一种基于发射-接收原理的简单金属探测器。方案、说明

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根据发射-接收原理运行的简单金属探测器。无线电电子电气工程百科全书

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工作原理

使用多谐振荡器作为发送器，使用音频放大器作为接收器。相同尺寸和绕组数据的线圈连接到第一个设备的输出和第二个设备的输入。

为了使这种发射器和接收器的系统成为金属探测器，有必要布置线圈，使得在没有异物金属物体的情况下，它们之间实际上没有连接，即发射器信号不会直接进入收件人。

众所周知，如果线圈的轴相互垂直，则线圈之间的电感耦合最小。因此，如果发射器和接收器线圈以这种方式放置，则接收器中将听不到发射器信号。

当金属物体出现在这个平衡系统附近时，在发射线圈交变磁场的影响下，其中会产生所谓的“涡流”，从而产生其自身的磁场，从而在发射线圈中感应出交变电动势。接收线圈。接收器接收到的信号通过电话转换成声音。它的体积取决于物体的大小和到物体的距离。

Техническиехарактеристики

金属探测器的技术特点如下：

工作频率 - 约 2 kHz；
检测深度：
直径为 25 毫米的硬币 - 约 10 厘米；
铁和铝封口盖 - 分别为 20 和 25 厘米；
尺寸为 200 x 300 毫米 - 40 和 45 厘米的钢和铝板；
井盖 - 60 厘米。

发射机示意图

发射机电路如图2.13所示。 1、a. 这是晶体管 VT2、VT1 上的对称多谐振荡器。它产生的振荡频率由电容器C2、C2的电容和电阻器R3、RXNUMX的电阻决定。

来自晶体管VT2集电极负载——电阻器R4——的音频信号通过去耦电容器C3被馈送到线圈L1，线圈LXNUMX将电振荡转换成交变磁场。

接收器电路图

接收器是一个三级音频放大器，按图2.13所示电路制作。 1b. 在其输入端，包含与发射器中相同的线圈 L1。放大器的输出端装有串联的BFXNUMX电话。

一种基于发射-接收原理的简单金属探测器
米。 2.13. 示意图：a——发射器； b - 接收器

金属探测器的工作根据概念

由金属物体中的线圈感应的发射器的交变磁场作用于接收器线圈。结果，其中产生频率约为2kHz的电流。通过分离电容器 C1，信号被馈送到由晶体管 VT1 构成的放大器第一级的输入端。来自负载电阻器 R2 的放大信号通过去耦电容器 C3 馈送到组装在晶体管 VT2 上的第二级的输入。

来自其集电极的信号通过电容器 C5 馈送到第三级的输入端 - 晶体管 VT3 上的射极跟随器。它放大电流信号并允许您连接低电阻电话作为负载。为了减少环境温度对放大器稳定性的影响，通过导通晶体管VT1集电极和基极之间的电阻R1，在第一级和第二级引入负直流电压反馈；电阻R3连接在VT2的集电极和基极之间。

通过适当选择隔离电容器 C2、C1 的电容可以实现频率低于 3 kHz 时的增益降低。在频率高于 2 kHz 时增益降低 - 通过在第一级和第二级中引入对通过电容器 C2 和 C4 的交流电压的频率相关负反馈。

这些措施可以提高接收器的抗噪声能力。当电池放电时内阻增大时，电容器C6可防止放大器自激。

线圈制作建议

接收器和发射器线圈是相同的。您可以按照以下方式制作它们。在 115 x 75 毫米长方形的角上，将四颗钉子钉入木板上：直径 2-2,5 毫米； 50-60毫米长。首先，您需要将 30-40 毫米长的 PVC 或聚乙烯管放在指甲上。这将为整个结构提供足够的绝缘。

在以这种方式隔离的钉子上，应缠绕 300 匝直径为 2-0,12 毫米的 PEV-0,14 线。缠绕完成后，用一条窄的绝缘胶带将匝绕在整个周边上。然后可以将钉子向后弯曲以移除线圈。

金属探测器设计

最好使用聚苯乙烯盒作为接收器和发射器外壳（内部尺寸 - 120 x 80 毫米）。电池盒、PCB 架和线圈紧固元件可以采用相同的材料制成，并使用 P-647 溶剂（也可以使用 P-650）粘合到外壳上。

印刷电路板的草图和零件的位置如图所示。 2.14，a-b。

一种基于发射-接收原理的简单金属探测器
米。 2.14。 PCB 草图和零件位置

位于接收器和发射器线圈内部的所有金属结构元件（动力电池、零件板、电源开关）都会影响其磁场。为了避免在操作过程中其位置可能发生变化，所有这些都必须牢固固定。对于作为可更换结构元件的克朗电池来说尤其如此。

设立

要检查发射器的运行情况，您需要连接手机而不是 L1 线圈，并确保打开电源时手机中能听到声音。然后，将线圈连接到位，控制发射器消耗的电流。它应该在 5-7 mA 范围内。

接收器在输入短路的情况下进行调谐。通过在第一级中选择电阻器R1，在第二级中选择电阻器R3，应在晶体管VT1和VT2的集电极上分别设置等于电源电压一半的电压。然后，通过选择电阻R5，需要确保晶体管VT3的集电极电流等于5-7mA。

之后，打开输入，将L1接收器线圈连接到其上，并在约1m的距离处接收发射器信号，确保整个系统正常工作。

作者：索洛年科 V.

查看其他文章 部分金属探测器.

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