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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un detector de metales sencillo con alta sensibilidad. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / detector de metales Características del detector de metales El detector de metales presentado es relativamente sencillo de fabricar, no contiene elementos escasos, pero al mismo tiempo tiene una sensibilidad bastante alta. Con él, puede detectar una moneda enterrada en el suelo a una profundidad de 15-20 cm. Principio de funcionamiento La búsqueda de objetos metálicos en el suelo se basa principalmente en dos fenómenos físicos. Uno de ellos es la influencia de las propiedades magnéticas de un objeto sobre la inductancia de una bobina o sobre el coeficiente de acoplamiento entre dos bobinas. Estos valores pueden aumentar o disminuir dependiendo de la permeabilidad magnética relativa del material. Todas las sustancias conocidas se dividen en tres grupos según sus propiedades magnéticas:
Las diferencias de permeabilidad entre materiales diamagnéticos y paramagnéticos son muy pequeñas. Pero en este aspecto destacan los materiales ferromagnéticos. El segundo fenómeno son las corrientes parásitas que surgen en objetos eléctricamente conductores ubicados en un campo magnético alterno. La intensidad de las corrientes depende tanto del tamaño y la forma del objeto como de la resistividad eléctrica de su material. En una placa de metal plana, las corrientes parásitas son mucho más fuertes que en un objeto de forma compleja con una superficie irregular. También importa la posición del objeto en el campo magnético (el número de líneas de fuerza que lo atraviesan). Si además tenemos en cuenta la dependencia del efecto de la distancia y la influencia del suelo, resulta evidente lo difícil que es la tarea. El sencillo detector de metales descrito funciona según el principio TR/IB. Esta abreviatura significa Transmit-Receive/Induction Balance (equilibrio de transmisión, recepción e inducción). En este caso, se instalan dos bobinas en el sensor, transmitiendo y recibiendo. La presencia de metal cambia el acoplamiento inductivo entre ellos, lo que afecta la señal recibida. Su sensor consta de dos bobinas. El dispositivo contiene solo dos transistores y un microcircuito. Diagrama esquemático Mostrado en la Fig. 2.20 el circuito es bastante simple. El generador del transistor VT1 funciona en modo de oscilación intermitente. Genera dos frecuencias simultáneamente: alta y baja, y las oscilaciones de alta frecuencia se modulan adicionalmente por las de baja frecuencia. Con el inicio de la generación, el condensador C2 se carga a través del diodo VD1. Al alcanzar un cierto voltaje en (2, las oscilaciones de alta frecuencia se interrumpen y el capacitor se descarga a través de la resistencia R1. Después de un tiempo, las oscilaciones ocurren nuevamente y el ciclo se repite.
Entre el colector y la base del transistor VT1 se encuentran las bobinas transmisoras L1-L3, diseñadas estructuralmente de tal manera que los efectos capacitivos de los objetos circundantes sobre ellas se destruyen mutuamente. El condensador C5, ubicado muy cerca de las bobinas, determina la frecuencia generada. Las bobinas L4 y L5 son bobinas receptoras y están ubicadas al lado de las bobinas transmisoras. Las zonas cubiertas por las espiras de las bobinas receptora y transmisora se superponen parcialmente. En ausencia de objetos metálicos, la señal inducida en las bobinas receptoras se compensa viniendo directamente del generador a través del condensador variable Sb. El metal que aparece cerca altera el equilibrio. La señal se suministra a la entrada inversora del comparador DA1, que la compara con un voltaje constante. Este último se configura con resistencias variables R5 (RUGOSO) y R6 (FINO). El diodo VD2 es necesario para que solo se suministre voltaje positivo a la entrada del comparador. Si la señal está por encima del umbral establecido, aparece un voltaje en la salida del comparador, abriendo el transistor VT2. Dado que los picos de los destellos de señal pasan a través del comparador, el sonido se escucha en el cabezal acústico BA1 (potencia - 0,1 W, resistencia - al menos 8 ohmios). Cambiar el acoplamiento entre las bobinas transmisora y receptora afecta la amplitud de la señal recibida, lo que a su vez conduce a un cambio en el ancho del pulso en la salida del comparador. Esto se percibe de oído como un cambio en el volumen y el timbre del sonido. El voltaje de polaridad negativa rectificado por el diodo VD3, proporcional al nivel de la señal en el colector del transistor VT2, regresa a la entrada del comparador. Esto logra un ajuste automático del umbral, compensando los cambios lentos en la señal inducida en las bobinas receptoras. En la salida del dispositivo hay un microamperímetro PA1 con un drenaje de desviación total de 100-250 μA. Por lo tanto, la presencia de objetos metálicos cerca de la bobina se puede juzgar por las vibraciones de su aguja. Cuando se presiona el botón SB1, puede verificar el voltaje de la batería usando un microamperímetro. Construcción del detector de metales. El buen rendimiento de un detector de metales sólo se puede lograr con la fabricación adecuada del sensor, cuyo dibujo se muestra en la Fig. 2.21. Los marcos de las bobinas son dos placas hechas de vidrio orgánico u otro material dieléctrico duradero. La madera no es adecuada en este caso debido a su higroscopicidad. A lo largo del perímetro de cada placa en su borde, utilizando un cortador o una lima, es necesario hacer una ranura para colocar los devanados.
