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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Gerät zum Erkennen von Metallgegenständen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Metalldetektoren Bei der Durchführung verschiedener Arbeiten – Aushubarbeiten, Straßenbau, Hochbau – ist es häufig erforderlich, Brand- und Kabelschachtabdeckungen oder verschiedene Metallprodukte zu finden, die in den Wänden unter einer Erd-, Schnee- oder Eisschicht versteckt sind. Das im Folgenden beschriebene Gerät wird verwendet, um die Position solcher Objekte in der Dicke nichtmagnetischer Massen mit unbedeutender elektrischer Leitfähigkeit zu bestimmen. Unter einer Erd-, Asphalt- oder Schneeschicht findet man beispielsweise einen gusseisernen Schachtdeckel für die Wasserversorgung in einer Tiefe von 0,6 bis 0,8 m, unter einem Holz- oder Betonboden sowie in Wänden, Decken usw Lage von Metallträgern, Rohren oder Elektrokabeln mit Metallarmierung in einem Abstand von bis zu 0,2–0,4 m (abhängig von deren Größe und Form). Sie können auch die Ausbreitungsrichtung von Bewehrungsbündeln in Stahlbetonkonstruktionen in einer Tiefe von 0,1 bis 0,15 m usw. ermitteln. Dieses Gerät ist klein, einfach in Design und Design; Die Herstellung kann von einem Funkamateur mit durchschnittlicher Qualifikation durchgeführt werden. Das Funktionsprinzip des Geräts basiert auf der Änderung der Eigenfrequenz des Schwingkreises, wenn sich seine Induktorspule einem Metallgegenstand nähert. Wenn die Schaltung in die Schaltung eines Röhrenoszillators einbezogen wird, ändert sich bei einer Änderung der Induktivität auch die Frequenz des Oszillators, und diese Änderung kann relativ einfach aufgezeichnet werden. Das Magnetfeld, das durch im Suchobjekt induzierte Wirbelströme entsteht, interagiert mit der Induktivität des Schwingkreises, verringert diese und erhöht dadurch die Frequenz der Eigenschwingungen des Kreises. Die maximale Frequenzänderung gibt den minimalen Abstand des Rahmens zum Metallkörper an. Das schematische Diagramm des Geräts, das aus zwei LC-Generatoren und einem auf Kristalltrioden montierten Mischer besteht, ist in Abb. dargestellt. 1.
Der erste Generator verfügt über einen Schwingkreis L1C1. Die Spule L1 besteht aus einem Rahmen, mit dessen Hilfe der Standort eines Metallgegenstands ermittelt werden kann. Der zweite Oszillator mit der Schaltung L4C4 ist ein Hilfsoszillator; er dient als Referenzfrequenzquelle zur Bestimmung, wann sich die Frequenz des ersten Oszillators ändert. Die Wechselspannung beider Generatoren aus den Wicklungen L3 und L6 wird dem Sockel der Mischtriode PP3 zugeführt. In seinem Kollektorkreis entstehen Ströme mit der Frequenz des ersten und zweiten Generators sowie Ströme mit Differenz- und Summenfrequenzen und deren Oberwellen. Die niederfrequenten Anteile dieser Ströme sind an Telefonen zu hören, die an den Kollektorkreis der PP3-Triode angeschlossen sind. Zunächst wird die Frequenz des zweiten Generators mit der Frequenz des ersten angeglichen, die mithilfe von Telefonen mithilfe von „Zero Beats“ nach Gehör überwacht wird. Wenn sich der Geräterahmen einem Metallgegenstand nähert, erhöht sich die Frequenz des ersten Generators und die Telefone beginnen zu funktionieren Es ist ein Ton mit niedriger Frequenz zu hören. Je näher der Rahmen am Metallgegenstand ist, desto höher ist die Frequenz des ersten Generators, desto größer ist die Differenzfrequenz am Ausgang des Mischers und desto höher ist die Tonhöhe, die bei Telefonen zu hören ist. Wenn sich der Rahmen vom Metallgegenstand entfernt, nimmt die Schwingungsfrequenz des in Telefonen zu hörenden Signals ab. Der höchste Ton bestimmt den Mindestabstand vom Rahmen zum gesuchten Objekt. Die Frequenz der Generatoren wird im Bereich von 80–120 kHz gewählt, und die bei der Erkennung eines Objekts zu hörende Frequenz sollte 3–4 kHz nicht überschreiten. Die Gesamtansicht des Geräts ist in Abb. dargestellt. 2. Alle Elemente des Gerätestromkreises, einschließlich der Stromquelle, sind in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, das im oberen Teil des Rahmengriffs befestigt ist. Die Stromversorgung erfolgt über eine Taschenlampenbatterie. Der Schwingkreis des ersten Generators besteht aus einem separaten Rahmen, der über ein abgeschirmtes Kabel mit dem Gerät verbunden ist. Der Rahmen ist auf einem Holzrahmen befestigt (Abb. 2), an dem der Griff angelenkt ist.
