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无线电电子与电气工程百科全书 地雷探测器。 无线电电子电气工程百科全书
地雷探测器（或者在文献中通常称为金属探测器）有多种设计，但我们只会熟悉三种，其电路解决方案和功能各不相同。 第一个设计是带有两个晶体管的地雷探测器（图 69）。 它是由莫斯科业余无线电爱好者 V. Vasiliev 开发的。 与大多数类似设计一样，地雷探测器的工作原理是，当金属物体接近发电机电感器时，发电机频率会发生变化。 物体越近、越大，对发生器频率的影响越强。
探雷发生器是根据电容性三点电路在V1晶体管上制成的。 发电是由于晶体管的发射极和基极电路之间的正反馈而形成的。 发电机的频率取决于电容器C1-C3的电容和线圈L1的电感。 当线圈接近金属物体时，其电感会发生变化 - 如果金属是铁磁体（例如铁），则电感会增加；如果金属是有色金属（例如铜、黄铜），则电感会减小。 但如何跟踪频率的变化呢？ 为此，使用组装在第二晶体管上的接收器。 这也是一台发电机，与第一个发电机一样，按照电容三点方案组装。 其频率取决于电容器C4-C6的电容和线圈L2的电感，并且与第一发生器的频率相差不大。 使用线圈微调器选择所需的频率差。 此外，V2晶体管上的级联还结合了检测器的功能，该检测器从进入晶体管基极的高频振荡中选择低频振荡。 检测器的负载为耳机B1； 电容器 C8 分流负载以实现高频振荡。 接收器的振荡电路与发生器的电路感应连接，因此，在晶体管V2的集电极电路中，流过具有两个发生器的频率的电流，以及差频的电流，换句话说，拍频。 例如，如果主发生器的频率为 460 kHz，接收发生器的频率为 459 kHz，则差值为 1 kHz，即 1000 Hz。 在电话中可以听到此信号。 但一旦 L1 搜索线圈靠近金属，手机中的声音频率就会发生变化 - 根据金属的类型，它会降低或升高。 这将作为探测“地雷”的信号。 除了图中所示的晶体管外，P401、P402 等高频晶体管也适用。 耳机为高电阻 TON-1 或 TON-2，但它们的振膜必须并联，以便总电阻为 800 ... 1200 欧姆。 这种情况下的音量会稍高一些。 电阻器 - MLT-0,25，电容器 - KLS-1 或 BM-2。 线圈 L1 是一个尺寸为 175x230 mm 的矩形框架，由 32 匝 PEV-2 0,35 线（PELSHO 0,37 线适用）组成。 L2线圈的设计如图70所示。 6. 在两个纸质圆柱形框架 7 中，放置由铁氧体 400NN 或 600NN 制成的直径为 1mm 的杆的部分：一 (20) 22 ... 2 mm 长，永久固定，另一 (35) - 40 ... 3 毫米（可移动 - 用于线圈调整）。 框架用纸带 2 包裹，在纸带 5 的顶部缠绕有线圈 L55 (1) - 2 匝直径为 0,2 mm 的 PELSHO 线（可以是 PEV-4 或 PEV-XNUMX）。 线圈引线用橡胶圈XNUMX固定。
电源 - 3336L 电池，开关 S1 - 拨动开关，连接器 X1 - 两槽块。 晶体管、电容器和发电机电阻器安装在由绝缘材料制成的板上（图71）。 该板通过隔离绞线与线圈、电池、开关和连接器连接。 地雷探测器的电路板和其他部件放置在尺寸为 40x200x350 毫米的胶合板盒中。 线圈 L1 连接到外壳底部，线圈 L5 放置在线圈内部，距离其匝数为 7 ... 2 mm。 该线圈旁边附有一块板。 连接器和开关安装在机箱侧板的外侧。 从上面看，一个大约一米长的木柄连接到箱子上（最好用胶水）。
