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Détecteur de métaux sensible simple

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Détecteur de métaux sensible simple

... Sous le sol et dans des réservoirs d'eau douce, dans les sols des bâtiments et dans l'épaisseur du béton, il sera détecté par un dispositif électronique - un détecteur de métaux. C'est comme ça que ça marche.
Fig. 1
Fig.1 Schéma de structure du détecteur de métal.

Le générateur de référence EG (Figure 1) produit une tension sinusoïdale de 50 kHz. La bobine de boucle, qui détermine la fréquence de génération, est le capteur D de l'appareil. Le signal de la forme sinusoïdale à travers le condensateur de séparation Cp est envoyé au filtre à quartz KF. Si la fréquence de l'oscillateur et la fréquence de résonance du FF coïncident, le signal tombe sur le dispositif à seuil PU. Il enregistre une tension alternative à l'entrée, en extrait un composant constant et l'alimente à l'indicateur de commutation I.
Lorsque vous vous approchez d'un objet métallique, la fréquence EG est modifiée. Comme il est maintenant différent de la fréquence de résonance du CF, la tension à l'entrée du PU diminue et la flèche dévie au 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 métaux possède une fonction - un dispositif à seuil, grâce auquel la sensibilité du circuit augmente fortement. Voici comment cela fonctionne.
Fig. 2
Fig. 2. Forme du signal à l'entrée et à la sortie du dispositif à seuil.

Le signal sinusoïdal arrivant à l'entrée du PU est limité au bas (Figure 2) et des impulsions de tension apparaissent sur l'indicateur:
In = Io - Ip,
où Io est le niveau du signal d'entrée au repos, Ip est l'ensemble de tension de seuil.
La sensibilité de l'appareil est exprimée par le rapport:
s = DU / Ui = DU / (Io-Ii),
où DI est le changement de la tension sinusoïdale lorsque l'EG est désaccordé, en fonction de la taille de l'objet et de sa distance. En fait, s indique la valeur par laquelle la flèche de l'indicateur s'écarte lorsque le capteur du contour est désaccordé. Par conséquent, en choisissant la valeur de En, on peut obtenir l'écart maximal de la flèche de l'appareil pour un changement arbitrairement faible de I0. Mais dans les appareils réels, il est nécessaire de prendre en compte l'instabilité des éléments du circuit et la fréquence de l'oscillateur de référence.
LE SCHÉMA PRINCIPAL

Le générateur de référence est assemblé selon le schéma capacitif à trois points du transistor T1 (figure 3). La bobine de boucle L1 est le capteur de l'appareil. Les condensateurs С3 - С6 sont destinés à accorder le générateur à une fréquence de 50 kHz. Fig. 3
Fig. 3 Schéma d'un détecteur de métal.

A travers le condensateur de séparation C7, la tension sinusoïdale du générateur passe au filtre à quartz. La capacité de C7 est choisie petite - 5 pF. Ainsi, l'effet des cascades ultérieures sur le fonctionnement du générateur est pratiquement impossible.
Le dispositif à seuil est assemblé sur le transistor à effet de champ T2. La tension de seuil U est donnée par le diviseur R5-R7.
Le condensateur C8 lisse les pulsations sur l'indicateur IP1.
Le filtre R4, C1 effectue un découplage AC entre le seuil et les oscillateurs maîtres.
CONSTRUCTION

L'appareil se compose 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 de PEL 0.2. L'enroulement est enfermé dans un écran en feuille d'aluminium et rempli de résine époxy. Le capteur est connecté à l'unité de mesure par un câble coaxial RC-75.
L'alimentation contient cinq piles argent-zinc. La tension de chaque élément est de 1,25V, la capacité est de 2Ah. Une attention particulière doit être portée au cadre du détecteur de métal. Il devrait avoir un petit poids, être rigide et élastique. Sinon, même avec des bosses légères, 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 en plexiglas ou en polystyrène d = 300 mm. L'enroulement est criblé d'une feuille d'aluminium de 0,05 mm d'épaisseur. Mais les extrémités de l'écran ne peuvent pas être connectées ensemble (une bobine court-circuitée est formée).
Les fils de bobinage sont connectés au câble RK-75 d'une longueur de 0,3 à 1 m (avec le câble du câble, le blindage de la bobine est également connecté). Cet endroit est rempli de résine époxy. La connexion du capteur au module électronique est complète.
Le détecteur de métal a une sensibilité élevée. La flèche de l'indicateur est déviée par une division lorsque le cadre de l'appareil s'approche du disque d = 13 cm à une distance de 80 cm.
L'appareil réagit presque également à tout métal. Par exemple, les disques en acier, en aluminium et en laiton donnent des distances égales aux flèches à des distances égales. Ils ne dépendent pas d'un objet solide ou d'un objet creux.
Lorsque vous travaillez avec un détecteur de métal, le bruit de fond doit être pris en compte. Les sols sableux et tourbeux, le chernozem, le bois et l’eau ne donnent pas de signal de fond. Par conséquent, l'appareil fonctionne bien dans les plans d'eau douce, dans les bâtiments en bois et dans les sols pierreux. Un arrière-plan fort donne une brique (l'argile calcinée possède des propriétés magnétiques) et quelques minéraux.
La température est également affectée par l'instrument. Par conséquent, il est préférable de placer le cadre dans un boîtier à partir d'un isolant thermique, par exemple une mousse plastique.
Pour travailler sous l'eau, le détecteur de métal doit d'abord être maintenu pendant 10 à 15 minutes dans l'eau, puis ajusté.
Au sol, il est préférable de chercher par temps nuageux ou le soir afin d’éviter la lumière directe du soleil sur l’appareil.