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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Un dispositivo per il rilevamento di oggetti metallici. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / metal detector Quando si eseguono vari lavori - lavori di sterro, strade, costruzione di edifici, diventa spesso necessario trovare coperture di pozzi antincendio e cavi sotto uno strato di terra, neve, ghiaccio o vari prodotti metallici nascosti nelle pareti. Il dispositivo, descritto di seguito, viene utilizzato per determinare la posizione di tali oggetti nello spessore di masse non magnetiche a bassa conduttività elettrica. Ad esempio, sotto uno strato di terra, asfalto, neve, è possibile trovare un tombino in ghisa fino a una profondità di 0,6-0,8 m, trovarlo sotto un pavimento in legno o cemento, nonché in pareti, soffitti, posizionamento di travi metalliche, tubi o cavi elettrici con armatura metallica a una distanza massima di 0,2-0,4 m (a seconda delle dimensioni e della forma di quest'ultimo). Puoi anche scoprire la direzione di propagazione delle travi di rinforzo nelle strutture in cemento armato a una profondità fino a 0,1-0,15 m, ecc. Questo dispositivo è di piccole dimensioni, semplice nel design e nella costruzione; la sua fabbricazione è alla portata di un radioamatore di media qualifica. Il principio di funzionamento del dispositivo si basa su un cambiamento nella frequenza naturale del circuito oscillatorio quando il suo induttore si avvicina a un oggetto metallico. Se il circuito è incluso nel circuito di un generatore a valvole, quando l'induttanza cambia, cambierà anche la frequenza del generatore e questo cambiamento può essere registrato in modo relativamente semplice. Il campo magnetico derivante dalle correnti parassite indotte nell'oggetto cercato interagisce con l'induttanza del circuito oscillatorio, lo riduce e quindi aumenta la frequenza delle oscillazioni naturali del circuito. La massima variazione di frequenza indica la distanza minima del telaio dal corpo metallico. In fig. 1.
Il primo generatore ha un circuito oscillatorio L1C1. La bobina L1 è realizzata sotto forma di un telaio, con l'aiuto del quale viene trovata la posizione di un oggetto metallico. Il secondo oscillatore con il circuito L4C4 è ausiliario, funge da sorgente di frequenza di riferimento per determinare il momento della variazione della frequenza del primo oscillatore. La tensione CA da entrambi i generatori dagli avvolgimenti L3 e L6 viene fornita alla base del triodo di miscelazione PP3. Nel suo circuito di collettore, sorgono correnti con la frequenza del primo e del secondo generatore, nonché correnti di differenza e somma delle frequenze e delle loro armoniche. Le componenti a bassa frequenza di queste correnti si sentono sui telefoni inclusi nel circuito del collettore del triodo PP3. La frequenza del secondo oscillatore viene preliminarmente allineata con la frequenza del primo, che viene controllata con l'ausilio di telefoni ad orecchio secondo "zero battiti". Quando il telaio del dispositivo si avvicina a un oggetto metallico, la frequenza del primo generatore aumenta e iniziano i telefoni ascoltare un tono a bassa frequenza. Più il telaio è vicino all'oggetto metallico, maggiore è la frequenza del primo oscillatore, maggiore è la differenza di frequenza all'uscita del mixer e maggiore è il tono udito nei telefoni. Quando il telaio viene allontanato da un oggetto metallico, la frequenza delle oscillazioni del segnale udito nei telefoni diminuisce. Il tono più alto determina la distanza minima dall'inquadratura all'oggetto cercato. La frequenza dei generatori è selezionata nell'intervallo 80-120 kHz e la frequenza ascoltata quando viene rilevato un oggetto non deve superare i 3-4 kHz. La vista generale del dispositivo è mostrata in fig. 2. Tutti gli elementi del circuito del dispositivo, inclusa la fonte di alimentazione, sono collocati in un alloggiamento comune, fissato nella parte superiore della maniglia del telaio. È alimentato da una batteria della torcia. Il circuito oscillatorio del primo generatore è realizzato sotto forma di un telaio separato collegato al dispositivo tramite un cavo schermato. Il telaio è fissato su un telaio di legno (Fig. 2), con il quale è collegata in modo girevole la maniglia.
In condizione di lavoro, il telaio è tenuto in una posizione prefissata rispetto al manico con un cordino. Durante il trasporto, il telaio viene applicato al manico e fissato con un chiavistello. L'intera installazione viene eseguita su una scheda getinax, l'interruttore Vk1 e le prese telefoniche sono fissate sulla custodia - fig. 3.
La manopola di sintonia (il nucleo di sintonia della bobina LA) viene fatta uscire attraverso un foro nella parete laterale dell'alloggiamento. Il modello per l'avvolgimento della bobina del telaio è realizzato sotto forma di un rettangolo di 300x400 mm da assi o un foglio di compensato. I chiodi sono martellati negli angoli di questo rettangolo, su di essi sono avvolti gli avvolgimenti L1, L2 e L3. Per allacciare le spire, l'avvolgimento dovrebbe essere legato con un filo forte, dopodiché il telaio può essere rimosso dai chiodi. Per proteggere l'avvolgimento del telaio dall'umidità, dovrebbe essere avvolto con un nastro di tessuto verniciato o polietilene sottile. All'esterno, il telaio è avvolto con un nastro di cotone impregnato di vernice bituminosa (Il telaio viene verniciato 6-8 volte. Dopo ogni rivestimento, la vernice deve essere ben asciugata.). Anche il condensatore C1 e l'estremità del cavo di collegamento sono isolati dall'umidità, con particolare attenzione alla terminazione dell'uscita del cavo. Dopo l'impregnazione, il telaio viene fissato al telaio con listelli di compensato, come mostrato in fig. 4.
