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DETECTEUR DE TUBE METALLIQUE

DETECTEUR DE TUBE METALLIQUE

Le dispositif permet de trouver des câbles souterrains et des conduites métalliques de toutes sortes, situés à une profondeur de 1,5 - 2 m , détectez (aux mêmes profondeurs) des objets métalliques individuels (sections de tuyaux, couvercles de trous d'homme, plaques d'au moins 250 X) 250 mm ), ainsi que pour déterminer l'emplacement des objets détectés dans le plan avec une erreur pouvant aller jusqu'à 20 30 cm .

Structurellement, le chercheur est constitué de deux nœuds principaux d’une installation d’induction avec des antennes à cadre d’excitation et de réception mutuellement orthogonales (espacées le long de l’axe) et d’une unité électronique comprenant un générateur et un récepteur. Les antennes cadre sont placées dans un cylindre de diamètre dur 260 mm et longueur 700 mm en fibre de verre. Ils ont un écran électrostatique sous la forme d'une couche de cuivre déposée sur la surface extérieure du cadre en plastique. L'unité électronique et le cylindre sont montés sur un support rigide, équipé de bretelles pour le transport. Des organes de réglage (interrupteurs, potentiomètres, ainsi que des connecteurs, un indicateur visuel et des prises téléphoniques) sont placés sur les panneaux supérieurs du générateur et du récepteur.

Dans les détecteurs de tubes et de fils à l’ étranger , l’installation avec antennes à cadre de réception vertical excitant et horizontal est devenue courante. Lors du déplacement d'une telle installation le long d'un profil perpendiculaire au tracé du câble ou du pipeline, le changement de courbe du signal induit secondaire s'avère asymétrique et présente deux valeurs extrêmes (maximum et minimum, et avec affichage en fonction de la phase , deux maximums) de magnitude différente du chemin de câble (pipeline). En même temps, pour déterminer l’itinéraire, il est nécessaire de passer le profil deux fois dans des directions opposées et de prendre des mesures au sol (déterminer la distance moyenne entre deux repères). Cet appareil ne présente pas cet inconvénient: en raison de la position des antennes cadre à un angle de 45 0 et de 135 0 par rapport à l’horizon, il vous permet d’obtenir le maximum de lectures directement au-dessus de la trace de l’objet, ainsi que de diviser des objets parallèles les uns aux autres à faible distance dans le plan horizontal (environ 2 m ).

Diagramme schématique

L'unité électronique se compose d'un générateur chargé sur l'antenne à boucle d'excitation et d'un amplificateur avec une antenne à boucle de réception. Ce dernier comprend également un dispositif de compensation qui sert à compenser finement le signal induit primaire (c’est-à-dire le signal induit directement de l’antenne d’excitation à l’émetteur récepteur). L'entrée du dispositif de compensation est connectée directement au générateur. Les deux unités sont alimentées par des piles situées dans l’unité génératrice. L'unité génératrice (figure 1) est composée d'un oscillateur maître (T 1 ), d'un étage d'adaptation (T2), de deux étages d'amplificateur (T3, T4, T5) et d'un amplificateur de puissance à bornes (T6, T7). L'oscillateur maître réglé sur une fréquence de 12 kHz est assemblé selon un schéma à trois points avec couplage capacitif. La bobine L 1 du circuit oscillant est enroulée sur un noyau du type TCHK-55P et présente une inductance d’ environ 25 mg . Le nombre de tours de l'enroulement et du retrait est sélectionné lors du réglage.

Pour réduire l'influence des paramètres du transistor T 1 sur la fréquence de génération, une connexion partielle du circuit au circuit collecteur est appliquée. La tension d'alimentation de l'oscillateur maître est stabilisée par la diode Zener D 1 . L'émetteur suiveur assemblé sur le transistor T 2 élimine l'effet des changements de charge sur l'oscillateur maître. La thermistance R 5 maintient la stabilité nécessaire de la tension de sortie dans la plage de température de fonctionnement. Transformer Tr 1 - correspondant. Les étages pré-terminal et de sortie de l'amplificateur sont réalisés sur des transistors T4-T7 dans un circuit de transformateur push-pull. Une antenne cadre excitante est connectée via le condensateur C 9 aux transistors T6, T7. Les diodes D2-D5 servent à empêcher la dégradation thermique des transistors T 6 , T7 lors d’une augmentation de leur température; pour protéger ces transistors en cas de court-circuit de la sortie de l'amplificateur, le fusible Pr1 avec un courant nominal de 0,15 a sert. À partir de la sortie du générateur, la tension est appliquée à l'entrée du dispositif de compensation via un diviseur de tension et un transformateur Tp 2 . Pour faciliter la compensation électrique, un commutateur de polarité Tp 2 peut être entré dans l'appareil. L'antenne cadre excitante BP est adaptée à l'impédance de sortie du générateur au moyen d'une commutation partielle. Pour augmenter la puissance rayonnée et réduire la distorsion non linéaire du signal d'excitation, l'antenne BP est réglée sur la résonance à la fréquence de fonctionnement. Une diode D 6 est installée pour protéger le générateur contre l’inclusion inappropriée de piles. Les batteries Mars (373) sont utilisées dans la batterie d’alimentation pour garantir que le viseur continue de fonctionner pendant environ 50 heures. Lorsque vous travaillez avec des interruptions, la durée de vie des éléments augmente. La réception du chercheur (voir le schéma de la Fig. 2) comprend le dispositif de compensation de l'amplificateur et le bloc d'indicateurs.

