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無線電子工学および電気工学の百科事典 地雷探知機。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
地雷探知機、あるいは文献では金属探知機と呼ばれることが多い設計のものがたくさんありますが、回路ソリューションと機能が異なる XNUMX つのみについて説明します。 最初の設計は、69 つのトランジスタを備えた地雷探知機です (図 XNUMX)。 これはモスクワのアマチュア無線家 V. ヴァシリエフによって開発されました。 地雷探知機の動作原理は、ほとんどの同様の設計と同様、金属物体が発電機のインダクターに近づくと、発電機の周波数が変化するというものです。 物体が近くにあり、物体が大きいほど、発生器の周波数に対する影響は大きくなります。
地雷探知機発生器は、容量性 1 点回路に従って V1 トランジスタ上に作成されます。 トランジスタのエミッタ回路とベース回路間の正帰還により発電が行われます。 発電機の周波数は、コンデンサ C3 ～ C1 の静電容量とコイル LXNUMX のインダクタンスによって決まります。 コイルが金属物体に近づくと、そのインダクタンスが変化します。金属が鉄などの強磁性の場合は増加し、金属が銅や真鍮などの非鉄の場合は減少します。 しかし、周波数の変化を追跡するにはどうすればよいでしょうか? このために、4番目のトランジスタに組み込まれた受信機が使用されます。 これも、最初のものと同様に、容量性 6 点スキームに従って組み立てられた発電機です。 その周波数はコンデンサC2〜C2の静電容量とコイルL1のインダクタンスに依存し、最初の発電機の周波数とあまり変わりません。 必要な周波数差はコイルトリマーで選択します。 さらに、V8 トランジスタのカスケードは、トランジスタのベースに入る高周波発振から低周波発振を選択する検出器の機能も兼ね備えています。 検出器の負荷はヘッドフォン BXNUMX です。 コンデンサ CXNUMX は、高周波発振のために負荷を分路します。 受信機の発振回路は発電機の回路に誘導接続されているため、トランジスタV2のコレクタ回路には、両方の発電機の周波数の電流に加えて、差周波の電流、つまり、ビート周波数。 たとえば、メインジェネレータの周波数が 460 kHz で、レシーバジェネレータの周波数が 459 kHz の場合、その差は 1 kHz、つまり 1000 Hz になります。 この信号は電話で聞こえます。 しかし、L1 サーチ コイルを金属に近づけるとすぐに、電話機の音の周波数が変化します。金属の種類に応じて、周波数が低下したり、高くなったりします。 これは「地雷」を発見するための信号として機能します。 図に示されているものの代わりに、P401、P402、およびその他の高周波トランジスタが適しています。 ヘッドフォンは TON-1 または TON-2 の高抵抗ですが、合計抵抗が 800 ～ 1200 オームになるようにカプセルを並列接続する必要があります。 この場合の音量は若干大きくなります。 抵抗 - MLT-0,25、コンデンサ - KLS-1 または BM-2。 コイル L1 は 175x230 mm の長方形のフレームで、PEV-32 2 ワイヤー (PELSHO 0,35 ワイヤーが適しています) を 0,37 回巻いて構成されています。 L2 コイルの設計を図に示します。 70. 6 つの紙の円筒フレーム 7 に、フェライト 400NN または 600NN で作られた直径 1 mm のロッドのセクションが配置されます。一方 (20) は長さ 22 ... 2 mm で永久に固定され、もう一方 (35) - 40 ... 3 mm (可動 - コイル調整用)。 フレームは紙テープ 2 で包まれ、その上にコイル L5 (55) が巻かれています - 直径 1 mm の PELSHO ワイヤー (PEV-2 または PEV-0,2 が可能) が 4 回巻かれています。 コイルリードはゴムリングXNUMXで固定されています。
