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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Generatore per la ricerca del percorso. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Quando si eseguono lavori di costruzione e riparazione, molto spesso è necessario cercare cavi elettrici, di comunicazione e altri cavi, condutture e altri servizi nascosti nelle strutture edilizie o posati sottoterra. Conoscere il percorso esatto e la profondità della loro posizione è necessario non solo per raggiungere l'oggetto per la riparazione o la sostituzione, ma anche per evitare danni accidentali durante l'esecuzione di altri lavori. Per la ricerca di tali oggetti esistono dispositivi di localizzazione, il cui funzionamento si basa sulla registrazione del campo elettromagnetico creato da un oggetto ben conduttore situato in un ambiente con scarsa conduttività, attraverso il quale scorre una corrente alternata di una certa frequenza, creata utilizzando un generatore speciale. L'autore offre un generatore multimodale fatto in casa relativamente economico, rispetto ai progetti industriali, per un localizzatore. È in grado di funzionare in combinazione con vari ricevitori di ricerca: sia industriali che fatti in casa. In varie pubblicazioni radioamatoriali, sono state pubblicate più di una volta le descrizioni dei più semplici "cercatori di cavi", che consentono di rilevare i fili di una rete elettrica domestica a 220 V, 50 Hz a una profondità di diversi centimetri in un muro di cemento. Sfortunatamente, aumentando la sensibilità del ricevitore della radiazione generata da tali fili, non è possibile aumentare significativamente la profondità di rilevamento e la precisione nel determinare il loro percorso. Le interferenze provenienti da altri cavi simili posati nelle vicinanze e da vari dispositivi alimentati dalla rete, di cui oggi ce ne sono molti, iniziano a farsi sentire. Per risolvere con successo il problema della ricerca di un cavo posato a una profondità di diversi metri, e talvolta diverse decine di metri, è necessario fornirgli un segnale potente con una frequenza superiore a quella della rete (da centinaia di Hertz a diversi decine di kilohertz) da un generatore speciale. Allo stesso modo, viene creato un campo elettromagnetico attorno ad altri oggetti da cercare, ad esempio tubi dell'acqua metallici. In questo caso la seconda uscita del generatore è messa a terra. La frequenza del segnale di ricerca viene selezionata in base all'attenuazione minima del campo elettromagnetico nel cavo circostante o altra comunicazione nell'ambiente (terreno, cemento), sufficientemente distante dalla frequenza di possibili interferenze. Inoltre, vengono utilizzati vari tipi di modulazione del segnale, conferendogli un “colore” che ne facilita il riconoscimento a orecchio o utilizzando il rilevatore automatico integrato nel ricevitore di ricerca. Un insieme di un generatore che invia un segnale di ricerca all'oggetto desiderato e un ricevitore di ricerca è chiamato localizzatore o cercatore di cavi. Oggi, l'industria nazionale ed estera produce numerosi tipi di localizzatori. Il loro costo varia da 25mila a 350mila rubli. Ma quelli che costano meno di 100 mila rubli, nella maggior parte dei casi, non soddisfano i loro requisiti operativi. Sono in grado di funzionare solo a due o tre frequenze; i loro generatori non hanno potenza sufficiente per cercare oggetti situati a grandi profondità. Il generatore descritto non presenta gli svantaggi caratteristici dei dispositivi “economici” per scopi simili. È in funzione da più di 12 anni e ha dimostrato elevata affidabilità ed efficienza nella ricerca di percorsi di cavi e linee di servizio situate a una profondità fino a 50 m, nonché nella localizzazione di danni alle linee di cavo. Il costo totale di un insieme di componenti radio e materiali necessari per la sua fabbricazione non supera diverse migliaia di rubli. Il generatore è compatibile con molti ricevitori di localizzatori industriali di produzione nazionale ed estera, progettati per la ricerca di linee di servizio posate in muri, terreno, tubi, canali e miniere. Elevata potenza, ampia gamma di variazioni della frequenza operativa, varie combinazioni di tensione e corrente di uscita: tutto ciò consente di tracciare con sicurezza, anche in condizioni di forti interferenze, le comunicazioni poste a una profondità fino a 50 m a una distanza dal generatore di fino a 5 km. È possibile creare separatamente sia un segnale a frequenza relativamente alta modulato da una frequenza bassa (gamma audio), sia segnali a bassa e alta frequenza. Va notato che quando si lavora con il generatore proposto è necessario osservare le misure di sicurezza elettrica, poiché la tensione alla sua uscita può raggiungere valori potenzialmente letali. Principali caratteristiche tecniche
*Nota. Misurato su ciascuna delle sei uscite del generatore quando funziona con una batteria ad una frequenza di 1 kHz con un avometro a quadrante nella modalità di misurazione della tensione CA. Il circuito eccitatore del generatore di localizzazione è mostrato in Fig. 1. Il chip DD1 contiene un oscillatore principale, la cui frequenza è stabilizzata da un risonatore al quarzo ZQ1. Il contatore binario DD4 riduce la frequenza di ripetizione degli impulsi dell'oscillatore master di 2, 4, 8, 16, 32, 64 e 128 volte. Il selettore-multiplexer DD5 seleziona un segnale da una delle uscite del contatore per l'ulteriore elaborazione. I codici di controllo agli ingressi di indirizzo del selettore sono generati, a seconda della posizione dell'interruttore SA2, da un encoder che utilizza i diodi VD1, VD2, VD4-VD10. Nella tabella La Figura 1 mostra la corrispondenza tra la posizione dell'interruttore, i livelli logici agli ingressi di indirizzo e la frequenza del segnale all'uscita del selettore e, quindi, all'uscita dell'intero generatore.
