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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Detector de metales en transistores con cuarzo. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / detector de metales Los detectores de metales, cuyo funcionamiento se basa en la evaluación de la desviación de la frecuencia de batido (BFO), tienen una sensibilidad relativamente baja cuando buscan metales con propiedades ferromagnéticas débiles (cobre, estaño, plata, etc.). Dado que la diferencia de frecuencia (beat) apenas se nota con los métodos de indicación convencionales, es bastante difícil aumentar la sensibilidad de los detectores de metales BFO. Naturalmente, esta situación se convirtió en un buen incentivo para buscar otras soluciones de circuitos. Hace muchos años, el autor fabricó un dispositivo basándose en el diagrama de circuito del dispositivo original, publicado en la revista "Radio-Electronics" (1967, núm. 11). El principal elemento utilizado para analizar la presencia de objetos metálicos fue el cuarzo. En este caso, los resultados del análisis se evaluaron visualmente. Diagrama esquemático El diseño ofrecido a la atención de los lectores es una de las variantes de los detectores de metales del tipo FM (Frequency Meter), es decir, es un dispositivo basado en el principio de analizar la desviación de frecuencia del oscilador de referencia bajo la influencia del metal. objetos que caen dentro del alcance de la bobina de búsqueda. Las principales características distintivas de este dispositivo pueden considerarse el interesante diseño del circuito del analizador, realizado sobre un elemento de cuarzo Q1, así como el uso de un dispositivo puntero como indicador. La base del circuito del detector de metales en cuestión (Fig. 2.15) es un generador de medición, una cascada amortiguadora, un analizador, un detector de vibraciones de alta frecuencia y un dispositivo indicador.
El circuito oscilatorio del generador de alta frecuencia, realizado en el transistor T1, consta de una bobina L1 y condensadores C1-C4. La frecuencia de funcionamiento del generador de AF depende de la desviación de la inductancia de la bobina L1, que también es una bobina de búsqueda, así como de los cambios en las capacitancias de los condensadores de sintonización (C2) y de regulación (C1). En ausencia de objetos metálicos en el rango de la bobina L1, la frecuencia de las oscilaciones excitadas en el generador de RF debe ser igual a la frecuencia del elemento de cuarzo Q1, es decir, en este caso, 1 MHz. Una vez que un objeto metálico esté cerca de la bobina L1, su inductancia cambiará. Esto provocará una desviación en la frecuencia de oscilación del generador de RF. A continuación, la señal de RF se envía a una etapa intermedia, que garantiza la coincidencia del generador con los circuitos posteriores. Como etapa intermedia se utiliza un seguidor de emisor fabricado en el transistor T2. Desde la salida del seguidor del emisor, la señal de RF a través de la resistencia de ajuste R8 y el cuarzo Q1 se suministra a un detector fabricado en el diodo D2. Debido al alto factor de calidad del cuarzo, los más mínimos cambios en la frecuencia del oscilador de medición conducirán a una disminución en la impedancia del elemento de cuarzo. Como resultado, se recibe una señal de baja frecuencia (LF) en la entrada del amplificador de corriente continua (DCA), realizada en el transistor T3, cuyo cambio de amplitud asegura una desviación correspondiente de la aguja del dispositivo indicador. La carga del UPT, realizada en el transistor T3, es un dispositivo puntero con una desviación total de corriente de 1 mA. El detector de metales se alimenta de una fuente B1 con un voltaje de 9 V. Detalles y construcción Al igual que con algunos de los diseños discutidos anteriormente, cualquier placa se puede usar para hacer un detector de metales con un elemento de cuarzo. Por lo tanto, las piezas utilizadas no están sujetas a ninguna restricción relacionada con las dimensiones totales. La instalación se puede montar o imprimir. La bobina