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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Detector de metales en tres microcircuitos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / detector de metales En los detectores de metales del tipo BFO (Beat Frequency Oscillator), en los que los osciladores de referencia y de medición están montados en los elementos de un microcircuito, existen algunos inconvenientes. En primer lugar, incluyen la aparición de conexiones parásitas entre elementos individuales dentro del cristal del microcircuito, que son casi imposibles de eliminar. Es por eso que en tales detectores de metales es necesario elegir una frecuencia de pulsación de más de 100-300 Hz, lo que inevitablemente conduce a una disminución de la sensibilidad del dispositivo. Por lo tanto, los dispositivos basados en el análisis de la señal de latido, en los que los osciladores de referencia y de medición se ensamblan en microcircuitos separados, se están volviendo cada vez más populares. Diagrama esquemático El dispositivo propuesto es una de las variantes de detectores de metales del tipo BFO (Beat Frequency Oscillator), es decir, es un dispositivo basado en el principio de analizar los latidos de dos señales que se encuentran próximas en frecuencia. Al mismo tiempo, en este diseño, la evaluación del cambio en la frecuencia de latido se realiza de oído. La base de este dispositivo (Fig. 3.10) son los osciladores de referencia y medición, las etapas de adaptación, un mezclador y un circuito de indicación acústica.
En el diseño bajo consideración, se utilizan dos osciladores LC simples como osciladores de referencia y medición. Las soluciones de circuito de estos generadores son casi idénticas. En este caso, el oscilador de referencia se ensambla en los elementos IC1.1 e IC1.2 del chip IC1, y el segundo oscilador, de medición o sintonizable, se realiza en los elementos IC2.1 e IC2.2 del chip IC2. La frecuencia de operación del oscilador de referencia está determinada por los parámetros de los elementos que forman su circuito oscilatorio, es decir, las capacitancias de los capacitores C1, C3, C5 y C6, así como la inductancia de la bobina L1. El circuito del oscilador de medición utiliza los condensadores C2, C4, C7, C8 y la bobina de búsqueda L2. En este caso, ambos generadores están sintonizados a una frecuencia de operación de aproximadamente 300 kHz. Las cascadas, realizadas en los elementos IC1.3 e IC2.3, proporcionan desacoplamiento entre los generadores por voltaje alterno y también debilitan la influencia del mezclador en los generadores. Desde las salidas de las etapas de búfer, las señales de RF a través de los condensadores C11 y C12 se alimentan al mezclador y luego al amplificador de oscilación de frecuencia diferencial, que se realizan en el chip IC3. Luego, la señal de ritmo se envía a los auriculares BF1. En este caso, el condensador C15 filtra el componente de alta frecuencia de la señal. Se suministra alimentación a los microcircuitos desde una fuente B1 con una tensión de 9 V a través de un filtro formado por los condensadores C16 y C17. Al acercar la bobina de búsqueda L2 del circuito oscilatorio del generador sintonizable a un objeto metálico, su inductancia cambia, lo que provoca un cambio en la frecuencia de operación del generador. Si un objeto de metal magnético está cerca de la bobina L2, su inductancia aumenta, lo que conduce a una disminución de la frecuencia del generador. El metal no ferroso reduce la inductancia de la bobina L2 y aumenta la frecuencia de funcionamiento del generador. Al cambiar la frecuencia de la señal de latido en los auriculares, se puede concluir que ha aparecido un objeto metálico en el área de cobertura de la bobina de búsqueda y, al aumentar o disminuir el tono, se puede determinar de qué metal está hecho el objeto detectado. Detalles y construcción Todas las partes del detector de metales en consideración (a excepción de la bobina de búsqueda L2, los conectores X1 y X2, así como el interruptor S1) están ubicadas en una placa de circuito impreso de 60x50 mm de tamaño (Fig. 3.11), hecha de getinax o textolita recubierta con lámina de un lado.
