一个简单经济的金属探测器。方案、说明

简单、经济的金属探测器。无线电电子电气工程百科全书

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所提出的设备在能源效率、更高的灵敏度和简化的信号传输方面与之前发布的同类金属探测器相比具有优势。拟议的金属探测器可检测地下、建筑物墙壁内一定深度的磁性和非磁性金属物体：一枚 25 戈比硬币 - 10...15 厘米，更大的物体 - 最大 60 厘米。简化的警报使其成为可能可以更多地关注搜索区域。所提出的设备的缺点包括：搜索发生器频率的缓慢漂移，这对于此类金属探测器来说是典型的。

金属探测器的框图如图 1 所示。一。

简单经济型金属探测器
图。 1

当 PC 搜索线圈上暴露有金属物体时，PG 搜索发生器的频率会增加。频率变化的 PG 信号由放大器放大。放大的信号被馈送到石英滤波器。当PG的频率与PF的谐振频率一致（PC附近没有金属）时，信号传递到IM的幅度检测器并被转换为恒定分量，从而在FI脉冲中形成对数脉冲塑造者。 “1”。日志。 “1”影响CC报警系统并且不产生声音信号。当 PC 搜索线圈区域出现金属物体时，PG 发生器会改变频率，从而在 CC 输入处出现日志。 “0”，只要PC区域有金属物体，报警器就开始工作。电路的所有必要元件均由稳压器 CH 供电。该器件的电流消耗高达 8,5 mA。

示意图如图所示。 2.

简单经济型金属探测器
图。 2

搜索发生器是根据晶体管VT1上的共基极电容三点电路制成的，其负载是线圈L1和信号放大器的输入电路C5R3，该电路是根据晶体管VT2上的射极跟随器电路制成的。来自电阻器R5的放大信号被馈送到石英滤波器ZQ1。频率等于石英滤波器谐振频率的搜索发生器信号被馈送到由二极管 VD1 和 VD2 制成的幅度检测器。恒定分量形式的检测信号被提供给晶体管VT3-FI的基极。电流流过电阻器 R7，在其两端产生电压降，并形成对数。 DD1 的输入 1 处为“1.1”。同时，对 DD2 的输入 1.1 应用日志。输出 1 DD4 中的“1.2”。此时，在元件 DD1.1 和 DD1.2 上制作的单个振动器关闭，并且在输出 3 DD1.1 处有一个日志。 “0”。

由元件 DD1.3 和 DD1.4.B 制成的多谐振荡器不能与 BQ1 发射极一起工作。当探测线圈L1接近金属物体时，无论金属的“颜色”如何，PG的频率都会增加。频率增加的PG信号超出了石英滤波器ZQ1的传输极限。 ZQ1 输出端没有信号会导致 FI 锁定，并且在单稳态的 1 DD1.1 处出现对数。 “0”。单稳态 DD1.1 和 DD1.2 被触发，并在其输出 3 DD1.1 处出现一条日志。 “1”，依次触发多谐振荡器DD1.3和DD1.4。发射器BQ1开始发射音频信号。如果石英滤波器后出现短期信号丢失（PC 快速移动），发射器 BQ1 的工作持续时间将取决于电容器 C10 的电容值。在所提出的设备中，警报器会立即运行并具有“记忆”功能。对于有听力障碍的人，可以安装一个VD3 LED，图中用虚线连接。在这种情况下，设备的电流消耗将会增加。稳压器DA1简化了器件电路的稳压电路。

细节。所有电阻器均为 MLT 型 0,125 W。调谐电容器 C1 类型 1KPVM 或其他类型的空气电介质。如果没有这些，您可以使用袖珍收音机中的带有固体电介质的小型可变电容器，容量高达 50 pF。如果没有这样的电容器，可以通过串联一个所需尺寸的恒定电容器来使用更大的电容器。建议使用负极组 TKE 的电路电容器 C2-C4，例如 M47-M750。您可以尝试混合组 M 和 PMO。电容C2可取自小型收音机电路图。

小型石英谐振器，频率范围为 100 kHz 至 1 MHz。在这种情况下，必须为相应的谐振器选择探测线圈L1的匝数。中国制造的压电发射器 BQ1，由小型手机或手表制成。可以使用国产散热器3P-1型，但体积较大，耗电较多。该设备的整个电子部分安装在由 1,5 毫米厚的单面箔玻璃纤维制成的印刷电路板上。采用相同材料制成的控制板以90°角焊接在板端，其上安装有调谐电容器C1和小型开关SA1。