Im betriebsbereiten Zustand wird der Rahmen mit einer Schnur in der vorgegebenen Position zum Griff gehalten. Beim Tragen wird der Rahmen am Griff angelegt und mit einem Riegel gesichert. Die gesamte Installation erfolgt auf der Getinaks-Platine, der Schalter Vk1 und die Telefonsteckdosen sind am Gehäuse befestigt – Abb. 3.
Der Abstimmknopf (Abstimmkern der LA-Spule) wird durch ein Loch in der Seitenwand des Gehäuses herausgeführt. Die Schablone zum Wickeln der Rahmenspule wird in Form eines Rechtecks mit den Maßen 300 x 400 mm aus Brettern oder einer Sperrholzplatte hergestellt. In die Ecken dieses Rechtecks werden Nägel eingeschlagen und mit den Wicklungen L1, L2 und L3 umwickelt. Um die Windungen zu befestigen, sollte die Wicklung mit einem starken Faden festgebunden werden, danach kann der Rahmen von den Nägeln entfernt werden. Um die Rahmenwicklung vor Feuchtigkeit zu schützen, sollte sie mit einem Klebeband aus lackiertem Stoff oder dünnem Polyethylen umwickelt werden. Die Außenseite des Rahmens wird mit mit Bitumenlack imprägniertem Baumwollband umwickelt (Der Rahmen wird 6-8 Mal lackiert. Nach jedem Anstrich muss der Lack gut getrocknet sein.). Kondensator C1 und das Ende des Anschlusskabels sind ebenfalls gegen Feuchtigkeit isoliert, wobei besonderes Augenmerk auf die Abdichtung des Kabelausgangs gelegt werden sollte. Nach der Imprägnierung wird der Rahmen mit Sperrholzstreifen am Rahmen befestigt, wie in Abb. 4.
Das Verbindungskabel besteht aus drei flexiblen Drähten mit Vinylchlorid-Isolierung, die von einem gemeinsamen Schirm umgeben sind, auf den außen ein Vinylchlorid- oder Gummischlauch aufgesetzt ist. Der Schirm dient gleichzeitig als gemeinsamer Draht für die Wicklungen L1, L2, L3 und ist mit dem Minuspol des Gerätes verbunden. Die Induktivitäten L4, L5 und L6 sind auf einen SB-4-Kern gewickelt. Die Daten ihrer Wicklungen sind in der Tabelle angegeben.
