kuvvet çizgileri daire olduğundan ve varsayım açısından 2p'ye eşittir. bobinlerin küçük boyutları:

burada L, metal dedektör sensörünün sözde tabanıdır (bkz. Şekil 5).

3.1.3.2. Nesne iletkenliği nedeniyle sinyal yansıması

Boyutları şimdilik küçük kabul edilecek, en azından r ve r "(bakınız Şekil 5), manyetik alanın yeniden yayımı açısından bakıldığında, iletken bir metal nesne şu şekilde temsil edilebilir: akım I * ile eşdeğer bir çerçeve , manyetik moment vektörü Pm *, yayılan bobin B'nin endüksiyon vektörüne pratik olarak paraleldir.

Рm * değeri, iletken nesnenin boyutuna, iletkenliğine, nesne konumu noktasındaki alan indüksiyonuna, yayılan alanın frekansına bağlıdır. Yeniden emisyon alanının indüksiyonu, normal vektör ns " yönünde alıcı bobinin merkezinde sıfır olmayan bir B0 bileşenine sahiptir. , bu, belirtilen bileşenle orantılı olarak bu bobinde bir emf görünümüne yol açar:

Pirinç. 6. Eşdeğer topun manyetik momentinin hesaplanmasına.

Eşdeğer çerçevenin manyetik momentini hesaplamak için Рm * , İletken cismin tüm hacmi üzerindeki integrali, yayılan bobin alanı tarafından indüklenen tüm temel halka akımlarının toplam Pm * değerine katkılarını toplayacak şekilde almak gerekir. Basitlik için, manyetik alanın iletken nesnenin hacmi boyunca tekdüze olduğunu, yani yayan bobinden önemli bir mesafede kaldırıldığını varsayacağız. Nesnenin oryantasyonu ile ilgili sorunlardan kaçınmak için, şimdilik homojen bir top şeklinde olduğunu varsayacağız (bkz. Şekil B). İletken nesnenin alıcı bobinden hatırı sayılır bir uzaklıktan uzaklaştırıldığını varsayarak şunu yazabiliriz:

Etkisi aşağıda ele alınacak olan kendi kendine indüksiyon fenomenini ihmal ederek şunları elde ederiz:

Kendi kendine indüksiyon olgusunu hesaba katmak için, basitlik için, yeniden yayılan alanın hedef nesne içinde tek biçimli olduğunu ve manyetik momentin (1.7) büyüklüğüne bağlı olarak şöyle olduğunu varsayalım:

(1.7) ifadesinde B-B "int B yerine değiştirerek, yine de orantılı bağımlılığı elde ederiz. Öğleden sonra * itibarenB , ancak biraz farklı bir K1 katsayısı ile:

Alıcı bobinin merkezindeki indüksiyon bileşeni:

Başlangıç ​​noktası bobin sisteminin tabanının ortasında olan Kartezyen koordinat sisteminde (bkz. Şekil 7), son ifade şu şekli alır:

Normalleştirilmiş koordinatları tanıtalım:

Alıcı bobinde indüklenen emk işaretine kadar belirleyelim:

yani alıcı bobinin kesit alanı olduğu yerde, N, dönüşlerinin sayısıdır.

nerede S, yayılan bobinin enine kesit alanıdır, ben tüm akımının toplam akımıdır. döner.

Üç boyutlu uzayda, XOY düzlemi alıcı çerçevenin düzlemine dik olmadığında,

Pirinç. 7. Koordinat sistemi.

Şekil 8. Nesnenin yuvarlanma yönü.

3.1.3.3 Nesnenin ferromanyetik özelliklerinden dolayı sinyal yansıması

Boyutları da küçük kabul edilecek, en azından r ve rў'yi (bkz. Şekil 5) geçmeyecek olan bir ferromanyetik nesne, manyetik alanın eğriliği açısından eşdeğer bir çerçeve olarak temsil edilebilir. manyetik moment vektörü Pm * olan akım I *, yayılan bobin B'nin endüksiyon vektörüne neredeyse paralel.

Рm * değeri, sonra ferromanyetik bir nesnenin boyutunun m'si, nesnenin bulunduğu noktada alan indüksiyonundan manyetik geçirgenliği. Eşdeğer çerçevenin Рm * manyetik momentini hesaplamak için, harici bir etki altında ferromanyetikte ortaya çıkan tüm amper akımların katkılarını toplamak için ferromanyetik nesnenin tüm hacmi üzerindeki integrali almak gerekir. yayılan bobinin alanı.Küresel homojen bir nesne için şunu elde ederiz:

B, manyetik alan indüksiyonudur, m - malzemenin manyetik geçirgenliği nesne, R nesnenin yarıçapıdır - top.

Yukarıda bir iletken nesne için elde edilen tüm ifadeler, bu durumda bunları koyarsak geçerli kalacaktır:

3.1.3.4 Bir nesnenin iletken ve ferromanyetik özelliklerinin üst üste binmesi

Top şeklindeki bir nesnenin elektriksel iletken ve ferromanyetik özelliklerini aynı anda hesaba katmak, aşağıdaki katsayı değerine yol açar. K1:

Alıcı bobindeki voltaj ifadesine dahil edilen normalleştirme faktörü K4, şudur:

Sayısal tahmin (1.23), örneğin, yayılan alanın 10 (kHz) tipik frekansındaki ifadedeki terimlerin modüllerinin, 1 (cm) mertebesindeki küresel bir nesnenin yarıçapında karşılaştırılabilir hale geldiğini gösterir ve nesnenin ferromanyetik özelliklere sahip olması şartıyla. Ek olarak, ilk terimin Laplace operatörüne bağımlılığı, yansıyan sinyalin fazının, hedef nesnenin elektriksel ve ferromanyetik özelliklerinin oranına ve ayrıca malzeme iletkenliğine ve nesne boyutuna bağlı olarak değişeceğini göstermektedir. Eylem ilkesi bu fenomene dayanmaktadır. ayrımcılar modern metal dedektörleri, yani nesnenin özelliklerini değerlendirmek için nesneden yansıyan sinyalin faz kaymasına izin veren elektronik cihazlar (belli bir olasılıkla metal türü bile).

3.1.3.5.Cismin şeklini dikkate alarak

Daha önce elde edilen ifadeler, belirtildiği gibi, yalnızca nesnenin şekli için geçerliydi - tek tip bir top şeklinde bir hedef. Açıkçası, daha karmaşık bir şekle sahip nesnelerin etkisi, Req yarıçaplı eşdeğer bir kürenin etkisine indirgenebilir.

Küresel bir nesne için yalnızca ferromanyetik özelliklerin ortaya çıkması nedeniyle alıcı bobinde indüklenen voltaj, hacmiyle orantılıdır (bkz. ifade (1.22)). Bu nedenle, daha karmaşık bir şekle sahip çok geniş olmayan nesneler için, ilk yaklaşımda, hacmi karmaşık bir şekle sahip bir nesnedeki bir ferromıknatısın hacmine denk gelen böyle bir küreye eşdeğer olarak kabul edilebilir. Özel:

burada V, ferromıknatısın hacmidir.

İletken bir nesneden yeniden ışıma nedeniyle alıcı bobinde indüklenen voltaj ile durum daha karmaşıktır. Ne zaman iyi elektriksel iletkenliğe sahip büyük nesneler ifadesi (1.9) ve buna göre alıcı bobinde indüklenen voltaj da nesnenin hacmiyle orantılıdır (yani, R ^ 3 ) ve eşdeğer topun yarıçapı da formül (1.25) ile hesaplanır. Ne zaman zayıf elektriksel iletkenliğe sahip küçük nesneler yaklaşım farklıdır. Bu durumda, genel ifade (1.9) özel bir duruma (1.8) dönüşür. Önce küresel bir nesnenin içindeki Rp yarıçaplı küresel bir boşluğun Req üzerindeki etkisini ele alalım. Süperpozisyon ilkesini kullanarak, boşluklu küresel bir nesnenin hareketinin sonucunu, katı bir kürenin hareketinin sonuçları ile Rp yarıçaplı bir küre arasındaki fark olarak temsil ederiz. (1.8)'e göre, aşağıdaki bağıntı geçerlidir:

Şekil 9, zayıf elektriksel olarak iletken bir içi boş ve içi boş bir ferromanyetik küre için R / Req'in R / D R'ye bağımlılığının grafiklerini gösterir. olmadığı grafikten görülebilir.

Şekil 9. İçi boş bir kürenin et kalınlığının eşdeğer yarıçap üzerindeki etkisi.

zayıf iletken malzemeden yapılmış çok ince duvarlı toplar Reqv »R. Bu nedenle, bir ferromanyetik top ve yüksek iletkenliğe sahip bir topun aksine, zayıf iletken bir top için, ilk yaklaşımda, katı veya içi boş olması fark etmez. Yeniden emisyon süreci üzerindeki etkisi, esas olarak doğrusal boyutu, yani R ile belirlenir. Bu nedenle, çok uzun süre zayıf iletken olmayan, içi boş bir şekil de dahil olmak üzere daha karmaşık bir şekle sahip nesneler olması durumunda, ilk yaklaşımda, kişi düşünülebilir. yarıçapı, nesnenin ortalama karakteristik boyutunun yarısına eşit olan böyle bir küreye eşdeğerdir.

Yukarıdaki sonuç, pratikte, modern uygarlığın izini bıraktığı her yerde pratik olarak karşımıza çıkan, kütlesi önemsiz olan metal alüminyum folyo artıklarından bir metal dedektörünün önemli bir tepkisi şeklinde pratikte doğrulanmıştır.

3.1.3.6 Çapraz aks makara sistemi

Pirinç. 10. Sensörün yuvarlanma yönü.

Bobinlerin bu düzenlemesi ile metal dedektör sensörünün ekseni boyunca görünüm, Şekil 10'da gösterilmektedir. Böyle bir şemayı hesaplamak için, süperpozisyon ilkesini kullanmak ve yayan bobinin manyetik momentinin vektörünü ve alıcı bobinin alanını dikey ve yatay bileşenlere ayırmak uygundur (projeksiyonlar, bkz. Şekil 11).

Yatay bileşen için, alıcı Won bobinindeki alan indüksiyonunun izdüşümü bağıntı (1.4) ile belirlenmeye devam edecektir. Bununla birlikte, manyetik momentin farklı bir yönelimi (işarete kadar) sonucu verir:

nerede K 2, formül (1.11) ile belirlenir.

Alıcı bobin Bov'daki alan indüksiyonunun dikey bileşeni, r ve r "vektörlerine diktir ve açıkça g ve b açılarına bağlı değildir:

Şekil 11. Manyetik momentin ve alıcı bobinin alanının bileşenlere ayrılması.

Alıcı bobin Uo'daki EMF, işarete göre doğrudur:

Buradan şunu elde ederiz:

Bobin sisteminin tabanının ortasında orijine sahip Kartezyen koordinat sisteminde (bkz. Şekil 5), şunu elde ederiz:

Normalleştirilmiş koordinatları (1.14) tanıtarak şunları elde ederiz:

nerede K 4, formül (1.19) veya (1.24) ile hesaplanır.

3.1.4. pratik düşünceler

Duyarlılık metal dedektörü öncelikle sensörüne bağlıdır. Dikkate alınan sensör seçenekleri için hassasiyet (1.20) ve (1.33) formülleri ile belirlenir. Sensörün nesneye yönelimi, yuvarlanma açısı y açısından her durum için en uygun olduğunda, aynı K4 katsayısı ve normalleştirilmiş F (X, Y) ve G (X, Y) koordinatlarının işlevleri ile belirlenir. Karşılaştırma için, kare XO [-4.4], YO [-4.4], bu fonksiyonların modülleri, Şekil 12 ve Şekil 13'te logaritmik bir ölçekte bir aksonometrik bölüm seti olarak gösterilmektedir.

Gözünüze çarpan ilk şey, sensör bobinlerinin (0, + 1) ve (0, -1) konumlarının yakınındaki belirgin maksimumlardır. F (X, Y) ve G (X, Y) fonksiyonlarının maksimumları pratikte ilgi çekici değildir ve fonksiyonları karşılaştırma kolaylığı için 0 (dB) seviyesinde kesilir. Şekillerden ve F (X, Y) ve G (X, Y) fonksiyonlarının analizinden de, belirtilen karede F fonksiyonunun modülünün hemen hemen her yerde G fonksiyonunun modülünü biraz aştığı görülmektedir. karenin köşelerindeki en uzak noktalar ve F fonksiyonunun bir "dağ geçidi" olduğu X = 0 yakınlarındaki dar bir bölge hariç.

Bu fonksiyonların orijinden uzak asimptotik davranışı Y = 0'da gösterilebilir. F fonksiyonunun modülünün, x ^ (- 7) ile orantılı olarak mesafe ile azaldığı ve G - fonksiyonunun modülünün x ^ (- 6) ile orantılı olarak azaldığı ortaya çıktı. Ne yazık ki, G fonksiyonunun hassasiyet avantajı, yalnızca pratik aralığı aşan büyük mesafelerde ortaya çıkar.

Pirinç. 12. F (X, Y) fonksiyonunun grafiği.

