一种检测金属物体的装置。方案、说明

一种检测金属物体的装置。无线电电子电气工程百科全书

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在进行各种工程（土方工程、道路、建筑物建设）时，经常需要在墙壁中隐藏的一层土、雪、冰或各种金属制品下找到消防井和电缆井的盖子。

下面描述的该装置用于确定此类物体在具有低电导率的非磁性物质的厚度中的位置。例如，在土壤、沥青、雪层下，您可以在深度达 0,6-0,8 m 的地方找到铸铁井盖，在木质或混凝土地板下以及墙壁、天花板、金属梁、管道或带有金属铠装的电缆的位置距离可达 0,2-0,4 m（取决于后者的尺寸和形状）。您还可以找出深度达0,1-0,15 m的钢筋混凝土结构中钢筋梁的延伸方向等。

该装置体积小，设计、施工简单；它的制造是在具有一般资格的无线电爱好者的能力范围内的。

该设备的工作原理是基于当其电感器接近金属物体时振荡电路的固有频率的变化。如果该电路包含在电子管发生器的电路中，那么当电感变化时，发生器的频率也会改变，并且可以相对容易地记录这种变化。在搜索对象中感应的涡流产生的磁场与振荡电路的电感相互作用，减小电感，从而增加电路的自然振荡频率。最大频率变化表示框架距金属体的最小距离。

该装置的原理图如图 1 所示，该装置由两个 LC 振荡器和一个混频器组成，组装在晶体三极管上。 XNUMX.

金属物体检测装置
图。 1

第一发生器具有振荡电路L1C1。线圈L1以框架的形式制成，借助该框架可以找到金属物体的位置。

L4C4电路的第二个振荡器是辅助振荡器，它作为参考频率源来确定第一个振荡器频率变化的时刻。

来自绕组L3和L6的两个发电机的交流电压被提供给混合三极管PP3的基极。在其集电极电路中，电流随着第一和第二发生器的频率而产生，以及差频和和频及其谐波的电流。

这些电流的低频分量可在 PP3 三极管集电极电路中包含的电话上听到。

第二个振荡器的频率初步与第一个振荡器的频率对齐，第一个振荡器的频率是通过耳朵根据“零拍”通过电话进行控制的。当设备的框架接近金属物体时，第一个发生器的频率增加，电话开始

听低频音。框架离金属物体越近，第一振荡器的频率越高，混频器输出处的差频越高，电话中听到的音调越高。当框架远离金属物体时，手机中听到的信号振荡频率会降低。最高音调决定从框架到正在搜索的对象的最小距离。

发生器的频率选择在80-120kHz的范围内，检测到物体时听到的频率不应超过3-4kHz。

该装置的总体视图如图2所示。 XNUMX. 设备电路的所有元件（包括电源）均放置在固定在框架手柄顶部的公共外壳内。它由手电筒电池供电。

第一发生器的振荡电路以单独框架的形式制成，通过屏蔽电缆连接到设备。框架固定在木框架上（图2），手柄与木框架枢轴连接。

金属物体检测装置
图。 2

在工作状态下，框架用绳索固定在相对于手柄的预定位置。携带时，将框架套在手柄上，并用插销固定。

整个安装在 getinax 板上进行，Vk1 开关和电话插孔固定在外壳上 - 图 3。 XNUMX.

金属物体检测装置
图。 3

调谐旋钮（LA线圈的调谐核心）通过外壳侧壁上的孔引出。

用于缠绕框架线圈的模板由木板或胶合板制成，尺寸为 300x400 毫米的矩形。在这个矩形的角上钉上钉子，并在其上缠绕绕组L1、L2和L3。

为了紧固匝，应使用坚固的线将绕组绑住，然后可以将框架从钉子上取下。

为了保护框架的绕组免受潮湿，应使用漆布或薄聚乙烯制成的胶带包裹。框架外面用浸有沥青清漆的棉带包裹（框架涂漆6-8次，每次涂漆后必须干燥良好）。

电容器 C1 和连接电缆的末端也进行了防潮绝缘，特别注意电缆出口的端接。

浸渍后，用胶合板条将框架固定在框架上，如图所示。 4.

