电子金属探测器。方案、说明

电子金属探测器。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。一方面，这对不需要的信号（例如，在存在湿沙、小金属片等的情况下出现的信号）提供了微弱的响应，另一方面，在搜索隐藏的水时提供了良好的灵敏度管道和中央供暖管线、硬币和其他金属物体。

方案实施和定制需要适当的技能和经验。

金属探测器的框图如图 1 所示。一。

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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，输出处出现电信号，然后该电信号被放大、整流和滤波。因此，在系统的输出端我们有一个恒定电压信号，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。这反过来会启动电子开关，从而向输出放大级发出声音信号，提醒操作员存在金属物体。

金属探测器的电路图如图2所示。 XNUMX。

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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 C10 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。可变电阻RP4用于快速粗调，而RP3则提供参考电压的微调。发生器组装在具有一个 VT2 结的晶体管上，以连续模式工作，但是，只有当 VT4 晶体管闭合时，它生成的信号才会进入 VT3 晶体管的基极，因为处于开路状态时，该晶体管会并联发电机的输出。当D3微电路的输入端接收到信号时，其输出端电压下降，晶体管VT3截止，来自晶体管VT2的信号通过晶体管VT4和音量控制器RP5进入输出级和扬声器。

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芯片将其降压至12V稳定电压，同时电路工作过程中电池电压的降低不会改变设置。输出级由独立的9V电源供电，功率要求相当低，因此可以使用三节电池为该单元供电。输出级电池不需要特殊的开关，因为在没有信号时输出级不会汲取电流。

金属探测器是一种相当复杂的设备，因此电路的组装应级联进行，并对每个级联进行彻底检查。电路安装在一块板上，板上有 24 条铜条，每条铜条有 50 个孔，间距为 2,5 mm。首先，在条带上切出 64 个切口，并钻三个安装孔。然后，在板背面安装 20 个跳线、外部连接引脚和电容器 C5 的两个引脚。

电子金属探测器。方案

然后安装电容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，安装输出级元件：电阻器R23-R26、电容器C14和C15以及晶体管VT4-VT6。需要注意的是，VT6晶体管的外壳与其集电极相连，因此外壳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，因此可以通过临时连接扬声器、可变电阻器 RP5 和 9 V 电池来检查。

再安装电阻R20-R22和晶体管VT2，构成声音信号发生器。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，将电阻R16-R19、电容C12、晶体管VT3和芯片D3安装在板上。比较电路的操作检查如下。可变电阻器 RP3 和 RP3 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 电源总线，另一个连接到零总线。电阻的第二端连接至D2芯片的端子3。该引脚的跳线用作临时连接点。通过可变电阻器 RP4 进行粗调（两块电池都打开），在某个位置，声音信号会中断，而使用可变电阻器 RP3 进行微调应该会导致该位置附近的信号平滑变化位置。当这些条件满足时，他们开始安装电阻器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）。电容器 C9 两端的电压不应与该 IC 的输出电压不同，尽管交流噪声可能会导致该电压略有增加。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。如果调谐旋钮处于没有声音信号的位置，用手指触摸电容器C6会导致信号出现和消失。级联性能的初步检查到此结束。

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。对电路级联进行初步检查后，除电容器 C5 外，其余元件均安装在电路板上。可变电阻RP2暂时设置在中间位置。该板使用三个螺钉通过塑料垫圈（以消除短路的可能性）固定在 L 形铝制底盘上。底盘通过两个螺栓固定在控制面板主体中，这两个螺栓固定两个夹子，该夹子设计用于将控制面板主体紧固到搜索栏。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，将扬声器粘合起来。

构成取景器头部支架的杆和连接部件由直径为 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。其内部用砂纸仔细清洁，确保与环氧树脂良好粘合。

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缠绕在 D 形电路上，该电路由固定在合适的电路板上的引脚形成（图 4）。

电子金属探测器。方案

每个线圈由 180 匝 0,27 毫米漆包铜线组成，从第 90 匝开始攻丝。在从销钉上取下线圈之前，它们被绑在几个地方。然后用坚固的线缠绕每个线圈，使线圈紧密贴合在一起。这样就完成了发射线圈的制作。接收线圈必须配备屏蔽。线圈的屏蔽设置如下。首先用铁丝包裹，然后再包裹一层铝箔，铝箔再用铁丝包裹。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。 8、防止在线圈圆周上形成闭环。

电子金属探测器。方案

以这种方式制成的线圈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。两个中心抽头和接收线圈的屏蔽通过屏蔽线连接到中性母线。如果打开设备和位于线圈附近的收音机，由于收音机中音频信号的干扰，您会听到高音调的哨声（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。线圈的工作位置由金属探测器的输出信号确定（该信号应该是最小的），或者由直接连接到电容器C9的测量装置（电压表）的读数确定。

匹配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，线圈的外部部分用环氧树脂粘合，内部部分穿过中心，保持松动，以便进行最终调整。

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。安装并牢固紧固后，线圈上覆盖一层环氧树脂，然后在其上涂上玻璃纤维，并用环氧树脂密封整个线圈。

搜索头制作完成后，电路中内置电容C5，可变电阻RP1置于中间位置，可变电阻RP2调整至输出信号最小。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。应该记住，随着可变电阻器RP1的标称电阻值的每次变化，都需要重新配置设备。

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微不足道。

金属探测器元件
-------------------------------------------------- -----------
电阻：
R1、R6、R7、R8 100kΩ
R2、R3、R22、R23 100 欧姆
R4、R5 6,8kΩ
R9、R11、R21、R25 10kΩ
R10 220 欧姆
R14 15 欧姆
R15、R19 68kΩ
R16 8,2 欧姆
R17 18 欧姆
R18 3,9兆欧
R12、R13 47kΩ
R24 4,7 欧姆
R20 33 欧姆
R26 1,8 欧姆

可变电阻器：
RP1、RP4 10kΩ（线性）
RP2 10 kΩ（微型、卧式
安装）
RP3 100kΩ（线性）
RP5 10 kΩ（与开关组合）

电容器：
C1 100uF，16V（电解）
C2、C5、C14 0,01uF
C3、C4 0,22uF
C6、C13 0,1uF
C7、C8、C12 1uF
C9 47uF，16V
C10 2,2uF，35V
C11 0,47uF，35V
C15、C16 220uF、16V（电解）
C17 470uF，25V（电解）

晶体管：
VT1、VT5 BC214L（KT3107B、KT3107I）
VT2 TIS43 单结 (KT117)
VT3、VT4 BC184L (KT3102D)
VT6 BFY51 (KT630D)

二极管：
VD1、VD2、VD3 1N914（KD521A）

微电路：
D1、D2、D3 CA3140 (K1109UD1)
F4 mA78L12AWC 稳压器 +12 V，100 mA
（K142EN1、K142EN2）

作者：Evgeny Lisovy，乌克兰，乌曼；出版物：N. Bolshakov，rf.atnn.ru

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