13. G (X, Y) fonksiyonunun grafiği.

metal dedektörü. F ve G modüllerinin aynı değerleri X »4.25'te elde edilir.

F fonksiyonunun "dağ geçidi" büyük pratik öneme sahiptir. İlk olarak, dikey eksenli bobin sisteminin sensörünün, uzunlamasına ekseninde bulunan metal nesnelere karşı minimum (teorik olarak sıfır) duyarlılığa sahip olduğunu gösterir. Doğal olarak, bu öğeler aynı zamanda sensörün birçok öğesini de içerir. Sonuç olarak, onlardan yansıyan işe yaramaz sinyal, çapraz eksenli bobin sistemi sensöründen çok daha az olacaktır. Sonuncusu, sensörün metal elemanlarından yansıyan sinyalin, faydalı sinyali birkaç büyüklük sırası ile aşabileceği göz önüne alındığında çok önemlidir (bu elemanların sensör bobinlerine yakınlığından dolayı). Sensörün metal elemanlarından gelen işe yaramaz sinyalin telafi edilmesi zor değildir. Asıl zorluk, genellikle bu elemanların termal ve özellikle mekanik deformasyonlarından kaynaklanan bu sinyallerdeki en ufak değişikliklerde yatmaktadır. Bu en ufak değişiklikler, cihazın yanlış okumalarına veya yanlış alarmlarına yol açacak olan faydalı sinyal ile zaten karşılaştırılabilir olabilir.İkincisi, eğer bir metal dedektörü yardımıyla bir küçük nesne zaten tespit edilmişse, dikey eksenli bir bobin sisteminin , o zaman tam konumunun yönü, metal dedektör sinyalinin sıfır değeri ile nesneye uzunlamasına ekseninin tam oryantasyonu ile (rulo boyunca herhangi bir oryantasyon için) kolayca "izlenebilir". Arama sırasında sensörün "yakalanma" alanının birkaç metrekare olabileceği göz önüne alındığında, sistemin son kalitesidikey eksen bobin temaları pratikte oldukça kullanışlıdır (daha az gereksiz kazı).

F (X, Y) ve G (X, Y) fonksiyonlarının grafiklerinin bir sonraki özelliği, bobinlerin merkezlerinden geçen sıfır hassasiyetli dairesel bir "kraterin" varlığıdır (nokta merkezli birim yarıçaplı bir daire). (0,0)). Pratikte bu özellik, küçük nesnelere olan mesafeyi belirlemenizi sağlar. Sonlu bir mesafede yansıyan sinyalin kaybolduğu tespit edilirse (optimal bir yuvarlanma oryantasyonu ile), nesneye olan mesafe cihazın tabanının yarısıdır, yani L / 2 değeri.

Ayrıca, bobinlerin farklı karşılıklı düzenlenmesine sahip metal dedektörler için yuvarlanma açısı y ile ilgili yön şemalarının da farklı olduğuna dikkat edilmelidir. Şekil 14b, bobinlerin yakınında dikey eksenlere sahip ve Şekil 14a'da çapraz eksenlere sahip cihazın yön diyagramını göstermektedir. Açıkçası, daha az yuvarlanma ölü bölgesi ve daha az lob olduğu için ikinci diyagram daha çok tercih edilir.

Alıcı bobinde indüklenen voltajın metal dedektörü ve nesnenin parametrelerine bağımlılığını tahmin etmek için, K4 katsayısı için (1.19) ifadesini analiz etmek gerekir. Alıcı bobinde indüklenen voltaj (L / 2) ^ 6 ile orantılıdır. F ve G işlevlerinin argümanları da, düşüşü mesafenin 6. - 7. gücü ile meydana gelen L / 2 değerine normalleştirilir. Bu nedenle, bir ilk yaklaşım olarak, diğer tüm şeyler eşit olduğunda, bir metal dedektörünün hassasiyeti, tabanına bağlı değildir.

14. Bobin sistemlerinin rulo sensörleri için yön modelleri:

Çapraz akslarla (a)

Dikey eksenlerle (b).

analiz etmek için seçicilik metal dedektörü, yani farklı metal veya alaşımlardan yapılmış nesneleri ayırt etme yeteneği, (1.23) ifadesine başvurmalısınız. Dedektör, yansıyan sinyalin fazına göre nesneleri ayırt edebilir. Ben tipi cihazın çözünürlüğü içinyayan bobinin sinyal frekansı, nesnelerden yansıyan sinyalin fazı yaklaşık 45 ° olacak şekilde uygun şekilde seçilmelidir. Bu, ifadedeki (1.23) birinci terimin fazındaki olası değişiklikler aralığının ortasıdır ve orada faz-frekans karakteristiğinin dikliği maksimumdur. (1.23) ifadesindeki ikinci terimin sıfır olduğu varsayılır, çünkü arama yaparken öncelikle demir dışı metaller - ferromıknatıs olmayanlara göre seçicilikle ilgileniriz. Doğal olarak, sinyal frekansının optimal seçimi, amaçlanan nesnelerin tipik boyutunun bilgisini gerektirir. Hemen hemen tüm yabancı endüstriyel metal dedektörleri, bir madeni paranın boyutunu böyle bir boyut olarak kullanır. Optimum frekans:

Tipik bir madeni para çapı 25 (mm) ile hacmi yaklaşık 10 ^ (- 6) (m ^ 3)'tür, bu formül (1.25)'e göre yaklaşık 0,6 (cm) eşdeğer bir yarıçapa karşılık gelir. Bu nedenle, madeni para malzemesinin 20 (n0mCh m) iletkenliği ile yaklaşık 1 (kHz) optimal frekans değerini elde ederiz. Endüstriyel cihazlarda, frekans genellikle daha yüksektir (teknolojik nedenlerle).

3.1.5. sonuçlar

1. Yazara göre, hazineleri ve kalıntıları aramak için eksenleri birbirine dik bir bobin sistemi, çapraz eksenli bir bobin sisteminden daha tercih edilir. Diğer tüm şeyler eşit olduğunda, ilk sistem biraz daha yüksek hassasiyete sahiptir. Ek olarak, onun yardımıyla, tespit edilen nesnenin aranacağı tam yönü belirlemek ("yön bulmayı almak") çok daha kolaydır.

2. Dikkate alınan bobin sistemleri, yansıyan sinyali nesneye tabanın yarısına eşit bir mesafede sıfırlayarak küçük nesnelere olan mesafeyi tahmin etmeyi mümkün kılan önemli bir özelliğe sahiptir.

3. Diğer her şey eşit olduğunda (bobin dönüşlerinin boyutu ve sayısı, alma yolunun hassasiyeti, yayan bobindeki akım değeri ve frekansı), metal dedektörünün "gönder-al" ilkesine göre duyarlılığı pratikte bağlı değildir. tabanında, yani bobinler arasındaki mesafede.

3.2 ÇIKARMA METAL DEDEKTÖRÜ

"Beat metal dedektörü" terimi, ilk süperheterodin alıcıların günlerinden beri radyo mühendisliğinde benimsenen terminolojinin bir yankısıdır. Vuruşlar, yakın frekanslara ve yaklaşık olarak aynı genliğe sahip iki periyodik sinyal eklendiğinde en belirgin şekilde ortaya çıkan ve toplam sinyalin genliğinin titreşiminden oluşan bir olgudur. Dalgalanma frekansı, eklenen iki sinyalin frekansları arasındaki farka eşittir. Böyle bir titreşimli sinyalin bir redresörden (dedektör) geçirilmesiyle, fark frekansı sinyali izole edilebilir. Bu devre uzun süredir gelenekseldi, ancak şu anda, senkron dedektörlerin geliştirilmesi nedeniyle, "dayak" terimi bu güne kadar kalmasına rağmen, genellikle radyo mühendisliğinde veya metal dedektörlerinde kullanılmamaktadır.

3.2.1. Çalışma prensibi

Bir metal dedektörünün vuruşlar üzerinde çalışma prensibi çok basittir ve biri frekans kararlı olan ve diğeri bir sensör içeren iki jeneratörden frekans farkının kaydedilmesini içerir - frekans ayar devresinde bir endüktans bobini. Cihaz, sensörün yakınında metal olmaması durumunda, iki jeneratörün frekansları çakışacak veya değer olarak çok yakın olacak şekilde ayarlanır. Sensörün yakınında metal bulunması, parametrelerinde bir değişikliğe ve sonuç olarak ilgili jeneratörün frekansında bir değişikliğe yol açar. Bu değişiklik genellikle çok küçüktür, ancak iki jeneratör arasındaki frekans farkındaki değişiklik zaten önemlidir ve kolayca tespit edilebilir.

Frekans farkı, fark frekans sinyalinin kulaklık veya hoparlör aracılığıyla dinlendiği en basitinden, frekansı ölçmek için dijital yöntemlere kadar çeşitli şekillerde kaydedilebilir.

3.2.2. teorik düşünceler

Bir bobinden oluşan bir metal dedektörünün vuruş dedektörüne daha yakından bakalım (bkz. Şekil 15).

Pirinç. 15. Tek bobinli metal dedektörün bir nesne ile etkileşimi.

Bobinin merkezindeki manyetik indüksiyon:

nerede PM - bobin akımı I, R0 tarafından oluşturulan manyetik moment - bobin yarıçapı, S - bobin alanı.

İletken ve/veya ferromanyetik bir nesne ile etkileşim nedeniyle ek bir endüksiyon bileşeni ortaya çıkar. Görünüş mekanizması, "iletim - alım" ilkesine göre daha önce düşünülen bir metal dedektörü durumunda olduğu gibi tamamen aynı olduğundan, önceki bölümün sonuçlarını kullanabilir ve ek indüksiyon bileşeni için yazabilirsiniz:

nerede K 1 - formül (1.8), (1.9) veya (1.23) ile hesaplanan katsayı.

K1 katsayısı karmaşık bir fonksiyon olduğundan, indüksiyondaki nispi değişim Laplace operatörünün bir fonksiyonu olarak gösterilebilir:

Böylece, metal dedektör sensörünün bobininin empedansı (telin omik direncini ve dönüşten dönüş kapasitansını hesaba katmadan) şu şekilde temsil edilebilir:

burada L, nesnenin etkisi olmadan bobinin endüktansıdır.

Bobinin empedansı, nesnenin etkisi altında değişir. Vuruşlardaki metal dedektörlerinde bu değişiklik, sensör bobini ve kondansatörün oluşturduğu salınımlı LC devresinin rezonans frekansındaki değişiklik ile değerlendirilir.

3.2.3. pratik düşünceler

Duyarlılık bir metal dedektörünün vuruşlardaki değeri (1.36) - (1.38) ifadeleriyle belirlenir ve ayrıca sensörün empedansındaki değişikliği frekansa dönüştürme parametrelerine bağlıdır. Daha önce belirtildiği gibi, dönüşüm genellikle bir frekans ayar devresinde bir sabit osilatörün ve bir sensör bobinli bir osilatörün fark frekansının elde edilmesinden oluşur. Bu nedenle, bu jeneratörlerin frekansları ne kadar yüksek olursa, sensörün yakınında metal bir hedefin görünümüne yanıt olarak frekans farkı o kadar büyük olur. Küçük frekans sapmalarının kaydı zordur. Böylece, kulak yoluyla, en az 10 (Hz)'lik bir ton sinyali frekansı kaymasını güvenle kaydedebilirsiniz. Görsel olarak, LED'i yanıp sönerek en az 1 (Hz)'lik bir frekans kayması kaydedebilirsiniz. Diğer yollardakayıt ve daha küçük bir frekans farkı elde etmek mümkündür, ancak bu kayıt, her zaman gerçek zamanlı olarak çalışan metal dedektörleri için kabul edilemez olan önemli bir süre gerektirecektir.

Optimumdan (1,34) çok uzak olan bu tür frekanslardaki metaller için seçicilik çok zayıftır. Ek olarak, jeneratörün frekans kaymasından fazı belirleyin yansıyan sinyal neredeyse imkansızdır. Bu yüzden seçicilik metal dedektöründe vuruş yok.

Uygulama için olumlu bir yön, sensörün tasarımının basitliği ve dayak metal dedektörünün elektronik kısmıdır. Böyle bir cihaz çok kompakt olabilir. Daha hassas bir cihaz tarafından bir şey algılandığında kullanılması uygundur. Keşfedilen nesne küçükse ve zeminde yeterince derinse, kazılar sırasında "kaybolabilir", hareket edebilir. Hacimli hassas bir metal dedektörü ile kazı alanına birçok kez "bakmamak" için, son aşamada, nesnenin yerini daha doğru bir şekilde bulabilen kompakt bir kısa menzilli cihazla ilerlemelerini kontrol etmek tavsiye edilir. .

3.2.4. sonuçlar

1 . Vuruş dedektörleri, verici-alıcı metal dedektörlerinden daha az hassastır.

2. Metal türleri için seçicilik yoktur.

3.3. TEK BOBİNLİ İNDÜKSİYON METAL DEDEKTÖRÜ

3.3.1. Çalışma prensibi

Bu tip metal dedektörleri adına "indüksiyon" kelimesi, "indüksiyon" (lat.) - rehberlik kelimesinin anlamını hatırlarsak, çalışma prensibini tam olarak ortaya koymaktadır. Bu tip cihaz, sensörün bir parçası olarak alternatif bir sinyalle uyarılan herhangi bir uygun biçimde bir bobine sahiptir. Sensörün yakınında metal bir nesnenin görünümü, bobinde ek bir elektrik sinyali "indükleyen" bir yansıyan (yeniden yayılan sinyal) görünümüne neden olur. Sadece bu ek sinyali seçmek için kalır.

