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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Ein einfacher Metalldetektor, der nach dem Sende-Empfangs-Prinzip arbeitet. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Metalldetektoren Arbeitsprinzip Als Sender dient ein Multivibrator und als Empfänger ein Audioverstärker. An den Ausgang des ersten dieser Geräte und den Eingang des zweiten werden Spulen gleicher Größe und Wicklungsdaten angeschlossen. Damit ein System aus einem solchen Sender und Empfänger zu einem Metalldetektor wird, ist es notwendig, die Spulen so anzuordnen, dass in Abwesenheit von Fremdmetallgegenständen praktisch keine Verbindung zwischen ihnen besteht, d. h. das Sendersignal geht nicht direkt an den Empfänger. Bekanntlich ist die induktive Kopplung zwischen Spulen minimal, wenn ihre Achsen senkrecht zueinander stehen. Wenn die Sender- und Empfängerspulen auf diese Weise positioniert sind, ist das Sendersignal daher im Empfänger nicht zu hören. Wenn ein Metallgegenstand in der Nähe dieses ausgeglichenen Systems erscheint, entstehen unter dem Einfluss des magnetischen Wechselfelds der Sendespule sogenannte „Wirbelströme“ und in der Folge ein eigenes Magnetfeld, das eine elektromagnetische Wechselkraft induziert in der Empfangsspule. Das vom Empfänger empfangene Signal wird von Telefonen in Ton umgewandelt. Sein Volumen hängt von der Größe des Objekts und der Entfernung zu ihm ab. Technische Eigenschaften Die technischen Eigenschaften des Metalldetektors sind wie folgt:
Schematische Darstellung des Senders Die Senderschaltung ist in Abb. dargestellt. 2.13, a. Dies ist ein symmetrischer Multivibrator mit den Transistoren VT1, VT2. Die Frequenz der von ihm erzeugten Schwingungen wird durch die Kapazität der Kondensatoren C1, C2 und den Widerstand der Widerstände R2, R3 bestimmt. Das Tonfrequenzsignal von der Kollektorlast des Transistors VT2 – Widerstand R4 – wird über den Trennkondensator C3 der Spule L1 zugeführt, die elektrische Schwingungen in ein magnetisches Wechselfeld umwandelt. Schaltplan des Empfängers Der Empfänger ist ein dreistufiger Audioverstärker, der nach der in Abb. gezeigten Schaltung hergestellt ist. 2.13, geb. An seinem Eingang ist die gleiche Spule L1 angeschlossen wie im Sender. Der Verstärkerausgang wird mit in Reihe geschalteten BF1-Telefonen belastet.
Die Arbeit des Metalldetektors nach dem Konzept Das magnetische Wechselfeld des Senders, das durch eine Spule in einem Metallgegenstand induziert wird, beeinflusst die Empfängerspule. Dadurch entsteht darin ein elektrischer Strom mit einer Frequenz von etwa 2 kHz. Über den Isolationskondensator C1 wird das Signal dem Eingang der ersten Stufe des Verstärkers zugeführt, der am Transistor VT1 erfolgt. Das verstärkte Signal von seiner Last – dem Widerstand R2 – wird über den Trennkondensator C3 dem Eingang der zweiten Stufe zugeführt, der am Transistor VT2 montiert ist. Das Signal von seinem Kollektor über den Kondensator C5 wird dem Eingang der dritten Stufe zugeführt – dem Emitterfolger am Transistor VT3. Es verstärkt das aktuelle Signal und ermöglicht den Anschluss niederohmiger Telefone als Last. Um den Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Stabilität des Verstärkers zu verringern, wird eine negative Gleichspannungsrückkopplung in die erste und zweite Stufe eingeführt, indem Folgendes eingeschaltet wird: Widerstand R1 zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors VT1; Widerstand R3 zwischen dem Kollektor