Il cavo di collegamento è costituito da tre fili flessibili in PVC isolante, racchiusi in uno schermo comune, sui quali viene calzato dall'esterno un tubo in PVC o gomma. Lo schermo funge contemporaneamente da filo comune per gli avvolgimenti L1, L2, L3 ed è collegato al terminale negativo del dispositivo. Gli induttori L4, L5 e L6 sono avvolti sul nucleo SB-4. I dati dei loro avvolgimenti sono riportati nella tabella.
Come triodi a semiconduttore PP1, PP2 e PP3 possono essere utilizzati qualsiasi triodi del tipo P-6, P-13, P-14, P-15 o simili. L'impostazione del dispositivo si riduce alla selezione del valore della capacità del condensatore C4 o del numero di giri dell'induttanza L4 in modo che nella posizione centrale del nucleo di sintonia, la frequenza del secondo generatore sia uguale alla frequenza di oscillazione di il primo generatore L'allineamento della frequenza viene eseguito utilizzando un oscilloscopio elettronico e un generatore ausiliario secondo le figure di Lissajous. Se la frequenza del secondo generatore è inferiore alla frequenza del primo generatore, allora la capacità C4 dovrebbe essere ridotta o il numero di spire della bobina L4 dovrebbe essere ridotto, se la frequenza del secondo generatore è maggiore, la capacità di occorre aumentare il condensatore C4 o aggiungere qualche giro alla bobina L4. La regolazione finale della frequenza del secondo oscillatore viene eseguita a orecchio utilizzando "zero beat", oppure osservando un segnale a bassa frequenza dall'uscita del mixer su un oscilloscopio. In assenza di un oscilloscopio e di un generatore, il dispositivo può essere sintonizzato utilizzando un ricevitore di trasmissione convenzionale con una portata a onde lunghe. È auspicabile che questo ricevitore abbia un indicatore di sintonizzazione elettro-ottico. Innanzitutto, viene misurata la frequenza del primo generatore. Per fare ciò, l'emettitore PP2 viene disconnesso dal circuito di alimentazione e l'uscita del mixer (quando i telefoni sono accesi o una resistenza di 4-5 kΩ li sostituisce) viene collegata tramite una capacità di 15-20 pF all'antenna " presa del ricevitore. Modificando l'impostazione del ricevitore, dal rumore caratteristico nell'altoparlante o dall'indicatore di sintonia, viene determinata la frequenza di una delle armoniche del primo generatore sulla scala del ricevitore. Modificando la sintonia del ricevitore, viene determinata la frequenza dell'armonica successiva. La differenza di frequenza tra due armoniche adiacenti sarà uguale alla frequenza naturale del primo generatore. Analoghe misure vengono effettuate anche per la frequenza del secondo oscillatore (quando l'emettitore PP1 è spento). Selezionando il valore della capacità del condensatore C4 o variando l'induttanza L4, la frequenza del secondo generatore viene scelta in modo tale che le sue armoniche siano udibili alle stesse divisioni della scala del ricevitore di quella del primo generatore. La regolazione finale della frequenza viene eseguita a orecchio utilizzando "zero battiti" nei telefoni. L'accordatura dovrebbe essere considerata completa se è possibile ottenere "zero battute" con la posizione centrale del nucleo di accordatura nell'induttanza L4. Il funzionamento con il dispositivo è semplice e non richiede una formazione speciale. Prima di iniziare la ricerca, è necessario accendere il dispositivo e, ascoltando il suo lavoro sui telefoni, girando la vite del nucleo di sintonia, è necessario ottenere "zero battiti". Quindi svitare leggermente il nucleo, depotenziare leggermente il secondo generatore in modo che si senta un tono basso nei telefoni.Il dispositivo avrà la massima sensibilità, poiché con la messa a punto di entrambi i generatori sono reciprocamente sincronizzati anche con piccole deviazioni di frequenza (quando piccole o oggetti lontani) il secondo generatore è, per così dire, "trascinato" dal primo, e l'oggetto non può essere rilevato. Con una leggera scordatura, anche una leggera deviazione della frequenza del primo generatore quando ci si avvicina a un oggetto metallico provoca un cambiamento di tono, facilmente rilevabile a orecchio. La ricerca viene effettuata portando il telaio a distanza ravvicinata dalla superficie del suolo, pavimento, soffitto, ecc. nell'area della presunta ubicazione dell'oggetto metallico. Facendo oscillare la cornice da un lato all'altro, i cambiamenti di tono determinano facilmente la posizione esatta dell'oggetto cercato. Una batteria per una torcia è sufficiente per far funzionare il dispositivo per 100-150 ore, se alimentato da batterie D-0,2, può funzionare per 45-50 ore. Il dispositivo non è adatto alla ricerca di piccoli oggetti: bulloni, rondelle, chiodi, ecc. Autore: D.Ilyin
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