在作者的版本中，火柴盒大小的电路板被放置在一个矩形铝盒中（来自“哈萨克斯坦”无线电接收器的中频电路的屏幕）。该杆由铝制成的卫生管制成，内外覆盖有直径为16毫米的塑料护套。搜索线圈L1的制作方法如下：在木板或厚胶合板上画一个直径为150mm的圆。在弦的交点处，以 20° 角打入 45 毫米长的金属螺柱，并远离圆心。在生成的模板上，用直径为 1 ... 2 mm 的电线 PEV-0,31、PELSHO 缠绕线圈 L0,47。在作者的版本中，线圈采用 LESHO 10x0,07 线绕制 - 15 匝。绕完L1线圈后，请勿剪断线头，因为在调整过程中可能需要缠绕或松开它。剥去线圈的末端并焊接到连接电缆上。您的版本中的匝数可以与作者使用您拥有的石英谐振器的匝数成比例地大致计算出来。

缠绕线圈并固定其端部后，通过打几圈线并用结固定来固定线圈的匝数。这种紧固是通过两个螺柱围绕线圈的整个周边进行的，之后将螺柱拉出。线圈连接电缆L1可以屏蔽。作者的版本使用了一根屏蔽线，上面覆盖着直径为1,2毫米的塑料护套。您可以使用常规的柔性安装线，将其紧紧绞合以稳定其电容。

设置好整个设备并调整搜索线圈的匝数后，将其插入适当直径的 PVC 管中，在一个平面上沿整个长度在一侧进行切割。管子的长度应超过线圈的周长 5 毫米，两端重叠在线圈上。线圈连接电缆应从PVC管的连接处引出。以后这个地方的屏蔽涂层之间就会出现缝隙。尽量将管子与电缆出口之间的连接尺寸保持在5...10毫米以内。将放置在管中的线圈放在平坦的表面上，切口朝上。下面垫一张报纸。依次用螺丝刀展开管段，用准备好的环氧胶填充线圈所在的空间。管壁凸出或发散的地方必须用螺纹固定。最好选择所需直径的圆卷储存的 PVC 管。切割这样的管子后，其壁的偏差会较小。

环氧胶聚合后（8小时后），必须清除卷轴上的滴水，去除螺纹，并使表面光滑。 10...0,05 毫米宽、0,1...5 毫米厚的铜或黄铜箔屏蔽层缠绕在线圈的光滑表面上。其目的是消除大地和其他物体的电容性对搜索线圈参数的影响。屏蔽层必须从PVC管连接处开始缠绕，从PVC管连接处另一端结束缠绕。屏蔽层的起点和终点之间的间隙可以是20...1 mm。在任何情况下都不应连接屏蔽层的首尾，否则会导致线圈短路。屏蔽层的一端连接线圈端子和连接电缆的屏蔽层。 L5 线圈沿内周的屏蔽层沿整个长度焊接，焊接宽度为 10 ... XNUMX mm。

在许多出版物中，提出探测线圈的屏蔽层由铝箔制成。在作者对几种带有铝箔屏蔽的探测线圈设计的测试中，发现了以下缺点：

由于无法在家中焊接铝，导致屏蔽层与输出线的导线接触不可靠且寿命短；
屏蔽层铝箔匝之间的接触不是恒定的，因此搜索线圈的参数发生变化。

一些出版物建议用 PVC 胶带包裹搜索线圈的屏蔽层。当测试几个以这种方式涂覆的线圈时，结果发现探测线圈的参数随着温度或机械应力的变化而变化。这是因为无法手动将屏蔽层缠绕紧密。在 PVC 胶带暴露于温度和其他因素时的弹性影响下，屏蔽层箔片与线圈之间的间隙发生变化，搜索线圈的参数也随之变化。