İndüksiyon tipi metal dedektörü, esas olarak "ilet-al" ilkesine dayanan cihazların ana dezavantajı - sensör tasarımının karmaşıklığı nedeniyle yaşam hakkını aldı. Bu karmaşıklık, ya sensörün imalatının yüksek maliyetine ve zahmetine ya da hareket sırasında yanlış sinyallerin ortaya çıkmasına ve cihazın hassasiyetinin azalmasına neden olan yetersiz mekanik sertliğine yol açar. "İletim-alma" ilkesi temelinde cihazlardan bu dezavantajı ortadan kaldırma hedefini kendinize belirlerseniz, olağandışı bir sonuca varabilirsiniz - bir metal dedektörünün yayıcı ve alıcı bobinleri bir araya getirilmelidir! Aslında, bir bobinin diğerine göre çok istenmeyen hareketleri ve bükülmeleri bu durumda yoktur, çünkü sadece bir bobin vardır ve hem yayma hem de almadır. Sensörün aşırı basitliği de belirgindir. Bu avantajlar için ödenmesi gereken bedel, yararlı dönüş sinyalini yayan/alıcı bobinin çok daha büyük uyarma sinyalinden izole etme ihtiyacıdır.

Giriş bölümünün şematik diyagramı

Yansıyan sinyali, sensör bobininde bulunan elektrik sinyalinden, yakınında metal yokken bobindeki sinyalle aynı şekil, frekans, faz ve genlikte bir sinyal çıkararak ayırmak mümkündür. Bunun yollardan biriyle nasıl uygulanabileceği Şekil 1'de bir blok diyagram şeklinde gösterilmektedir. 16.

Şekil 16. Endüksiyon metal dedektörünün giriş ünitesinin blok şeması

Jeneratör, sabit genlik ve frekans ile sinüzoidal bir alternatif voltaj üretir. "Gerilim-akım" dönüştürücüsü (PNT), jeneratör voltajını Ug bir akım Ig'sine dönüştürür , sensörün salınım devresinde ayarlanır. Salınım devresi, bir kapasitör C ve sensörün bir bobini L'den oluşur. Rezonans frekansı, jeneratör frekansına eşittir. PNT'nin dönüşüm faktörü, salınım devresi Ud'nin voltajı, jeneratörün Ug voltajına eşit olacak şekilde seçilir (sensörün yakınında metal yokluğunda). Böylece, toplayıcı aynı genliğe sahip iki sinyali çıkarır ve çıkış sinyali - çıkarmanın sonucu - sıfıra eşittir. Sensörün yanında bir metal göründüğünde, yansıyan bir sinyal belirir (başka bir deyişle, sensör bobininin parametreleri değişir) ve bu, salınım devresi Ud'nin voltajında ​​bir değişikliğe yol açar. Çıkış, sıfırdan farklı bir sinyal gibi görünüyor.

Şekil 16, söz konusu tipteki metal dedektörlerinin giriş kısmının şemalarından birinin en basit versiyonunu en basit olarak göstermektedir. Bu devrede PNT yerine prensipte akım ayarlı bir direnç kullanmak mümkündür. Sensör bobinini açmak için çeşitli köprü devreleri, evirici ve evirici olmayan girişler için farklı transfer oranlarına sahip toplayıcılar, salınım devresinin kısmi aktivasyonu vb. kullanılabilir. vesaire.

Şek. Şekil 16'da sensör olarak bir salınım devresi kullanılmıştır. Bu, basitlik için, Ug ve Ud sinyalleri arasında sıfır faz kayması elde etmek için yapılır (devre rezonansa ayarlanmıştır). Salınım devresini, rezonansa ince ayar yapma ihtiyacı ile bırakabilir ve PNT yükü olarak yalnızca sensör bobinini kullanabilirsiniz. Bununla birlikte, PNT yükünün endüktif yapısından kaynaklanan faz kaymasını yaklaşık 90 ° düzeltmek için bu durum için PNT kazancı karmaşık olmalıdır.

3.3.2. teorik düşünceler

Daha önce belirtildiği gibi, endüksiyon tipi metal dedektörü, verici ve alıcı bobinler çakıştığında "gönderme-alma" ilkesine dayanan bir metal dedektörünün belirli bir sınırlayıcı durumu olarak temsil edilebilir. Bu nedenle, Bölüm 1.1'deki sonuçların çoğu indüksiyon tipi metal dedektörü için kullanılabilir. Ek olarak, bir endüksiyon metal dedektörü, yalnızca yansıyan sinyali kaydetme yönteminde, bir metal dedektöründen farklıdır, bu nedenle, Bölüm 1.2'nin bazı sonuçları, endüksiyon tipi bir cihaz için de geçerli olacaktır.

İndüksiyon tipi metal dedektör bobininin metal bir nesne ile etkileşimi Şekil 15'te gösterilebilir. Yansıyan sinyal, manyetik alan indüksiyonunun (1.36) büyüklüğü ile tahmin edilebilir. "İletim-alma" ilkesine dayalı cihazlardan farklı olarak, varsayım (1.3) altında yansıyan sinyalin büyüklüğü yalnızca nesne ile sensör arasındaki mesafeye bağlıdır ve sensörün nesneye yönelimine bağlı değildir.

Yansıyan sinyal tarafından sensör bobininde indüklenen ilave voltaj, yansıyan sinyalin indüksiyonunun (1.36)'ya eşit olduğu formül (1.17) ile hesaplanır. İşareti hesaba katmadan bu voltaj:

p, Laplace operatörüdür, ben - bobindeki akım, r, sensör ile nesne arasındaki mesafedir, S, bobinin alanıdır, N, dönüş sayısıdır, R, nesnenin eşdeğer yarıçapıdır, KS - formül (1.23) ile hesaplanan katsayı.

3.3.3. pratik düşünceler

Cihazın (1.39) formülüne göre metal bir nesneye verdiği voltaj tepkisi, mesafenin altıncı kuvveti ile ters orantılıdır. Yani, "gönder-al" ilkesine göre metal dedektörlerininkiyle pratik olarak aynıdır. Yansıyan sinyali kaydetme prensibi benzerdir. Bu nedenle teorik duyarlılık bir endüksiyon metal dedektörü, verici-alıcı enstrümanlarla aynıdır.

hakkında teorik düşünceler seçicilik,"Gönder-al" ilkesine göre bir metal dedektörü için bölüm 1.1'de verilenler, bir endüksiyon metal dedektörü için de geçerlidir. Seçicilik, faydalı yansıyan sinyalin voltajı için formül (1.39)'da yer alan katsayı (1.23) ile belirlenir.

Tasarım özelliklerinden not edilmelidir tasarımın sadeliği metal dedektörü sensörü. Yukarıda bahsedildiği gibi basitliğin bedeli, metal dedektörü sensör bobininin büyük bir elektriksel uyarma sinyalinin arka planına karşı küçük bir faydalı sinyalin izole edilmesi ihtiyacıdır. Bu sinyallerin genliklerinin oranının 105 ... 106'ya ulaşabileceğini hesaba katarsak, o zaman açıktır ki, pratik, bu oldukça çözülebilir bir görev olmasına rağmen kolay değildir. karmaşıklık Bu sorunun çözümü, metal dedektör sensörünün bobininin sadece yansıyan faydalı sinyale değil, aynı zamanda parametrelerindeki herhangi bir değişikliğe de tepki vermesi gerçeğinde yatmaktadır. Neyse ki, bir indüksiyon metal dedektörünün mekanik deformasyona duyarlılığı, ileten-alıcı enstrümanlarınkinden çok daha düşüktür. Bununla birlikte, indüksiyon metal dedektörüne özgü sensörün sıcaklık duyarlılığı sorunu ortaya çıkmaktadır. Gerçek şu ki, sensör bobininin sarıldığı telin (genellikle bakır) omik direnci, artan sıcaklıkla neredeyse doğrusal olarak büyür. Kaçınılmaz sıcaklık dalgalanmalarının neden olduğu sensör empedansı ve voltajındaki bu nispeten yavaş değişiklikler kendi başlarına çok küçüktür, ancak istenen sinyalinkiyle karşılaştırılabilir veya hatta ondan daha büyüktür. Bu nedenle, metal dedektör sensörünün bobininin empedansının sıcaklık kaymasını telafi etme sorunu acil hale gelir.

3.4. DİĞER METAL DEDEKTÖR TÜRLERİ

Bazı metal dedektörlerinin eksiklikleri ve sınırlamaları ile tanıştıktan sonra bir kişide ortaya çıkan ilk soru, yaklaşık olarak şöyledir: "Metal nesnelerin uzaktan tespiti için bunlara dayanan başka hangi ilkeler ve cihazlar var?" Soru mantıklı, ancak aşağıda verilen cevap muhtemelen meraklı okuyucuyu pek memnun etmeyecektir.

Darbe metal dedektörleri

Daha önce tartışılan üç tip elektronik metal dedektöründe, yansıyan sinyal yayılandan ayrılır. ya geometrik olarak - alıcı ve yayan bobinlerin göreceli konumu nedeniyle veya özel tazminat şemaları kullanılarak. Açıktır ki, yayılan ve yansıyan sinyalleri ayırmanın geçici bir yöntemi olabilir. Bu yöntem, örneğin darbeli eko ve radarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Konumlandırma sırasında, yansıyan sinyalin gecikme mekanizması, sinyalin nesneye ve geriye doğru önemli yayılma süresinden kaynaklanmaktadır. Ancak metal dedektörlerine uygulandığı gibi, iletken bir nesnede kendi kendine indüksiyon olgusu da böyle bir mekanizma olabilir. Bir manyetik endüksiyon darbesine maruz kaldıktan sonra, iletken nesnede sönümlü bir akım darbesi ortaya çıkar ve zaman gecikmeli yansıyan bir sinyale neden olan kendi kendine endüksiyon olgusu nedeniyle bir süre korunur. Böylece, daha önce bölüm yöntemiyle ele alınanlardan temelde farklı olan başka bir metal dedektör şeması önerilebilir.sinyaller. Böyle bir metal dedektörüne dürtü denir. Bir akım darbe üreteci, alıcı ve verici bobinler, bir anahtarlama cihazı ve bir sinyal işleme ünitesinden oluşur.

Akım darbe üreteci, manyetik indüksiyon darbelerine dönüştürüldüğü yayan bobine giren kısa milisaniyelik akım darbeleri üretir. Yayan bobin - puls üretecinin yükü belirgin bir endüktif karaktere sahip olduğundan, jeneratörün puls cephelerinde voltaj dalgalanmaları şeklinde aşırı yükler meydana gelir. Bu tür patlamalar genlik olarak yüzlerce (!) Volt'a ulaşabilir, ancak koruyucu sınırlayıcıların kullanılması kabul edilemez, çünkü bu akım darbesinin ve manyetik indüksiyonun önünde bir gecikmeye yol açacaktır ve sonuçta yansıyan sinyalin ayrılmasını zorlaştıracaktır. sinyal.

Alıcı ve verici bobinler, yayılan sinyalin alıcı bobine doğrudan nüfuzu ve yansıyan sinyalin üzerindeki etkisi zaman içinde ayrıldığından, oldukça keyfi olarak birbirine göre yerleştirilebilir. Prensipte, bir bobin hem alıcı hem de verici olarak hareket edebilir, ancak bu durumda akım darbe üretecinin yüksek voltajlı çıkış devrelerini ve hassas giriş devrelerini ayırmak çok daha zor olacaktır.

Anahtarlama cihazı, yayılan ve yansıyan sinyallerin yukarıda belirtilen ayrımını gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır. Yayıcı bobindeki akım darbesinin süresi, bobinin deşarj süresi ve kısa devrenin olduğu süre ile belirlenen belirli bir süre için cihazın giriş devrelerini bloke eder.toprak gibi büyük, zayıf iletken nesnelerden tepkileri. Bu süre geçtikten sonra, anahtarlama cihazı, alıcı bobinden işlem birimine engelsiz sinyal iletimini sağlamalıdır. sinyal.

Sinyal işleme ünitesi, giriş elektrik sinyalini insan algısına uygun bir forma dönüştürmek için tasarlanmıştır. Diğer metal dedektör türlerinde kullanılan çözümlere göre tasarlanabilir.

Darbeli metal dedektörlerinin dezavantajları, pratikte nesnelerin metal türüne göre ayrımını gerçekleştirmenin zorluğu, yüksek genlikli akım ve voltaj darbeleri üretmek ve değiştirmek için ekipmanın karmaşıklığı ve yüksek düzeyde radyo paraziti içerir.

manyetometreler

Manyetometreler, bir manyetik alanın parametrelerini (örneğin, manyetik indüksiyon vektörünün modülü veya bileşenleri) ölçmek için tasarlanmış kapsamlı bir alet grubudur. Manyetometrelerin metal dedektörleri olarak kullanımı, demir gibi ferromanyetik malzemeler tarafından Dünya'nın doğal manyetik alanının yerel olarak bozulması olgusuna dayanmaktadır. Bir manyetometre yardımıyla, belirli bir alan için olağan olan Dünya alanının manyetik indüksiyon vektörünün modülünden veya yönünden bir sapma keşfettikten sonra, belirli bir manyetik homojensizliğin (anomali) varlığı hakkında güvenle iddia edilebilir. bir demir nesneden kaynaklanabilir.

