家庭用金属探知機。スキーム、説明

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家庭用金属探知機。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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今日、多くの人が宝物、紛失したコイン、宝石を探しています。もちろん、そのような作業には、金属探知機という優れた装置が必要です。この記事の著者は、同様のデバイスを組み立て、動作をテストし、それを全員に繰り返すことを推奨しています。

金属探知機の基礎となったのは、Flind E. 著「家庭用電子装置」(Energoatomizdat、1984 年) の本に記載されている装置です。デバイスの試作とテスト中に、ジェネレーターが改良され、エレメントベースがより手頃な価格のものに置き換えられ、金属有無インジケーターの出力段が簡素化され、ダイヤルインジケーターが導入され、ノイズフィルターが取り付けられました。

結果として得られる「送受信」金属探知機の動作原理は、金属物体によって反射された信号を記録することです。この信号は、発電機に接続された金属探知機の送信（放射）コイルによる金属への交流磁場の影響によって発生します。

受信コイルは、それを通過する磁力線が低EMFを生成するように、送信コイルと同じ平面に配置されています。コイル端子の信号は存在しないか、非常に小さいです。信号は補償ユニットによってさらに低減されます。

金属物体がコイルの磁界に入ると、コイル間の誘導結合が変化し、受信コイルの端子に電気信号が現れ、増幅、整流、フィルタリングが行われます。その結果、フィルターの出力に一定の電圧が発生し、コイルが金属物体に近づくにつれて電圧が増加します。

この信号は比較ノードの入力の 1 つに供給され、2 番目の入力に印加される基準電圧と比較されます。基準電圧レベルは、信号のわずかな増加でも比較ノードの出力における信号レベルの大きな変化につながるように調整されます。これにより、金属物体検知警報音を制御する電子キーが作動します。

改良された金属探知機の図を図に示します。 1. トランジスタ VT2 と回路 L1C3 で構成される発電機は、約 4,6 kHz の周波数で動作します。発生器の周波数が低いため、一方では不要な信号 (たとえば、湿った砂や小さな金属片などの存在から生じる信号) に対する金属探知機の反応が弱くなります。、感度良好。必要に応じて、発生器の周波数は、部品 L1、C3 および L2、C6、およびフィルタ R16C11 のパラメータを変更することによって調整できます。

（クリックして拡大）

物体検出の深さは、動作信号の周波数、その電力、インダクタのサイズ、物体のサイズと形状、およびその位置によって異なります。発生器の周波数が高くなるほど、小さな物体の検出深度は浅くなります。インダクタが大きいほど、検出深度は大きくなります。例えば、直径25mmの硬貨は13cmの距離で検知し、100×100mmのアルミ板は40cmの距離で検知します。

発電機はトランジスタアセンブリ上に組み立てられます。トランジスタ VT2 は発電機内で直接動作し、VT1 は部品 R2 ～ R4 の分圧器とともに、温度補償を提供する熱安定器として動作します。

受信コイル L2 に到着する信号は、ダイオード VD1、VD2 によって振幅が制限され (大きな金属物体がある場合)、オペアンプ DA1.1 によって増幅されます。この超小型回路の入力は、コンデンサ C5、抵抗 R7 ～ R10、コンデンサ C8 を介して発電機から補償信号を受け取ります。近くに金属物体がない場合、コイル L2 からコイル L1 に来る信号が減衰します。

増幅後、信号はローパスフィルター R16C11 を通過し、オペアンプ DA1.2 によって整流されます。正の入力電圧がマイクロ回路の非反転入力に供給されると、ダイオード VD3 が開き、負のフィードバックが提供されます。コンデンサ C12 が充電されると、インジケータ矢印 PA1 がずれます。負の入力電圧では、ダイオードが閉じ、フィードバックがなく、ダイオードのカソードの電圧はゼロになります。

検出器からの信号はフィルタ R21C14R22C15 によって平滑化され、コンパレータ DA2.1 に送られ、そこで可変抵抗器 R23 (粗く) と R25 (細かく) によって調整される基準電圧と比較されます。コンパレータがトリガーされると、その出力の電圧が減少し、トランジスタ VT3 が閉じ、オペアンプ DA2.2 に組み込まれたトーンジェネレータが動作し始めます。その出力信号はトランジスタ VT4 で作られたパワーアンプに供給され、その負荷はヘッドフォン BF1 (補聴器から) です。音量は可変抵抗器 R38 を使用して小さな範囲内で調整されます。

出力段には別の電源から電力が供給されるため、デバイスが励起される可能性が排除されます。金属探知機の主要部分は 12 V 電源 (バッテリー) から電力を供給されますが、DA3 スタビライザーを使用して 9 V に降圧されます。

金属検出器の部品は、片面フォイルグラスファイバー製の 2 枚のプリント基板 (図 4-0,125) に取り付けられています。これらは、抵抗器 MLT-10、抵抗器 R4 SP1-3、コンデンサ C6、C71 - K7-XNUMX を使用するように設計されています。

家庭用金属探知機

2TS3103A トランジスタアセンブリを KTS3103 に置き換えることは可能ですが、プリント基板の図面を変更する必要があります。ダイヤルインジケータ PA1 は、テープレコーダーの録音レベルを示すインジケータです。金属探知機の回路基板などは絶縁材でできた筐体に収められています（図5）。

家庭用金属探知機

コイルの製造には特に注意を払う必要があります。それらは直径140 mmのマンドレルに巻き付けられます。これにはガラス瓶を使用するのが良いです。各コイルは直径 200 mm のエナメル銅線を 0,27 回巻いたもので構成されており、途中からタップが付いています。マンドレルからコイルを取り外す前に、コイルを 6 ～ 1 か所で結び、取り外した後、コイルが互いにぴったりとフィットするように強力な糸で巻きます。次に、コイルを図のような形状にします。送信コイル３は下側にあり、受信コイル４は上側にある。受信コイルには、閉じたターンの形成を防ぐギャップのあるアルミニウム製スクリーンを装備する必要があります。コイル端子は、シールド編組のケーブル 2 によってデバイスの残りの部分に接続されています。コイルの垂直方向の（図によると）巻き間の距離は3 mmに等しくなければなりません;これは、コイルの近くに金属物体がない場合に金属探知機をPA4インジケーターの最小読み取り値に設定した後に最終的に明確になります。

家庭用金属探知機

コイルを最終的に固定した後、コイルの上部は装飾的なケーシングで覆われ、ロッドがそれに取り付けられます（図7）。

家庭用金属探知機

金属検出器のセットアップは、PA10 インジケーターの矢印が「ゼロ」マークに来るような位置に、R8 スライダーを中央にして抵抗器 R1 スライダーを取り付けることで構成されます (便宜上、矢印は図の中央のマークに設定されています)。抵抗 R19 を選択してスケールを調整するには、発電機コイルの一方の端子の接続を変更する必要がある場合があります。

金属探知機を操作する場合、動作モードを 20 分間確立した後、抵抗器 R8 を使用してダイヤルインジケータの読み取り値が「ゼロ」になります。その後、可変抵抗器R25、R23によりコンパレータの動作と音色の出現に近い基準電圧を設定します。当然のことながら、この調整はコイルの近くに金属がない状態で行われます。

著者: V.Grichko、クラスノダール

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