建立地雷探测器首先要测量晶体管的工作模式。 打开电源，测量第一个晶体管发射极的电压（相对于公共线 - 加上电源） - 它应该为 2,1 V。更准确地说，该电压可以通过电阻器 R2 选择。 然后测量第二个晶体管发射极的电压 - 它应该为 1 V（通过选择电阻器 R4 可以更精确地设置）。 之后，通过缓慢移动L2线圈的调音芯，耳机中即可实现响亮、清晰的低频声音。 将锡罐靠近搜索线圈，声音音调变化的开始就被固定了。 通常，这种情况发生在 30 ... 40 cm 的距离处。通过更精确地调整第二个发生器的频率，可以实现设备的最高灵敏度。 下一个设计是三晶体管地雷探测器（图 72）。 它能够检测面积至少为 150 cm2、深度达 30 cm 的马口铁罐或铁皮。
让我们根据探雷器的概念来分析其工作原理。 晶体管 V1 上装有一个发生器，可产生频率为 80 ... 100 kHz 的振荡。 由于集电极线圈L1和连接到晶体管基极的线圈L2之间的反馈而形成发电。 振荡频率取决于线圈L1的电感和电容器C2的电容。 根据相同的方案，第二个发生器被组装在晶体管V2上，其频率大约等于第一个发生器。 两个发生器的耦合线圈（L3和L4）串联并连接到输出级，组装在晶体管V3上。 耳机 B1 包含在其集电极电路中（通过连接器 X1）。 第一个发生器的频率是恒定的（如果探测线圈L1附近没有金属物体），第二个发生器的频率通过调节线圈L6的电感来改变。 交流电将以发电机的频率和拍频流过耳机。 如果将第二个发生器的频率平滑地调整到第一个发生器的频率，耳机中首先会听到低频声音，该声音会逐渐减弱，然后会出现“零拍” - 手机中的声音将消失。 现在值得将第一个发电机的线圈带到金属物体上 - 这样声音将再次在手机中听到。 线圈离物体越近，其高度就越大，物体本身也越大。 在此设计中，您可以使用具有任意字母索引且静态电流传输系数为 39 ... 42 的 MP30-MP40 系列晶体管。 最好采用云母电容器（KSO-1 或 KSO-2）、电阻器 - MLT-0,25。 耳机 - TON-1 或 TON-2。 电源为一节3336L电池或三节串联的小型D-0,25电池。 在第一个版本中，该设备将工作 100 ... 150 小时，在第二个版本中，该设备将工作 40 ... 50 小时（然后必须为电池充电）。 连接器 XI - 两个插座块、电源开关 - 任何设计。 第二发电机的线圈L4-L6用PEV-1 0,2电线缠绕在由绝缘材料制成的框架上，然后将其置于羰基芯SB-28a（SB-4a）中。 首先，将L6-260匝的线圈用抽头从第60匝开始绕在框架上，根据输出方案从顶部开始计数。 接下来，缠绕 L5-40 匝的线圈，最后缠绕 L4（2 匝）。 为了更方便地旋转调音芯，在其上拧有调音旋钮（图73）。
对于第一台发电机的线圈，首先制作框架（图 74）。 它由直径为 3、厚度为 445...5 mm 的胶合板盘 6 以及由薄胶合板切割而成的颊板 1 和 4 组成。 颊板被粘或钉在圆盘上，并且木柄5附接到上颊板XNUMX上，木柄XNUMX的长度使得在靠近地面搜索“地雷”时方便使用该装置。
将线圈2放置在脸颊之间，首先，将PEV-1 55线匝的线圈L1-0,6从第15匝开始用抽头缠绕，根据输出方案从顶部计数。 PEV-2 10 的线圈 L1-0,25 匝缠绕在其顶部。 线圈 L3 最后缠绕 - 它包含 2 匝 PEV-1 0,25 电线。 根据该方案的线圈的顶部结论（例如，这些可以是它们的起点——当然，当缠绕时，所有线圈都沿一个方向）连接在一起并且利用绝缘体100中的柔性安装线做出共同的结论。 .. 120 毫米长。 将相同长度的导体焊接到线圈的其他端子上。 然后将所有导体焊接到安装在靠近手柄的上脸颊上的杆的触点上。 将电容器 C2 也放置在这里。 之后，在线圈上覆盖几层清漆，并将电工胶带缠绕在脸颊之间。 将其余部件放入箱子中（图75），其上壁固定电源开关和第二个发电机的线圈，侧壁上固定耳机插头的插座。 将外壳安装在便于工作的地方的手柄上，并将第一台发电机的线圈引线连接到相应的部件上。 在这里最好使用自制电缆。 为此，取三根多色安装线并将它们穿过金属屏蔽层，例如屏蔽线的金属编织层。 将 PVC 或橡胶管放在电缆顶部，并将电缆连接到手柄上。 将金属编织层连接到线圈的公共线，将多色导体连接到其余的引线。
