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無線電子工学および電気工学の百科事典 高感度の簡易金属探知機です。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
金属探知機の機能 提示された金属検出器は製造が比較的簡単で、希少元素を含んでいませんが、同時にかなり高い感度を持っています。 これを使用すると、地面に 15 ～ 20 cm の深さまで埋まっているコインを検出できます。 動作原理 地中の金属物の探索は主に XNUMX つの物理現象に基づいています。 それらの XNUMX つは、コイルのインダクタンス、または XNUMX つのコイル間の結合係数に対する物体の磁気特性の影響です。 これらの値は、材料の比透磁率に応じて増減することがあります。 すべての既知の物質は、その磁気特性に応じて XNUMX つのグループに分類されます。
反磁性体と常磁性体の透磁率の違いは非常にわずかです。 しかし、この点では強磁性材料が非常に際立っています。 XNUMX 番目の現象は、交流磁場中で導電性の物体に発生する渦電流です。 電流の強さは、物体のサイズと形状、およびその材料の固有の電気抵抗の両方に依存します。 平らな金属板では、表面が凹凸のある複雑な形状の物体よりも渦電流がはるかに強くなります。 磁場内の物体の位置 (物体を貫く力線の数) も重要です。 効果の距離依存性や地面の影響も考慮すると、その作業がいかに難しいかが明らかになります。 説明されている単純な金属探知機は、TR / IB 原理に従って機能します。 この略語は、Transmit-Receive / Induction Balance (送信、受信、および誘導バランス) の略です。 この場合、センサーには送信と受信の XNUMX つのコイルが取り付けられます。 金属の存在により、それらの間の誘導結合が変化し、受信信号に影響を与えます。 そのセンサーは XNUMX つのコイルで構成されています。 このデバイスには、XNUMX つのトランジスタと XNUMX つの超小型回路のみが含まれています。 概略図 図に示されています。 2.20 のスキームは非常にシンプルです。 トランジスタ VT1 の発電機は、断続発振モードで動作します。 高周波と低周波の 2 つの周波数を同時に生成し、高周波の振動が低周波の振動によってさらに変調されます。 発電が開始されると、ダイオードＶＤ１を介してコンデンサＣ２が充電される。 (1)で一定の電圧に達すると高周波発振が止まり、抵抗R2を介してコンデンサが放電され、しばらくすると再び発振が起こり、このサイクルを繰り返します。
送信コイルＬ１〜Ｌ３は、トランジスタＶＴ１のコレクタとベースとの間に接続されており、周囲の物体による容量性の影響が互いに打ち消し合うように設計されている。 コイルのすぐ近くに配置されたコンデンサ C1 は、生成される周波数を決定します。 コイル L4 と L5 は受信機であり、送信機の隣に配置されます。 受信コイルと送信コイルのターンによってカバーされるゾーンは部分的に重なり合っています。 金属物体がない場合、受信コイルに誘導された信号は、可変コンデンサー Sat を介して発電機から直接来る信号によって補償されます。 近くに現れた金属がバランスを崩す。 信号はコンパレータ DA1 の反転入力に供給され、定電圧と比較されます。 後者は可変抵抗器 R5 (GROUGH) と R6 (FINE) によって設定されます。 コンパレータの入力に正の電圧のみが印加されるように、ダイオード VD2 が必要です。 信号が設定されたしきい値を超えると、コンパレータの出力に電圧が現れ、トランジスタ VT2 が開きます。 信号フラッシュのピークがコンパレータを通過するため、音響ヘッドBA1で音が聞こえます（電力 - 0,1 W、抵抗 - 少なくとも8オーム）。 送信コイルと受信コイル間の結合を変更すると、受信信号の振幅に影響が生じ、その結果、コンパレータの出力におけるパルス幅が変化します。 耳では、これは音の音量と音色の変化として知覚されます。 VD3 ダイオードによって整流された負の電圧は、トランジスタ VT2 のコレクタの信号レベルに比例し、コンパレータの入力に戻されます。 これにより、受信コイルに誘導される信号のゆっくりとした変化を補償する自動閾値調整が実現します。 デバイスの出力には、合計偏向ドレインが 1 ～ 100 μA の微小電流計 RA250 があります。 したがって、コイル付近の金属物の有無を矢印の振動で判断することが可能です。 SB1ボタンを押すと、微小電流計を使用してバッテリー電圧を確認できます。 金属探知機の構築 金属探知機の良好な動作は、センサーを正しく製造した場合にのみ達成できます。その図面を図に示します。 2.21。 コイル フレームは、有機ガラスまたはその他の耐久性のある誘電体材料で作られた XNUMX 枚のプレートです。 この場合、木材は吸湿性があるため適していません。 カッターまたはヤスリを使用して、各プレートの端の周囲に沿って、巻線を敷設するための溝を作る必要があります。