No hay requisitos especiales para las piezas utilizadas en este dispositivo. Se recomienda utilizar condensadores y resistencias de pequeño tamaño que se puedan colocar en una placa de circuito impreso sin ningún problema. A su vez, la placa está diseñada para instalar resistencias fijas del tipo MLT-0,125 u otras de pequeño tamaño (por ejemplo, MLT-0,25 o VS-0,125). Los condensadores C2, C5-C7 y C8 pueden ser del tipo KT-1, los condensadores C3, C4, C9-C12, C15 y C16, del tipo KM-4 o K10-7V, y los condensadores C13 y C17, del tipo K50-6. Como condensador C1, se recomienda utilizar cualquier condensador variable de un receptor de radio de tamaño pequeño. También puede usar condensadores de sintonización del tipo KPK-3 con una capacidad de 25-150 pF. La capacidad máxima del condensador C1 debe ser de al menos 200 pF. La bobina L1 del circuito oscilador de referencia está hecha en un marco de un circuito magnético de anillo 600NN K8x6x2 y contiene 50 vueltas de alambre PELSHO con un diámetro de 0,2 mm, que se enrollan uniformemente alrededor de todo el perímetro del circuito magnético. La bobina de búsqueda L2 contiene 50 vueltas de cable PELSHO con un diámetro de 0,27 mm y está hecha en forma de anillo con un diámetro de 180-220 mm. Esta bobina es más fácil de hacer en un marco rígido, pero puede prescindir de ella. En este caso, cualquier objeto redondo adecuado puede usarse como marco temporal. Las vueltas de la bobina se enrollan a granel, luego se retiran del marco y se impregnan con pegamento epoxi para aumentar la resistencia mecánica. Luego, la bobina L2 se protege con un escudo electrostático, que es una tira abierta de papel de aluminio enrollada sobre un haz de vueltas. El espacio entre el principio y el final del devanado de la cinta (el espacio entre los extremos de la pantalla) debe ser de al menos 15-20 mm. En la fabricación de la bobina L2, es especialmente necesario asegurarse de que los extremos de la cinta de blindaje no se cierren, ya que en este caso se forma una bobina en cortocircuito. Para proteger contra daños, la lámina se puede envolver con una o dos capas de cinta aislante. Los auriculares de alta impedancia como TON-2, TA-4 o similares pueden servir como fuente de señales de sonido. Como fuente de alimentación V1 se puede utilizar, por ejemplo, una batería Krona o dos baterías 3336L conectadas en serie. La placa de circuito impreso con los elementos ubicados en ella y la fuente de alimentación se colocan en cualquier caja metálica adecuada. En la cubierta de la carcasa están instalados: conector X1 para conectar los auriculares BF1, conector X2 para conectar la bobina de búsqueda L2 y el interruptor S1. Establecimiento Este detector de metales debe ajustarse en condiciones en las que los objetos metálicos se retiren de la bobina de búsqueda L2 a una distancia de al menos 1,5 m. El ajuste directo del dispositivo consiste en seleccionar la frecuencia de pulsación deseada. Para ello, se recomienda utilizar un osciloscopio o un frecuencímetro digital. En primer lugar, debe establecer la frecuencia del oscilador de referencia, controlando su valor en el pin 10 de IC1. La frecuencia del oscilador de referencia se establece en aproximadamente 300 kHz seleccionando las capacidades de los condensadores C5 y C6 y, si es necesario, ajustando el núcleo de la bobina L1. Previamente, el rotor del condensador C1 debe colocarse aproximadamente en la posición media. Luego, al elegir la capacitancia del capacitor C2, debe configurar la frecuencia del oscilador de medición, controlando su valor en el pin 10 de IC2. En este caso, la frecuencia del oscilador de medición se elige de modo que su valor difiera de la frecuencia del oscilador de referencia en aproximadamente 500-1000 Hz. Esto completa el proceso de configuración del dispositivo. Procedimiento de trabajo El uso práctico del detector de metales considerado no difiere significativamente del procedimiento para trabajar con otros dispositivos BFO, en los que la evaluación de la presencia de un objeto metálico en el área de cobertura de la bobina de búsqueda se realiza de oído. Si, durante la operación, aparece algún objeto metálico en el área de acción de la bobina de búsqueda L2, la frecuencia de la señal de latido en los auriculares cambiará. Al acercarse a algunos metales, la frecuencia de la señal aumentará, al acercarse a otros, disminuirá. Al cambiar el tono de la señal de latido, teniendo cierta experiencia, uno puede determinar fácilmente de qué metal, magnético o no magnético, está hecho el objeto detectado. El condensador variable C1 mantiene la frecuencia necesaria de la señal de latido, que puede cambiar bajo la influencia de varios factores (por ejemplo, cuando cambian las propiedades magnéticas del suelo, la temperatura ambiente o la batería se descarga). Con este dispositivo, se pueden detectar objetos pequeños (por ejemplo, una moneda de tamaño mediano) a una profundidad de hasta 60-70 mm, y una tapa de registro de alcantarillado a una profundidad de hasta 0,5 m. Autor: Adamenko M.V.
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