L'atténuation principale du signal primaire, induite dans l'antenne du cadre de réception PR , est due à son emplacement orthogonal et symétrique par rapport à l'antenne du cadre excitant BP. Un dispositif de compensation, connecté de l’antenne PR à l’entrée de l’amplificateur, permet de porter le signal primaire résiduel à un niveau comparable au signal induit secondaire qui apparaît lorsque le chercheur s'approche des objets métalliques désirés. Le réglage de l'amplitude et de la phase de la tension de compensation est effectué par des résistances variables R 1 et R 4, respectivement. L'amplificateur comporte six étages: l'entrée du transistor T 1 , l'apériodique (T2) résonant (T3), le limiteur (T4), deux apériodiques (T5 et T6). La connexion entre les transistors T 2 , T3 et T5, T6 est directe. Dans le bloc d’indicateurs, deux types d’affichage sont utilisés: visuel (par microamètre) et acoustique (par son dans les téléphones). Le canal d'indication visuelle comporte un détecteur (diode D 1 ) auquel est connecté un microamètre de 100 micromètres . Le canal d'indication acoustique est constitué d'un amplificateur (transistor T7), d'un détecteur (diode D2) et d'un multivibrateur (transistors T8, T9). La tension de base T8 est appliquée, la diode détectée D2. Sa composante constante est la tension de polarisation sur la base de T8, avec un changement dans lequel la fréquence générée par le multivibrateur change, et par conséquent, la hauteur du son dans les téléphones.

La sensibilité de l'amplificateur peut être réglée approximativement par le commutateur P 1 et en douceur par la résistance variable R 37, et la sensibilité du canal d'indication acoustique est variable par la résistance R 26. La cascade sur le transistor T 4 est le signal minimal du signal résultant (secondaire et primaire non compensé ). Un tel limiteur permet l'utilisation d'un signal primaire non compensé , dont l'amplitude est comparable ou supérieure à l'amplitude du signal secondaire. En conséquence, les interférences irrégulières (par exemple, pulsées) seront efficacement supprimées. De plus, s’il existe un limiteur, les exigences relatives à la profondeur de compensation du signal primaire peuvent être assouplies. Enfin, le limiteur permet d’augmenter la sensibilité de l’amplificateur aux faibles variations du signal secondaire et de faciliter le réglage du dispositif de compensation.

Construction

Le dispositif consiste en un boîtier dans lequel les antennes cadre d’excitation et de réception sont situées à un angle de 45 0 par rapport à l’horizon; le support qui abrite le boîtier avec les antennes, ainsi que des blocs de l'amplificateur et le générateur; bloc générateur avec alimentation, bloc amplificateur avec dispositif de compensation. Le boîtier, dans lequel sont fixées les antennes cadre d’excitation et de réception, est réalisé en épaisseur de fibre de verre 4 mm sous la forme d'un cylindre avec un diamètre interne 260 mm et longueur 700 mm . Pour augmenter la rigidité à l'intérieur du corps, deux anneaux sont également réalisés en fibre de verre, disposés perpendiculairement au générateur du cylindre. Le corps est fabriqué en collant de la fibre de verre avec de la résine époxy. Au lieu de fibre de verre, d'autres couches de masse (par exemple, du plastique vinylique) peuvent être utilisées.

