金属物体を検出する装置。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無線電子工学と電気工学の百科事典 / 金属探知機

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掘削、道路、建築工事などのさまざまな作業を行うとき、土、雪、氷の層の下にある壁の中に隠された防火用カバーやケーブルウェルカバー、またはさまざまな金属製品を見つけることが必要になることがよくあります。

以下に説明するこの装置は、電気伝導率がわずかな非磁性塊の厚さの中でそのような物体の位置を決定するために使用されます。たとえば、土、アスファルト、雪の層の下、深さ 0,6 ～ 0,8 m の鋳鉄製の給水マンホールの蓋、木やコンクリートの床の下、壁、天井、最大0,2〜0,4 mの距離にある金属梁、パイプ、または金属外装を備えた電気ケーブル（後者のサイズと形状に応じて）の場所。鉄筋コンクリート構造物の深さ0,1～0,15mなどの鉄筋束の伝播方向も調べることができます。

このデバイスはサイズが小さく、デザインとデザインがシンプルです。その制作は、平均的な資格を持つアマチュア無線家によって行うことができます。

このデバイスの動作原理は、インダクタコイルが金属物体に近づくと発振回路の固有周波数が変化することに基づいています。回路が真空管発振器の回路に含まれている場合、インダクタンスが変化すると発振器の周波数も変化し、この変化は比較的簡単に記録できます。探索対象の物体に誘導された渦電流から発生する磁場は、発振回路のインダクタンスと相互作用してインダクタンスを減少させ、それによって回路自体の発振周波数を高めます。最大周波数変化は、フレームから金属体までの最小距離を示します。

水晶三極管上に組み立てられた 1 つの LC 発生器とミキサーで構成されるデバイスの概略図を図に示します。 XNUMX.

図。 1

第１の発電機は発振回路Ｌ１Ｃ１を有する。コイルL1はフレームの形で作られており、それを利用して金属物の位置が見つかります。

回路 L4C4 を備えた XNUMX 番目の発振器は補助的なもので、最初の発振器の周波数がいつ変化するかを決定するための基準周波数源として機能します。

両方の発電機からの交流電圧は、巻線Ｌ３およびＬ６から混合三極管ＰＰ３のベースに供給される。そのコレクタ回路では、第 3 と第 6 の発生器の周波数に応じて電流が発生し、また、差周波、和周波、およびそれらの高調波の電流も発生します。

これらの電流の低周波成分は、PP3 三極管のコレクタ回路に接続された電話で聞こえます。

まず、2 番目の発生器の周波数が最初の発生器の周波数と等しくなります。この周波数は、「ゼロビート」を使用して電話を使用して耳で監視されます。デバイスのフレームが金属製の物体に近づくと、最初のジェネレーターの周波数が増加し、電話機が作動し始めます。

低周波音が聞こえます。フレームが金属物体に近づくほど、最初の発生器の周波数が高くなり、ミキサーの出力における差周波数が大きくなり、電話で聞こえるトーンのピッチが高くなります。フレームが金属物体から遠ざかるにつれて、電話で聞こえる信号の発振周波数は減少します。最も高いトーンによって、フレームから検索対象のオブジェクトまでの最小距離が決まります。

発生器の周波数は 80 ～ 120 kHz の範囲内で選択され、物体が検出されたときに聞く周波数は 3 ～ 4 kHz を超えてはなりません。

装置の全体図を図に示します。 2. 電源を含むデバイス回路のすべての要素は、フレームハンドルの上部に固定された共通のハウジング内に配置されます。電源は懐中電灯の電池から供給されます。

最初の発電機の発振回路は、シールドケーブルでデバイスに接続された別個のフレームの形で作られています。フレームは木製フレームに固定されており (図 2)、ハンドルがヒンジで取り付けられています。

図。 2

作動状態では、フレームはコードを使用してハンドルに対して指定された位置に保持されます。持ち運びの際はフレームをハンドルに掛けてラッチで固定します。

すべての取り付けはgetinaksボード上で実行され、スイッチVk1と電話ソケットは本体に固定されています。 3.

図。 3

チューニングノブ（LAコイルのチューニングコア）はハウジング側壁の穴から引き出されます。

フレームコイルを巻くためのテンプレートは、ボードまたは合板シートから300x400 mmの長方形の形で作られます。この長方形の角に釘が打ち込まれ、その周りに巻線 L1、L2、L3 が巻き付けられます。

ターンを固定するには、巻線を強力な糸で結ぶ必要があります。その後、フレームを釘から取り外すことができます。

フレームの巻き線を湿気から保護するには、ニスを塗った布または薄いポリエチレンで作られたテープで巻く必要があります。フレームの外側は、ビチューメンワニスを染み込ませた綿テープで巻き付けられます（フレームは6〜8回ワニスを塗ります。各コーティングの後、ワニスはよく乾燥する必要があります）。

コンデンサ C1 と接続ケーブルの端も湿気から絶縁されており、ケーブル出口の密閉には特別な注意を払う必要があります。

含浸後、図のように合板のストリップを使用してフレームに固定されます。 4.