Daha önce düşünülen metal dedektörleriyle karşılaştırıldığında, manyetometreler çok daha geniş bir aralığa sahiptir. demir nesneleri tespit etmek. Bir manyetometre yardımıyla, bir bottan 1 (m) ve bir arabadan - 10 (m) mesafede küçük ayakkabı çivileri kaydetmenin mümkün olduğunu bilmek çok etkileyici! Böyle uzun bir algılama aralığı, Dünya'nın homojen manyetik alanının, manyetometreler için geleneksel metal dedektörlerinin yayılan alanına benzer olması gerçeğiyle açıklanır, bu nedenle cihazın bir demir nesneye yanıtı altıncı ile ters orantılı değildir, ancak uzaklığın üçüncü kuvvetine.

Manyetometrelerin temel dezavantajı, demir dışı metallerden yapılmış nesnelerin yardımlarıyla tespit edilememesidir. Ayrıca sadece demirle ilgilensek bile manyetometrelerin arama yapmak için kullanılması zordur. Birincisi, doğada çeşitli ölçeklerde (bireysel mineraller, maden yatakları, vb.) çok çeşitli doğal manyetik anomaliler vardır.İkincisi, manyetometreler genellikle hacimlidir ve hareket halinde çalışmak üzere tasarlanmamıştır.

Hazineleri ve kalıntıları ararken manyetometrelerin yararsızlığını göstermek için aşağıdaki örnek verilebilir. Esasen en basit manyetometre olan sıradan bir pusula kullanarak, kendi içinde iyi bir sonuç olan yaklaşık 0,5 (m) mesafede sıradan bir demir kova kaydedebilirsiniz. Ancak (!), Gerçek koşullarda yeraltına gizlenmiş aynı kovayı bulmak için bir pusula kullanmayı deneyin!

Radarlar

Modern radarların yardımıyla, uçak gibi bir nesneyi birkaç yüz kilometre mesafeden tespit etmenin mümkün olduğu iyi bilinen bir gerçektir. Soru ortaya çıkıyor: modern elektronikler, algılama aralığında modern sabit radarlardan çok daha düşük olsa da, ancak ilgilendiğimiz nesneleri tespit etmemize izin verse de, kompakt bir cihaz oluşturmaya gerçekten izin vermiyor mu (kitabın başlığına bakın)? Cevap, bu tür cihazları tanımlayan bir dizi yayındır.

Onlar için tipik olan, modern mikrodalga mikroelektronik başarılarının kullanılması, alınan sinyalin bilgisayarla işlenmesidir. Modern yüksek teknolojilerin kullanımı, bu cihazların bağımsız olarak üretilmesini pratik olarak imkansız hale getirir. Ayrıca büyük boyutları henüz sahada yaygın olarak kullanılmasına izin vermemektedir.

Radarların avantajları, temelde daha yüksek bir algılama aralığını içerir, kaba bir yaklaşımda yansıyan sinyal, geometrik optik yasalarına uyduğu kabul edilebilir ve zayıflaması altıncı veya hatta üçüncü ile değil, yalnızca mesafenin ikinci gücüyle orantılıdır. .

3.3.4. sonuçlar

1. İndüksiyon metal dedektörleri, metal dedektörlerinin "gönder-al" ilkesine göre yüksek hassasiyet ve seçiciliğini ve metal dedektörlerinin vuruş sensörünün tasarımının basitliğini birleştirir.

2. Metal dedektörü sensör bobininin parametrelerinin sıcaklık kaymasını telafi etme sorunu acil hale geliyor.

Önerilen metal dedektörü, nispeten büyük nesneleri "uzaktan" aramak için tasarlanmıştır. Metal türleri için bir ayrımcı olmadan en basit şemaya göre monte edilir. Cihazın üretimi kolaydır.

Algılama derinliği:

• tabanca - 0,5 m;
• kask -1 m;
• kova - 1,5 m.

yapısal şema

Blok diyagram, Şekil 2'de gösterilmektedir. 4. Birkaç fonksiyonel bloktan oluşur.

Pirinç. 4. "İletim-alma" ilkesine dayalı bir metal dedektörünün blok şeması

Bunu ortadan kaldırmak için bir tazminat planı tasarlanmıştır. Çalışmasının anlamı, çıkış salınım devresinden gelen sinyalin bir kısmının, metal nesnelerin yokluğunda senkron dedektörün çıkış sinyalini en aza indirgemek (ideal olarak, sıfıra getirmek) için alıcı amplifikatörün sinyaline karıştırılmasıdır. sensörün yanında. Dengeleme devresi, bir ayar potansiyometresi kullanılarak ayarlanır.

Senkron dedektör, alıcı amplifikatörün çıkışından gelen faydalı alternatif sinyali sabit bir sinyale dönüştürür. Senkron dedektörün önemli bir özelliği, yararlı sinyali genlik olarak önemli ölçüde aşan bir gürültü ve parazit arka planına karşı yararlı bir sinyali izole etme yeteneğidir. Senkron dedektör referans sinyali, sinyali ilk çıkışa göre 90 ° faz dışı olan halka sayacının ikinci çıkışından alınır. Hem alıcı bobinin çıkışında hem de senkron dedektörün çıkışında faydalı sinyalin dinamik varyasyon aralığı çok geniştir. Gösterge cihazının - bir işaret cihazı veya bir ses göstergesinin - hem çok zayıf sinyalleri hem de çok (örneğin 100 kat) daha güçlü sinyalleri eşit derecede iyi kaydetmesi için, dinamik aralığı sıkıştıran bir cihaza sahip olmak gereklidir. cihaz. Böyle bir cihaz, genlik özelliği logaritmik olana yaklaşan doğrusal olmayan bir amplifikatördür. Doğrusal olmayan amplifikatörün çıkışına bir komparatör bağlanır.

Gösterge ses sinyalinin oluşumu bir minimum sınırlayıcı ile başlar, yani. küçük sinyaller için ölü bölge içeren bir blok. Bu, ses göstergesinin yalnızca belirli bir genlik eşiğini aşan sinyaller için açıldığı anlamına gelir. Bu nedenle, esas olarak cihazın hareketi ve mekanik deformasyonları ile ilişkili zayıf sinyaller, işitmeyi tahriş etmez. Ses göstergesinin referans sinyalinin üreteci, 8 Hz'lik bir tekrarlama oranı ile 2 kHz frekanslı dikdörtgen darbe paketleri üretir. Dengeli bir modülatör kullanılarak, bu referans sinyali minimumda sınırlayıcının çıkış sinyali ile çarpılır, böylece istenen şekil ve genlikte bir sinyal oluşturulur. Piezo-yayıcının yükselticisi, akustik dönüştürücüye - piezo-yayıcıya beslenen sinyalin genliğini arttırır.

Şematik diyagram

Pirinç. 5. "İletim-alma" ilkesine göre metal dedektörünün giriş bloğunun şematik diyagramı (büyütmek için tıklayın)

Jeneratör

Jeneratör, 2I-NOT D1.1-D1.4 mantıksal elemanlarına monte edilmiştir. Jeneratörün frekansı, 215 Hz "32 kHz (" saat kristali") rezonans frekansına sahip bir kuvars veya piezoseramik rezonatör Q tarafından stabilize edilir. R1C1 devresi, jeneratörün daha yüksek harmoniklerde uyarılmasını önler. Direnç R2, OOS devresini kapatır , rezonatör Q aracılığıyla - PIC devresi Jeneratör basittir, güç kaynağından düşük akım tüketimi, 3 ... 15 V besleme voltajında ​​güvenilir şekilde çalışır, kırpma elemanları ve aşırı yüksek direnç dirençleri içermez. jeneratörün çıkış frekansı yaklaşık 32 kHz'dir.

Halka sayacı

Halka sayacın iki işlevi vardır. İlk olarak, osilatör frekansını 8 kHz'lik bir frekansa kadar 4'e böler. İkinci olarak, birbirine göre 90 ° faz dışı iki sinyal üretir. Bir sinyal, bir yayıcı bobin ile bir salınım devresini uyarmak için kullanılır, diğeri ise bir senkron dedektör için referans sinyali olarak kullanılır. Halka sayacı, halka boyunca sinyal inversiyonu ile bir halka içinde kapatılmış iki D-flip-flop D2.1 ve D2.2'den oluşur. Saat sinyali her iki parmak arası terlik için ortaktır. Birinci flip-flop D2.1'den gelen herhangi bir çıktı, ikinci flip-flop D2.2'den gelen herhangi bir çıktıya göre faz kaymalı artı veya eksi çeyrek periyottur (yani 90 °).

amplifikatör

Güç amplifikatörü, bir işlemsel amplifikatör (OA) D3.1 üzerine monte edilmiştir. L1C2 elemanları tarafından yayılan bir bobine sahip bir salınım devresi oluşturulur. İndüktörün parametreleri tabloda verilmiştir. 2. Sargı telinin markası - PELSHO 0.44.

Tablo 2. Sensör endüktans bobinlerinin parametreleri

Amplifikatörün OC devresinde, çıkış salınım devresi, yayılan bobin L1'in 50. dönüşündeki dal nedeniyle sadece% 25 oranında açılır. Bu, bobindeki akımın genliğini, C2 hassas kapasitörünün kapasitansının kabul edilebilir bir değeri ile artırmanıza izin verir.

Bobindeki alternatif akımın değeri, direnç R3 tarafından ayarlanır. Bu direnç minimum bir değere sahip olmalıdır, ancak güç amplifikatörünün op-amp'i, çıkış sinyalini akımla (40 mA'dan fazla olmayan) sınırlama moduna girmeyecek şekilde veya - bu, büyük olasılıkla önerilen parametrelerle indüktör L1'in - voltajla (akü voltajı ± 4,5 V ile en fazla ± 3 , 5 V). Herhangi bir sınırlama modu olmadığından emin olmak için op-amp D3.1'in çıkışındaki dalga formunu bir osiloskop ile kontrol etmek yeterlidir. Amplifikatörün normal çalışması sırasında, çıkışta sinüs dalgasına yakın bir sinyal bulunmalıdır. Sinüzoid dalgaların tepeleri düzgün olmalı ve kesilmemelidir. OA düzeltme devresi D3.1, 33 pF kapasiteli bir düzeltme kapasitörü C3'ten oluşur.

alıcı amplifikatör

Alıcı amplifikatör iki aşamalıdır. İlk aşama op-amp D5.1'de yapılır. Tutarlı voltaj geri beslemesi nedeniyle yüksek giriş empedansına sahiptir. Bu, L2C5 salınım devresinin amplifikatörün giriş empedansı ile şöntlenmesinden kaynaklanan faydalı sinyal kaybını ortadan kaldırır. İlk aşamanın voltaj kazancı: Ku = (R9 / R8) + 1 = 34. Op-amp D5.1'in düzeltme devresi, 33 pF kapasiteli bir düzeltme kapasitörü C6'dan oluşur.

Alıcı amplifikatörün ikinci aşaması, paralel voltaj geri beslemeli bir op-amp D5.2'ye dayanmaktadır. İkinci aşamanın giriş empedansı: Rin = R10 = 10 kOhm - sinyal kaynağının düşük empedansı nedeniyle ilki kadar kritik değil. Engelleme kapasitörü C7, yalnızca amplifikatör aşamalarında statik hatanın birikmesini engellemekle kalmaz, aynı zamanda faz yanıtını da düzeltir. Kondansatörün kapasitansı, C7R10 devresi tarafından 8 kHz çalışma frekansında oluşturulan faz ilerlemesi, D5.1 ve D5.2 op-amp'lerinin sonlu hızının neden olduğu faz gecikmesini telafi edecek şekilde seçilir.

Alıcı amplifikatörün ikinci aşaması, devresi nedeniyle, kompanzasyon devresinden gelen sinyali direnç R11 üzerinden toplamayı (karıştırmayı) kolaylaştırır. Kullanışlı sinyalin voltajı için ikinci aşamanın kazancı: Ku = - R12 / R10 = -33 ve dengeleyici sinyalin voltajı için: Kuk = - R12 / R11 = - 4. Op düzeltme devresi -amp D5.2, 33 pF kapasiteli bir C8 düzeltme kapasitöründen oluşur ...

stabilizasyon devresi

Kompanzasyon devresi OA D3.2 üzerinde yapılmıştır ve Ku = - R7 / R5 = -1 olan bir invertördür. Ayar potansiyometresi R6, bu invertörün giriş ve çıkışı arasına bağlanır ve op-amp D3.1'in çıkış voltajından [-1, + 1] aralığındaki bir sinyali kaldırmanıza izin verir. Dengeleme devresinin ayar potansiyometresinin R6 kaydırıcısından gelen çıkış sinyali, alıcı amplifikatörün ikinci aşamasının dengeleme girişine (direnç R11'e) beslenir.

