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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Fortschrittlicher Metalldetektor auf Transistoren mit Quarz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Metalldetektoren In den letzten Jahren haben viele angesehene europäische Verlage den verschiedenen technischen Geräten, die bei der Durchführung von Recherchearbeiten eingesetzt werden, große Aufmerksamkeit gewidmet. Jedes Jahr kommen neue Bücher mit Beschreibungen verschiedener Geräte in die Regale der Buchhandlungen. Man sollte sich darüber im Klaren sein, dass diese Geräte im Allgemeinen schwierig zu montieren und einzustellen sind und für unerfahrene Funkamateure kaum zum Wiederholen empfohlen werden können. In einem der Bücher, die im Rahmen der Reihe „Elektronicke hledace“ des beliebten europäischen Verlags „BEN“ veröffentlicht wurden, entdeckte der Autor jedoch nicht ohne Überraschung kürzlich eine Metalldetektorschaltung, die ihm sehr bekannt vorkam. Das Hauptelement, mit dem dieses Gerät das Vorhandensein von Metallgegenständen analysiert, ist Quarz. Dabei werden die Ergebnisse der Analyse sowohl visuell als auch akustisch beurteilt. Schematische Darstellung Das den Lesern angebotene Design ist eine der Varianten von Metalldetektoren vom Typ FM (Frequency Meter), das heißt, es handelt sich um ein Gerät, das auf dem Prinzip der Analyse der Frequenzabweichung des Referenzoszillators unter dem Einfluss von Metall basiert Objekte, die in die Reichweite der Suchspule fallen. Wenn Sie den Schaltplan sorgfältig studieren, werden Sie feststellen, dass es sich bei diesem Gerät um eine verbesserte Version des im vorherigen Abschnitt besprochenen Metalldetektors handelt. Eines der Hauptunterscheidungsmerkmale dieses Designs ist immer noch der Analysator, der auf dem Q1-Quarzelement basiert. Darüber hinaus wird in einer verbesserten Version des Metalldetektors neben einem Zeigergerät auch eine akustische Signalschaltung als Anzeige verwendet. Da in der vorgeschlagenen Schaltung (Abb. 2.16) die Nummerierung der Elemente geändert wurde, eine neue Elementbasis verwendet und eine zusätzliche Kaskade hinzugefügt wurde, hielt es der Autor für notwendig, deren Merkmale genauer zu betrachten.
Wie in vorheriges DesignDie Grundlage der Schaltung dieses Metalldetektors ist ein Messgenerator, eine Pufferkaskade, ein HF-Schwingungsdetektor, ein Analysator und ein Anzeigegerät. Der Schwingkreis des Hochfrequenzgenerators, der auf dem Transistor T1 aufgebaut ist, besteht aus der Spule L1 und den Kondensatoren C3-C6. Die Betriebsfrequenz des HF-Generators hängt von der Abweichung der Induktivität der Suchspule L1 sowie von Änderungen der Kapazitäten des Abstimmkondensators C4 und des Regelkondensators C3 ab. Wenn sich in der Nähe der Spule L1 keine Metallgegenstände befinden, sollte die Frequenz der im HF-Generator angeregten Schwingungen gleich der Frequenz des Quarzelements Q1 sein, also in diesem Fall 1 MHz. Sobald sich ein Metallgegenstand im Bereich der Suchspule L1 befindet, ändert sich dessen Induktivität. Dies führt zu einer Änderung der Schwingfrequenz des HF-Generators. Anschließend wird das HF-Signal einer Pufferstufe zugeführt, die die Anpassung des Generators an nachfolgende Schaltkreise gewährleistet. Als Pufferstufe wird ein auf dem Transistor T2 aufgebauter Emitterfolger verwendet. Vom Ausgang des Emitterfolgers wird das HF-Signal über den Einstellwiderstand R7 und den Quarz Q1 einem Detektor zugeführt, der auf der Diode D2 basiert. Aufgrund der hohen Güte von Quarz führen kleinste Änderungen der Frequenz des Messoszillators zu einer Verringerung der Impedanz des Quarzelements. Dadurch liegt am Eingang des Gleichstromverstärkers (Basis des Transistors T3) ein