Metalldetektor auf Transistoren mit Zeigeranzeige. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Metalldetektoren

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Eine Besonderheit des vorgeschlagenen Metalldetektors ist ein interessanter Schaltungsaufbau des Analysators und der Anzeige. In diesem Fall wird ein Zeigergerät als Anzeige verwendet.

Es ist zu beachten, dass der betreffende Metalldetektor eine relativ hohe Empfindlichkeit aufweist. Darüber hinaus können Sie anhand der Auslenkungsrichtung des Anzeigepfeils bestimmen, aus welcher Metallart (Nichteisenmetall oder Eisenmetall) das erkannte Objekt besteht.

Schematische Darstellung

Der Metalldetektor (Abb. 2.7) besteht aus zwei Generatoren, einer Anzeigeschaltung und einem Versorgungsspannungsstabilisator.

Reis. 2.7. Schematische Darstellung eines Metalldetektors mit Messuhr (zum Vergrößern anklicken)

Auf den Transistoren T1 und T2 ist ein Messgenerator aufgebaut, dessen Schwingfrequenz von den Parametern des aus der Spule L2 gebildeten Stromkreises sowie den parallel geschalteten Kondensatoren C1 und C2 abhängt. Der Referenzoszillator wird mit den Transistoren T3 und T4 nach einer ähnlichen Schaltung aufgebaut. Die Schwingungsfrequenz dieses Generators wird durch die Parameter der Schaltung bestimmt, die aus den Elementen L3, C4 und C5 besteht.

Die Schaltung, die das Auftreten einer Abweichung (Abweichung) der Frequenz des Signals des Messoszillators gegenüber der Frequenz des Signals des Referenzoszillators analysiert, enthält eine Messschaltung, die aus einer Messuhr PA1 mit einer Nullmarke besteht in der Mitte der Skala, Kondensator C6 und Dioden D1-D4. In der gleichen Schaltung wird das Vorzeichen der Frequenzabweichung ausgewertet. Über die Koppelspule L4 werden Schwingungen des Referenzoszillators und über die Koppelspule L1 das Signal des Messoszillators in den Messkreis eingespeist. In diesem Fall ist die gesamte Schaltung so abgeglichen, dass bei Übereinstimmung der Schwingungsfrequenzen beider Generatoren die Nadel des PA1-Indikators auf der Nullteilung der Instrumentenskala steht.

Wenn ein Metallgegenstand im Bereich der L2-Suchspule erscheint, ändert sich die Resonanzfrequenz des L2C1C2-Schaltkreises. Dies führt zu einer Änderung der Betriebsfrequenz des Messgenerators und in der Folge zu einer Abweichung der Zeigeranzeige PA1. Die Ablenkung des Pfeils dient als Informationsquelle über die Erkennung eines Metallobjekts. Der Auslenkungswinkel der PA1-Indikatornadel hängt von der Größe des Objekts und der Entfernung von diesem zur Messspule ab.

Befindet sich ein Gegenstand aus Eisenmetall in der Nähe der Messspule L2, verringert sich die Betriebsfrequenz des aus den Transistoren T1 und T2 bestehenden Messgenerators und die Anzeigenadel weicht in eine Richtung aus. Besteht der Gegenstand aus Nichteisenmetall (z. B. Messing), erhöht sich die Frequenz des Generators und die Anzeigenadel weicht in die andere Richtung aus.

Die Ausschlagrichtung des Pfeils hängt von der Polarität des Anschlusses des PA1-Indikators ab, auf dessen Skala nach der Kalibrierung die entsprechenden Beschriftungen angebracht werden können.

Reis. 2.8. Spulenrahmenausführung L1 und L2

Spule L1 enthält 20 Windungen und L2 - 60 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,31 mm, Windung für Windung gewickelt. Die Spulen werden durch eine elektrostatische Abschirmung geschützt, bei der es sich um ein offenes Messingband handelt, das um die Oberfläche des Rahmens gewickelt ist. Der Abstand zwischen Anfang und Ende der Bandwicklung muss mindestens 10 mm betragen.

Bei der Herstellung von Spulen muss besonders darauf geachtet werden, dass die Enden des Bandes nicht kurzgeschlossen werden, da in diesem Fall eine kurzgeschlossene Windung entsteht.

Spule L3 enthält 160 Windungen und L4 - 50 Windungen PELSHO-Draht mit einem Durchmesser von 0,12 mm, lose auf einen Rahmen mit einem Durchmesser von 7,5 mm gewickelt. Im Inneren des Rahmens ist ein Stimmkern mit einem Durchmesser von 2,5 mm und einer Länge von 12 mm aus 600NN-Ferrit verbaut. Der Rahmen mit den Spulen L3 und L4 wird in einem elektrostatischen Schirm mit einem Loch gegenüber dem Trimmerkern platziert. Der Schirm muss geerdet sein.