de búsqueda L1 es un marco anular hecho de un trozo de cable con un diámetro exterior de 8 a 10 mm (por ejemplo, cable RK-50). Se debe quitar el núcleo central del cable y, en su lugar, se deben estirar seis núcleos de alambre tipo PEL con un diámetro de 0,1-0,2 mm y una longitud de 115 mm. El cable multifilar resultante debe doblarse formando un anillo sobre un mandril adecuado de modo que quede un espacio de aproximadamente 25-30 mm de ancho entre el principio y el final del bucle resultante. El extremo del cable, que es el comienzo de la primera vuelta, debe soldarse al blindaje del cable, el comienzo de la segunda vuelta al final de la primera, y así sucesivamente. El resultado es una bobina que contiene seis vueltas de alambre. Al realizar la bobina L1, se debe tener especial cuidado de no cortocircuitar los extremos de la trenza de blindaje, ya que en este caso se forma una espira en cortocircuito. Se puede dar rigidez adicional al diseño de la bobina L1 si se coloca entre dos discos de madera contrachapada o getinax con un diámetro de 400 mm y un espesor de 5-7 mm. En lugar de los transistores del tipo 2N2924 indicados en el diagrama, en este diseño se pueden utilizar casi cualquier transistor de silicio doméstico de baja potencia, por ejemplo el tipo KT315B. En lugar de un diodo del tipo 1N4001 (D2), se recomienda utilizar cualquier diodo de germanio de la serie D2 o D9 con cualquier índice de letras, y un diodo zener del tipo 1N753 se puede reemplazar fácilmente, por ejemplo, con un diodo zener 2S156A. . Como elemento Q1 se puede utilizar cualquier elemento de cuarzo con una frecuencia de 900 kHz a 1,1 MHz. Como fuente de alimentación B1 se puede utilizar, por ejemplo, una batería Krona o dos baterías 3336L conectadas en serie. El tablero con los elementos ubicados en él y la fuente de alimentación se colocan en cualquier caja adecuada de plástico o madera. En la tapa de la carcasa están instalados una resistencia variable R8, un conector X1 para conectar la bobina de búsqueda L1, un interruptor S1 y un indicador PA1. La bobina de búsqueda L1 debe instalarse en el extremo de un mango adecuado de 100-120 cm de largo y se conecta a la placa del dispositivo mediante un cable blindado multipolar. Establecimiento La condición principal para garantizar una configuración de alta calidad de este dispositivo es la ausencia de objetos metálicos grandes a una distancia de al menos 1,5 m de la bobina de búsqueda L1. La instalación real del detector de metales debe comenzar configurando la frecuencia deseada de oscilaciones generadas por el generador de RF. La frecuencia de oscilación HF debe ser igual a la frecuencia del elemento de cuarzo Q1. Para realizar este ajuste se recomienda utilizar un frecuencímetro digital. En este caso, el valor de la frecuencia se establece primero de forma aproximada cambiando la capacitancia del condensador C2 y luego ajustando con precisión el condensador C1. Si no hay un medidor de frecuencia, el generador de RF se puede ajustar utilizando las lecturas del indicador PA1. Dado que el cuarzo Q1 es el elemento de conexión entre las partes de búsqueda e indicador del dispositivo, su resistencia en el momento de resonancia es muy alta. Por lo tanto, la sintonización precisa de las oscilaciones del generador de HF a la frecuencia del cuarzo estará indicada por la lectura mínima del comparador PA1. El nivel de sensibilidad de este dispositivo está regulado por la resistencia R8. Procedimiento de trabajo En el uso práctico de este detector de metales, debe usar la resistencia variable R8 para configurar la flecha indicadora PA1 en el valor de escala cero. Al mismo tiempo, se compensan en cierta medida los cambios en los modos de funcionamiento provocados por la descarga de la batería, los cambios en la temperatura ambiente o la desviación de las propiedades magnéticas del suelo. Si durante la operación hay algún objeto metálico en el rango de la bobina de búsqueda L1, la flecha indicadora PA1 se desviará. Autor: Adamenko M.V.
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