電源 - 3336L バッテリー、スイッチ S1 - トグル スイッチ、コネクタ X1 - XNUMX スロット ブロック。 トランジスタ、コンデンサ、発電抵抗器は絶縁材料で作られた基板（図71）に実装されています。 基板はコイル、バッテリー、スイッチ、コネクタとより線で絶縁して接続されています。 地雷探知機のボードとその他の詳細は、寸法 40x200x350 mm の合板で接着されたケースに入れられます。 コイル L1 はケースの底部に取り付けられ、コイル L5 はコイルの内側にその巻線から 7 ～ 2 mm の距離に配置されます。 このコイルの隣に基板が取り付けられています。 コネクタとスイッチはケースのサイドスタックの外側に取り付けられています。 上から、長さ約XNUMXメートルの木製のハンドルがケースに取り付けられます（できれば接着剤で）。
地雷探知機の確立は、トランジスタの動作モードを測定することから始まります。 電源を入れて、最初のトランジスタのエミッタの電圧を測定します（コモンワイヤと電力を加えた電圧を基準にして）。2,1 V であるはずです。より正確には、この電圧は抵抗 R2 によって選択できます。 次に、1番目のトランジスタのエミッタの電圧が測定されます - それは4 Vであるはずです（抵抗RXNUMXを選択することによってより正確に設定されます）。 その後、L2コイルのチューニングコアをゆっくりと動かすことで、ヘッドフォンで大きくクリアな低音が実現します。 サーチコイルに缶を近づけると音の変化の始まりが固定されます。 原則として、これは30 ... 40 cmの距離で起こりますが、第XNUMXの発生器の周波数をより正確に調整することで、デバイスの最高の感度が達成されます。 次の設計は、72 トランジスタ地雷探知機です (図 150)。 深さ2cmまでの面積30cmXNUMX以上のブリキ缶や鉄板を検出できます。
地雷探知機の働きをその概念に従って分析してみましょう。 トランジスタ V1 には発電機が組み込まれており、周波数 80 ～ 100 kHz の発振を生成します。 発電は、コレクタコイルL1とトランジスタのベースに接続されたコイルL2の間のフィードバックによって形成されます。 発振周波数はコイルL1のインダクタンスとコンデンサC2の容量に依存します。 同じスキームに従って、2番目の発電機は最初の発電機とほぼ等しい周波数でトランジスタV3に組み立てられました。 両方の発電機の結合コイル (L4 と L3) は直列に接続され、トランジスタ V1 に組み込まれた出力段に接続されます。 ヘッドフォン B1 はそのコレクタ回路に含まれています (コネクタ XXNUMX 経由)。 最初の発生器の周波数は一定です (サーチコイル L1 の近くに金属物体がない場合)。6 番目の発生器の周波数は、コイル LXNUMX のインダクタンスを調整することによって変更されます。 交流電流は、両方の発電機の周波数とビート周波数でヘッドフォンに流れます。 XNUMX 番目のジェネレーターの周波数が最初のジェネレーターの周波数にスムーズに調整されると、最初は低周波音がヘッドフォンで聞こえ、徐々に減少し、その後「ゼロビート」が表示されます。消える。 ここで、最初の発電機のコイルを金属物体に近づける価値があります。そうすれば、音が再び電話で聞こえるようになります。 コイルの高さは大きくなり、コイルが物体に近づくほど、また物体自体も大きくなります。 この設計では、任意の文字インデックスと静電流伝達係数 39 ～ 42 の MP30 ～ MP40 シリーズのトランジスタを使用できます。 マイカコンデンサ（KSO-1またはKSO-2）、抵抗器（MLT-0,25）を使用することが望ましいです。 ヘッドフォン - TON-1 または TON-2。 電源は3336L電池、または小型単0,25形電池100本直列接続です。 最初のバージョンでは、デバイスは150 ... 40時間動作し、50番目のバージョンではXNUMX ... XNUMX時間動作します（その後、バッテリーを充電する必要があります）。 コネクタ XI - XNUMX ソケット ブロック、電源スイッチ - 任意のデザイン。 第 4 発電機のコイル L6 ～ L1 は、絶縁材料で作られたフレーム上にワイヤ PEV-0,2 28 で巻かれ、その後、カルボニル コア SB-4a (SB-6a) に配置されます。 まず、L260-60ターンのコイルを出力方式に従い上から数えて5ターン目からタップでフレームに巻き付けます。 次に、L40〜4ターンのコイルが巻かれ、最後にL2（73ターン）が巻かれます。 チューニングコアを回転しやすくするために、チューニングノブがネジで固定されています (図 XNUMX)。