Potansiyometre R6'yı ayarlayarak, senkron dedektörün çıkışında, alıcı bobine giren istenmeyen sinyalin yaklaşık olarak telafisine karşılık gelen bir sıfır değeri elde ederler. OA düzeltme devresi D3.2, 33 pF kapasiteli bir C4 düzeltme kapasitöründen oluşur.

senkron dedektör

Senkron dedektör, dengeli bir modülatör, bir entegre devre ve bir sabit sinyal yükselticisinden (DCA) oluşur. Dengeli modülatör, hem kontrol ayrık kapılar hem de analog anahtarlar olarak tamamlayıcı alan etkili transistörlerle entegre teknolojiye göre yapılan çok işlevli bir anahtar D4 temelinde uygulanır. Anahtar bir analog anahtar görevi görür. 8 kHz'lik bir frekansla, R13 ve R14 dirençlerinden ve C10 kondansatöründen oluşan entegre devrenin "üçgeninin" çıkışlarını ortak veriyoluna dönüşümlü olarak kapatır. Referans frekans sinyali, halka sayacının çıkışlarından birinden dengeli modülatöre beslenir.

Entegrasyon devresinin "üçgeninin" girişine giden sinyal, alıcı amplifikatörün çıkışından C9 engelleme kapasitöründen gelir. Entegrasyon devresinin zaman sabiti t = R13 * C10 = R14 * C10'dur. Bir yandan, gürültü ve parazitin etkisini mümkün olduğunca azaltmak için mümkün olduğu kadar büyük olmalıdır. Öte yandan, entegre devrenin ataleti, yararlı sinyalin genliğinde hızlı değişikliklerin izlenmesini engellediğinde belirli bir sınırı aşmamalıdır.

Yararlı sinyalin genliğinde en yüksek değişim oranı, metal dedektör sensörü bir metal nesneye göre hareket ettiğinde bu değişimin (kararlı durum değerinden maksimum sapmaya kadar) meydana gelebileceği belirli bir minimum süre ile karakterize edilebilir. Açıktır ki, faydalı sinyalin genliğindeki maksimum değişim oranı, sensörün maksimum hızında gözlemlenecektir. Sensörün çubuk üzerindeki "sarkaç" hareketi için 5 m/s'ye ulaşabilir. Yararlı sinyalin genliğinde meydana gelen değişimin süresi, sensör tabanının hareket hızına oranı olarak tahmin edilebilir. Sensör tabanının minimum değerini 0,2 m'ye eşitleyerek, 40 ms'lik faydalı sinyalin genliğini değiştirmek için minimum süreyi elde ederiz. Bu, R13, R14 dirençleri ve C10 kapasitörlerinin seçilen değerleri için entegre devrenin zaman sabitinden birkaç kat daha fazladır. Sonuç olarak, entegre devrenin ataleti, metal dedektör sensöründen gelen faydalı sinyalin genliğinde olası tüm değişikliklerin en hızlısının bile dinamiklerini bozmaz.

Entegre devrenin çıkış sinyali CU kondansatöründen alınır. İkincisinin "kayan potansiyeller" altında her iki plakası da olduğundan, UPS, D6 op-amp'ine dayalı bir diferansiyel amplifikatördür. Sabit sinyali yükseltmeye ek olarak, UPS, senkron dedektörün çıkışında, esas olarak dengeli modülatörün kusuruyla ilişkili istenmeyen yüksek frekanslı bileşenleri ek olarak azaltan bir alçak geçiren filtre (LPF) işlevini yerine getirir. .

LPF, C11, C13 kapasitörleri sayesinde gerçekleştirilir. Metal dedektörün diğer birimlerinden farklı olarak, UPS'in parametrelerindeki OA'sı, hassas OA'ya yakın olmalıdır. Her şeyden önce, bu giriş akımının büyüklüğünü, öngerilim geriliminin büyüklüğünü ve öngerilim geriliminin sıcaklık kaymasının büyüklüğünü ifade eder. İyi parametreleri ve göreceli kullanılabilirliği birleştiren iyi bir seçenek, K140UD14 tipi op amp (veya KR140UD1408)'dir. Op-amp D6 düzeltme devresi, 33pF düzeltme kondansatörü C12'den oluşur.

Doğrusal olmayan amplifikatör

Doğrusal olmayan amplifikatör, doğrusal olmayan bir geri besleme voltajına sahip bir op-amp D7.1'e dayanmaktadır. Doğrusal olmayan OOS, VD1-VD8 diyotları ve R20-R24 dirençlerinden oluşan iki kutuplu bir cihaz tarafından uygulanır. Doğrusal olmayan amplifikatörün genlik özelliği, logaritmik olana yaklaşır. Her polarite için dört kesme noktası ile logaritmik bir ilişkinin parçalı doğrusal bir yaklaşımıdır. Diyotların akım-voltaj özelliklerinin düzgün şekli nedeniyle, doğrusal olmayan amplifikatörün genlik karakteristiği kırılma noktalarında yumuşatılır. Doğrusal olmayan amplifikatörün küçük sinyal voltaj kazancı: Кuk = - (R23 + R24) / R19 = -100. Giriş sinyalinin genliği arttıkça kazanç azalır. Büyük bir sinyal için diferansiyel kazanç: dUout / dUin = - R24 / R19 = = -1. Doğrusal olmayan amplifikatörün çıkışına bir komparatör bağlanır - seri olarak bağlanmış ek bir R25 direncine sahip bir mikro ampermetre. Senkron dedektörün çıkışındaki voltaj herhangi bir polariteye sahip olabileceğinden (referans ve giriş sinyalleri arasındaki faz kaymasına bağlı olarak), ölçeğin ortasında sıfır olan bir mikroammetre kullanılır. Bu nedenle, komparatör -100 ... 0 ... +100 μA gösterge aralığına sahiptir. OA düzeltme devresi D7.1, 33 pF kapasiteli bir C18 düzeltme kapasitöründen oluşur.

Minimum sınırlayıcı

Minimum sınırlayıcı, voltajda doğrusal olmayan paralel OOS ile op-amp D7.2'de uygulanır.Doğrusal olmayanlık iki kutuplu girişte bulunur ve iki anti-paralel bağlı diyot VD9, VD10 ve direnç R26'dan oluşur.

Pirinç. 6. "Gönder-al" prensibine göre metal dedektörü gösterge ünitesinin şematik diyagramı (büyütmek için tıklayın)

Doğrusal olmayan amplifikatörün çıkış sinyalinden ses gösterge sinyalinin oluşumu, yükseltme devresinin genlik özelliğinin bir kez daha düzeltilmesiyle başlar. Bu durumda, küçük sinyaller alanında ölü bir bölge oluşur. Bu, sesli göstergenin yalnızca belirli bir eşiği aşan sinyaller için açıldığı anlamına gelir. Bu eşik belirlenir

VD9, VD10 diyotlarının doğrudan voltajı ve yaklaşık 0,5 V'tur. Bu nedenle, esas olarak cihazın hareketi ve mekanik deformasyonları ile ilgili zayıf sinyaller kesilir ve işitmeyi tahriş etmez.

Sınırlayıcının minimum sinyal kazancı sıfırdır. Büyük bir sinyal için diferansiyel voltaj kazancı: dUout / dUin = - R27 / R26 = -1. OA düzeltme devresi D7.2, 33 pF kapasiteli bir düzeltme kondansatörü C19'dan oluşur.

Dengeli modülatör

Ses gösterge sinyali aşağıdaki gibi üretilir. Sınırlayıcının çıkışındaki sabit veya yavaş değişen bir sinyal, ses göstergesinin referans sinyali ile minimumda çarpılır. Referans sinyali, ses sinyalinin şeklini tanımlar ve minimum sınırlayıcının çıkışı, genliği tanımlar. İki sinyalin çarpımı, dengeli bir modülatör kullanılarak gerçekleştirilir. Analog anahtar olarak çalışan çok işlevli anahtar D11 ve op-amp D8.1 üzerinde uygulanmaktadır. Cihazın iletim katsayısı, anahtar açıkken +1, kapalıyken -1'dir. OA düzeltme devresi D8.1, 33 pF kapasiteli bir düzeltme kapasitörü C20'den oluşur.

Referans sinyal üreteci

Referans sinyalinin şekillendiricisi, ikili sayıcı D9 ve karşı-dekoder D10 üzerinde uygulanmaktadır. D9 sayacı, 8 kHz frekansını halka sayaç çıkışından 2 kHz ve 32 Hz'ye böler. 2 kHz frekanslı bir sinyal, çok işlevli anahtar D11'in AO adresinin en az anlamlı bitine beslenir, böylece insan kulağı için en hassas frekansa sahip ton sinyali ayarlanır. Bu sinyal, yalnızca D11 çok işlevli anahtarın A1 adresinin yüksek dereceli bitinde mantık 1 varsa, dengeli modülatörün analog anahtarını etkileyecektir.A1'deki mantık sıfırında, dengeli modülatörün analog anahtarı her zaman açıktır .

Ses gösterge sinyali, işitme yorgunluğunu azaltmak için aralıklı olarak oluşturulur. Bunun için, bir ikili sayıcı D9'un çıkışından 32 Hz'lik bir saat frekansı ile kontrol edilen ve çıkışında 8 Hz frekanslı dikdörtgen bir sinyal ve sürenin bir oranı oluşturan bir karşı kod çözücü D10 kullanılır. mantıksal bir birim ve 1/3'e eşit bir mantıksal sıfır. D10 karşı-dekoderinin çıkış sinyali, D11 çok işlevli anahtarın A1 adresinin en anlamlı bitine gider ve dengeli modülatörde bir ton patlamasının oluşumunu periyodik olarak kesintiye uğratır.

Piezo yayıcı amplifikatör

Piezoelektrik emitörün yükselticisi, op-amp D8.2'de uygulanmaktadır. Ki = - 1 voltaj kazancına sahip bir invertördür. Amplifikatörün yükü, bir piezoelektrik emitör, op-amp D8.1 ve D8.2'nin çıkışları arasında bir köprü devresine bağlanır. Bu, yük boyunca çıkış voltajının genliğini iki katına çıkarmanıza izin verir. Anahtar S, ses göstergesini kapatmak için tasarlanmıştır (örneğin, ayarlarken). OA düzeltme devresi D8.2, 33 pF kapasiteli bir düzeltme kondansatörü C21'den oluşur.

Parça türleri ve yapısı

Kullanılan mikro devre tipleri tabloda verilmiştir. 3. K561 serisi mikro devreler yerine K1561 serisi mikro devreleri kullanmak mümkündür. K176 serisinin bazı mikro devrelerini ve yabancı meslektaşlarını kullanmayı deneyebilirsiniz.

Tablo 3. Kullanılan mikro devre türleri

K157 serisinin çift işlemsel yükselteçleri (OA), çift op-amp'lerin kullanımı daha uygun olsa da (pin çıkışı ve düzeltme devrelerinde karşılık gelen değişikliklerle) benzer parametrelere sahip herhangi bir genel amaçlı op-amp ile değiştirilebilir. montaj yoğunluğu artar).

Senkron dedektör D6'nın operasyonel yükselticisi, yukarıda belirtildiği gibi, parametrelerinde hassas bir op-amp'e yakın olmalıdır. Tabloda belirtilen tipe ek olarak K140UD14, 140UD14 uygundur. İlgili kablo şemasında OU K140UD12, 140UD12, KR140UD1208 kullanmak mümkündür.

Metal dedektör devresinde kullanılan dirençler için özel bir gereklilik yoktur. Sadece sağlam bir yapıya sahip olmaları ve kurulumunun kolay olması gerekir. Nominal güç kaybı 0,125 ... 0,25 W.

Telafi potansiyometresi R6, çok turlu SP5-44 tipi veya SP5-35 vernier ayar tipi ile arzu edilir. Her türden geleneksel potansiyometre ile yapabilirsiniz. Bu durumda, iki tanesinin kullanılması tavsiye edilir. Bir - kaba ayar için, nominal 10 kOhm, şemaya göre dahil edilmiştir. Diğeri, ilk potansiyometrenin uç terminallerinden birinin boşluğundaki reosta devresine göre bağlanmış, nominal değeri 0,5 ... 1 kOhm olan ince ayar içindir.

Kondansatörler C15, C17 elektrolitiktir. Önerilen tipler K50-29, K50-35, K53-1, K53-4 ve diğer küçük boyutlu tiplerdir. Alıcı ve verici bobinlerin salınım devrelerinin kapasitörleri hariç, kapasitörlerin geri kalanı seramik tipi K10-7 (68 nF'ye kadar) ve metal film tipi K73-17'dir (68 nF'nin üzerindeki değerler). Devre kapasitörleri - C2 ve C5 - özeldir. Doğruluk ve termal kararlılık için yüksek gereksinimleri vardır. Her kondansatör paralel bağlı birkaç (5 ... 10 adet) Kondansatörden oluşur. Devrelerin rezonansa ayarlanması, kapasitör sayısı ve değerleri seçilerek gerçekleştirilir. Önerilen kapasitör tipi K10-43'tür. Termal kararlılık grupları MPO'dur (yani yaklaşık olarak sıfır TKE). Diğer tiplerde hassas kapasitörler kullanmak mümkündür, örneğin K71-7. Sonunda, KCO veya polistiren kapasitörler gibi gümüş plakalı eski termostabil mika kapasitörleri kullanmayı deneyebilirsiniz.