建立地雷探测器归结为确定第一个发电机的频率并调整第二个发电机。 最简单的方法是使用任何带有天线插座的广播接收器。 首先，通过从电源正极拆焊晶体管 V2 的发射极输出来关闭第二个发生器。 打开耳机后，通过 15 ... 20 pF 电容器将其底部输出（即晶体管集电极）连接到接收器的天线插孔。 打开探雷器电源后，转动收音机调谐旋钮。 在长波范围标度上的几个点，您会在扬声器中听到特征噪声，或者您会看到调谐指示器的区域变窄（通常在电子管收音机中找到）。 两个相邻点之间的频率差将对应于发电机的频率。 类似地，通过关闭第一个发电机来检查第二个发电机的频率。 当调谐核心处于中间位置时，需要通过选择电容器C5将第二个发生器的频率设置为等于第一个发生器的频率。 然后打开两个发生器，通过旋转调音芯来实现“零拍”，然后将调音芯稍微向后转，这样耳机中就会听到低音。 此设置对应于设备的最大灵敏度。 将搜索线圈靠近金属物体，音高就会改变。 在搜索过程中，探雷器必须靠近地球表面并左右摇动。 然后，通过耳机中最大的音调变化，就很容易确定“地雷”的准确位置。 另一种设计是带有七个晶体管的地雷探测器（图 76）。 它是由莫斯科业余无线电爱好者 L. Bulgak 和 A. Stepanov 开发的。 与以前的设计相比，如此丰富的晶体管使得实现相对高的灵敏度、操作稳定性以及黑色金属和有色金属之间的清晰区分成为可能。
地雷探测器的工作原理是根据您已知的两个发生器的频率进行跳动，其中一个是参考值，另一个是可调的。 振荡电路的远程线圈接近金属时，其电感会发生变化，从而导致发生器的频率发生变化。 黑色金属物体（铁磁体）会增加线圈的电感，从而降低发电机的频率。 有色金属则相反，会增加发电机的频率。 参考振荡器信号与可调谐振荡器信号混合，然后将所得拍频信号馈送到放大器，然后馈送到耳机。 即使可调谐振荡器的频率发生很小的变化，在电话中也会感觉到声音频率的变化。 由于探雷器已采取措施提高发生器频率的稳定性，因此可以在 1 ... 10 Hz 的拍频下工作。 这提高了设备的灵敏度并减少了电源消耗的电流。 例如，该设备可以检测深度达 15 厘米的指甲，以及更大的物体 - 深度达半米。 可调谐振荡器按照电容性三点电路制作在晶体管V1上，晶体管按照共基极电路连接(即基极高频连接到公共导线)。 由于集电极和发射极电路之间的正反馈而发生发电。 发电机的频率取决于线圈 L1（远程）的电感和电容器 C1-C3 的电容。 发电机的频率可以通过可变电阻器 R7 进行调节，从可变电阻器 RXNUMX 的引擎向齐纳二极管 VXNUMX 提供恒定电压，在这种情况下，齐纳二极管 VXNUMX 起到变容二极管的作用。 变容二极管是一种电容器，其电容取决于施加在其端子上的电压。 齐纳二极管以及一些二极管具有相同的特性，如果向其施加反向电压（正极上加，正极上减），则它们的电容会在电压的影响下发生变化。 当然，这个电压不应超过参考数据中规定的允许电压。 在我们的例子中，当齐纳二极管两端的恒定电压随可变电阻器变化时，齐纳二极管的电容会发生变化。 参考振荡器是在晶体管V2上制作的，也是根据电容性三点方案。 其频率取决于线圈L2的电感和电容器C6、C7、C9的电容。 发生器晶体管的工作模式由电阻器 R1-R4 设置。 发生器的高频信号在电阻器R5上混合。 所得信号的幅度随拍频变化：它等于信号的频率差。 为了隔离信号的低频包络，使用了根据二极管 V4、V5 上的倍压方案制作的检测器。 检测器的负载为电阻R6； 安装电容器C11是为了滤除高频成分。 来自检测器负载的低频信号通过电容器C12馈送到装配在晶体管V6上的前置放大器。 信号从级联的负载（电阻器 R10）进一步馈送到放大器 - 晶体管 V7 上的矩形脉冲整形器。 电阻器R11和R12设置晶体管的这种操作模式，其中晶体管处于开启阈值。 结果，在级联负载（电阻器 R13）上，发出的不是正弦信号，而是矩形脉冲，然后由电容器 C14 微分并变成尖峰。 