パルス金属探知機。スキーム、説明

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パルス式金属探知機です。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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十分な感度の金属探知機を作成することは、かなり難しく、報われない作業です。アマチュア無線家は定期的にその決定を取り上げ、展示会に出品物を提出しますが、要求された条件を満たすものはほとんどありません。そのため、長い間、金属探知機は、近い周波数に調整されたXNUMXつの高周波発生器に基づいて設計されており、そのうちのXNUMXつは周波数が安定しており（通常は水晶共振器によって安定化されています）、もうXNUMXつは動作しているもので、受信フレームに接続され、金属に近づくと周波数が変化します。 XNUMX つの発生器の信号が合計され、低周波ビート信号が分離され、金属の存在を判断するために使用されました。新しい要素ベースの登場後、基準信号発生器の代わりに、電圧周波数変換器、アナログデジタル変換器、周波数シンセサイザー、およびその他の目新しさを備えた金属検出器の設計を開始しました。

考古学者や犯罪学者には、別の測定スキームである地球物理学をアドバイスすることができます。金属含有物が検索される領域では、周波数5 Hzの自律発電機から電力を供給される、直径25 ... 500 m以上のワイヤーのループを配置する必要があります（周波数が高いほど深さが浅くなります）。周波数 400 Hz の航空機用 DC/AC コンバータ (変圧器) を使用すると非常に便利です。彼らは十分な力を持っています。強力なトランジスタで作られた DC/AC コンバータを使用することもできます。それらはいくつかの周波数で作成することができ、それによって「周波数サウンディング」を実行する、つまり金属物体の疑いのある深さを決定することができます。

捜索を行うには、発生器に加えて、発生器の周波数に同調された選択増幅器であり、同じく発生器の周波数に同調された受信磁気アンテナを入力に有する受信機が必要である。この検索方法の考え方は、ワイヤループの電磁場の領域で、連続導電性の金属体がその場を放射し始め、理想的には主な電磁場に対して位相が 90 ° シフトするということです。受信フレームは通常、金属含有物が存在しない場合、受信機出力の信号が最小または完全になくなり、金属含有物が存在すると信号が最大に達するように、一次フィールドに対して方向付けられます。いくつかの周波数で測定を実行すると、空間内で異なる方向を向いた受信フレームを使用して、発生のおおよその深さと物体の位置を決定することができます。この測定方法の主な利点は、目的の金属物体自体が放射線源になることです。

この種の装置は、地下パイプのトレース、ケーブルの敷設、隠された配線のトレースなどに使用できます。これを行うために、発電機の一端は追跡可能な金属システムに接続され、もう一端は接地されるか（捜索が路上や野外で行われる場合）、暖房ネットワークのパイプ、給水（追跡が建物内で行われる場合）に接続されます。

ループ誘導方式は、家庭用電化製品の電源を入れるための非接触誘導方式（ラジオやテレビ番組などを聴くための非接触ヘッドフォン、電話網に有線で接続されておらず、室内を移動しながら自由に手に持つことができる非接触電話）への応用としてVRVで広く紹介されました。問題が異なるように見えますが、解決策の原理は同じです。信号が生成されるループと、この信号を受信する受信機の間の誘導接続です。

パルス金属検出器 (図 27)。デザインの作者はアマチュア無線家、V. S. ゴルチャコフです。 33 ERでは、この展示品は展覧会の三等賞を受賞しました。

パルス金属探知機

この装置は、地中の金属物体を見つけるように設計されています。テストの結果、深さ100cmで100×2×75mmのアルミニウム板、深さ200cmで同じ200×2×100mmの板、深さ300cmで直径200mmの太い鋼管、深さ200cmで下水道マンホール、深さ50cmで直径120mmの長尺鋼管、銅を検出できることが判明しました。直径25mm、深さ35cmのワッシャー。

デバイス（図27、a）は、周波数1 Hzのマスター発振器100、パルス電流増幅器2、放射フレーム3、4μsの遅延発生器100、ゲートパルス発生器5、整合増幅器6、電子スイッチ7、受信フレーム8、双方向リミッタ9、信号増幅器10、積分器11、DC増幅器12、インジケータ13で構成されます。、電圧安定器１４．

金属探知機は次のように動作します。マスターオシレーターは持続時間 Ti のパルスを放射し (図 27、b)、その減衰によって遅延ジェネレーターがトリガーされます。マスターオシレータのパルスは電流アンプによって電力が増幅され、放射ループに供給されます。遅延発生器は持続時間 100 μs のパルスを生成し、その減衰によってゲートパルス発生器がトリガーされます。この発生器は持続時間 30 μs のストローブパルスを生成し、整合アンプを介して電子スイッチの動作を制御します。スイッチは、ゲートパルスの期間中信号増幅器を開き、信号を増幅器１０から積分器に渡す。積分器の出力からの信号は、DC アンプを介してポインターインジケーターに供給されます。

図上。図２７ｂは、送信（放射）フレーム（曲線１）、金属が存在しない場合（曲線２）および金属が存在する場合の受信フレーム（曲線５）上の信号の時間分布を示す。実験の結果、金属が存在しない場合、受信パルスの振幅は27μsの時間にわたってかなり急激に減少することが判明した。制御ゾーンに金属含有物がある場合、主にフーコー電流の作用により、受信パルスの振幅の減少時間が大幅に遅延します。金属介在物の影響による受信信号の形状の変形特性が、このデバイスの設計の基礎となっています。

デバイスのセンサーの設計を図に示します。 27、c。投光枠と受光枠は外径300mmの誘電体枠に巻かれています。受光フレームは発光フレームの内側に巻き付けられています。内径は260mmです。送信フレームには 300 ターンの PEV-2 0,44 ワイヤが含まれ、受信フレームには 60 ターンの PEV-2 0,14 ワイヤが含まれます。ハンドル１の固定は任意であり、特別な説明を必要としない。

図上。図２８は、デバイスの概略図を示す。

（クリックして拡大）

マスターオシレータはマイクロ回路DD1.1とDD1.2で作られています。発生器の出力から抵抗器R9を介した信号は、パルス電流増幅器、つまりトランジスタVT3〜VT5の入力に供給され、その負荷は放射フレームL1.1です。コンデンサ C3 を介して、マスター発振器からのパルスは、シュミットトリガー回路に従って要素 DD1.3、DD1.4 で作成される遅延発生器の入力に供給されます。遅延パルスの減衰により、要素 DD2.1 ～ DD2.3 で作成されたストローブパルス発生器が開始されます。整合アンプ (トランジスタ VT1、VT2) を介したストローブパルスは、信号アンプ (DA1 および DA1.1) と積分器 (C1.2、R12) の動作を制御する電子スイッチ DA30 に供給され、ストローブパルスの動作中に DC 信号を DC アンプ (DA2) に渡します。

DC アンプの負荷はポインタデバイス RA1 です。測定の安定性を高めるために、増幅段の電源もさらに安定化されます。電子スタビライザーはトランジスタ VT6、VT7 で作成されます。

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