und der Basis von VT2. Die Reduzierung der Verstärkung bei Frequenzen unter 2 kHz wird durch die entsprechende Wahl der Kapazität der Koppelkondensatoren C1, C3 erreicht. Reduzierung der Verstärkung bei Frequenzen über 2 kHz – durch Einführung einer frequenzabhängigen Gegenkopplung der Wechselspannung über die Kondensatoren C2 und C4 in die erste und zweite Stufe. Durch diese Maßnahmen konnte die Störfestigkeit des Empfängers erhöht werden. Der Kondensator C6 verhindert die Selbsterregung des Verstärkers, wenn der Innenwiderstand der Batterie beim Entladen zunimmt. Empfehlungen zur Spulenherstellung Die Empfänger- und Senderspulen sind gleich. Sie können sie wie folgt herstellen. Schlagen Sie vier Nägel an den Ecken eines Rechtecks mit den Maßen 115 x 75 mm in das Brett ein: mit einem Durchmesser von 2-2,5 mm; 50-60 mm lang. Zuerst müssen Sie 30-40 mm lange Polyvinylchlorid- oder Polyethylenschläuche auf die Nägel stecken. Dadurch wird eine ausreichende Isolierung der gesamten Struktur gewährleistet. Auf die so isolierten Nägel müssen 300 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,12-0,14 mm gewickelt werden. Wickeln Sie die Windungen nach Abschluss des Wickelns mit einem schmalen Streifen Isolierband um den gesamten Umfang. Anschließend können die Nägel gebogen werden, um die Spule zu entfernen. Metalldetektor-Design Als Empfänger- und Sendergehäuse empfiehlt sich die Verwendung von Styroporboxen (Innenmaß 120 x 80 mm). Batteriefächer, Träger für Leiterplatten und Spulenmontageelemente können aus dem gleichen Material hergestellt und mit dem Lösungsmittel R-647 (auch R-650 verwendbar) auf die Gehäuse geklebt werden. Skizzen von Leiterplatten und die Lage der Teile sind in Abb. 2.14 dargestellt. XNUMX, a–b.
Alle metallischen Strukturelemente im Inneren der Empfänger- und Senderspulen (Batterie, Platine mit Teilen, Netzschalter) beeinflussen ihr Magnetfeld. Um mögliche Lageänderungen während des Betriebs auszuschließen, müssen sie alle sicher befestigt sein. Dies gilt insbesondere für die Krona-Batterie als austauschbares Strukturelement. Einrichtung Um die Funktion des Senders zu überprüfen, müssen Sie anstelle der L1-Spule Telefone anschließen und sicherstellen, dass Sie beim Einschalten den Ton in den Telefonen hören können. Überprüfen Sie dann nach dem Anschließen der Spule den vom Sender verbrauchten Strom. Es sollte innerhalb von 5-7 mA liegen. Der Empfänger wird mit kurzgeschlossenem Eingang eingerichtet. Durch die Wahl des Widerstands R1 in der ersten Stufe und R3 in der zweiten Stufe sollte an den Kollektoren der Transistoren VT1 bzw. VT2 eine Spannung eingestellt werden, die etwa der Hälfte der Versorgungsspannung entspricht. Dann müssen Sie durch Auswahl des Widerstands R5 sicherstellen, dass der Kollektorstrom des Transistors VT3 5-7 mA beträgt. Öffnen Sie anschließend den Eingang, schließen Sie die Empfängerspule L1 daran an und stellen Sie sicher, dass das System als Ganzes funktioniert, indem Sie das Sendersignal in einer Entfernung von etwa 1 m empfangen. Autor: Solonenko W.
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Kommentare zum Artikel: Roman Wie werden Metalldetektorrahmen richtig montiert? Ich habe sie für zwei Tage aufgebaut. Es quietscht ununterbrochen, auch wenn überhaupt kein Metall in der Nähe ist, dann quietscht es auch nicht neben einem Hundert-Liter-Tank. Gast Zeigen Sie auf dem Foto, wie der zusammengebaute Metalldetektor aussieht
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