図。 4

接続ケーブルは、塩化ビニル絶縁の 1 本のフレキシブル ワイヤで構成され、共通のスクリーンで囲まれ、その外側に塩化ビニルまたはゴム チューブが配置されています。スクリーンは同時に巻線 L2、L3、LXNUMX の共通ワイヤとしても機能し、デバイスのマイナス端子に接続されます。

インダクタ L4、L5、L6 は SB-4 コアに巻かれています。それらの巻線のデータを表に示します。

半導体三極管ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３としては、Ｐ−６、Ｐ−１３、Ｐ−１４、Ｐ−１５等の任意の三極管を使用することができる。

デバイスの設定は、同調コアの中間位置で 4 番目の発生器の周波数が 4 番目の発生器の発振周波数と等しくなるように、コンデンサ CXNUMX の静電容量値またはインダクタンス LXNUMX の巻数を選択することになります。

周波数等化は、電子オシロスコープとリサージュ図形を使用した補助発電機を使用して実行されます。

第 4 発電機の周波数が第 4 発電機の周波数より低い場合、静電容量 C4 を小さくするか、L4 コイルの巻数を減らす必要がありますが、第 XNUMX 発電機の周波数が高い場合、静電容量 CXNUMX は小さくなります。コンデンサ CXNUMX の容量を増やすか、LXNUMX コイルに数巻を追加する必要があります。

2 番目のオシレーターの周波数の最終調整は、「ゼロビート」を使用して耳で行うか、ミキサーの出力からの低周波信号をオシロスコープで観察することによって行われます。

オシロスコープとジェネレーターがない場合、長波長範囲の従来の放送受信機を使用してデバイスを構成できます。この受信機には電気光学式同調インジケーターが備わっていることが望ましい。

まず、最初の発電機の周波数を測定します。これを行うには、エミッター PP2 を電源回路から切り離し、ミキサーの出力 (電話機をオンにするか、電話機の代わりに 4 ～ 5 kΩ の抵抗を使用) を 15 ～ 20 pF の静電容量を介して「受信機の「アンテナ」ソケット。

受信機の設定を変更したり、スピーカーの特有のノイズや同調インジケーターによって、最初の発生器の高調波の 1 つの周波数が受信機のスケールで決定されます。受信機の設定を変更することで、次の高調波の周波数が決まります。 2 つの隣接する高調波の周波数の差は、最初の発電機の固有周波数に等しくなります。

同様の測定が、(エミッタ PP1 がオフの状態で) XNUMX 番目の発生器の周波数に対して行われます。

コンデンサ C4 の容量値を選択するか、インダクタンス L4 を変更することにより、第 XNUMX 発生器の周波数は、その高調波が受信機スケールの第 XNUMX 発生器と同じ分割数で聞こえるように選択されます。

最終的な周波数調整は、電話の「ゼロビート」に基づいて耳で行われます。

インダクタンス L4 の同調コアの中間位置で「ゼロビート」が達成できれば、同調は完了したと見なされます。

装置の操作は簡単で、特別な訓練は必要ありません。検索を開始する前に、デバイスの電源をオンにし、携帯電話でその動作を聞きながら、チューニングコアのネジを回して「ゼロビート」を達成する必要があります。次に、コアを少し外側に向けて、電話で低音が聞こえるように 2 番目のジェネレータをわずかに離調します。この場合、両方のジェネレータを微調整すると、たとえ周波数偏差が小さい場合（小さい場合や物体が遠くにある場合）、2 番目の発生器が最初の発生器によって「持ち去られた」ように見え、物体は検出できません。

わずかに離調すると、金属物体に近づいたときに最初のオシレーターの周波数がわずかにずれるだけでもピッチが変化し、耳で簡単に検出できます。

捜索は、金属物体が存在すると思われるエリアの地面、床、天井などの表面から至近距離にフレームを運んで行われます。

フレームを左右に振ると、音の変化により、探しているオブジェクトの正確な位置を簡単に特定できます。

懐中電灯用の電池 100 個でデバイスを 150 ～ 0,2 時間動作させるのに十分で、単 45 形電池を使用した場合は 50 ～ XNUMX 時間動作できます。

この装置は、ボルト、ワッシャー、釘などの小さな物体の検索には適していません。

著者: D.Ilyin

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