Les antennes cadre excitant et récepteur sont insérées dans le cylindre le long de son axe aux deux extrémités et sécurisées avec des supports. Les antennes aux supports et les biseaux au corps sont fixés avec des vis; Après avoir réglé l'appareil, les points de fixation sont remplis de résine époxy. Espacement d'antenne le long l’axe des cylindres (la distance entre leurs centres) doit être approximativement 450 mm . Les cadres d’antenne de réception et d’excitation cylindriques sont fabriqués à partir de circuits imprimés et imprégnés de laque de bakélite. Le diamètre moyen de l'antenne à enroulement 225 mm . La rainure annulaire d'empilement des bobines d'antenne a des dimensions (en coupe transversale) de 18 x 18 mm. Une couche de cuivre est appliquée sur sa surface interne par dépôt électrochimique, qui sert d’écran statique. L'antenne de réception contient 800 tours de fil PEL 0.1, excitant - 400 tours (à partir du 10ème tour) du PEV-2 0.6. De l'extérieur, les tours du cadre sont blindées avec du ruban de cuivre ou de laiton. Pour réduire les pertes causées par les écrans, veillez à laisser des fentes étroites (fentes) à un ou deux endroits de l'écran. Le support sur lequel se trouvent les nœuds de périphérique est constitué de contreplaqué épais. Sa paroi arrière comporte deux parties saillantes pour la fixation des courroies recouvrant le dos de l'opérateur. Sur ce mur se trouvent des crochets où est posé le boîtier avec les antennes, tirés par des sangles. La paroi avant du support comporte une charnière à gauche et un loquet à droite, ce qui permet à l'opérateur de mettre le support en place puis de fermer le mur avant. Les sangles de transport sont attachées au support de manière à ce que la charge sur les épaules de l'opérateur provenant des cales situées sur la paroi avant du support et du boîtier avec les antennes situées sur le mur arrière soit uniformément répartie. Des câbles fixes reliant l’ antenne d’excitation à l’antenne de réception sont fixés sur les parois latérales du support. Le générateur de l'appareil est assemblé dans un boîtier métallique. Dans le compartiment inférieur de ce bâtiment se trouve une batterie de 15 éléments de type 373 ("Mars"). Pour permettre l'accès au compartiment des piles, le couvercle inférieur est amovible. Il a un joint en caoutchouc. Le capot supérieur (également amovible et scellé) sert de panneau avant du générateur. Il est attaché à la carte getinaksovaya, qui est principalement constituée de pièces montées du générateur. Sur le capot supérieur de la génératrice sont placés: commutateur Bk 1 ; partie prise du connecteur pour connecter le générateur à l’antenne cadre excitante et à l’amplificateur; porte-fusible Pr1. L'amplificateur est assemblé dans un boîtier métallique séparé et monté sur deux cartes de circuit imprimé getinaksovy disposées en parallèle. Les panneaux sont fixés sur des supports au panneau supérieur (avant). Entre eux se trouve un écran électrostatique en feuille d' aluminium getinaksa. Sur la carte, située plus près du panneau avant, se trouvent les détails des quatre premiers étages de l’amplificateur et sur la deuxième carte - les autres étages. Les panneaux peuvent être pivotés aux charnières, permettant l'accès à toutes les pièces. Sur le panneau avant de l’amplificateur sont placés: microamètre; base du connecteur; commandes d'amplificateur; prises casque. Les données d'enroulement des transformateurs et le starter du générateur et de l'amplificateur sont présentés dans un tableau. Pour protéger l’installation de l’humidité entre le panneau avant de l’amplificateur et ses joints en caoutchouc placés sur le corps.

Personnalisation.

L'appareil est configuré dans l'ordre suivant: d'abord des antennes à boucle, puis un compensateur et enfin un générateur et un amplificateur. L'accord des antennes à boucle est réduit au réglage de leur position relative afin d'obtenir un signal primaire minimum, mesuré en dizaines de microvolts. Trouvé la position optimale de l'antenne est fixée de manière rigide en versant des attaches avec de la résine époxy. Pour obtenir la profondeur de suppression du signal primaire requise (environ 100 000 fois), vous pouvez utiliser de petits cadres de réglage ou des plaques métalliques situés près de l’antenne cadre réceptrice. Après ajustement, ils sont également coulés avec de la résine époxy. Le réglage du compensateur est réduit à une réduction supplémentaire du signal primaire à l'entrée de l'amplificateur à l'aide d'ajustements séquentiels des résistances variables R 1 et R 4. Le réglage du générateur et de l'amplificateur n'a pas de caractéristiques spécifiques et n'est donc pas décrit ici. Lorsqu'il est correctement configuré, le générateur de l'appareil doit avoir les paramètres suivants: fréquence de fonctionnement 12 kHz ± 60 Hz; instabilité dans la plage de température –20 0 - +50 0 С - ± 120 Hz; Le facteur Q du cadre excitant est d'environ 30; puissance active allouée dans le cadre excitant - pas moins de 0,8 W; instabilité de la tension de sortie dans la plage de température -20 0 à +50 0 С - pas pire que ± 5%. Les paramètres de l’amplificateur doivent être les suivants: fréquence d’accord 12 kHz ± 120 Hz; l'instabilité relative de la fréquence de syntonisation dans la plage de température allant de -20 0 à +50 0 С est d'environ ± 2% et le facteur de gain est d'environ 2 fois.