它们的持续时间不取决于矩形脉冲的重复率和持续时间。 所生成信号的正峰值驱动晶体管 V9。 固定持续时间的矩形脉冲出现在级联的集电极负载（电阻器 R16 和 R17）上，这些脉冲从可变电阻器 R16 引擎（这是音量控制）馈送到装配在晶体管 V10、V11 上的输出级。 该级联加载在通过插座 X1 和 X2 连接的耳机 B3 上。 在地雷探测器中，您可以使用带有任何字母索引的 K159NT1 芯片。 在极端情况下，两个具有相同或可能接近的静态电流传输系数和反向集电极电流的 KT315G 晶体管即可。 KT342G、KT315E、KT503A - KT3102E 适合代替 KT3102B 晶体管。 我们用 KT502 替换 KT361E 晶体管，用任意字母索引的 KT503 替换 KT315E。 但在这种情况下，耳机必须是高电阻的（TON-1、TON-2）。 如果是低阻手机，V11晶体管应该功率更大，例如KT6OZB、KT608B。 稳压二极管除了图中所示的以外，还可以是D803-D813、KS156A。 二极管 V4、V5 - D2、D9、D10 系列中的任何一个，V8 - 任何硅。 固定电阻 - MLT-0,125，可变电阻 R7 - SP-1、R16 - 任何类型，但与电源开关 S1 组合。 电解电容器 - K50-6，其余 - KSO、PM、MBM 或类似电容器。 应特别注意发电机中运行的电容器的选择； 它们必须具有高温稳定性。 线圈L2缠绕在铁氧体或羰基铁芯上，例如SB-12a或SB-23-4a。 其电感应为 12 mH。 为了确保这样的电感，SB-420a磁芯的匝数应为23，而SB-11-250a磁芯的匝数为1，PEV-0,1线为XNUMX。 探雷器的某些部件安装在一块板上（图 77），板上安装有用于焊接部件引线的安装螺柱。
线圈芯L2的底座粘在板上。 安装后，将板放置在胶合板制成的盒子中（图78）。 表壳尺寸 115x170x40 毫米。 外壳前面板上安装有可变电阻器、输入连接器X1（SG-3）和用于连接耳机的插孔（可安装两插座）。
远程线圈L1制成直径为79nm的环形（图160）。 它包含 100 匝 PEV-1 0,3 电线。 为了缠绕线圈，可以方便地使用任何合适的框架，将线匝批量堆叠，然后将线圈取出并进行筛选 - 用箔纸包裹，使筛选端部之间有约 10 毫米的间隙。 之后，将线圈浸渍环氧胶或涂环氧腻子。 聚氯乙烯绝缘体中的导体预先焊接到线圈的末端，另一个这样的导体连接到箔片上。 胶水或腻子硬化后，用砂纸清洁所得线圈的表面，并将胶合板或塑料跳线连接到线圈上。 跳线上安装了一个架子，上面附有一根杆 - 当搜索“min”时，它们固定线圈。 将杆固定到机架上应该能够改变杆和线圈之间的角度。
大约一米长的电缆焊接到线圈的导体输出上，在其另一端安装了 SSH-3 连接器 - 它们连接到线圈的输入连接器。 在这种情况下，设备本身要么戴在肩膀上（一条带子连接到身体的角落），要么连接到杆上。 最后阶段的工作是安装地雷探测器。 打开设备，将可变电阻器R7的引擎设置到中间位置，并通过旋转线圈L2的调谐芯，在电话中实现频率为1…5Hz的喀哒声。 如有必要，选择电容器C6。 电阻R8的选择实现了最高的信号音量。 应该记住，L2 线圈的调谐核心可以将参考振荡器的频率设置为高于或低于可调谐振荡器的频率。 反过来，声音信号频率的变化方向取决于此，具体取决于检测到的金属类型。 因此，建议通过将设备靠近特定金属物体来实际检查设置，以便将来了解它。 在寻找“地雷”的过程中，手机中的声音频率可能会因电池放电、环境温度的显着变化（例如晴天和阴天）、土壤磁性的变化而发生变化。 。 因此，装置的最终调整是在远程线圈接近地面的那一刻进行的——为此，安装了可变电阻器R7。 作者：B.S.伊万诺夫
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