niederfrequentes Signal an, dessen Amplitudenänderung für eine entsprechende Auslenkung der Anzeigenadel sorgt. Die Last des UPT am Transistor T3 ist ein Zeigergerät mit einem Gesamtabweichungsstrom von 1 mA. Bei geschlossenem Schalter S2 wird im Lastkreis ein Audiosignalgenerator auf Basis des Transistors T4 eingeschaltet. Der Metalldetektor wird von einer Quelle B1 mit einer Spannung von 9 V gespeist. Details und Design Wie bei einigen der zuvor besprochenen Designs kann jedes Steckbrett zur Herstellung eines Metalldetektors mit Quarzelement verwendet werden. Daher unterliegen die verwendeten Teile keinen Einschränkungen hinsichtlich der Gesamtabmessungen. Die Installation kann entweder montiert oder gedruckt sein. Die L1-Suchspule (Abbildung 2.17) ähnelt der Spule, die im im vorherigen Abschnitt besprochenen Metalldetektor verwendet wird. Anstelle der im Diagramm angegebenen Transistoren des Typs BC108 können Sie in diesem Design fast alle inländischen Siliziumtransistoren mit geringer Leistung verwenden, beispielsweise den Typ KT315B. Anstelle einer Diode vom Typ 1N4001 (D2) wird empfohlen, eine beliebige Germaniumdiode der D2- oder D9-Serie mit beliebigem Buchstabenindex zu verwenden.
Als Element Q1 können Sie jedes beliebige Quarzelement mit einer Frequenz von 900 kHz bis 1,1 MHz verwenden. Die Stromquelle für B1 kann eine Krona-Batterie oder zwei in Reihe geschaltete 3336L-Batterien sein. Die Platine mit den darauf befindlichen Elementen und das Netzteil werden in eine geeignete Kunststoff- oder Holzkiste gelegt. Auf dem Gehäusedeckel sind ein Stellwiderstand R7, Schalter S1 und S2, Anschlüsse X1 und X2 sowie eine Anzeige PA1 verbaut. Die L1-Suchspule sollte am Ende eines geeigneten Griffs mit einer Länge von 100-120 cm installiert werden. Die Spule wird über ein mehradriges abgeschirmtes Kabel mit der Geräteplatine verbunden. Einrichtung Die Hauptvoraussetzung für die Gewährleistung einer qualitativ hochwertigen Einrichtung dieses Geräts ist das Fehlen großer Metallgegenstände in einem Abstand von mindestens 1,5 m von der L1-Suchspule. Die eigentliche Installation des Metalldetektors sollte mit der Einstellung der gewünschten Frequenz der vom HF-Generator erzeugten Schwingungen beginnen. Die HF-Schwingungsfrequenz muss gleich der Frequenz des Quarzelements Q1 sein. Um diese Einstellung vorzunehmen, empfiehlt sich die Verwendung eines digitalen Frequenzzählers. In diesem Fall wird der Frequenzwert zunächst grob durch Ändern der Kapazität des Kondensators C4 und dann durch Anpassen des Kondensators C3 genau eingestellt. Wenn kein Frequenzmesser vorhanden ist, kann der HF-Generator anhand der Messwerte des PA1-Indikators eingestellt werden. Quarz Q1 ist das Verbindungselement zwischen den Mess- und Anzeigeteilen des Geräts, daher ist sein Widerstand im Moment der Resonanz hoch. Somit wird die genaue Abstimmung der HF-Generatorschwingungen auf die Quarzfrequenz durch den Minimalwert der Messuhr PA1 angezeigt. Die Empfindlichkeit dieses Geräts wird durch den Widerstand R7 geregelt. Ablauf der Arbeit Im praktischen Einsatz dieses Metalldetektors sollten Sie den variablen Widerstand R7 verwenden, um den Anzeigepfeil PA1 auf den Nullwert der Skala einzustellen. Gleichzeitig werden Änderungen der Betriebsmodi, die durch Batterieentladung, Änderungen der Umgebungstemperatur oder Abweichungen der magnetischen Eigenschaften des Bodens verursacht werden, bis zu einem gewissen Grad ausgeglichen. Befindet sich während des Betriebs ein Metallgegenstand im Bereich der Suchspule L1, weicht der Anzeigepfeil PA1 ab. In diesem Fall ertönt beim Schließen der Kontakte des Schalters S2 ein Tonsignal im Kopfhörer. Autor: Adamenko M. V.
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