Diyotlar VD1-VD10 tipi KD521, KD522 veya benzeri düşük güçlü silikon.

Mikroampermetre - ölçeğin ortasında sıfır ile 100 μA akım için derecelendirilmiş herhangi bir tip. Küçük boyutlu mikro ampermetreler, örneğin M4247 tipi uygundur.

Kuvars rezonatör Q - herhangi bir küçük boyutlu saat kuvars (taşınabilir elektronik oyunlarda benzer kuvars rezonatörleri kullanılır).

Güç anahtarı - her tür küçük boyutta. Piller 3R12 tipi (uluslararası tanımlamaya göre) ve "kare" (bizim tanımlamamıza göre) tipindedir.

Piezo emitör Y1 - ZP1-ZP18 tipinde olabilir. İthal telefonların piezo yayıcılarının kullanılmasıyla iyi sonuçlar elde edilir (arayan kimliği olan telefonların üretiminde büyük miktarlarda boşa giderler).

Cihaz tasarımı oldukça keyfi olabilir. Geliştirirken, sensörler ve gövde tasarımı ile ilgili paragrafların yanı sıra aşağıda belirtilen önerilerin dikkate alınması tavsiye edilir.

Cihazın görünümü Şek. 7.

Pirinç. 7. "İletim-alma" ilkesine göre yapılmış bir metal dedektörün genel görünümü

Türüne göre, önerilen metal dedektörünün sensörü, dik eksenli sensörlere aittir. Sensör bobinleri, cam elyafından epoksi yapıştırıcı ile yapıştırılmıştır. Aynı yapıştırıcı, bobinlerin sargılarını, elektrik ekranlarının bağlantı parçaları ile birlikte doldurmak için kullanılır. Metal dedektör çubuğu, 48 mm çapında ve 2 ... 3 mm et kalınlığında alüminyum alaşımlı bir borudan (AMGZM, AMG6M veya D16T) yapılmıştır. Bobinler, epoksi yapıştırıcı ile çubuğa yapıştırılır: koaksiyel (ışıma yapan) - bir geçiş takviye manşonu kullanarak; bomun eksenine dik (alıcı) - uygun bir adaptör şekli kullanarak.

Belirtilen yardımcı parçalar da fiberglastan yapılmıştır. Elektronik ünitenin muhafazası lehimleme ile folyo kaplı fiberglastan yapılmıştır. Sensör bobinlerinin elektronik üniteye bağlantıları, dış izolasyonlu blendajlı bir tel ile yapılır ve çubuğun içine döşenir. Bu telin kalkanları, yalnızca bir folyo ve bir çubuk şeklindeki muhafaza kalkanının da bağlandığı cihazın elektronik bölümünün kartındaki ortak tel veriyoluna bağlanır. Cihazın dışı nitro emaye ile boyanmıştır.

Metal dedektörün elektronik parçasının baskılı devre kartı, geleneksel yollardan herhangi biri ile üretilebilir; ayrıca mikro devrelerin DIP kasaları (adım 2,5 mm) için hazır devre kartı baskılı devre kartlarının kullanılması da uygundur.

Cihazı kurma

1. Devre şemasına göre doğru kurulumu kontrol edin. Baskılı devre kartının bitişik iletkenleri, bitişik mikro devre ayakları vb. arasında kısa devre olmadığından emin olun.

2. Kutuplara kesinlikle dikkat ederek pilleri veya iki kutuplu bir güç kaynağını bağlayın. Cihazı açın ve tüketilen akımı ölçün. Her güç rayında yaklaşık 20mA olmalıdır. Ölçülen değerlerin belirtilen değerden keskin bir şekilde sapması, mikro devrelerin yanlış kurulumunu veya arızasını gösterir.

3. Jeneratör çıkışında yaklaşık 32 kHz frekansta temiz bir kare dalga olduğundan emin olun.

4. D2 tetikleyicilerinin çıkışlarında yaklaşık 8 kHz frekansında kare dalga olduğundan emin olun.

5. Kondansatör 02'yi seçerek, L1C2 çıkış devresini rezonansa ayarlayın. En basit durumda - üzerindeki maksimum voltaj genliğine göre (yaklaşık 10 V) ve daha kesin olarak - D2 tetikleyicisinin 12 çıkışındaki menderere göre devre voltajının sıfır faz kaymasına göre.

Dikkat! Potansiyometre R6 ile ayarlama, metal dedektör sensörünün bobinlerinin yakınında, ölçüm aletleri dahil olmak üzere büyük metal nesnelerin yokluğunda yapılmalıdır! Aksi takdirde bu cisimleri hareket ettirirken veya sensörü onlara göre hareket ettirirken cihaz bozulacak ve sensörün yanında büyük metal cisimler varsa senkron dedektörün çıkış voltajını sıfıra ayarlamak mümkün olmayacaktır. Tazminat için olası değişikliklerle ilgili paragrafa da bakınız.

8. Doğrusal olmayan amplifikatörün çalıştığından emin olun. En basit yol görseldir. Mikroampermetre, potansiyometre R6 tarafından yapılan ayar işlemine yanıt vermelidir. R6 kaydırıcısının belirli bir konumunda mikroampermetre iğnesi sıfıra ayarlanmalıdır. Mikroampermetre iğnesi sıfırdan ne kadar uzaktaysa, mikroampermetre R6 motorunun dönüşüne o kadar zayıf tepki vermelidir.

Olumsuz bir elektromanyetik ortamın cihazın kurulumunu zorlaştıracağı ortaya çıkabilir. Bu durumda, potansiyometre kaydırıcısı R6, sinyalin telafi edilmesi gereken konuma yaklaştığında, mikro ampermetre iğnesi kaotik veya periyodik salınımlar gerçekleştirecektir. Tarif edilen istenmeyen fenomen, 50 Hz şebekenin daha yüksek harmoniklerinin alıcı bobine indüksiyonu ile açıklanmaktadır. Elektrik ile tellerden önemli bir mesafede, ayarlama sırasında ok salınımı olmamalıdır.

9. Ses sinyalini üreten birimlerin çalışır durumda olduğundan emin olun. Mikroammetre ölçeğinde sıfıra yakın ses sinyalinde küçük bir ölü bölgenin varlığına dikkat edin.

Metal dedektör devresinin bireysel düğümlerinin davranışında arızalar ve sapmalar varsa, genel kabul görmüş yönteme göre hareket etmelisiniz:

• op-amp'in kendi kendine uyarılmasının olmadığını kontrol edin;
• doğru akım için op-amp modlarını kontrol edin;
• dijital mikro devrelerin giriş / çıkışlarının sinyalleri ve mantık seviyeleri, vb. vesaire.

Olası değişiklikler

Cihazın devresi oldukça basittir ve bu nedenle sadece daha fazla iyileştirmeden bahsedebiliriz. Bunlar şunları içerir:

2. Bir senkron dedektör, doğrusal olmayan amplifikatör ve mikro ampermetre içeren ek bir görsel gösterge kanalının eklenmesi. Ek kanalın senkron dedektörünün referans sinyali, ana kanalın referans sinyaline göre (halka sayacının başka bir tetikleyicisinin herhangi bir çıkışından) çeyrek periyot kayması ile alınır. Arama konusunda biraz deneyime sahip olarak, tespit edilen nesnenin yapısını değerlendirmek için iki kadranlı göstergenin okumalarından öğrenilebilir, yani. elektronik bir ayrımcıdan daha kötü çalışmıyor.

3. Güç kaynaklarına paralel olarak ters polaritede bağlanmış koruma diyotlarının eklenmesi. Pillerin polaritesinde bir hata olması durumunda bu durumda metal dedektör devresinin zarar görmeyeceği garanti edilmektedir (ancak zamanında tepki vermezseniz yanlış bağlanan pil tamamen boşalacaktır). Diyotların güç baralarına seri bağlanması tavsiye edilmez, çünkü bu durumda güç kaynaklarının değerli voltajının 0,3 ... 0,6 V'u boşa harcanacaktır. Koruyucu diyot tipi - KD243, KD247, KD226, vb.

Metal dedektörü, çeşitli metal türlerini aramak için kullanılır. Ancak çok az insan nasıl çalıştığını biliyor. Bir metal dedektörünün çalışmasında hangi ilkelerin yattığını, metal dedektöründen farkının ne olduğunu ve ne tür metal dedektörlerinin bilindiğini bulalım.

Metal dedektörü ve metal dedektörü: bir fark var mı?

Kesin konuşmak gerekirse, bu kavramların her ikisi de aynı şeyi ifade eder. Genellikle eş anlamlı olarak kullanılırlar. Doğru, konuşmacı ve dinleyicinin zihninde, "metal dedektörü" kelimesini telaffuz ederken, sonunda sensörlü uzun bir aletle ormanda hazine arayan bir kişinin resmi sık sık belirir. Ve "metal dedektörü" durumunda, havaalanındaki manyetik çerçeveler ve metale tepki veren özel el sensörlerine sahip kişiler hemen sunulur. Gördüğünüz gibi, meslekten olmayanlar için fark sadece sunumda yatmaktadır.

Kökenlere dönersek, metal dedektörünün sadece İngilizce “metal dedektörü” teriminin Rusça karşılığı olduğu ve bu durumda “metal dedektörü”nün ”sadece harf çevirisi yapılmış bir çeviri olduğu açık olacaktır.

Bununla birlikte, bu cihazları sıklıkla kullanan Rusça konuşan kişilerin profesyonel ortamında, aralarında net bir fark olduğu fikri vardır. Metal dedektörü, belirli bir ortamda yalnızca metalin varlığını veya yokluğunu algılayabilen ucuz bir cihazdır. Buna göre, bir metal dedektörü benzer bir amaca sahip bir cihazdır, ancak avantajı, ek olarak metal nesnenin tipini belirlemeyi mümkün kılmasıdır. Böyle bir enstrümanın fiyatı birkaç kat daha yüksektir. Hedefler açısından, bu cihazlar örtüşür, ancak uygulanmalarının doğası farklıdır. Bu nedenle, "bir metal detektörü ile bir metal detektörü arasındaki fark nedir" sorusu, bu farkın ek işlevsellik alanında olduğu ve bu teknikle ilgili amaç ve hedefleri değiştirmeden bıraktığı konusunda tam bir güvenle cevaplanabilir.

Ancak kolaylık sağlamak için herkesin net bakış açısına bağlı kalacağız. Yerde veya su altında arama yapmak için kullanılan cihazları "metal dedektörü" terimi ile tanımlayalım ve "metal dedektörleri" olarak adlandıracağımız manuel muayene ve çeşitli güvenlik servislerinin çalışmalarında kullanılan özel kemerli cihazlar.

Metal dedektörü nasıl çalışır?

Bu soruya kesin olarak cevap vermek oldukça zordur. Bu cihazın cihazı için birçok farklı seçenek var. Ve potansiyel bir alıcının tüm çeşitler arasında "kendi"sini bulması zor olabilir.

En yaygın olanı, belirli frekanslarda çalışan, nötr veya zayıf iletken olarak adlandırılan bir ortamda belirtilen parametrelere göre metal nesneleri tespit edebilen elektronik bir cihazdır. Nesnelerin yapıldığı malzemelerin iletkenliğine tepki verdiği açıktır. Bu tasarımın bir cihazına dürtü denir. Bu, cihaz tarafından yayılan ve nesne tarafından yansıtılan sinyallerin saniyenin birkaç kesri sonrasında iletilmesidir. Teknik tarafından sabitlenen onlardır. Darbeli bir metal dedektörünün çalışma prensibi kısaca şu şekilde açıklanabilir: bir akım jeneratörünün, kural olarak, milisaniye cinsinden darbeleri, manyetik indüksiyon darbelerine dönüştürüldüğü yayıcı bobine girer. Jeneratörün darbe bileşenlerinde keskin voltaj dalgalanmaları oluşur. Belirli bir süre boyunca alıcı bobine yansıtılırlar (daha karmaşık cihaz türlerinde, bir bobin her iki işlevi de yapma yeteneğine sahiptir). Daha sonra sinyaller bir iletişim kanalı aracılığıyla işlem birimine gönderilir ve bir kişi tarafından daha sonra algılanması için anlaşılır sembollerle gösterilir.

Ancak dikkatli olmalısınız, çünkü bu popüler tekniğin bir takım dezavantajları vardır:

1. Tespit edilen nesneleri metal türüne göre ayırt etme zorluğu;
2. Büyük voltaj genliği;
3. Anahtarlama ve oluşturmanın teknik karmaşıklığı;
4. Radyo Girişimi.

Çalışma prensibine göre diğer metal dedektör çeşitleri

Bu tür cihazlar, bilinen modellerin çoğundan oluşur. Bazıları zaten durduruldu, ancak pratikte hala kullanılıyor.