Als Halbleitertrioden PP1, PP2 und PP3 können beliebige Trioden vom Typ P-6, P-13, P-14, P-15 oder dergleichen verwendet werden. Beim Einrichten des Geräts kommt es darauf an, den Kapazitätswert des Kondensators C4 oder die Anzahl der Windungen der Induktivität L4 so auszuwählen, dass in der Mittelposition des Abstimmkerns die Frequenz des zweiten Generators gleich der Schwingungsfrequenz des ersten Generators ist. Der Frequenzausgleich erfolgt mit einem elektronischen Oszilloskop und einem Hilfsgenerator anhand von Lissajous-Figuren. Wenn die Frequenz des zweiten Generators niedriger ist als die Frequenz des ersten Generators, sollte die Kapazität C4 verringert werden oder die Anzahl der Windungen der L4-Spule verringert werden. Wenn die Frequenz des zweiten Generators jedoch höher ist, sollte die Kapazität verringert werden des Kondensators C4 sollte erhöht oder der L4-Spule einige Windungen hinzugefügt werden. Die endgültige Einstellung der Frequenz des zweiten Oszillators erfolgt nach Gehör mithilfe von „Zero Beats“ oder durch Beobachtung des Niederfrequenzsignals vom Ausgang des Mischers auf einem Oszilloskop. In Ermangelung eines Oszilloskops und Generators kann das Gerät mit einem herkömmlichen Rundfunkempfänger mit Langwellenbereich konfiguriert werden. Es ist wünschenswert, dass dieser Empfänger über eine elektrooptische Abstimmanzeige verfügt. Zunächst wird die Frequenz des ersten Generators gemessen. Dazu wird der Emitter PP2 vom Stromkreis getrennt und der Ausgang des Mischers (bei eingeschalteten Telefonen oder einem sie ersetzenden Widerstand von 4-5 kOhm) über eine Kapazität von 15-20 pF mit dem „ Antenne“-Buchse des Receivers. Durch Änderung der Empfängereinstellung, anhand des charakteristischen Rauschens im Lautsprecher oder anhand der Abstimmanzeige wird auf der Empfängerskala die Frequenz einer der Harmonischen des ersten Generators ermittelt. Durch Änderung der Empfängereinstellung wird die Frequenz der nächsten Harmonischen bestimmt. Der Frequenzunterschied zweier benachbarter Harmonischer entspricht der Eigenfrequenz des ersten Generators. Ähnliche Messungen werden für die Frequenz des zweiten Generators durchgeführt (bei ausgeschaltetem Emitter PP1). Durch Auswahl des Kapazitätswerts des Kondensators C4 oder Änderung der Induktivität L4 wird die Frequenz des zweiten Generators so ausgewählt, dass seine Harmonischen bei den gleichen Unterteilungen der Empfängerskala zu hören sind wie die des ersten Generators. Die endgültige Frequenzanpassung erfolgt nach Gehör, basierend auf den „Nullschwebungen“ in Telefonen. Die Abstimmung gilt als abgeschlossen, wenn mit der Mittelstellung des Abstimmkerns in der Induktivität L4 „Schwebungsnull“ erreicht werden kann. Die Bedienung des Gerätes ist einfach und erfordert keine spezielle Schulung. Bevor Sie mit der Suche beginnen, sollten Sie das Gerät einschalten und beim Anhören der Funktion auf Telefonen durch Drehen der Schraube des Stimmkerns „Null-Schwingungen“ erreichen. Drehen Sie dann den Kern ein wenig heraus und verstimmen Sie den zweiten Generator leicht, so dass in den Telefonen ein tiefer Ton zu hören ist. In diesem Fall weist das Gerät die höchste Empfindlichkeit auf, da bei der Feinabstimmung beider Generatoren diese sogar miteinander synchronisiert sind Bei kleinen Frequenzabweichungen (bei kleinen oder weit entfernten Objekten) scheint der zweite Generator vom ersten „mitgerissen“ zu werden und das Objekt kann nicht erkannt werden. Bei einer leichten Verstimmung führt bereits eine kleine Abweichung der Frequenz des ersten Oszillators bei Annäherung an einen Metallgegenstand zu einer Tonhöhenänderung, die leicht mit dem Gehör wahrnehmbar ist. Die Suche erfolgt, indem ein Rahmen in geringem Abstand von der Oberfläche des Bodens, Bodens, der Decke usw. in den Bereich getragen wird, in dem sich der Metallgegenstand befinden soll. Durch Hin- und Herschwenken des Rahmens können Tonänderungen leicht die genaue Position des gesuchten Objekts bestimmen. Eine Batterie für eine Taschenlampe reicht aus, um das Gerät 100–150 Stunden lang zu betreiben; bei Betrieb mit D-0,2-Batterien kann es 45–50 Stunden lang betrieben werden. Das Gerät ist nicht für die Suche nach kleinen Gegenständen geeignet: Bolzen, Unterlegscheiben, Nägel usw. Autor: D.Ilyin
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