脉冲金属探测器。方案、说明

脉冲金属探测器。无线电电子电气工程百科全书

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制造足够灵敏的金属探测器是一项相当困难且吃力不讨好的任务。业余无线电爱好者定期做出决定，为展览展示展品，但很少有达到要求的参数。因此，长期以来，金属探测器的设计基于两个调谐到接近频率的高频发生器，其中一个频率稳定（通常由石英谐振器稳定），另一个（工作发生器）连接到接收框架并在接近金属时改变其频率。将两个发生器的信号相加，分离出低频拍频信号，用于判断金属的存在。在出现新的元件库后，他们开始设计带有电压频率转换器、模数转换器、频率合成器和其他可能的新奇事物的金属探测器，而不是参考信号发生器。

可以向考古学家和犯罪学家建议另一种测量方案——地球物理。在搜索金属夹杂物的区域，应布置一圈直径为 5 ... 25 m 或以上的金属丝，由频率为 500 Hz 的自主发电机供电（频率越高，深度越浅）。使用频率为 400 Hz 的飞机 DC-AC 转换器（umformers）非常方便。他们有足够的力量。您还可以使用由强大晶体管制成的直流-交流转换器。它们可以在多个频率下制造，从而进行“频率探测”，即确定所谓金属物体的深度。

为了进行搜索，除了发生器之外，还需要有一个接收器，它可以是调谐到发生器的频率（频率）的选择性放大器，并且在输入端具有接收磁性天线，也调谐到发生器的频率（频率）。这种搜索方法的想法是，在线圈的电磁场区域中，任何连续导电的金属体开始辐射其磁场，理想情况下该磁场相对于初级磁场有 90° 的相位偏移。接收框架通常相对于主场定向，使得在不存在金属夹杂物的情况下，接收器输出处的信号将最小或完全不存在，而在存在金属夹杂物的情况下，信号将达到最大值。在多个频率上进行测量后，可以确定发生的大致深度，并使用空间中不同方向的接收帧以及物体的位置。这种测量方法的主要优点是所需的金属物体本身成为辐射源。

此类设备可用于追踪地下管道、铺设电缆、追踪隐藏布线等用途。为此，发电机的一端连接到可追踪的金属系统，另一端接地（如果搜索是在街道上、野外进行）或连接到供热网络、供水的管道（如果追踪是在建筑物内进行）。

环路感应方式在 VRV 上被广泛展示，作为非接触式感应方式打开家用电器的应用（用于收听广播、电视节目等的非接触式耳机，不通过电线连接到电话网络的非接触式电话，可以在房间内随意走动时随身携带在手中）。问题似乎有所不同，但解决方案的原理是相同的：生成信号的环路与拾取该信号的接收器之间的感应连接。

脉冲金属探测器（图 27）。该设计的作者是无线电爱好者 V. S. Gorchakov。 33 ER，该展品荣获展览三等奖。

脉冲金属探测器

该设备旨在寻找地下的金属物体。测试表明，它可以检测深度为100厘米的100 x 2 x 75毫米铝板，相同的200 x 200 x 2毫米板材，深度为100厘米，直径为300毫米的大长度钢管，深度为200厘米，下水道沙井深度为200厘米，直径为50毫米的长钢管，深度为120厘米，铜她的直径为 25 毫米，深度为 35 厘米。

该装置(图27a)由频率为1Hz的主振荡器100、脉冲电流放大器2、辐射框架3、4μs延迟发生器100、门脉冲发生器5、匹配放大器6、电子开关7、接收框架8、双边限幅器9、信号放大器10、积分器11、直流放大器12、指示器13、稳压器14组成。 XNUMX.

金属探测器的工作原理如下。主振荡器发出持续时间为 Ti 的脉冲（图 27，b），其衰减会触发延迟发生器。主振荡器脉冲由电流放大器放大功率并馈送到辐射环路。延迟发生器产生持续时间为 100 μs 的脉冲，该脉冲的衰减会触发门控脉冲发生器。该发生器产生持续时间为 30 μs 的选通脉冲，通过匹配放大器控制电子开关的操作。开关在选通脉冲的持续时间内打开信号放大器并将信号从放大器10传递至积分器。积分器输出的信号通过直流放大器馈送到指针指示器。

上图。图27b示出了发射（辐射）帧（曲线1）、没有金属时（曲线2）和存在金属时（曲线5）的接收帧上的信号的时间分布。实验结果发现，在没有金属的情况下，接收到的脉冲幅度在 100 μs 的时间内急剧下降。如果控制区内存在金属夹杂物，则接收脉冲幅度下降的持续时间会显着延迟，这主要是由于傅科电流的作用。由于金属夹杂物的影响而导致接收信号形状变形的特性是该装置设计的基础。

该装置的传感器设计如图27所示。 300，c。发射框架和接收框架缠绕在外径为260毫米的介电框架上。接收框架缠绕在发射框架内部。其内径为300毫米。发射框架包含2匝PEV-0,44 60线，接收框架包含2匝PEV-0,14 1线。手柄XNUMX的紧固是任意的，不需要特别说明。

图上。图28示出了装置的示意图。

（点击放大）

主振荡器由微电路DD1.1和DD1.2构成。发生器输出端的信号通过电阻R9馈送到脉冲电流放大器——晶体管VT3-VT5的输入端，其负载是辐射框架L1.1。通过电容器C3，来自主振荡器的脉冲被馈送到延迟发生器的输入，该延迟发生器根据施密特触发电路在元件DD1.3、DD1.4上产生。延迟脉冲的衰减启动在元件DD2.1-DD2.3上制作的选通脉冲发生器。选通脉冲通过匹配放大器（晶体管VT1、VT2）馈入电子开关DA1，电子开关DA1.1控制信号放大器（DA1.2和DA12）和积分器（C30、R2）的工作，在选通脉冲作用期间将直流信号传递给直流放大器（DAXNUMX）。

直流放大器的负载是指针装置RA1。为了提高测量的稳定性，放大级的电源也得到了稳定。电子稳定器由晶体管VT6、VT7制成。

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