金属物体检测装置
图。 4

连接电缆由三根 PVC 绝缘软线组成，封装在一个普通屏蔽内，并从外部套上 PVC 或橡胶管。屏蔽同时充当绕组L1、L2、L3的公共线并连接到设备的负极端子。

电感器L4、L5和L6缠绕在SB-4磁芯上。其绕组数据如表所示。

方案指定	转弯数量	线材
L1	15 40 +	佩尔肖 0,6
L2	10	佩尔肖 0,25
L3	2	佩尔肖 0,25
L4	60 200 +	佩尔 0,2
L5	40	佩尔 0,2
L6	2	佩尔 0,2

作为半导体三极管PP1、PP2和PP3，可以使用P-6、P-13、P-14、P-15等类型的任何三极管。

设置装置简化为选择电容器 C4 的电容值或电感 L4 的匝数，以便在调谐核心的中间位置，第二个发生器的频率等于第一个发生器的频率。发电机。

根据利萨如图，使用电子示波器和辅助发生器进行频率对准。

如果第二发电机的频率低于第一发电机的频率，则应减小电容C4或减少线圈L4的匝数，如果第二发电机的频率较高，则应减小电容C4或减少线圈L4的匝数。应加大电容CXNUMX或在线圈LXNUMX上增加几匝。

第二个振荡器的频率的最终调整是通过耳朵使用“零拍”来执行的，或者通过在示波器上观察来自混频器输出的低频信号来执行。

在没有示波器和发生器的情况下，可以使用具有长波范围的传统广播接收器来调谐该设备。该接收器最好具有电光调谐指示器。

首先，测量第一发电机的频率。为此，PP2 发射器与电源电路断开，并且混频器输出（当电话打开或用 4-5 kΩ 的电阻代替它们时）通过 15-20 pF 的电容连接到“天线”。 ” 接收器的插座。

通过改变接收器设置、通过扬声器中的特征噪声或通过调谐指示器，在接收器标度上确定第一发生器的一个谐波的频率。通过改变接收器调谐，可以确定下一个谐波的频率。两个相邻谐波之间的频率差将等于第一个发电机的固有频率。

对第二个振荡器的频率也进行了类似的测量（当发射器 PP1 关闭时）。

通过选择电容器C4的电容值或改变电感L4，选择第二发生器的频率，使得在与第一发生器相同的接收器标度划分处听到其谐波。

最终的频率调整是通过耳朵使用电话中的“零拍”来完成的。

如果调谐磁芯在电感L4的中间位置能够实现“零拍”，则认为调谐完成。

该设备的操作很简单，不需要特殊培训。在开始搜索之前，您应该打开设备的电源，并在手机上聆听其工作情况，通过转动调谐核心的螺丝，您需要实现“零拍”。然后稍微旋开核心，稍微解调第二个发生器，以便在电话中听到低音。该设备将具有最高的灵敏度，因为通过对两个发生器进行微调，即使频率偏差很小（当频率偏差很小时），它们也会相互同步。或远处的物体）第二个发生器可以说是被第一个发生器“夹带”，并且无法检测到该物体。

在轻微失谐的情况下，当接近金属物体时，即使第一发生器的频率发生轻微偏差，也会引起音高的变化，这种变化很容易被耳朵察觉。

搜索是通过将框架携带到距离金属物体的假定位置区域的地面、地板、天花板等较近的距离来进行的。

通过左右摆动框架，通过音调的变化可以轻松确定正在搜索的物体的确切位置。

手电筒一节电池足以工作100-150小时，使用D-0,2电池供电时，可工作45-50小时。

该设备不适合搜索小物体：螺栓、垫圈、钉子等。

作者：D.Ilyin

查看其他文章 部分金属探测器.

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