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电子金属探测器工作频率低。 无线电电子电气工程百科全书

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无线电电子与电气工程百科全书 / 金属探测器

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工作原理

金属探测器是一种相对简单的设备,其电子电路提供了良好的灵敏度和稳定性。

这种设备的一个显着特点是其低工作频率。 金属探测器的电感器工作频率为 3 kHz。 这提供了:

  • 一方面,对不需要的信号(例如,存在湿沙、小金属片等的情况下出现的信号)的响应较弱;
  • 另一方面,在搜索隐藏的水管和中央供暖线路、硬币和其他金属物体时具有良好的灵敏度。

金属探测器发生器以大约 3 kHz 的频率激发发射线圈中的振荡,从而在其中产生交变磁场。 接收线圈与发射线圈垂直,这样穿过它的磁力线就会产生一个小的电动势。 在接收线圈的输出处,信号要么不存在,要么非常小。

金属物体落入线圈的磁场中会改变电感值。 在这种情况下,输出处出现电信号,然后该信号被放大、整流和滤波。 因此,在系统的输出处存在恒定电压信号,当线圈接近金属物体时,该信号的值略有增加。

该信号被馈送到比较电路的一个输入端,与施加到其第二输入端的参考电压进行比较。 参考电压电平的调整方式使得即使信号电压的微小增加也会导致比较电路的输出处的状态发生变化。 这进而启动电子开关。 这一过程的结果是,音频信号被发送到输出放大级,通知操作员金属物体的存在。

示意图

金属探测器的电路图如图2.38所示。 XNUMX。

低工作频率电子金属探测器
米。 2.38。 低工作频率电子金属探测器示意图(点击放大)

发射器由晶体管 VT1 和相关元件组成,激发线圈 L1 中的振荡。 到达 L2 线圈的信号随后由 D1 芯片放大并由幅度检测器电路中包含的 D2 芯片进行整流。 来自检测器的信号进入电容器 C9,并通过低通滤波器进行平滑处理,该低通滤波器由电阻器 R14、R15 以及电容器 SYU 和 C11 组成。

然后该信号被馈送到比较电路D3的输入端,与可变电阻RP3和RP4设置的参考电压进行比较。 该发电机组装在具有一个 VT2 结的晶体管上,以连续模式运行。 但它产生的信号只有在晶体管VT4截止时才进入晶体管VT3的基极。 毕竟,在打开状态下,该晶体管会分流发电机的输出。

当D3微电路的输入端收到信号时,其输出端电压下降,晶体管VT3截止,来自晶体管VT2的信号经晶体管VT4和音量控制器RP5进入输出级和扬声器。

电路电源

该电路使用两个电源,从而消除了从电路输出到其敏感输入的任何反馈的可能性。 主电路采用18V电池供电,通过D4芯片将电池电压降至12V稳定电压,同时电路工作时电池电压的降低不会改变器件设置。

输出级由单独的 9V 电源供电。

功耗要求相当低,因此可以使用三块充电电池为设备供电。 输出级电池不需要特殊的开关,因为在没有信号的情况下输出级几乎不汲取电流。

电路安装

建议将金属探测器电路安装在面包板上。 这样的板如图所示。 2.39。 该板有 24 个铜条,每个铜条有 50 个孔,每个孔的间距为 2,5 毫米。 首先,必须在条带上进行 64 个切口,并钻三个安装孔。

低工作频率电子金属探测器
米。 2.39。 印刷电路板和元件布局

然后在你需要安装的板子背面:

  • 20个跳线;
  • 用于外部连接的引脚;
  • 电容器 C5 的两个引脚。

然后即可安装电容C16、C17和芯片D4。 这些元件形成电压为 12 V 的电源。通过临时连接电压为 18 V 的电池来检查此阶段。在这种情况下,电容器 C16 两端的电压应为 12 ± 0,5 V。

之后,您可以继续安装输出阶段的元素:

