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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Impulsmetalldetektor. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Metalldetektoren Die Herstellung ausreichend empfindlicher Metalldetektoren ist eine ziemlich schwierige und undankbare Aufgabe. Funkamateure greifen ihre Entscheidung regelmäßig auf und präsentieren Exponate für die Ausstellung, aber nur selten erfüllen sie die erforderlichen Parameter. Daher wurden Metalldetektoren lange Zeit auf der Grundlage von zwei auf nahe Frequenzen abgestimmten Hochfrequenzgeneratoren entwickelt, von denen einer frequenzstabil war (normalerweise durch einen Quarzresonator stabilisiert) und der andere, der funktionierende, frequenzstabil war mit dem Empfangsrahmen verbunden und änderte seine Frequenz bei Annäherung an Metalle. . Die Signale der beiden Generatoren wurden summiert, ein niederfrequentes Schwebungssignal isoliert und zur Beurteilung des Vorhandenseins von Metall verwendet. Nach dem Erscheinen einer neuen Elementbasis begannen sie anstelle von Referenzsignalgeneratoren mit der Entwicklung eines Metalldetektors mit Spannungs-Frequenz-Wandler, Analog-Digital-Wandlern, Frequenzsynthesizern und anderen möglichen Neuheiten. Archäologen und Kriminologen könnten ein anderes Messschema empfehlen – geophysikalisch. Im Bereich der Suche nach Metalleinschlüssen sollte eine Drahtschleife mit einem Durchmesser von 5 ... 25 m oder mehr verlegt werden, die von einem autonomen Generator mit einer Frequenz von 500 Hz gespeist wird (je höher die Frequenz, desto geringer die Tiefe). ). Es ist sehr praktisch, DC-AC-Wandler für Flugzeuge mit einer Frequenz von 400 Hz (Umformer) zu verwenden. Sie haben ausreichend Kraft. Sie können auch DC-AC-Wandler verwenden, die auf leistungsstarken Transistoren basieren. Sie können bei mehreren Frequenzen hergestellt werden und so eine „Frequenzsondierung“ durchführen, d. h. die Tiefe des angeblichen Metallobjekts bestimmen. Um Suchvorgänge durchzuführen, ist zusätzlich zum Generator ein Empfänger erforderlich, bei dem es sich um einen selektiven Verstärker handeln kann, der auf die Frequenz (Frequenzen) des Generators abgestimmt ist, und der am Eingang über eine magnetische Empfangsantenne verfügt, die ebenfalls auf die Frequenz abgestimmt ist ( Frequenzen) des Generators. Die Idee dieser Suchmethode besteht darin, dass im Bereich des elektromagnetischen Feldes der Drahtschleife alle Metallkörper mit kontinuierlicher Leitfähigkeit beginnen, ihr Feld auszustrahlen, das im Idealfall um 90° phasenverschoben gegenüber dem Primärfeld ist. Der Empfangsrahmen ist normalerweise relativ zum Primärfeld ausgerichtet, so dass das Signal am Empfängerausgang ohne metallische Einschlüsse minimal oder ganz fehlen würde und bei Vorhandensein metallischer Einschlüsse ein Maximum erreichen würde. Durch die Durchführung von Messungen bei mehreren Frequenzen ist es möglich, die ungefähre Tiefe des Auftretens zu bestimmen und mithilfe von Empfangsrahmen unterschiedlicher Ausrichtung im Raum und der Position von Objekten. Der Hauptvorteil dieser Messmethode besteht darin, dass das gewünschte Metallobjekt selbst zur Strahlungsquelle wird. Geräte dieser Art können zum Aufspüren von unterirdischen Rohren, zum Verlegen von Kabeln, zum Aufspüren versteckter Leitungen und für andere Zwecke verwendet werden. Dazu wird der Generator an einem Ende an ein rückverfolgbares Metallsystem angeschlossen und am anderen Ende geerdet (wenn die Suche auf der Straße oder im Feld durchgeführt wird) oder an die Rohre des Heizungsnetzes und der Wasserversorgung angeschlossen (wenn die Nachverfolgung im Gebäude durchgeführt wird). Die Schleifeninduktionsmethode wurde beim VRV ausführlich als Anwendung für kontaktlose Induktionsmethoden zum Einschalten von elektrischen Haushaltsgeräten (kontaktlose Kopfhörer zum Hören von Radio, Fernsehprogrammen usw., kontaktlose Telefone, die nicht über Kabel mit dem Telefonnetz verbunden sind) vorgestellt kann beim Bewegen im Raum frei in den Händen getragen werden). Es scheint, dass das Problem ein anderes ist, aber das Prinzip der Lösung ist dasselbe: eine induktive Verbindung zwischen der Schleife, in der das Signal erzeugt wird, und dem Empfänger, der dieses Signal aufnimmt. Impulsmetalldetektor (Abb. 27). Der Autor des Entwurfs ist der Funkamateur V. S. Gorchakov. Bei 33 ER wurde die Ausstellung mit dem dritten Preis der Ausstellung ausgezeichnet.