Todas las bobinas deben enrollarse con alambre de cobre de 0,3 mm de diámetro con aislamiento de esmalte. El comienzo del cable se debe asegurar con una gota de pegamento en el punto A del marco, enrollar 22 vueltas de la bobina L2 en el sentido de las agujas del reloj. El extremo del devanado también debe pegarse a la placa en el punto A. Sin cortar el cable, es aconsejable limpiar una pequeña sección del aislamiento y soldarle el comienzo de otro trozo de cable, que se utiliza para enrollar cuatro vueltas en sentido antihorario - bobina L1. Después de esto, con el cable que se enrolló alrededor de la bobina L2, debe realizar otras 22 vueltas en el sentido de las agujas del reloj: bobina L3. Los terminales de todos los devanados deben estar firmemente pegados a la placa del marco en el punto A. Se propone colocar las bobinas L4 y L5 en la segunda placa. Cada uno de ellos comienza y termina en el punto B y contiene 36 vueltas enrolladas en la misma dirección. Los condensadores C5 y C7 deben soldarse directamente a los terminales de las bobinas de acuerdo con el diagrama y pegarse a las placas. Las placas con devanados deben colocarse una encima de la otra y sujetarse con pernos de material aislante (por ejemplo, nailon), como se muestra en la Fig. 2.21. Un corte arqueado en una de las placas le permite fijar las placas en la posición óptima al configurar el dispositivo. Lo mejor es fijar todo el conjunto al final de una varilla de madera o plástico de 1-1,5 m de largo, en ningún caso se deben utilizar tornillos, tornillos o tuercas metálicos para fijar el conjunto. En el extremo opuesto (superior) de la varilla, debe instalar una carcasa (puede ser de metal) con una placa de circuito impreso del dispositivo. Es recomendable colocar las manijas de control (SA1, SB1, C6, R5 y R6) en el panel frontal de la caja. Las bobinas L1 - L5 deben conectarse a la placa del detector de metales mediante cables blindados. Configuración del detector de metales Antes de instalar el detector de metales, se deben girar ambas placas con bobinas al ángulo máximo sin fijarlas. No instale todavía los cables de puente A y B. Después de conectar la alimentación, en una determinada posición de las resistencias variables R5 y R6, se debe escuchar un sonido en el cabezal BA1. Mueva lentamente las bobinas (no debe haber ningún metal cerca de ellas) hasta que el volumen del sonido comience a disminuir. Al girar los ejes de las resistencias variables y mover las bobinas, es necesario conseguir un volumen mínimo. A veces esto requiere varios intentos. Habiendo encontrado el mínimo, mueve un poco más las bobinas (menos de 1 mm) y fíjalas. A continuación, puede apagar el detector de metales e instalar el cable puente A. Después de encender la alimentación, debe intentar encontrar la posición del rotor del condensador C6 en la que no se escucha ningún sonido. Si esto falla, tendrá que quitar el puente A, instalar el puente B y volver a intentarlo. Si esto no ayuda, probablemente la posición de las bobinas se encontró incorrectamente. La última oportunidad para configurar el detector de metales es conectar un condensador de 470 pF en paralelo con C6 e intentar nuevamente encontrar el punto de equilibrio. En caso de avería, habrá que fabricar otras bobinas, siguiendo estrictamente todas las recomendaciones. Al comenzar a ajustar la unidad de control de la tensión de alimentación, configure esta última a 9 V. Usando R5 y R6, asegúrese de que no se escuche ningún sonido del cabezal BA1 y que la aguja del microamperímetro PA1 no se desvíe. Al presionar el botón SB1, use R14 para configurar la flecha en la última división de escala. Habiendo reducido la tensión de alimentación a 7 V, marque la posición de la flecha correspondiente a la tensión mínima permitida. Todo lo que queda es ajustar la sensibilidad del dispositivo utilizando la resistencia variable R12 a su propia discreción. A veces, el sonido que se escucha en el cabezal BA1 va acompañado de un zumbido con una frecuencia de 100-150 Hz. Para deshacerse del zumbido, debe conectar una resistencia ajustada con una resistencia de 1 kOhm en serie con R50 y seleccionar la posición de su control deslizante. Primeros pasos Antes de comenzar a trabajar con el detector de metales, debe asegurarse de que ante la más mínima desviación del rotor del condensador C6 del punto de equilibrio, se escuche un sonido en el cabezal BA1. Habiendo adquirido algo de experiencia, es posible, instalando C6 en varias posiciones, incluso distinguir los materiales diamagnéticos de los paramagnéticos. Literatura:
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