1. BFO (Vuruş Frekansı Salınımı). Salınım frekansındaki farkı hesaplamaya ve kaydetmeye dayanır. Metalin türüne (demirli veya demirsiz) bağlı olarak frekans yükselir ve düşer. Bu tür cihazlar artık üretilmiyor, modası geçmiş. Ancak daha önce üretilen modeller hala çalışıyor. Böyle bir metal dedektörünün özellikleri arzulanan çok şey bırakıyor. Sığ bir algılama derinliğine, arama sonuçlarının toprak türüne (asidik, mineralli topraklarda etkisiz), düşük hassasiyete güçlü bir bağımlılığı vardır.
2. TR (Verici Alıcı)."Alım-iletim" tipi ekipman. Ayrıca kullanımdan kaldırılmış olarak sınıflandırılır. Tespit derinliği hariç, problemler önceki tiple aynıdır (mineralli topraklarda çalışmaz). Oldukça büyük.
3. VLF (Çok Düşük Frekans).Çoğu zaman, böyle bir cihaz iki eylem planını birleştirir: "alma-iletim" ve düşük frekanslı araştırma. Çalışma sırasında cihaz sinyali fazlarda analiz eder. Avantajları, yüksek hassasiyet, demir ve demir dışı metalleri derinlemesine arama yeteneğidir. Ancak yüzeye yakın duran nesneleri tespit etmesi çok daha zor.
4. PI (Darbe İndüksiyonu).İndüksiyon sürecine dayanır. Metal dedektörün çalışma prensibi bir bobin içine alınmıştır. O, sensörün kalbidir. Metal nesnelerden gelen yabancı akımların elektromanyetik alanının içindeki görünüm, yansıyan darbeyi harekete geçirir. Bobine elektrik sinyali olarak ulaşır. Aynı zamanda cihaz, mineralli ve tuzlu toprağı metallerle net bir şekilde algılar. Tuzlardan gelen akımlar sensöre çok daha hızlı ulaşır ve grafik veya sesli olarak görüntülenmez. Böyle bir metal dedektörü, hepsinden daha hassas olarak kabul edilir. Deniz tabanında arama yapmak için bu en verimli cihaz seçeneğidir.
5. RF (Radyo Frekansı / RF iki kutu). Yalnızca yüksek frekanslarda çalışan bir "al-gönder" cihazıdır. İki bobine sahiptir (bir alıcı bobin ve buna göre bir verici bobin). Bu metal dedektörün çalışması, indüksiyon dengesinin ihlaline dayanmaktadır: alım için çalışan bir bobin, bir nesneden yansıyan bir sinyali yakalar. Bu sinyal başlangıçta iletim bobini tarafından gönderildi. Böyle bir metal dedektörünün özellikleri, sığ cevher yataklarını, büyük derinliklerde mineralleri aramak veya büyük nesneleri tespit etmek için kullanmayı mümkün kılar. Penetrasyon derinliğinde eşit değildir (toprağın türüne bağlı olarak 1 ila 9 metre). Genellikle endüstride kullanılır. Kazıcılar ve hazine avcıları onu görmezden gelmez. Böyle bir cihazın önemli bir dezavantajı, madeni para gibi küçük nesneleri tespit edememesidir.

Demir dışı metal aramak için metal dedektörünün çalışma prensibiözellikle diğerlerinden farklı değil. Ayrıca aparatın tipine ve tasarımına da bağlıdır. Uygun şekilde ayarlandığında demir dışı metal tespit edilebilir. Onunla siyah arasındaki farklar, yalnızca demir dışı metalden yapılmış bir nesneden yansıyan girdap akımlarının daha uzun süre zayıflamasıdır.

Metal dedektörleri başka nasıl farklıdır?

Dahili "doldurma"ya ek olarak, metal dedektörleri arasında başka farklılıklar da vardır. İlk olarak, farklı fiyat kategorilerinde sunulurlar. Daha ucuz ve daha yaygın cihazlar var ve premium sınıfa atfedilebilecek olanlar var.

Ayrıca, zaten metal dedektörlerinin açıklamasında, kullanıcının ona erişmesi için bilgilerin görüntülenmesindeki farkı görebilirsiniz. Cihazlar grafik bilgileri (özel bir ekranda görüntülenir), bir nesnenin algılanması veya yokluğu hakkında bilgi veren ses cihazları (farklı frekanslar yaymaları bakımından farklılık gösterir) için programlanabilir. Daha pahalı modellerde, tüm ayrım değerleri ölçeğine sahip ekranlar sunulabilir.

Bilginin kendisi de farklıdır. Örneğin, en ucuz modeller, kullanıcıya metal olup olmadığını söyler. Biraz daha pahalı cihazlar, ne tür bir metal olduğunu belirler - siyah veya demir dışı. En pahalı modeller tam bilgi sağlayabilir: nesnenin derinliği, metale göre yüzde olarak olasılık oranı, nesnenin türü hakkında bilgi.

Her türlü metal dedektörü

Enstrümanlar farklılık gösterir:çalışma prensibi, gerçekleştirilen görevler, uygulanan unsurlar. İlkeler yukarıda zaten yazıldı, bu yüzden görevler açısından ne olduklarını görelim:

1. Derin;

2. Kaplamasız;

3. Manyetometre;

4. Mayın dedektörü.

Elemanlar mikroişlemci ve analog olabilir.

Özellikler hakkında

Çeşitli cihazlar, parametrelerin değişkenliği ile karakterize edilir.

Metal dedektörünün çalışma prensibive çalışma frekansı sınıflandırma parametreleridir. Cihazın türünü belirleyin, örneğin profesyonel veya toprak. Derinlik hassasiyet ile belirlenir. Hedef belirleme, cihazı belirli bir hedef boyutuna göre ayarlamanıza olanak tanır. Metalin türü diskriminatör tarafından hesaplanır. Ağırlık, burada her şey basit: ağır bir cihazın uzun süre kullanılması sakıncalıdır. Toprak göstergeleri dengelenirken toprak tipi belirtilir.

Metal dedektörü ile çalışmak. özellikler

Önce cihazınızı, zayıf noktalarını incelemelisiniz. En son modellerin peşinden koşmamalısınız. Kullanıcı, cihazın nasıl çalıştığına dair temel becerilere ve anlayışa sahip değilse, en karmaşık metal dedektörü bile ona yardımcı olmaz.

Her fiyat kategorisinin kendi liderleri vardır. Bunlar, nesiller boyu hazine avcıları tarafından test edilen modeller olduğu için seçilmelidir. Cihazla çalışma yeteneği sadece uygulama ile elde edilir. Tekrar tekrar deneyen bir kişi, tekniğin kendisine verdiği sinyalleri doğru bir şekilde deşifre etmeye başlar. Ve asıl soru doğru kod çözmeye bağlıdır: kazmak mı yoksa kazmamak mı?

Örneğin, metal dedektörünüzün içine hangi elemanların takıldığını bilerek, bir metal dedektörü ile nasıl çalışacağınızı tam olarak anlayabilirsiniz. Mono bobin ise, elektromanyetik radyasyonu koni şeklinde görünür. Sonuç olarak, arama yaparken "kör noktalar" vardır. Bunları ortadan kaldırmak için, cihazdaki her geçişin bir öncekiyle %50 oranında örtüşmesini sağlamalısınız. Bu küçük şeyleri bilerek, en etkili şekilde bir metal dedektörü kullanabilirsiniz.

Metal dedektörü ile çalışmakbelirli bir sonuç elde ettiğini varsayar. Bunu yapmak için metal dedektörünün bazı basit ama kesinlikle gerekli gereksinimleri karşılaması gerekir:

1. Metal dedektörünün çalışma prensibimetal nesneleri maksimum derinlikte hissetmesine izin vermelidir;
2. Demirli ve demirsiz metaller olarak bir bölünme olmalıdır;
3. Cihaz, hızlı çalışmayı sağlamak için operasyonel bir işlemci ile donatılmalıdır. Bu, yakındaki iki nesneyi tanımak için önemlidir.

Metal dedektörü ile doğru şekilde nasıl çalışılır?Cihazı kurmakla başlamanız gerekir. Kural olarak, belirli bir nesneyi bulmak istiyorsak, ayarların buna göre yapılması gerekir. Ancak, yeni başlayanlar için kesinlikle yararlı olacak 2 genel kural vardır.

1. Duyarlılık parametresi için eşik değerini azaltın. Bu göstergedeki bir artış genellikle artan parazite yol açtığından, yeni başlayanlar için bir hedefi daha doğru bir şekilde konumlandırmak için cihazın yakındaki nesneleri algılama yeteneğini feda etmesi daha iyidir.
2. Tüm metalleri ayırt etme seçeneğini kullanın.

Bunlar, metal dedektörünün nasıl doğru şekilde kullanılacağına dair bazı genel bilgilerdi. Bunun üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım. En önemli şey asla acele etmemek! Arama alanı bölgelere, bölümlere ayrılmıştır. Her biri yavaş ve dikkatli bir şekilde geçilmelidir. Yakalayıcı mümkün olduğunca yere yakın tutulmalıdır; metal dedektörünün çalışması sarsıntı olmadan pürüzsüz olmalıdır. Cihazı yavaşça bir yandan diğer yana hareket ettirin. Toprakta metal bulunursa, kural olarak, bir ses sinyali duyarsınız: net - doğru şekildeki küçük bir nesnenin algılandığının kanıtı, belirsiz, aralıklı - algılanan nesnenin şekli yanlış. Bir buluntunun boyutunu ve oluşum derinliğini ses yoluyla belirlemeyi öğrenmek ancak deneyimlenebilir. Bulunan metal türü bir ölçeğe göre sınıflandırılır (cihaz bir elektrik darbesini yansıtır ve işlemci bu verilere dayanarak nesnenin yapıldığı malzemenin yoğunluğunu hesaplar).

İki mod vardır: dinamik (temel) ve statik, metal dedektörünün doğru şekilde nasıl çalıştırılacağını etkilerler Statik, bobinin nesne üzerinde bağımsız hareketidir; bir hedefin merkezini belirlemek için kullanılır. Bölgenin incelenmesi belirli bir şemaya göre gerçekleşir:

1. Bobin yere paralel olmalıdır;
2. Toprak ile bobin arasında sabit bir mesafeyi korumak önemlidir;
3. Küçük adımlar atın. Arsaları kaçırmayın!
4. Hareket hızı saniyede yaklaşık yarım metre olmalıdır;
5. Cihazın yerden yüksekliği 3 veya 4 cm'dir.

Aramalar dinamik olarak gerçekleştirilir. Sabit bir sinyal bulunduğunda, cihazı statik moda geçirin: amaçlanan yerin üzerinde çapraz şekilli hareketlerle sürün; sinyalin maksimum ses seviyesini aldığı ve kazdığı yer. Dedektörü tekrar dinamik moda geçirin. Düz bir kare veya yuvarlak bir top keserek yarım bir süngü kazın. Nesne hala delikteyse, daha fazla kazın. Bulguyu çimden yarım bölme yöntemiyle çıkarmak daha iyidir. Aramanızı tamamladıktan sonra, çimi tekrar çukura koyduğunuzdan emin olun! Artık bir metal dedektörünün nasıl kullanılacağını tam olarak biliyorsunuz.

Metal dedektörleri hakkında biraz

Metal dedektörleri nasıl çalışır?metal dedektörleri ile tamamen aynıdır, farklılıklar sadece kullanım ortamında ve bobinin gücündedir. Bu nedenle metal dedektörlerinin etkinliği daha azdır, yerdeki hiçbir şeyi tespit edemezler. Ana metal dedektör türleri şunlardır: manuel inceleme (25 metreye kadar algılama aralığı) ve kemerli (çerçeve).

Bir el metal dedektörünün nasıl çalıştığını kısaca anlatmak mümkündür: Cihaz açıldığında kesinlikle çalışmaya hazırdır, herhangi bir ayara gerek yoktur, bir metal algılandığında DC darbesi kaydedilir, ses ve gösterge yanar.

B. SOLONENKO, Genichesk, Kherson bölgesi, Ukrayna

Metal dedektörlerinin her zaman radyo amatörlerinin dikkatini çektiğini söylemek abartı olmaz. Bu cihazlardan oldukça azı Radyo dergisinde de yayınlanmıştır. Bugün okuyucularımıza Genç Teknisyenler için Teknik İstasyonun radyo tasarım dairesinde oluşturulan başka bir tasarımın tanımını sunuyoruz (bununla ilgili Radyo, 2005, No. 4, 5'teki makaleye bakın). Kruzhkovitlerin üyeleri, kurulması için bir multimetrenin yeterli olduğu, uygun fiyatlı bir eleman tabanına dayalı, üretimi kolay bir cihaz geliştirmekle görevlendirildi. Adamlar bunu ne kadar başardılar, sizi yargılamak için okuyucular.

