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Détecteur de métal sensible simple

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Détecteur de métal sensible simple

... dans les masses d'eau souterraines et d'eau douce, dans les plafonds des bâtiments et dans l'épaisseur du béton, il sera détecté par un dispositif électronique - un détecteur de métaux. Voici comment cela fonctionne.
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Fig.1 Schéma structurel du détecteur de métal.

Le générateur de référence EG (Fig. 1) produit une tension sinusoïdale de 50 kHz. La bobine de contour, qui détermine la fréquence de génération, est le capteur D de l'appareil. Le signal sinusoïdal à travers le condensateur de séparation Cp est envoyé au filtre à quartz KF. Si la fréquence du générateur et sa propre fréquence de résonance KF coïncident, le signal tombe sur le dispositif à seuil PU. Il enregistre une tension alternative à l'entrée, en extrait une composante constante et la fournit à une flèche I.
L’approche d’un objet métallique provoque une modification de la fréquence du EG. Puisqu'elle est maintenant différente de la fréquence de résonance du RF, la tension à l'entrée du PU diminue et la flèche dévie vers le début de l'échelle d'un angle proportionnel aux dimensions de l'objet et inversement proportionnel à la distance qui le sépare.
Notre détecteur de métal a pour caractéristique - un dispositif à seuil, grâce auquel la sensibilité du circuit augmente considérablement. Voici comment cela fonctionne.
Pic2
Fig.2 La forme d'onde à l'entrée et à la sortie du dispositif de seuil.

Un signal sinusoïdal arrivant à l’entrée PU est limité par le dessous (Fig. 2), et des impulsions de tension apparaissent sur l’indicateur:
In = Io - Yip,
où Io est le niveau d'entrée au repos, Ip est la tension de seuil définie.
La sensibilité de l'appareil est exprimée par le rapport:
s = DI / Ii = DI / (Io-Ii),
où DI est la variation de la tension sinusoïdale lors du désaccord du EG, en fonction de la taille de l'objet et de la distance qui le sépare. En fait, s indique de combien la flèche indicatrice est déviée lorsque le contour du capteur est désactivé. Par conséquent, en sélectionnant la valeur de Ip, il est possible d’obtenir l’écart maximal de la flèche d’instrument avec une variation arbitrairement faible de Io. Mais dans les dispositifs réels, il faut prendre en compte l'instabilité des éléments de circuit et la fréquence de l'oscillateur de référence.
SCHÉMA PRINCIPAL

Le générateur de référence est assemblé selon le schéma capacitif à trois points du transistor T1 (figure 3). La bobine de contour L1 est un capteur de périphérique. Les condensateurs C3 - C6 sont conçus pour accorder le générateur à une fréquence de 50 kHz. Pic.3
Fig.3 Schéma du détecteur de métal.

Par le condensateur de séparation C7, une tension sinusoïdale du générateur est transmise à un filtre à quartz. La capacité C7 est choisie petite - 5 pF. Ainsi, l’effet des cascades ultérieures sur le fonctionnement du générateur est pratiquement exclu.
Le dispositif à seuil est assemblé sur un transistor à effet de champ T2. Le seuil de tension Ip est défini par le diviseur R5 - R7.
Le condensateur C8 atténue les pulsations sur l'indicateur IP1.
Le filtre R4, C1 assure le découplage du courant alternatif entre le seuil et les oscillateurs maîtres.
Construction

L'appareil est composé de deux unités: mesure (avec capteur) et puissance. Le premier comprend un circuit imprimé, un indicateur, des commandes et des réglages. Le capteur est un cadre rigide en plexiglas sur lequel sont enroulés 65 tours du passage PEL 0,2. L'enroulement est enfermé dans un écran en feuille d'aluminium et recouvert d'époxy. Le capteur est connecté à l'unité de mesure avec un câble coaxial RK-75.
L'alimentation contient cinq piles argent-zinc. La tension de chaque élément est de 1,25 V, capacité 2A-h. Une attention particulière doit être portée au cadre du détecteur de métal. Il devrait être léger, rigide et élastique. Sinon, même avec de légers coups, inévitables lorsque vous travaillez avec l'appareil sur le terrain, la fréquence du générateur «disparaît» - le détecteur de métal est perturbé.
La base du cadre est un cadre annulaire en plexiglas ou en polystyrène d = 300 mm. Le bobinage est recouvert d’une feuille d’aluminium de 0,05 mm d’épaisseur. Mais il est impossible d'interconnecter les extrémités de l'écran (une boucle fermée est formée).
Les câbles d'enroulement sont connectés au câble RC-75 sur une longueur de 0,3 à 1 m (avec la tresse du câble, l'écran de bobine est également connecté). Cet endroit est versé avec de l'époxy. Connexion du capteur à l'unité électronique d'une seule pièce.
Le détecteur de métal a une sensibilité élevée. La flèche indicatrice s'écarte d'une division lorsque le châssis de l'appareil s'approche du disque d = 13 cm à une distance de 80 cm.
L'appareil réagit presque également à n'importe quel métal. Ainsi, par exemple, les disques en acier, en aluminium et en laiton donnent des distances égales de flèches égales à distances égales. Ils ne dépendent pas s'il s'agit d'un objet solide ou creux.
Lors du travail avec le détecteur de métal, il est nécessaire de prendre en compte les problèmes d’arrière-plan. Les sols sableux et tourbeux, les sols noirs, le bois et l’eau ne donnent pas de signal de fond. Par conséquent, l'appareil fonctionne bien en eau douce, dans les bâtiments en bois et sur les sols non pierreux. Un fond solide donne une brique (l'argile brûlée a des propriétés magnétiques) et quelques minéraux.
Les lectures sont également affectées par les changements de température. Par conséquent, il est préférable de placer le cadre dans un boîtier isolant thermique, par exemple en mousse plastique.
Pour travailler sous l'eau, le détecteur de métal doit d'abord être maintenu 10 à 15 minutes dans l'eau, puis ajusté.
Sur le terrain, les recherches doivent être effectuées par temps nuageux ou le soir pour éviter les rayons directs du soleil sur l'appareil.