Михаил Адаменко - Металлоискатели

При появлении в зоне действия поисковой катушки L2 металлического предмета резонансная частота контура L2С1С2 изменится. Это приведет к изменению рабочей частоты измерительного генератора и, как следствие, к отклонению стрелки индикатора PA1. Отклонение стрелки и служит источником информации об обнаружении металлического предмета. Угол отклонения стрелки индикатора PA1 зависит от габаритов предмета и расстояния от него до измерительной катушки.

Когда вблизи измерительной катушки L2 окажется предмет из черного металла, рабочая частота измерительного генератора, выполненного на транзисторах Т1 и Т2, уменьшится, и стрелка индикатора отклонится в одну сторону. Если же предмет изготовлен из цветного металла (например из латуни), частота генератора увеличится, при этом стрелка индикатора отклонится в другую сторону.

Направление отклонения стрелки зависит от полярности подключения индикатора РА1, на шкалу которого после проведения калибровки можно нанести соответствующие надписи.

Питающее напряжение 12 В подается на измерительный и опорный генераторы от источника В1 через стабилизатор напряжения, собранный на стабилитроне D5 и транзисторе Т5.

Для изготовления рассматриваемого металлоискателя можно использовать любую макетную плату. Поэтому к используемым деталям не предъявляются какие-либо ограничения, связанные с габаритными размерами. Монтаж может быть как навесной, так и печатный.

Резисторы могут быть, например, типа МЛТ-0,5, конденсаторы С1, С2, С4, С5, С7 – типа КМ или КЛС. В качестве емкостей С3 и С6 можно использовать любые металлобумажные конденсаторы, например типа МБМ или БМТ. Конденсаторы С8, С9 можно заменить на любые электролитические, например типа К50-6, транзисторы КТ603Г – другими транзисторами этой серии или транзисторами серии КТ315 с коэффициентом передачи тока не менее 60, транзистор МП42А – любым из серий МП39 – МП42 или КТ361, диоды Д9Б – другими диодами этой серии. В качестве индикатора PA1 рекомендуется применить стрелочный прибор типа М24 с током полного отклонения стрелки 100 мкА и нулем посередине шкалы.

Катушки L1 и L2 размещены на каркасе (рис. 2.8), изготовленном из стеклотекстолита или любого другого изоляционного материала.

Рис. 2.8. Конструкция каркаса катушек L1 и L2

Катушка L1 содержит 20 витков, а L2 – 60 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм, намотанных виток к витку. Катушки защищены электростатическим экраном, который представляет собой незамкнутую ленту из латуни, намотанную на поверхность каркаса. Щель между началом и концом намотки ленты должна составлять не менее 10 мм.

При изготовлении катушек особо надо следить за тем, чтобы не произошло замыкание концов ленты, поскольку в этом случае образуется короткозамкнутый виток.

Катушка L3 содержит 160 витков, а L4 – 50 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,12 мм, намотанных внавал на каркас диаметром 7,5 мм. Внутри каркаса устанавливается подстроечный сердечник диаметром 2,5 мм и длиной 12 мм, выполненный из феррита 600НН. Каркас с катушками L3 и L4 помещается в электростатический экран с отверстием напротив подстроечного сердечника. Экран должен быть заземлен.

Плата с расположенными на ней элементами и источник питания размещаются в любом подходящем пластмассовом или деревянном корпусе. На крышке корпуса устанавливаются индикатор PA1, выключатель S1, а также разъем Х1 для подключения катушек L1 и L2. Эти элементы соединяются с платой гибким многожильным проводом.

Каркас с катушками L1 и L2 размещается на конце любой удобной ручки. При этом выводы катушек соединяются с ответной частью разъема Х1 гибким многожильным экранированным проводом.

В качестве источника питания В1 можно использовать, например, три батарейки 3336Л, соединенные последовательно, или аккумуляторную батарею.

Перед настройкой прибор следует расположить так, чтобы поисковая катушка L2 находилась на расстоянии не менее 1,5 м от металлических предметов.

К катушке L1 необходимо подключить осциллограф и, подбирая величины емкостей конденсаторов С1, С2, установить частоту измерительного генератора, выполненного на транзисторах Т1 и Т2, равной 100 Гц. Форма колебаний корректируется подбором сопротивлений резисторов R1-R3. Аналогично налаживается опорный генератор, при этом осциллограф подключается к катушке L4, а форма колебаний корректируется подбором сопротивлений резисторов R4-R6. Перед началом настройки подстроечный сердечник катушки L4 следует установить в среднее положение.

Далее необходимо установить на катушках L1 и L4 равные амплитуды колебаний, которые должны находиться в пределах 0,8–1 В. При необходимости амплитуду сигналов можно изменить подбором числа витков катушек L1 и L4. После этого, вращая подстроечный сердечник катушки L3, следует установить стрелку индикатора PA1 на нулевую отметку шкалы.

Особенностью данного металлоискателя является то, что при проведении поисковых работ выполнять какие-либо дополнительные настройки и регулировки не требуется.

При приближении к измерительной катушке L2 предмета из черного металла рабочая частота измерительного генератора уменьшается. При этом стрелка индикатора PA1 отклоняется в какую-либо сторону. Если же предмет изготовлен из цветного металла, например из латуни, частота колебаний измерительного генератора увеличивается. При этом стрелка индикатора отклоняется в противоположную сторону. Таким образом можно определить не только наличие металлического предмета в зоне действия поисковой катушки, но и оценить, из какого металла, цветного или черного, он изготовлен.

С помощью рассмотренного металлодетектора металлические предметы типа консервных банок можно обнаруживать на глубине до 20–30 см.

Много лет назад в журнале «Funkamateur» (1980, № 1), издававшемся в существовавшей тогда ГДР, была опубликована схема оригинального прибора, предназначенного для обнаружения в стенах скрытой электропроводки или водопроводных труб. После незначительных изменений, внесенных в схему и конструкцию этого устройства, его вполне можно использовать в качестве простого металлоискателя со светодиодной индикацией.

Следует отметить, что данный прибор, к сожалению, не позволяет определять примерные габариты и глубину залегания обнаруженного предмета, а также вид металла, из которого он изготовлен.

Предлагаемая вниманию читателей конструкция представляет собой один из вариантов металлодетекторов типа FM (Frequency Meter), то есть является устройством, в основу которого положен принцип анализа девиации частоты опорного генератора под влиянием металлических предметов, попавших в зону действия поисковой катушки. При этом решение о наличии металлического предмета принимается по срыву колебаний ВЧ-генератора, регистрируемому специальным приемником и фиксируемому визуально. Главными отличительными особенностями данного прибора можно считать интересное схемотехническое решение анализатора, а также использование светодиода в качестве индикатора (рис. 2.9).