  • 电阻器R23-R26;
  • 电容器C14和C15;
  • 晶体管VT4-VT6。

晶体管VT6的体与其集电极相连,因此体与相邻元件和跳线的接触是不可接受的。 由于输出级在没有信号的情况下不汲取电流,因此通过临时连接扬声器、可变电阻器 RP5 和 9 V 电池来检查就足够了。

然后需要安装电阻R20-R22和晶体管VT2,组成声音信号发生器。 当连接两个电源时,扬声器中会听到背景声音,该背景声音随着音量控制旋钮的位置而变化。 之后,需要在板上安装电阻R16-R19、电容器C12、晶体管VT3和芯片D3。

检查比较方案的操作

比较电路的操作检查如下。 可变电阻器 RP3 和 RP3 必须连接到测量输入 D4。 该输入由两个 10 kΩ 电阻器构成,其中一个连接到正 +12 V 电源轨,另一个连接到零轨。 将电阻器的第二个端子连接到 D2 芯片的引脚 3。 该引脚的跳线用作临时连接点。

通过可变电阻 RP4 进行粗调(两块电池都打开),在某个位置,声音信号会中断,而通过可变电阻 RP3 进行微调,则该位置附近的信号应该平滑变化。

级联可操作性的初步检查

满足这些条件后,即可继续安装电阻器R6-R15、电容器C6-C11、二极管VD3以及微电路D1和D2。 打开电源,首先需要检查D1芯片的输出(引脚6)是否有信号。 它不应超过电源值的一半(约6V)。

尽管交流电源的干扰可能会导致该电压略有增加,但电容器 C9 两端的电压不应与该芯片的输出电压不同。 用手指触摸微电路的输入端(电容器C6的基极)会因噪声水平的增加而导致电压增加。

如果调音旋钮处于无声音信号的位置,用手指触摸电容C6会导致声音信号的出现和消失。 级联性能的初步检查到此结束。

最终检查和调整

金属检测机的最终检查和调整是在电感器制造完成后进行的。 对电路的级联进行初步检查后,除电容器 C5 外,其余元件都可以安装在板上。 可变电阻RP2暂时置于中间位置。 使用三个螺钉通过塑料垫圈将板固定到 L 形铝制底盘上(以消除短路的可能性)。

底盘通过两个螺栓固定在控制台主体上,螺栓固定两个夹子,用于将控制台主体固定到搜索栏上。 机箱侧面将电源固定到机箱上。 组装遥控器时,请确保可变电阻RP5反面的开关引线不要接触板上元件。

钻一个矩形孔后,粘上扬声器。 构成取景器头部支架的杆和连接部件可由直径为 19 毫米的塑料管制成。 取景器头本身是一个直径为 25 厘米的板,由耐用塑料制成。 内部必须仔细打磨,以确保与环氧树脂有良好的粘附力。

发射线圈的制造

金属探测器的主要特性很大程度上取决于所使用的线圈,因此其制造需要特别注意。 具有相同形状和尺寸的线圈应缠绕在 D 形环上,该环由固定在合适的电路板上的销钉形成。

每个线圈应由 180 匝 0,27 毫米漆包铜线组成,从第 90 匝开始分接。

低工作频率电子金属探测器
米。 2.40。 金属探测器的线圈:a-线圈绕制方法; b——成品线圈安装图

在从销钉上拆下线圈之前,必须将它们绑在多个位置,如图 2.40 所示。 XNUMX a. 然后,必须用坚固的线缠绕每个线圈,以使线圈紧密贴合在一起。 这样就完成了发射线圈的制作。

制作收线线圈

接收线圈必须配备屏蔽。 线圈的屏蔽设置如下。 首先必须用铁丝包裹,然后再包裹一层铝箔,铝箔又需要用铁丝包裹。

这种双重缠绕保证了与铝箔的良好接触。 绕线和箔片中应该有一个小间隙或缝隙,如图所示。 2.40、6,防止在线圈圆周上形成闭环。

组装金属探测器

以这种方式制作的线圈必须用夹子固定在塑料板的边缘,并使用四芯屏蔽电缆连接到控制单元。

通过屏蔽线将两个中心抽头和接收线圈的屏蔽连接至中性总线。

功能测试

如果打开金属探测器和位于线圈附近的收音机,由于收音机中音频信号的拾取,您可以听到高音调的哨声(以金属探测器的频率)。 这表明金属探测器发生器的运行状况。

在这种情况下,收音机调到哪个频段并不重要,因此可以使用任何盒式录音机来检查它。

线圈工作位置的位置确定:

  • 或通过金属探测器的输出信号,这应该是最小的;
  • 或者根据直接连接到电容器 C9 的搜索装置(电压表)的读数。

安装线圈的第二种选择要简单得多。

电容器两端的电压应约为6伏。之后,线圈的外部部分可以用环氧树脂粘合,而穿过中心的内部部分必须保持松动,以便进行最终调整。

最终设置

最后的调整包括将线圈的松散部分放置在这样的位置,即硬币等有色物体会导致输出信号快速增加,而其他物体会导致输出信号略有下降。 如果未达到预期结果,则需要交换其中一个线圈的末端。

应记住,线圈的最终调整或调整应在没有金属物体的情况下进行。 安装并牢固固定线圈后,需要在其上覆盖一层环氧树脂,然后在其上放置玻璃纤维并用环氧树脂密封所有这些。

搜索头制造完成后,应进行以下操作:

  • 在电路中嵌入电容C5;
  • 将可变电阻RP1设置在中间位置;
  • 将可变电阻 RP2 调整为最小输出信号。

同时,在中间位置的一侧,可变电阻器RP1提供对钢质物体的识别,而在另一侧则提供对有色金属制成的物体的识别。 随着可变电阻器RP1的标称值的每次改变,都需要重新配置该装置。

实际上,金属探测器是一种轻便、平衡良好、灵敏的设备。 在打开设备后的最初几分钟内,可能会出现零电平不平衡,但一段时间后它会消失或变得不明显。

出版:loktek.ru

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文章评论:

萨拉托韦茨
你好,好人!请解释一下谁真的知道这个设备的线圈的“最终”设置。最小输出电压(就像我做的那样)最好用示波器在同相输入 DA2 控制! 并且“在电阻器 RP1 的一侧和另一侧”的歧视闻起来像萨满教! 我制作了这个设备,通过屁股设置(不推荐),我得到了 5 个警察(空运)12-12,5 厘米。这是容量 C3 和 C4 0,047 uF。!也许你们中的一个人这样做了? 0.22uF - 废话出来了! 还是我对他(设备)有很多要求? 真挚地!

弗拉基米尔,乌里扬诺夫斯克
我根据给出的描述做了这个金属探测器,经历了很多考验,它似乎可以工作,虽然灵敏度很低 - 大约 10 厘米。我认为原因是在线圈和调谐的制造中。 但是有问题。 在描述中给出的印刷电路板的拓扑结构中,RE 位于其上,稳压器 um78L12 的位置不正确,因为。 它的输入位于“地”、公共输出和不适当总线上的输出,即它应该位于更高的一个“线”。 下一个问题是在安装晶体管 VT4-VT6 和 R23-26 的输出级元件后,在连接 9v 电池、扬声器和可变 Rp5 时检查该级时会发生什么? 从逻辑上讲,扬声器应该是静音的,但它发出嘶嘶声。然后,根据描述,我安装了一个基于 KT117(VT2,R20-22)的发声器,我通过连接两个 9v、18v 电池、可变 Rp5 和一个扬声器 - 没有声音信号。没有提到安装 C13 的那一刻。 简而言之,经过多次频繁更换 RE,检查参数(虽然 RE 符合列表),我设法“启动”发声器,安装和验证比较电路(VT3,D3,R16 -19,C12)没有问题,但是在安装微电路D1,D2,R6-15,C6-11,VD3二极管后)我根据描述检查电路的操作,我在第6个输出上得到1v D6 和 C9 9v,而不是 6v。 在推荐的条件下用手指触摸 C6 并没有发出声音,这是什么原因? 也许在电路本身或使用的 RE 中? 那些根据建议的方案和描述从事金属探测器制造的人,我请你帮忙弄清楚什么是什么。 提前致谢。


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