最初の発電機のコイルでは、まずフレームが作成されます (図 74)。 これは、直径 3、厚さ 445 ～ 5 mm の合板ディスク 6 と、薄い合板から切り出されたチーク 1 および 4 で構成されます。 頬はディスクに接着または釘付けされており、地面近くの「地雷」を探索するときに装置を使用するのに便利な長さの木製ハンドル５が上部頬５に取り付けられている。
コイル2を頬の間に配置し、まずPEV-1 55線のコイルL1-0,6を出力方式に従い上から数えて15ターン目からタップで巻いていきます。 その上に PEV-2 10 のコイル L1-0,25 ターンが巻かれます。 コイル L3 は最後に巻かれます - ワイヤ PEV-2 1 が 0,25 回巻かれています。 スキームによるコイルの最上位の結論（これらは、例えば、それらの始まりであり得る - もちろん、すべてのコイルを一方向に巻くとき）は互いに接続され、絶縁体100内の柔軟な取り付けワイヤで共通の結論を作成する。 ..長さ120 mm。 同じ長さの導体をコイルのもう一方の端子にはんだ付けします。 次に、ハンドル近くの上頬に取り付けられたバーの接点にすべての導体をはんだ付けします。 ここにもコンデンサ C2 を配置します。 その後、コイルをワニスの数層で覆い、頬の間に電気テープを巻きます。 残りの部品をケースに置き（図75）、その上壁に電源スイッチとXNUMX番目の発電機のコイルを固定し、側壁にヘッドフォンプラグ用のソケットを配置します。 ケースをハンドルの作業しやすい位置に取り付け、第一発電機のコイルのリード線を対応する部品に接続します。 ここでは、自家製のケーブルを使用することをお勧めします。 これを作成するには、XNUMX 本のマルチカラーの取り付けワイヤを用意し、シールド線の金属編組などの金属シールドの内側に通します。 ケーブルの上にPVCまたはゴムチューブを置き、ケーブルをハンドルに取り付けます。 金属編組をコイルの共通線に接続し、多色の導体を残りのリード線に接続します。
地雷探知機を確立するには、結局のところ、最初の発電機の周波数を決定し、2 番目の発電機を調整する必要があります。 これを行う最も簡単な方法は、アンテナ ソケットを備えた放送受信機を使用することです。 まず、たとえばトランジスタ V15 のエミッタ出力を電源のプラスから外して、20 番目の発電機をオフにします。 ヘッドフォンの電源をオンにして、その下部出力 (つまり、トランジスタのコレクタ) を XNUMX ～ XNUMX pF のコンデンサを介して受信機のアンテナ ジャックに接続します。 地雷探知機の電源を入れた後、ラジオのチューニングノブを回してください。 長波範囲スケールのいくつかの点で、スピーカーから特徴的なノイズが聞こえたり、同調インジケーターのセクターが狭くなったりします (これは通常、真空管ラジオで見られます)。 隣接する XNUMX つの点間の周波数の差は、発電機の周波数に対応します。 同様に、5 番目の発電機の周波数は、XNUMX 番目の発電機をオフにすることでチェックされます。 同調コアの中間位置では、コンデンサ CXNUMX を選択して、XNUMX 番目の発生器の周波数を最初の発生器の周波数と等しく設定する必要があります。 次に、両方のジェネレーターの電源を入れ、チューニング コアを回転させることで「ゼロ ビート」を達成し、その後、コアを少し戻すと低音がヘッドフォンで聞こえます。 この設定は、デバイスの最大感度に対応します。 サーチコイルを金属物に近づけるとピッチが変化します。 捜索中は、地雷探知機を地表から至近距離に持ち、左右に揺さぶる必要があります。 次に、ヘッドフォンの音の最大の変化によって、「地雷」の正確な位置を特定するのは簡単です。 そしてもう76つの設計 - XNUMXつのトランジスタを備えた地雷探知機（図XNUMX）。 これはモスクワのアマチュア無線家の L. ブルガクと A. ステパノフによって開発されました。 以前の設計と比較して、このように豊富なトランジスタにより、比較的高い感度、動作の安定性、鉄金属と非鉄金属の明確な区別を実現することが可能になりました。