Teklif edilen metal dedektörü "gönder-al" prensibine göre çalışır. Verici olarak bir multivibratör ve alıcı olarak bir ses frekans yükselticisi kullanılmıştır (34). Bu cihazlardan birincisinin çıkışına ve ikincisinin girişine aynı büyüklükte ve sargı verisi olan bobinler bağlanır,

Sistemin böyle bir verici ve alıcıdan bir metal dedektörü olabilmesi için, bobinleri, yabancı metal nesnelerin yokluğunda, aralarında pratikte hiçbir bağlantı olmayacak şekilde, yani verici sinyali gitmeyecek şekilde yerleştirilmelidir. doğrudan alıcıya. Bildiğiniz gibi, eksenleri birbirine dik ise, bobinler arasındaki endüktif kuplaj minimumdur. Verici ve alıcının bobinleri bu şekilde konumlandırılırsa alıcıdaki verici sinyali duyulmaz. Bu dengeli sistemin yakınında bir metal nesne göründüğünde, verici bobinin alternatif manyetik alanının etkisi altında ve sonuç olarak, alıcı bobinde alternatif bir EMF'yi indükleyen kendi manyetik alanının etkisi altında girdap akımları ortaya çıkar. . Alıcı tarafından alınan sinyal, telefonlar tarafından sese dönüştürülür. Hacmi, nesnenin boyutuna ve ona olan mesafeye bağlıdır.

Metal dedektörü özellikleri: çalışma frekansı - yaklaşık 2 kHz; 25 mm çapında bir madeni paranın tespit derinliği yaklaşık 9 cm'dir; demir ve alüminyum sızdırmazlık kapakları - sırasıyla 23 ve 25 cm; 200x300 mm - 40 ve 45 cm boyutlarında çelik ve alüminyum levhalar; kanalizasyon kapağı - 60 cm.

verici... Verici devresi Şek. 1. Belirtildiği gibi, bu, VT1, VT2 transistörlü simetrik bir multivibratördür. Ürettiği salınımların frekansı, CI, C2 kapasitörlerinin kapasitansı ve R2, R3 dirençlerinin direnci ile belirlenir. Transistör VT2'nin kollektör yükünden - direnç R4 - ayırma kapasitörü C3 aracılığıyla sinyal 34, elektrik salınımlarını AF'nin alternatif bir manyetik alanına dönüştüren bobin L1'e beslenir.

İncir. 2

AlıcıŞekil 3'te gösterilen devreye göre yapılmış üç aşamalı bir amplifikatördür 34. 2. Girişi, vericidekiyle aynı L1 bobinini içerir. Amplifikatör çıkışı, seri bağlı BF1.1, BF1.2 telefonlarla yüklenir.

Şekil 3

Vericinin metal bir nesnede indüklenen alternatif manyetik alanı, alıcı bobini üzerinde etki eder ve bunun sonucunda içinde yaklaşık 2 kHz frekanslı bir elektrik akımı üretilir. Engelleme kapasitörü C1 aracılığıyla, sinyal, transistör VT1'de yapılan amplifikatörün ilk aşamasının girişine beslenir. Yükünden gelen yükseltilmiş sinyal - direnç R2 - engelleme kapasitörü C3 üzerinden transistör VT2 üzerine monte edilmiş ikinci aşamanın girişine beslenir. Toplayıcısından C5 kondansatörü aracılığıyla gelen sinyal, üçüncü aşamanın girişine - VT3 transistöründeki verici takipçisine beslenir. Mevcut sinyali yükseltir ve düşük empedanslı telefonları yük olarak bağlamanıza izin verir.

Ortam sıcaklığının amplifikatörün kararlılığı üzerindeki etkisini azaltmak için, kollektör ile transistör VT1'in tabanı arasındaki direnç R1'i ve kollektör ile direnç R3 arasındaki direnç R1'i açarak birinci ve ikinci aşamalara negatif DC geri besleme verilir. temel VT2. 2 kHz'in altındaki frekanslarda kazançta bir azalma, bu frekansın üzerindeki frekanslarda blokaj kapasitörleri C1, C3'ün kapasitansının uygun seçimi ile elde edilir - kapasitörler C2 ve C4 aracılığıyla alternatif voltaj üzerinde frekansa bağlı bir negatif geri besleme getirilerek birinci ve ikinci aşamalara girer. Bu önlemler, alıcının gürültü bağışıklığını artırmayı mümkün kıldı. Kapasitör C6, pil boşaldıkça pilin iç direnci arttıkça amplifikatörün kendi kendini uyarmasını önler.

4

Detaylar ve inşaat... Verici ve alıcının detayları, tek taraflı folyo kaplı fiberglastan yapılmış boşluklar üzerinde yalıtkan parçalar kesilerek yapılan baskılı devre kartlarına yerleştirilir. Verici kartının bir çizimi Şekil 2'de gösterilmektedir. 3, alıcı Şekil 2'de gösterilmektedir. 4. Kartlar, 0.125 veya 0.25 W gücünde MLT dirençleri ve K73-5 (alıcıda C2, C4) ve diğer K73-17 kapasitörleri kullanmak üzere tasarlanmıştır. Alıcıdaki oksit kapasitörü C6 - K50-35 veya benzeri yabancı üretim. Şemada belirtilenler yerine, KT503 serisinin diğer transistörleri vericide ve alıcı - KT315 serisinin herhangi bir harf indeksli veya AB indeksli KT3102 serisi transistörlerinde kullanılabilir. İkincisinin kullanılması tercih edilir, çünkü daha düşük bir gürültü figürüne sahiptirler ve küçük nesnelerden gelen sinyal, amplifikatörün gürültüsü tarafından daha az maskelenir. SA1 anahtarları herhangi bir tasarımda olabilir, ancak tercihen daha küçük olabilir. Telefonlar BF1, BF2 - örneğin bir müzik çalardan küçük boyutlu ek.

Daha önce de belirtildiği gibi alıcı ve verici bobinler aynıdır. Böyle yapılırlar. 115x75 mm boyutlarında bir dikdörtgenin köşelerinde, 2 ... 2.5 çapında ve 50 ... 60 mm uzunluğunda dört çivi, daha önce üzerlerine PVC veya polietilen borular yerleştirilerek tahtaya sürülür. 30 ... 40 mm. Bu şekilde izole edilen çivilere 0,12 ... 0,14 mm çapında 300 tur PEV-2 tel sarılır. Sarmanın sonunda, dönüşler dar bir yalıtım bandı şeridi ile tüm çevre etrafına sarılır, ardından herhangi iki bitişik çivi dikdörtgenin merkezine doğru bükülür ve bobin çıkarılır.

Düğmeler için polistiren kutular (iç boyutlar - 120x80 mm) alıcı ve verici için kasa olarak kullanılır. Pil bölmeleri, PCB standları ve bobin tutturucular aynı malzemeden yapılmıştır ve muhafazalara R-647 solvent ile yapıştırılmıştır (R-650 de kullanılabilir). Verici muhafazasındaki parçaların konumu Şekil 2'de gösterilmektedir. 5, alıcının parçaları benzer şekilde düzenlenmiştir.

Şekil 5

Verici ve alıcı bobinlerin (pil, parçalı kart, güç anahtarı) içinde bulunan tüm metal yapı elemanları manyetik alanlarını etkiler. Çalışma sırasında konumlarında olası bir değişikliği önlemek için hepsinin güvenli bir şekilde sabitlenmesi gerekir. Bu, özellikle değiştirilebilir bir yapısal eleman olarak "Krona" pili için geçerlidir.

Kuruluş... Vericinin çalışmasını test etmek için L1 bobini yerine telefonları bağlayın ve güç açıldığında telefonlarda ses duyulduğundan emin olun. Ardından, bobini yerine bağladıktan sonra, verici tarafından tüketilen akım izlenir, 5 ... 7 mA içinde olmalıdır.

Alıcı, giriş kısa devre ile ayarlanmıştır. İlk aşamada direnç R1'i ve ikinci aşamada R3'ü seçerek, sırasıyla VT1 ve VT2 transistörlerinin kollektörlerinde, besleme voltajının yaklaşık yarısına eşit bir voltaj ayarlanır. Ardından, direnç R5'i seçerek, transistör VT3'ün kollektör akımının 5 ... 7 mA'ya eşit olmasını sağlarlar. Bundan sonra, girişi açtıktan sonra, alıcı bobin L1'i ona bağlayın ve verici sinyalini yaklaşık 1 m mesafeden alarak sistemin bir bütün olarak çalıştığından emin olun.

Montajları tek bir yapıya monte etmeden önce, birkaç deney yapmak mantıklıdır. Verici ve alıcıyı 1 m mesafede (bobinlerin eksenleri birbirini devam ediyormuş gibi görünecek şekilde) masaya dikey olarak monte ettikten ve telefonlardaki sinyal seviyesini kontrol ettikten sonra, alıcıyı dikey eksen etrafında yavaşça bir konuma döndürün. bobinlerin düzlemlerinin birbirine dik olduğu. Bu durumda, sinyal önce yavaş yavaş azalacak, sonra tamamen kaybolacak ve daha fazla dönüş ile artmaya başlayacaktır. Bir metal dedektörü kurarken ve kurarken alıcıdaki minimum sinyali belirlemek kolay olacak şekilde deneyi birkaç kez gerçekleştirin.

Şekil 6

Ardından, metal yapı elemanları içermeyen bir masanın üzerine, vericiyi dikey olarak ve ondan 10 cm mesafeye yerleştirin, alıcıyı yatay olarak bir stand (bir veya birkaç kitap) üzerine yerleştirin, böylece alıcı bobinin düzlemi. verici bobinin düzlemine diktir ve merkezinin biraz altındadır. Telefonlarda sinyal gücünü izlerken, alıcının vericiye bakan tarafını kaldırın ve sinyal kaybını sağlayın. Alıcı ve stand arasındaki ara parça seçimini kullanarak, kağıt kartpostaldan yapılan ara parçanın en ufak hareketinin, metal dedektörünün maksimum hassasiyetine karşılık gelen alıcıdaki minimum sinyali ayarlamaya izin verdiği konumunu bulun.

Metal dedektör modelinin kapsama alanına kalay ve alüminyum dikiş kapakları getirerek, metal dedektörünün maksimum hassasiyet bölgesinin alıcı bobinin altında ve üstünde olduğundan emin olun (alıcı ve verici bobinlerin manyetik alanları simetriktir) . Lütfen dedektörün farklı metallerden yapılmış aynı boyuttaki kapaklara farklı tepki verdiğini unutmayın.

Bobinlerin minimum bağlanmasıyla, sinyal biraz duyulursa ve kapak bir tarafa takıldığında, önce tamamen kaybolana kadar azalır ve sonra büyümeye başlar ve diğer tarafa takıldığında , bir düşüş olmadan büyür, o zaman bu, minimumun yanlış bir ayarını veya alıcının veya vericinin bobininin manyetik alanındaki bozulmaları gösterir. Aynı zamanda, bu gerçek, ilave bir metal nesne ekleyerek, sistemin sinyal minimumda tamamen kaybolana kadar, yani cihazın maksimum hassasiyetini elde etmek için ayarlanmasının mümkün olduğunu göstermektedir. Sızdırmazlık kapağını takarken, 15 ... 20 cm mesafeden sinyal tamamen kayboluyorsa, metal dedektörünün alanına daha küçük bir nesne sokarak, aynı etki, onu gövde üzerine yerleştirerek elde edilebilir. alıcı veya verici. Yazarın versiyonunda, böyle bir nesnenin sarı metalden yapılmış 25 mm çapında bir madeni para olduğu ortaya çıktı (benzer boyutta bir alüminyum plaka tanıtılarak benzer bir etki elde edilecektir). Madeni paranın kendisine verilen görevi yerine getirdiği üç yer vardı: vericinin altında, pil alanında alıcının altında ve alıcı ile verici arasındaki tutamaçta.

toplantı... Cihazın yazarın versiyonunun basitleştirilmiş bir biçimde tasarımı, Şek. 6 ve görünüm Şek. 7. Taşıyıcı ray 2 (bkz. Şekil 6) ve tutamak 3 ahşaptan yapılmıştır. Sapın üst kısmı, kullanım kolaylığı için plastikle yapıştırılır ve alt kısım, rayda önceden yapılmış bir deliğe sokulur ve tutkalla sabitlenir. Montajdan sonra, sapın 3 ahşap kısmı ve taşıyıcı ray 2 neme karşı korumak için cilalanır. Sapın üst kısmında, alıcıya bükülü kablolarla bağlanan bir telefon jakı 4 vardır.

Montaj sırasında verici 1, diğer ucunda bulunan alıcı 7, alınan sinyalin minimumuna karşılık gelen çizginin biraz altında olacak şekilde taşıyıcı ray 2 üzerine sabit bir şekilde sabitlenir. Ardından, ayar plakasını 6 hareket ettirerek alınan sinyalin minimumu kolayca ayarlanana kadar ara parçanın 5 kalınlığını (herhangi bir yalıtım malzemesinden) seçin. Bundan sonra alıcı 7, iki vida ile taşıyıcı ray 2 üzerine sabitlenir. Taşıyıcı rayın 2 kenarındaki vida durana kadar vidalanır ve ikincisi (yaklaşık olarak kasanın alt duvarının ortasında) 1 ... 2 mm vidalanmaz. Bu, alıcının yatay düzlemdeki hareketini hariç tutar ve aynı zamanda alıcının kenarını yükselterek ayar plakasını 6 gövdesinin altına kaydırmanıza izin verir. Dikey düzlemde bu şekilde hareket ettirerek, alınan sinyalin minimumunu elde ederler. Son montajdan sonra kompanzasyon nesnesinin yeri belirlenir ve yapıştırılır.