Металлоискатель с кварцем

  • Печать

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

Предлагаемая вниманию читателей конструкция представляет собой один из вариантов металлодетекторов типа FM (Frequency Meter), то есть является устройством, в основу которого положен принцип анализа девиации частоты опорного генератора под влиянием металлических предметов, попавших в зону действия поисковой катушки. Одной из главных отличительных особенностей этой конструкции является анализатор, выполненный на кварцевом элементе Q1. В качестве индикатора помимо стрелочного прибора применена схема акустической сигнализации. Принципиальная схема металлоискателя с кварцем приведена на рис. 1


Основу схемы данного металлодетектора составляют измерительный генератор, буферный каскад, детектор высокочастотных колебаний, анализатор и индикаторное устройство. Колебательный контур генератора высокой частоты, выполненного на транзисторе Т1, состоит из катушки L1 и конденсаторов СЗ — Сб. Рабочая частота ВЧ генератора зависит от девиации индуктивности поисковой катушки L1, а также от изменения емкостей подстроечного конденсатора С4 и регулировочного конденсатора СЗ. При отсутствии вблизи катушки L1 металлических предметов частота колебаний, возбуждаемых в высокочастотном генераторе, должна быть равна частоте кварцевого элемента Q1, то есть в данном случае 1 МГц.
После того как в зоне действия поисковой катушки L1 окажется металлический предмет, ее индуктивность изменится. Это приведет к отклонению частоты колебаний высокочастотного генератора. Далее ВЧ сигнал подается на буферный каскад, обеспечивающий согласование генератора с последующими цепями. В качестве буферного каскада используется эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе Т2. С выхода эмиттерного повторителя высокочастотный сигнал через регулировочный резистор R7 и кварц Q1 поступает на детектор, выполненный на диоде D2. Благодаря высокой добротности кварца малейшие изменения частоты измерительного генератора будут приводить к уменьшению полного сопротивления кварцевого элемента. В результате на вход усилителя постоянного тока (база транзистора ТЗ) поступает низкочастотный сигнал, изменение амплитуды которого обеспечивает соответствующее отклонение стрелки индикаторного прибора. Нагрузкой УПТ, выполненного на транзисторе ТЗ, является стрелочный прибор с током полного отклонения 1 мА. При замыкании выключателя S2 в цепь нагрузки включается генератор звукового сигнала, выполненный на транзисторе Т4.
Вместо транзисторов типа ВС 108, указанных на схеме, в данной конструкции можно использовать практически любые отечественные кремниевые маломощные транзисторы, например типа КТ315Б. Вместо диода типа 1N4001 (D2) рекомендуется применять любой германиевый диод серий Д2 или Д9 с любым буквенным индексом. В качестве элемента Q1 можно использовать любой кварцевый элемент с частотой от 900 кГц до 1,1 МГц. Конструкция поисковой катушки L1 приведена на рис. 2.

Поисковая катушка L1 представляет собой кольцевую рамку, изготовленную из отрезка кабеля с внешним диаметром 8—10 мм (например, кабель марки РК-50). Центральную жилу кабеля следует удалить, а вместо нее протянуть шесть жил провода типа ПЭЛ диаметром 0,1—0,2 мм и длиной 115 мм. Получившийся многожильный кабель необходимо согнуть на подходящей оправке в кольцо таким образом, чтобы между началом и концом образовавшейся петли остался зазор шириной примерно 25—30 мм. Конец провода, являющийся началом первого витка, следует припаять к экранирующей оплетке кабеля, начало второго витка — к концу первого и так далее. В результате получится катушка, содержащая шесть витков провода. При изготовлении катушки L1 нужно особенно следить за тем, чтобы не произошло замыкание концов экранирующей оплетки, поскольку в этом случае образуется короткозамкнутый виток. Дополнительную жесткость конструкции катушки L1 можно придать, если расположить ее между двумя дисками из фанеры или гетинакса диаметром 400 мм и толщиной 5—7 мм. Поисковую катушку L1 следует установить на конце подходящей ручки длиной 100—120 см. Соединение катушки с платой прибора выполняется многожильным экранированным кабелем.
Главным условием, обеспечивающим качественную настройку данного прибора, является отсутствие крупногабаритных металлических предметов на расстоянии не менее 1,5 м от поисковой катушки L1.

Непосредственное налаживание металлодетектора следует начать с установки нужной частоты колебаний, формируемых высокочастотным генератором. Частота ВЧ колебаний должна быть равна частоте кварцевого элемента Q1. Для выполнения данной регулировки рекомендуется воспользоваться цифровым частотомером. При этом значение частоты сначала грубо устанавливается изменением емкости конденсатора С4, а затем точно — регулировкой конденсатора СЗ.
При отсутствии частотомера настройку ВЧ генератора можно провести по показаниям индикатора РА1. Кварц Q1 является элементом связи между измерительной и индикаторной частями прибора, поэтому его сопротивление в момент резонанса велико. Таким образом, о точной настройке колебаний высокочастотного генератора на частоту кварца будет свидетельствовать минимальное показание стрелочного прибора РА1. Уровень чувствительности данного металлоискателя регулируется резистором R7.
При практическом использовании этого металлодетектора следует переменным резистором R7 установить стрелку индикатора РА1 на нулевое значение шкалы. При этом в определенной степени компенсируются изменения режимов работы, обусловленные разрядом батареи, изменением температуры окружающей среды или девиацией магнитных свойств грунта. Если в процессе работы в зоне действия поисковой катушки L1 окажется какой-либо металлический предмет, стрелка индикатора РА1 отклонится. В этом случае при замыкании контактов выключателя S2 в головных телефонах появится звуковой сигнал.
Универсальный металлоискатель
Строительный металлоискатель
Простой транзисторный металлоискатель