地雷探知機の動作は、すでに知られている XNUMX つの発電機の周波数をビートするという原理に基づいており、一方は基準であり、もう一方は調整可能です。 発振回路のリモートコイルが金属に近づくと、そのインダクタンスが変化し、したがって発電機の周波数が変化します。 鉄を含む金属物体 (強磁性体) はコイルのインダクタンスを増加させ、それに応じて発電機の周波数を低下させます。 逆に、非鉄金属は発電機の周波数を高めます。 基準発振器信号は調整可能な発振器信号と混合され、その後、結果として生じるビート信号がアンプに供給され、次にヘッドフォンに供給されます。 調整可能な発振器の周波数の小さな変化でさえ、電話機では音の周波数の変化として感じられます。 地雷探知機には発電機の周波数の安定性を高めるための措置が講じられているため、1 ... 10 Hz のビート周波数で動作することが可能になりました。 これにより、デバイスの感度が向上し、電源から消費される電流が減少します。 たとえば、このデバイスは深さ 15 cm までの釘や、XNUMX メートルまでの大きな物体を検出します。 同調可能な発振器は容量性 1 点回路に従ってトランジスタ V1 上に作成され、トランジスタは共通ベース回路に従って接続されます (言い換えれば、ベースは共通ワイヤに高周波で接続されます)。 コレクタ回路とエミッタ回路間の正帰還により発生します。 発電機の周波数は、コイル L1 (遠隔にあります) のインダクタンスとコンデンサ C3 ～ C7 の静電容量によって決まります。 発電機の周波数は可変抵抗器 RXNUMX で調整でき、エンジンから定電圧がツェナー ダイオード VXNUMX に供給されます。この場合、ツェナー ダイオード VXNUMX はバリキャップの役割を果たします。 バリキャップは、その静電容量が端子間に印加される電圧に依存するコンデンサです。 ツェナー ダイオードおよび一部のダイオードは、逆電圧 (カソードにプラス、アノードにマイナス) が印加されると、電圧の影響で静電容量が変化するという同じ特性を持っています。 当然のことながら、この電圧は参考データに指定されている許容電圧を超えてはなりません。 この例では、ツェナー ダイオードの両端の定電圧が可変抵抗器によって変化すると、ツェナー ダイオードの静電容量が変化します。 基準発振器も容量性 2 点方式に従って、トランジスタ V2 で作成されます。 その周波数は、コイル L6 のインダクタンスとコンデンサ C7、C9、CXNUMX の静電容量によって決まります。 発生器トランジスタの動作モードは、抵抗器 R1 ～ R4 によって設定されます。 発生器の高周波信号は抵抗器 R5 で混合されます。 結果として得られる信号の振幅はビート周波数に応じて変化します。これは信号の周波数の差に等しくなります。 信号の低周波エンベロープを分離するために、ダイオード V4、V5 の電圧倍増スキームに従って作成された検出器が使用されました。 検出器の負荷は抵抗 R6 です。 コンデンサC11は高周波成分をフィルタリングするために取り付けられています。 検出器の負荷からの低周波信号は、コンデンサ C12 を介して、トランジスタ V6 に組み込まれた前置増幅器に供給されます。 カスケードの負荷（抵抗器R10）から、信号はさらにアンプ、つまりトランジスタV7の矩形パルスの整形器に供給されます。 抵抗器Ｒ１１およびＲ１２は、トランジスタの動作モードを設定し、このモードではトランジスタは開度閾値にある。 その結果、カスケードの負荷 (抵抗 R11) では、正弦波信号の代わりに方形パルスが放射され、コンデンサ C12 によって微分されて尖ったピークになります。 それらの持続時間は、方形パルスの繰り返し率や持続時間には依存しません。 生成された信号の正のピークはトランジスタ V9 を駆動します。 固定持続時間の方形パルスがカスケードのコレクタ負荷 (抵抗 R16 および R17) に現れ、可変抵抗 R16 エンジン (これはボリューム コントロール) からトランジスタ V10、V11 に組み込まれた出力段に供給されます。 このカスケードは、ソケット X1 および X2 を介して接続されたヘッドフォン B3 にロードされます。 地雷探知機では、任意の文字インデックスを備えた K159NT1 チップを使用できます。 極端な場合には、同じか近い静電流伝達係数と逆コレクタ電流を持つ 315 つの KT342G トランジスタで十分です。 KT315B トランジスタの代わりに、KT503G、KT3102E、KT3102A ～ KT502E が適しています。 KT361E トランジスタを KT503 に置き換え、KT315E を任意の文字インデックスを持つ KT1 に置き換えます。 