Tabella 1
Quando l'interruttore SA2 è impostato sulla posizione 8, l'oscillatore al quarzo viene spento a livello basso sul pin 13 dell'elemento DD1.2 e l'uscita del selettore riceve un segnale da un generatore di impulsi a bassa frequenza assemblato sul chip DD3 con frequenza regolare regolazione da 500 a 3000 Hz. Questo generatore può essere spento utilizzando l'interruttore SA1. Il chip DD2 controlla il funzionamento dei generatori sopra descritti quando si selezionano modalità e frequenze. Il chip DD6 svolge le funzioni di bass reflex e modulatore di ampiezza. I suoi sei elementi - inverter logici - sono collegati a tre in parallelo per aumentare la capacità di carico. La modulazione viene eseguita periodicamente con la frequenza degli impulsi del generatore sul chip DD3 trasferendo contemporaneamente le uscite di tutti gli inverter in uno stato ad alta impedenza. Quando il segnale di questo generatore è selezionato come generatore di ricerca (interruttore SA2 in posizione 8), il passaggio dei suoi impulsi all'ingresso EO del chip DD6 inibisce il livello alto sul pin 13 dell'elemento DD2.4, che disabilita la modulazione . I segnali reciprocamente antifase dalle uscite del primo (pin 2, 5, 7) e del secondo (pin 9, 11, 14) gruppi di inverter del microcircuito DD6 vengono forniti attraverso chopper sui transistor VT4 e VT5 agli ingressi dei bracci di un amplificatore di potenza push-pull sui transistor VT3, VT6-VT8, i cui circuiti collettori includono l'avvolgimento primario del trasformatore T1. Entrambi i chopper si aprono e si chiudono in modo sincrono con impulsi multivibratore sui transistor VT1 e VT2, seguiti con una frequenza di 0,1...1 Hz. Di conseguenza, il segnale di uscita del generatore si accende e si spegne periodicamente a questa frequenza, il che aiuta a identificarlo quando viene ricevuto dall'orecchio in mezzo al rumore. La frequenza di interruzione del segnale può essere regolata utilizzando il resistore variabile R16. Il rapporto tra la durata degli stati on e off viene modificato dal resistore variabile R17. Lo stabilizzatore di tensione nell'eccitatore sullo stabilizzatore integrato DA1 riduce la tensione U proveniente dall'alimentatore descritto di seguitofossa 1 (12...14 V) a 11 V e lo stabilizza. Questa tensione alimenta tutti i nodi eccitatori. Il segnale dall'avvolgimento secondario del trasformatore T1 viene inviato all'amplificatore di potenza di uscita, il cui circuito è mostrato in Fig. 2. È anch'esso push-pull e consiste in uno stadio di amplificazione pre-finale sui transistor VT9 e VT10 e uno stadio finale sui transistor VT11-VT16. Il trasformatore di uscita T2 è dotato di un avvolgimento secondario con prese, che gli permette di funzionare su carichi di varia resistenza collegandoli alle corrispondenti prese XS1 - XS7. La tensione indicata su queste prese si riferisce al funzionamento del generatore con una batteria da 12 V. Quando si opera da una rete a 220 V, la tensione di alimentazione U fornita all'amplificatore finalefossa 2 può essere regolato nell'intervallo da 5 a 30 V, modificando di conseguenza la tensione di uscita del generatore e la potenza massima che fornisce al carico.
I LED HL1 e HL2, collegati tramite un resistore limitatore R48 a parte dell'avvolgimento secondario del trasformatore T2, servono come indicatori della presenza di tensione all'uscita del generatore. Dalla luminosità del loro bagliore si può giudicare il livello impostato. Se lo si desidera, uno di questi LED può essere sostituito con qualsiasi diodo convenzionale. Autore: S. Gubachev
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