すべてのコイルは、エナメル絶縁を施した直径 0,3 mm の銅線で巻く必要があります。 ワイヤーの始まりをフレームの A 点に一滴の接着剤で固定し、コイル L22 を時計回りに 2 回巻きます。 巻線の端も点 A でプレートに接着する必要があります。ワイヤを切断せずに、絶縁体の小さな部分をきれいにし、別のワイヤの始点をそれにはんだ付けして、1 回巻くことをお勧めします。反時計回り - コイル LXNUMX。 その後、L2コイルが巻かれたワイヤーを時計回りにさらに22回巻く必要があります-L3コイル。 すべての巻線の結論は、点 A でフレーム プレートにしっかりと接着される必要があります。コイル L4 と L5 は 36 番目のプレートに配置することが提案されています。 それぞれのコイルは点 B で開始および終了し、同じ方向に巻かれた XNUMX ターンが含まれています。 コンデンサ C5 と C7 は、図に従ってコイル端子に直接はんだ付けし、プレートに接着する必要があります。 図に示すように、巻線プレートは互いに積み重ねられ、絶縁材（ナイロンなど）のボルトで固定される必要があります。 2.21。 プレートの 1 つに円弧状のカットが入っているため、デバイスをセットアップするときにプレートを最適な位置に固定できます。 アセンブリ全体を長さ 1,5 ～ XNUMX m の木製またはプラスチックの棒の端に固定するのが最善です。いかなる場合でも、アセンブリの固定に金属製のネジ、ネジ、ナットを使用しないでください。 ロッドの反対側（上）端には、デバイスのプリント基板を備えたケース（金属製の場合もあります）を取り付ける必要があります。 コントロール (SA1、SB1、C6、R5、および R6) のハンドルは、ケースの前面パネルに持ってくることが望ましいです。 コイル L1 ～ L5 はシールド線を使用して金属検出器ボードに接続する必要があります。 金属探知機の設置 金属探知機を設置する前に、コイルを備えた両方のプレートを固定せずに最大角度で回転する必要があります。 ジャンパー線 A と B はまだ取り付けないでください。 電源投入後、可変抵抗器R5、R6の一定の位置でBA1ヘッド内で音が鳴るはずです。 音のボリュームが減少し始めるまで、コイルをゆっくりと動かします (コイルの近くに金属がないようにしてください)。 可変抵抗器の軸を回転させてコイルを動かすことで、最小限の体積を実現する必要があります。 場合によっては、これには数回の試行が必要です。 最小値を見つけたら、コイルをもう少し（1 mm未満）移動して固定します。 次に、金属探知機をオフにし、ワイヤージャンパーAを取り付け、電源をオンにした後、音が聞こえないコンデンサC6のローターの位置を見つけてみる必要があります。 これが失敗した場合は、ジャンパ A を取り外し、ジャンパ B を取り付けて、再試行する必要があります。 それでも問題が解決しない場合は、コイルの位置が間違っている可能性があります。 金属検出器を調整する最後の機会は、470 pF コンデンサを C6 と並列に接続し、バランス ポイントを見つけることを再試行することです。 失敗した場合は、すべての推奨事項に厳密に従って別のコイルを作成する必要があります。 電源電圧コントロールユニットの調整を開始するときは、後者を 9 V に設定します。R5 と R6 を使用して、BA1 ヘッドから音が聞こえないこと、および PA1 微小電流計の矢印がずれないことを確認します。 SB1 ボタンを押して、R14 を使用して矢印をスケールの最後の目盛りに設定します。 供給電圧を 7 V に下げて、最小許容電圧に対応する矢印の位置に印を付けます。 可変抵抗器R12を使用してデバイスの感度を独自の判断で調整する必要があります。 BA1 ヘッドで聞こえる音には、周波数 100 ～ 150 Hz のハム音が伴う場合があります。 ハムを除去するには、調整された 1 kΩ 抵抗を R50 と直列に接続し、そのスライダーの位置を選択する必要があります。 はじめに 金属探知機で作業を開始する前に、コンデンサ C6 のローターが BA1 ヘッドのバランス ポイントからわずかにずれたときに音が聞こえることを確認する必要があります。 ある程度の経験を積むと、C6 をさまざまな位置に設定することで、反磁性材料と常磁性材料を区別することも可能になります。 文学：
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