使用石英的晶体管上的金属探测器。方案、说明

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带石英晶体管的金属探测器。无线电电子电气工程百科全书

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基于拍频偏差 (BFO) 的金属探测器在寻找弱铁磁性金属（铜、锡、银等）时灵敏度相对较低。由于使用传统的指示方法几乎察觉不到频率差（拍频），因此提高BFO金属探测器的灵敏度相当困难。

自然，这种情况成为寻找其他电路解决方案的良好动力。很多年前，作者根据原装置的方案制作了一个装置，发表在《无线电电子》杂志（1967年第11期）上。用于分析金属物体存在的主要元素是石英。目视评估分析结果。

示意图

引起读者注意的设计是FM（频率计）类型金属探测器的变体之一，也就是说，它是一种基于分析参考振荡器在落入搜索线圈区域的金属物体的影响下的频率偏差的原理的设备。该设备的主要显着特点可以被认为是分析仪的有趣电路设计，采用 Q1 石英元件制成，以及使用指针设备作为指示器。所考虑的金属探测器（图2.15）方案的基础是测量发生器、缓冲级、分析器、高频振荡探测器和指示装置。

米。 2.15。石英金属探测器示意图

高频发生器的振荡电路由晶体管T1构成，由线圈L1和电容器C1-C4组成。 RF发生器的工作频率取决于L1线圈（也是搜索线圈）的电感偏差以及调谐（C2）和调节（C1）电容器的电容变化。在线圈L1的覆盖区域内没有金属物体的情况下，RF发生器中激发的振荡频率必须等于石英元件Q1的频率，即在本例中为1MHz。

当金属物体靠近线圈L1后，其电感量会发生变化。这将导致射频发生器的振荡频率出现偏差。接下来，射频信号被馈送到缓冲级，以确保发生器与后续电路的匹配。晶体管T2上制作的射极跟随器用作缓冲级。

从射极跟随器的输出，RF 信号通过调节电阻器 R8 和石英 Q1 到达二极管 D2 上的检测器。由于石英的高品质因数，测量振荡器频率的最轻微变化都会导致石英元件的阻抗降低。结果，低频（LF）信号被提供给晶体管T3上的直流放大器（DCA）的输入，其幅度的变化提供了指示器装置的箭头的相应偏差。 UPT 的负载由晶体管 T3 构成，是一个总偏转电流为 1 mA 的指针器件。

金属探测器由电压为 1 V 的电源 B9 供电。

细节和设计

正如前面讨论的一些设计一样，任何面包板都可以用来制作带有石英元件的金属探测器。因此，所使用的部件不受外形尺寸的任何限制。安装方式可以是铰接式和印刷式。

搜索线圈L1是由一根外径为8-10mm的电缆(例如PK-50品牌的电缆)制成的环形框架。应将电缆的中心芯去掉，代之以拉伸六芯直径为0,1-0,2毫米、长度为115毫米的PEL型电线。由此产生的多芯电缆必须在合适的心轴上弯曲成环，使得形成的环的开始和结束之间保留约25-30毫米宽的间隙。

电线的末端（即第一匝的起点）应焊接到电缆的屏蔽编织层，第二匝的起点应焊接到第一匝的末端，依此类推。结果是一个包含六匝电线的线圈。在线圈L1的制造中，特别需要确保屏蔽编织物的端部不闭合，因为在这种情况下形成短路线圈。

如果将线圈L1放置在由直径为400mm、厚度为5-7mm的胶合板或getinaks制成的两个圆盘之间，则可以给予线圈L2的设计额外的刚性。代替图中所示的2924N315型晶体管，实际上任何国产小功率硅晶体管，例如KT1B型，都可以用于本设计。建议使用任意字母索引的 D4001 或 D2 系列的任何锗二极管来代替 2N9 (D1) 二极管，并且可以毫无问题地替换 753N2 型齐纳二极管，例如用 156SXNUMXA 齐纳二极管。

任何频率为 1 kHz 至 900 MHz 的石英元件均可用作 Q1,1 元件。作为电源 V1，您可以使用例如一节克朗电池或串联的两节 3336L 电池。

将带有元件的电路板和电源放置在任何合适的塑料或木箱中。壳体盖上安装有可变电阻器R8、连接搜索线圈L1的连接器X1、开关S1和指示器PA1。搜索线圈L1应安装在100-120厘米长的合适手柄末端，线圈通过多芯屏蔽电缆连接到设备板。

设立

该设备高质量调谐的主要条件是距离探测线圈 L1,5 至少 1 m 处不存在大型金属物体。

金属探测器的直接调整应从设置射频发生器产生的所需振荡频率开始。 RF 振荡频率必须等于 Q1 石英元件的频率。建议使用数字频率计进行此调整。在这种情况下，首先通过改变电容器C2的电容值来粗略地设置频率值，然后通过调整电容器C1来精确地设置频率值。

在没有频率计的情况下，可以根据PA1指示灯的读数进行射频发生器的设置。由于石英Q1是装置的搜索部分和指示器部分之间的连接元件，因此其谐振时的电阻非常高。因此，指针仪器PA1的最小读数将指示RF发生器的振荡对石英频率的微调。

该器件的灵敏度水平由电阻 R8 调节。

工作程序

在本金属探测器的实际使用中，可变电阻器R8应将指示器PA1的箭头在刻度上设置为零。在这种情况下，在一定程度上补偿了由于电池放电、环境温度变化或土壤磁特性偏差导致的工作模式变化。

如果在操作过程中，搜索线圈L1区域内出现任何金属物体，则指示器PA1的箭头将发生偏离。

作者：Adamenko M.V.

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