ただし、この場合、ヘッドフォンは高抵抗 (TON-2、TON-11) でなければなりません。 携帯電話の抵抗が低い場合、V6 トランジスタはより強力である必要があります (KT608OZB、KTXNUMXB など)。 ツェナー ダイオードは、図に示されているものに加えて、D803 ～ D813、KS156A も使用できます。 ダイオード V4、V5 - D2、D9、D10 シリーズのいずれか、および V8 - 任意のシリコン。 固定抵抗 - MLT-0,125、可変 R7 - SP-1、R16 - 任意のタイプですが、電源スイッチ S1 と組み合わせます。 電解コンデンサ - K50-6、残り - KSO、PM、MBM または同様のもの。 発電機で動作するコンデンサの選択には特に注意を払う必要があります。 高温安定性がなければなりません。 コイル L2 は、SB-12a や SB-23-4a などのフェライトまたはカーボニル鉄心に巻かれます。 そのインダクタンスは 12 mH である必要があります。 このようなインダクタンスを確保するには、SB-420a コアの巻き数は 23 にする必要があり、SB-11-250a コアの巻き数は 1、PEV-0,1 ワイヤは XNUMX です。 地雷探知機の一部の部品は基板 (図 77) に取り付けられており、部品のリード線をはんだ付けするための取り付けスタッドが基板上に取り付けられています。
コイルコア L2 の根元は基板に接着されています。 設置後、ボードは合板製のケース (図 78) に入れられます。 ケース寸法 115x170x40 mm。 筐体前面には、可変抵抗器、入力コネクタX1(SG-3)、ヘッドホン接続用ジャック(XNUMX口ソケットも装着可能)を搭載しています。
リモートコイル L1 は、直径 79 nm のリングの形で作成されます (図 160)。 100 ターンの PEV-1 0,3 ワイヤーが含まれています。 コイルを巻くには、任意の適切なフレームを使用すると便利です。ターンをまとめて積み重ねてから、コイルを取り外してスクリーンに掛けます。スクリーンの端の間に約10 mmの隙間があるようにホイルで包みます。 その後、コイルにエポキシ接着剤を含浸させるか、エポキシパテでコーティングします。 ポリ塩化ビニル絶縁体の導体はコイル端子にあらかじめはんだ付けされており、別のそのような導体が箔に取り付けられています。 接着剤またはパテが硬化した後、得られたコイルの表面をサンドペーパーできれいにし、合板またはプラスチックのジャンパーをコイルに取り付けます。 ジャンパーにはラックが取り付けられており、そこにロッドが取り付けられています。「min」を検索するときに、そのコイルが保持されます。 ラックへのロッドの固定は、ロッドとコイルの間の角度を変更できるようにする必要があります。
長さ約3メートルのケーブルがコイルの導体出力にはんだ付けされており、もう一方の端にはSSH-XNUMXコネクタが取り付けられており、コイルと入力コネクタに接続されています。 この場合、デバイス自体は肩にかける（体の四隅にベルトが取り付けられている）か、バーに取り付けられます。 作業の最終段階は地雷探知機の設置です。 デバイスの電源を入れると、可変抵抗器 R7 のエンジンが中間位置に設定され、コイル L2 の同調コアを回転させることによって、電話機で 1 ～ 5 Hz の周波数のクリック音が実現されます。 必要に応じて、コンデンサ C6 を選択します。 抵抗 R8 を選択すると、最大の信号量が得られます。 L2 コイルの同調コアは、基準発振器の周波数を同調可能発振器の周波数よりも上下に設定できることに注意してください。 次に、音響信号の周波数の変化の方向は、検出された金属の種類に応じて異なります。 したがって、将来的には、デバイスを特定の金属物体に近づけて設定を実際に確認することをお勧めします。 「地雷」の探索中、バッテリーの放電、周囲温度の大幅な変化（晴天と曇天など）、土壌の磁気特性の変化により、電話の音の周波数が変化する場合があります。 。 したがって、デバイスの最終調整は、リモートコイルが地面に近づいた瞬間に実行されます。このために、可変抵抗器R7が取り付けられています。 著者: B.S.イワノフ
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