Das Gerät dient zum Auffinden von Metallgegenständen im Boden. Seine Tests haben gezeigt, dass es eine 100 x 100 x 2 mm große Aluminiumplatte in einer Tiefe von 75 cm, dieselbe 200 x 200 x 2 mm große Platte in einer Tiefe von 100 cm und ein langes Stahlrohr mit einem Durchmesser von 300 mm erkennen kann in einer Tiefe von 200 cm, ein Kanalschachtbrunnen in einer Tiefe von 200 cm, ein langes Stahlrohr mit einem Durchmesser von 50 mm in einer Tiefe von 120 cm, eine Kupferscheibe mit einem Durchmesser von 25 mm in einer Tiefe von 35 cm . Das Gerät (Abb. 27, a) besteht aus einem Hauptoszillator 1 mit einer Frequenz von 100 Hz, einem Impulsstromverstärker 2, einem Strahlungsrahmen 3, einem Verzögerungsgenerator 4 für 100 μs, einem Gating-Impulsgenerator 5 und einem Anpassungsverstärker 6, ein elektronischer Schalter 7, ein Empfangsrahmen 8 , bilateraler Begrenzer 9, Signalverstärker 10, Integrator 11, Gleichstromverstärker 12, Anzeige 13, Spannungsstabilisator 14. Der Metalldetektor funktioniert wie folgt. Der Master-Oszillator sendet einen Impuls der Dauer Ti (Abb. 27, b), dessen Abklingen den Verzögerungsgenerator auslöst. Der Master-Oszillatorimpuls wird durch einen Stromverstärker leistungsverstärkt und der Strahlungsschleife zugeführt. Der Verzögerungsgenerator erzeugt einen Impuls mit einer Dauer von 100 μs, dessen Abklingen den Gating-Impulsgenerator auslöst. Dieser Generator erzeugt einen Strobe-Impuls mit einer Dauer von 30 μs, der über einen passenden Verstärker den Betrieb des elektronischen Schalters steuert. Der Schalter öffnet den Signalverstärker für die Dauer des Torimpulses und leitet das Signal vom Verstärker 10 an den Integrator weiter. Das Signal vom Ausgang des Integrators über den Gleichstromverstärker wird dem Zeigeranzeiger zugeführt. Auf Abb. In Abb. 27b zeigt die zeitliche Verteilung der Signale auf dem Senderahmen (Kurve 1), auf dem Empfangsrahmen in Abwesenheit (Kurve 2) und in Anwesenheit von Metall (Kurve 5). Als Ergebnis der Experimente wurde festgestellt, dass in Abwesenheit von Metall die Amplitude des empfangenen Impulses über einen Zeitraum von 100 μs ziemlich stark abnimmt. Bei Metalleinschlüssen in der Kontrollzone verzögert sich die Dauer des Amplitudenabfalls des empfangenen Impulses deutlich, was hauptsächlich auf die Wirkung von Foucault-Strömen zurückzuführen ist. Die Eigenschaft der Verformung der Form des empfangenen Signals aufgrund der Einwirkung metallischer Einschlüsse ist die Grundlage für die Konstruktion dieses Geräts. Der Aufbau des Sensors des Gerätes ist in Abb. dargestellt. 27, c. Die Sende- und Empfangsrahmen sind auf einen dielektrischen Rahmen mit einem Außendurchmesser von 300 mm gewickelt. Der Empfangsrahmen ist in den Senderahmen gewickelt. Sein Innendurchmesser beträgt 260 mm. Der Senderahmen enthält 300 Windungen PEV-2 0,44-Draht und der Empfangsrahmen enthält 60 Windungen PEV-2 0,14-Draht. Die Befestigung des Griffes 1 ist willkürlich und bedarf keiner besonderen Erläuterungen. Auf Abb. 28 zeigt ein schematisches Diagramm der Vorrichtung.
Der Hauptoszillator besteht aus den Mikroschaltungen DD1.1 und DD1.2. Das Signal vom Ausgang des Generators wird über den Widerstand R9 dem Eingang des Impulsstromverstärkers zugeführt - den Transistoren VT3-VT5, deren Last der Strahlungsrahmen L1.1 ist. Über den Kondensator C3 wird der Impuls vom Hauptoszillator dem Eingang des Verzögerungsgenerators zugeführt, der gemäß der Schmidt-Triggerschaltung auf den Elementen DD1.3, DD1.4 erfolgt. Das Abklingen des Verzögerungsimpulses startet den Strobe-Impulsgenerator, der auf den Elementen DD2.1-DD2.3 aufgebaut ist. Der Strobe-Impuls über den Anpassungsverstärker (Transistoren VT1, VT2) wird dem elektronischen Schalter DA1 zugeführt, der den Betrieb des Signalverstärkers (DA1.1 und DA1.2) und des Integrators (C12, R30) steuert und den Gleichstrom durchlässt Signal an den Gleichstromverstärker (DA2) während der Dauer des Strobe-Impulses. Die Last des Gleichstromverstärkers ist das Zeigergerät RA1. Um die Stabilität der Messungen zu erhöhen, wird die Stromversorgung der Verstärkerstufen zusätzlich stabilisiert. Elektronische Stabilisatoren werden auf den Transistoren VT6, VT7 hergestellt.
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