为了消除上述缺点，将屏蔽线圈放置在切割好的PVC管中并填充环氧树脂胶。将成品线圈固定在新月形的 Textolite 板上，使用粗线穿过线圈安装板上钻的孔。线圈与 Textolite 板相连的地方以及由螺纹制成的紧固绷带都涂有环氧树脂胶。带有卷轴的板通过一个由黄铜、钢、铝制成的 30 毫米宽、0,5 ... 1 毫米厚的夹子固定在末端弯曲的杆上，中间呈“棒”状。周边的夹子用两个 M3 螺栓拧紧。借助 2、4 个 M3 螺栓，将夹具的未弯曲爪固定到线圈的 Textolite 板上。线圈的连接电缆穿过杆的内部并通过孔连接到电子单元。电池“Krona”位于电子单元下方，并用矩形夹子固定。金属探测器连同 Krona 电池重 300 克。

设立。通过毫安表将设备连接到 9V 电源。毫安表应显示 8mA 的电流。发射器BQ1必须发射低频信号。通过调节电阻R9，达到最大音量。要禁用警报，必须将 DD1 的引脚 1.1 与电路或电阻器 R7 断开。连接一个 2...0 pF 的可变电容器来代替电容器 C500。最好使用带有空气电介质的 2x500 pF 双电容器进行设置。将“未完成”的搜索线圈通过一定长度的连接电缆连接至电路。将示波器连接到VT2的发射极。屏幕上应出现电平约为 3 V 的 RF 分量，将数字频率计连接到 VT2 发射器并确定搜索发生器的频率。将可变电容C1置于中间位置。

使用调整电容器，将搜索振荡器的频率设置为等于石英谐振器 ZQ1 的频率。如果搜索发生器的频率较高，并且无法通过调节电容来降低频率，则将该电容的第二段与调节电容并联。如果此操作无助于将 PG 的频率降低到谐振 CF，则需要将 PC 绕几圈。相反，如果 PG 的频率较低且调节电容器无法提高其频率，则需要从 PC 上解绕几匝。比较 PG 和 CF 的频率后，将示波器连接到 VD1 和 VD2 连接点处的 CF 输出。将电阻R5的滑块设置到上方位置。如果 ZQ1 工作正常并且 PG 已调整，则示波器屏幕上应出现 RF 组件的图片。连接电阻器 R7 后，发射极 VT3 上应出现一条日志。 “1”，即电压 2,4 ... 5,7 V。连接 SS 时，发射器应保持静音。必须选择 PC 的匝数，使电容器 C2 的电容约为 50 pF。

随着PC的进一步修改，即通过施加屏蔽层，用环氧树脂填充，并将其连接到杆上，线圈的电感将会减小。为此，请在完成 PC 制造过程之前再添加 2-4 圈。 PC制作完成后，需要再次重新调整，用电容表测定电容C2的值。在没有上述器件的情况下，可以通过断开和连接电容器 C5，通过 R3 上的恒定分量来确定 SG 生成的存在。 PG与CF的频率是否存在重合可以通过R7上的常数分量和CC的操作来确定。电容器C2的电容值可以通过调节电容器的转子的位置来实验确定。

最后调整时，需要用电容C1将PG调整到与CF的谐振频率，直至发射器停止发声。在这种情况下，电容器C2的电容必须使得在调谐电容器C1的中间位置发生频率谐振。将电阻R5的滑块一直“向下”转动，警报器就会响起。将 R5 滑块向后转动，直到警报信号消失并再转动几度。组装完成后，为了进行最终调整，需要在装置本体上钻一个孔来调整电阻R5。

必须记住，金属探测器的最大灵敏度位于 PG 频率，即上 CF 通带的边缘。当金属物体出现在电脑区域时，频率会“上升”几个单位，即数十赫兹，具体取决于搜索物体的大小以及它们与电脑的距离。当将PG设置为CF的下通带时，金属物体对PC的冲击会导致PG重组到CF的中通带，不会触发SS。综上所述，设备中最好有一个“向上”频率漂移，在触发警报之前自动提高灵敏度，而不是“向下”漂移，这会长时间降低灵敏度。因此，在SG电路中，最好使用负TKE电容或正负TKE一起使用。

文学

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杜比宁 B.N. 安全装置 - Radioamator。 - 2002 - 第 1 名。 - 第 36 页。
Hare N. Bite 信号装置 - Radioamator。 - 2002. - 第 10 名。 - 第 20 页。

作者：B.N. Dubinin，利沃夫地区新亚沃罗夫斯克。

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