Die 12-V-Versorgungsspannung wird den Mess- und Referenzgeneratoren von der Quelle B1 über einen Spannungsstabilisator zugeführt, der auf der Zenerdiode D5 und dem Transistor T5 aufgebaut ist.

Details und Design

Zur Herstellung des betreffenden Metalldetektors können Sie jedes beliebige Steckbrett verwenden. Daher unterliegen die verwendeten Teile keinen Einschränkungen hinsichtlich der Gesamtabmessungen. Die Installation kann entweder montiert oder gedruckt sein.

Widerstände können beispielsweise Typ MLT-0,5 sein, Kondensatoren C1, C2, C4, C5, C7 – Typ KM oder KLS. Als Kondensatoren C3 und C6 können beliebige Metall-Papier-Kondensatoren, beispielsweise vom Typ MBM oder BMT, verwendet werden. Die Kondensatoren C8, C9 können durch beliebige Elektrolytkondensatoren ersetzt werden, zum Beispiel Typ K50-6, Transistoren KT603G – durch andere Transistoren dieser Serie oder Transistoren der KT315-Serie mit einem Stromübertragungskoeffizienten von mindestens 60, Transistor MP42A – durch einen beliebigen die Serie MP39 - MP42 oder KT361, Dioden D9B - andere Dioden dieser Serie. Als PA1-Anzeige wird empfohlen, ein Zeigergerät vom Typ M24 mit einem vollen Zeigerausschlagsstrom von 100 μA und Null in der Mitte der Skala zu verwenden.

Die Spulen L1 und L2 werden auf einem Rahmen (Abb. 2.8) aus Glasfaser oder einem anderen Isoliermaterial platziert. Die Platine mit den darauf befindlichen Elementen und das Netzteil werden in eine geeignete Kunststoff- oder Holzkiste gelegt. Auf dem Gehäusedeckel sind die Anzeige PA1, der Schalter S1 sowie der Stecker X1 zum Anschluss der Spulen L1 und L2 angebracht. Diese Elemente werden mit einer flexiblen Litze mit der Platine verbunden.

Der Rahmen mit den Spulen L1 und L2 wird am Ende eines beliebigen Griffs platziert. In diesem Fall werden die Spulenanschlüsse über einen flexiblen, abgeschirmten Litzendraht mit dem Gegenstück des X1-Steckers verbunden. Als Stromquelle B1 können Sie beispielsweise drei in Reihe geschaltete 3336L-Batterien oder einen Akku verwenden.

Einrichtung

Vor dem Aufstellen sollte das Gerät so positioniert werden, dass die L2-Suchspule mindestens 1,5 m von Metallgegenständen entfernt ist.

Es ist notwendig, ein Oszilloskop an die Spule L1 anzuschließen und durch Auswahl der Kapazitätswerte der Kondensatoren C1, C2 die Frequenz des Messgenerators aus den Transistoren T1 und T2 auf 100 Hz einzustellen. Die Form der Schwingungen wird durch Auswahl der Widerstandswerte der Widerstände R1-R3 eingestellt. Der Referenzoszillator wird auf die gleiche Weise eingestellt, wobei das Oszilloskop an die Spule L4 angeschlossen ist und die Schwingungsform durch Auswahl der Widerstandswerte der Widerstände R4–R6 eingestellt wird. Bevor mit dem Stimmen begonnen wird, sollte der Stimmkern der Spule L4 in die mittlere Position gebracht werden.

Als nächstes müssen Sie an den Spulen L1 und L4 gleiche Schwingungsamplituden einstellen, die im Bereich von 0,8-1 V liegen sollten. Bei Bedarf kann die Amplitude der Signale durch Auswahl der Windungszahl der Spulen L1 und L4 geändert werden. Danach sollten Sie durch Drehen des Abstimmkerns der Spule L3 den Anzeigepfeil PA1 auf die Nullmarkierung der Skala einstellen.

Ablauf der Arbeit

Eine Besonderheit dieses Metalldetektors besteht darin, dass bei der Durchführung von Sucharbeiten keine zusätzlichen Einstellungen oder Anpassungen erforderlich sind.

Wenn sich ein Eisenmetallgegenstand der Messspule L2 nähert, verringert sich die Betriebsfrequenz des Messgenerators. In diesem Fall weicht der Pfeil des PA1-Indikators in jede Richtung ab. Besteht der Gegenstand aus Nichteisenmetall, beispielsweise Messing, erhöht sich die Schwingfrequenz des Messgenerators. In diesem Fall weicht der Indikatorpfeil in die entgegengesetzte Richtung ab. Auf diese Weise können Sie nicht nur das Vorhandensein eines Metallobjekts im Erfassungsbereich der Suchspule feststellen, sondern auch beurteilen, aus welchem ​​Metall, ob Nichteisen- oder Eisenmetall, es besteht.

Mit Hilfe des betrachteten Metalldetektors können Metallgegenstände wie beispielsweise Dosen in einer Tiefe von 20-30 cm aufgespürt werden.

Autor: Adamenko M. V.

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