具有高灵敏度的简单金属探测器。方案、说明

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一种简单的高灵敏度金属探测器。无线电电子电气工程百科全书

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金属探测器特点

所提出的金属探测器制造相对简单，不含稀有元素，但同时具有相当高的灵敏度。

有了它，您可以探测到埋在地下 15-20 厘米深度的硬币。

工作原理

在地下寻找金属物体主要基于两种物理现象。其中之一是物体的磁性对线圈的电感或两个线圈之间的耦合系数的影响。这些值可能会根据材料的相对磁导率而增加或减少。

所有已知物质根据其磁性分为三组：

抗磁体（铋、玻璃、铜、水、银）；
顺磁体（铝、硅、空气、铂、钯）；
铁磁体（钴、镍、铁、氧化亚铁、钢）。

抗磁体和顺磁体的磁导率差异非常微小。但铁磁材料在此基础上非常突出。第二种现象是交变磁场中导电物体中出现的涡流。电流的强度取决于物体的尺寸和形状以及其材料的电阻率。

在平坦的金属板中，涡流比在具有不平坦表面的复杂形状的物体中强得多。物体在磁场中的位置（穿过它的力线数量）也很重要。如果我们还考虑到效果对距离的依赖性以及地面的影响，那么这项任务的难度就显而易见了。

所描述的简单金属探测器根据TR/IB原理工作。该缩写代表 Transmit-Receive / Induction Balance - 传输、接收和感应平衡。在这种情况下，传感器中安装了两个线圈，即发射线圈和接收线圈。金属的存在会改变它们之间的电感耦合，从而影响接收到的信号。

其传感器由两个线圈组成。该器件仅包含两个晶体管和一个微电路。

示意图

如图所示。 2.20 该方案非常简单。晶体管VT1上的发生器工作在间歇振荡模式。它同时产生两个频率——高频率和低频率，并且高频振荡还受到低频振荡的调制。随着发电的开始，电容器C2通过二极管VD1充电。当(2)处达到一定电压时，高频振荡被击穿，电容器通过电阻R1放电，一段时间后，振荡再次出现，如此循环往复。

米。 2.20. 简易高灵敏度金属探测器示意图（点击放大）

发射线圈L1-L1连接在晶体管VT3的集电极和基极之间，其设计方式使得周围物体对其的电容效应相互抵消。靠近线圈的电容器 C5 决定了生成的频率。

线圈L4和L5是接收器，它们放置在发射器旁边。接收线圈和发射线圈的匝所覆盖的区域部分重叠。在没有金属物体的情况下，接收线圈中感应的信号由通过可变电容器 Sat 直接来自发生器的信号进行补偿。附近出现的金属破坏了平衡。该信号被馈送到比较器 DA1 的反相输入端，比较器将其与恒定电压进行比较。

后者由可变电阻器 R5 (GROUGH) 和 R6 (FINE) 设置。需要二极管 VD2，以便仅将正电压施加到比较器的输入。如果信号高于设定阈值，比较器的输出端就会出现电压，从而打开晶体管 VT2。

由于信号闪烁的峰值通过比较器，因此在声学头 BA1 中听到声音（功率 - 0,1 W，电阻 - 至少 8 欧姆）。改变发射线圈和接收线圈之间的耦合会影响接收信号的幅度，进而导致比较器输出处的脉冲宽度发生变化。通过耳朵，这被感知为声音的音量和音色的变化。

经VD3二极管整流后的负电压与晶体管VT2集电极的信号电平成正比，返回到比较器的输入端。这实现了自动阈值调整，补偿接收线圈中感应的信号的缓慢变化。器件的输出端有一个微安计 RA1，总偏转电流为 100-250 μA。因此，可以通过箭头的振动来判断线圈附近是否有金属物体。当按下SB1按钮时，使用微安表可以检查电池电压。

金属探测器的构造

只有正确制造传感器才能实现金属探测器的良好运行，其示意图如图2.21所示。 XNUMX。线圈框架是两块有机玻璃或其他耐用介电材料板。在这种情况下，木材由于其吸湿性而不适合。您需要使用刀具或锉刀沿着每块板边缘的周边制作一个用于铺设绕组的凹槽。

具有高灵敏度的简单金属探测器
米。 2.21。传感器图纸

所有线圈必须用直径0,3毫米的漆包绝缘铜线绕制。导线的起始端用一滴胶水固定在框架的A点，顺时针缠绕线圈L22 2匝。绕组的末端也需要在A点粘在板上。在不切断导线的情况下，建议清洁其一小段绝缘层并将另一段导线的开头焊接到其上，用它缠绕四匝逆时针 - 线圈 L1。

之后，用绕L2线圈的线，再顺时针绕22圈——L3线圈。所有绕组的结点应牢固地粘在 A 点框架板上。建议将线圈 L4 和 L5 放置在第二块板上。它们中的每一个都在 B 点开始和结束，并包含沿相同方向缠绕的 36 匝。

电容器 C5 和 C7 必须按照图表直接焊接到线圈端子上，并粘在板上。绕组板应堆叠在一起，并用绝缘材料（例如尼龙）的螺栓紧固在一起，如图 2.21 所示。 XNUMX。

其中一块板上的弧形切口允许您在设置设备时将板固定在最佳位置。最好将整个组件固定在 1-1,5 m 长的木杆或塑料杆的末端。在任何情况下都不应使用金属螺钉、螺钉或螺母来固定组件。

在杆的另一端（上端），您需要安装一个带有设备印刷电路板的外壳（可以是金属）。控制器（SA1、SB1、C6、R5 和 R6）的手柄最好放在机箱的前面板上。线圈 L1 - L5 必须使用屏蔽线连接到金属探测器板。

设置金属探测器

在设置金属探测器之前，应将两块带有线圈的板转动到最大角度，但不要固定它们。暂时不要安装跳线 A 和 B。接通电源后，在可变电阻R5、R6的某个位置，BA1头应听到声音。缓慢移动线圈（线圈附近不应有金属），直到声音的音量开始减小。

通过旋转可变电阻器的轴并移动线圈，有必要实现最小体积。有时这需要多次尝试。找到最小值后，将线圈稍微移动一点（小于 1 毫米）并固定它们。然后可以关闭金属探测器并安装跳线A。打开电源后，您需要尝试找到电容器C6转子的位置，其中没有听到声音。如果失败，则必须移除跳线 A，安装跳线 B，然后重试。

如果这没有帮助，则可能发现线圈的位置错误。调整金属探测器的最后一个机会是与 C470 并联一个 6 pF 电容器，并再次尝试找到平衡点。如果出现故障，您将必须严格遵循所有建议来制作其他线圈。开始调节控制单元的供电电压时，将后者设置为9V。使用R5和R6，确保BA1头没有声音，PA1微安表的箭头不偏离。按下 SB1 按钮，使用 R14 将箭头设置到刻度的最后一个格。将电源电压降低至 7 V，标记与最小允许电压相对应的箭头位置。

您可以自行决定用可变电阻器 R12 来调整设备的灵敏度。有时，BA1 头部听到的声音会伴有频率为 100-150 Hz 的嗡嗡声。为了消除嗡嗡声，您应该将一个调谐的 1 kΩ 电阻与 R50 串联并选择其滑块的位置。

入门

在开始使用金属探测器之前，您需要确保电容器 C6 的转子与 BA1 头中的平衡点有最轻微的偏离，都会听到声音。积累了一些经验后，通过将C6设置在不同的位置，甚至可以区分反磁性材料和顺磁性材料。

参考文献：

金属探测器。《选举人》1986年第6期

查看其他文章 部分金属探测器.

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