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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Détecteur de métaux à impulsion. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / détecteurs de métaux Créer des détecteurs de métaux suffisamment sensibles est une tâche assez difficile et ingrate. Les radioamateurs relèvent périodiquement le défi et présentent des expositions, mais peu d'entre elles répondent aux paramètres requis. Ainsi, pendant longtemps, les détecteurs de métaux ont été conçus sur la base de deux générateurs haute fréquence réglés sur des fréquences similaires, dont l'un était stable en fréquence (généralement stabilisé par un résonateur à quartz), et l'autre - celui qui fonctionnait - était connecté à le cadre de réception et a changé sa fréquence à l'approche des métaux. Les signaux des deux générateurs ont été additionnés, le signal de battement basse fréquence a été isolé et la présence de métal en a été jugée. Après l'émergence d'une nouvelle base d'éléments, au lieu de générateurs de signaux de référence, ils ont commencé à concevoir un détecteur de métaux avec un convertisseur tension-fréquence, des convertisseurs analogique-numérique, des synthétiseurs de fréquence et d'autres nouveaux produits possibles. Il pourrait être conseillé aux archéologues et aux criminologues d'utiliser un système de mesure différent : géophysique. Dans la zone où les inclusions métalliques sont recherchées, il convient de disposer une boucle de fil d'un diamètre de 5...25 m ou plus, alimentée par un générateur autonome d'une fréquence de 500 Hz (plus la fréquence est élevée, plus la profondeur est faible). profondeur). Il est très pratique d'utiliser des convertisseurs de tension DC-AC pour l'aviation avec une fréquence de 400 Hz (umformers). Ils ont suffisamment de pouvoir. Vous pouvez également utiliser des convertisseurs DC-AC fabriqués avec des transistors puissants. Ils peuvent être réalisés à plusieurs fréquences et ainsi réaliser un « sondage de fréquence », c'est-à-dire déterminer la profondeur de l'objet métallique suspecté. Pour effectuer des recherches, en plus du générateur, vous devez disposer d'un récepteur, qui peut être un amplificateur sélectif accordé sur la fréquence (les fréquences) du générateur et disposer d'une antenne magnétique de réception en entrée, également accordée sur la fréquence (les fréquences) du générateur. L'idée de cette méthode de recherche est que dans la zone d'action du champ électromagnétique d'une boucle métallique, tout corps métallique à conductivité continue commence à émettre son champ, qui est déphasé par rapport au primaire, idéalement par 90°. Le cadre de réception par rapport au champ primaire est généralement orienté de telle sorte qu'en l'absence d'inclusions métalliques, le signal à la sortie du récepteur soit minime ou totalement absent, et qu'en présence d'inclusions métalliques, il atteigne un maximum. En effectuant des mesures à plusieurs fréquences, il est possible de déterminer la profondeur approximative des dépôts, et à l'aide de cadres de réception différemment orientés dans l'espace, la localisation des objets. Le principal avantage de cette méthode de mesure est que l’objet métallique souhaité devient lui-même la source de rayonnement. Un équipement de ce type peut être utilisé pour tracer des canalisations souterraines, poser des câbles, tracer des câbles cachés et à d'autres fins. Pour ce faire, le générateur est connecté à une extrémité au système de traçage métallique, et l'autre extrémité est mise à la terre (si la recherche est effectuée dans la rue, dans un champ) ou connectée aux canalisations du réseau de chauffage ou d'adduction d'eau. (si le traçage est réalisé dans un bâtiment). La méthode d'induction en boucle a été largement présentée au VRV dans son application aux méthodes inductives sans contact pour allumer des appareils électroménagers (écouteurs sans contact pour écouter la radio, la télévision, etc., postes téléphoniques sans contact non reliés par des fils au réseau téléphonique, qui peut être librement transporté dans vos mains tout en vous déplaçant dans la pièce). Il semblerait que le problème soit différent, mais le principe de la solution est le même : un couplage inductif entre la boucle dans laquelle le signal est généré et le récepteur qui capte ce signal. Détecteur de métaux à impulsions (Fig. 27). L'auteur du projet est le radioamateur V. S. Gorchakov. Lors de la 33e Exposition mondiale, l'exposition a reçu le troisième prix de l'exposition.
L'appareil est conçu pour localiser des objets métalliques dans le sol. Ses tests ont montré qu'il peut détecter une plaque d'aluminium de 100 x 100 x 2 mm à une profondeur de 75 cm, la même plaque de dimensions 200 x 200 x 2 mm à une profondeur de 100 cm, un long tuyau en acier d'un diamètre de 300 mm à une profondeur de 200 cm, un puits de regard à une profondeur de 200 cm, un long tuyau en acier d'un diamètre de 50 mm à une profondeur de 120 cm, une rondelle en cuivre d'un diamètre de 25 mm à une profondeur de 35 cm. Le dispositif (Fig. 27, a) est constitué d'un oscillateur maître 1 à une fréquence de 100 Hz, d'un amplificateur de courant impulsionnel 2, d'un cadre rayonnant 3, d'un générateur de retard 4 à 100 μs, d'un générateur d'impulsions de porte 5, d'un amplificateur d'adaptation 6, un commutateur électronique 7, un cadre de réception 8, un limiteur bidirectionnel 9, un amplificateur de signal 10, un intégrateur 11, un amplificateur DC 12, un indicateur 13, un stabilisateur de tension 14. Le détecteur de métaux fonctionne comme suit. L'oscillateur maître émet une impulsion de durée Ti (Fig. 27, b), dont la décroissance déclenche le générateur de retard. L'impulsion de l'oscillateur maître est amplifiée en puissance par un amplificateur de courant et fournie au cadre rayonnant. Le générateur de retard génère une impulsion d'une durée de 100 µs dont la chute déclenche le générateur d'impulsions de déclenchement. Ce générateur produit une impulsion stroboscopique d'une durée de 30 μs qui, via un amplificateur adapté, contrôle le fonctionnement de l'interrupteur électronique. Le commutateur ouvre l'amplificateur de signal pendant la durée de l'impulsion stroboscopique et transmet le signal de l'amplificateur 10 à l'intégrateur. Le signal de la sortie de l'intégrateur est transmis via un amplificateur CC à un indicateur à cadran. En figue. La figure 27, b montre la répartition temporelle des signaux sur la trame émettrice (émettrice) (courbe 1), sur la trame réceptrice en l'absence (courbe 2) et en présence de métal (courbe 5). À la suite des expériences, il a été constaté qu'en l'absence de métal, l'impulsion reçue dans un délai de 100 µs diminue assez fortement en amplitude. S'il y a des inclusions métalliques dans la zone de contrôle, la durée de la diminution de l'amplitude de l'impulsion reçue est considérablement retardée, principalement du fait de l'action des courants de Foucault. La propriété de déformation de la forme du signal reçu due à l'influence d'inclusions métalliques constitue la base de la conception de cet appareil. La conception du capteur de l'appareil est illustrée à la Fig. 27, v. Les cadres émetteurs et récepteurs sont enroulés sur un cadre diélectrique d'un diamètre extérieur de 300 mm. Le cadre récepteur est enroulé à l'intérieur du cadre émetteur. Son diamètre intérieur est de 260 mm. Le cadre de transmission contient 300 tours de fil PEV-2 0,44 et le cadre de réception contient 60 tours de fil PEV-2 0,14. La fixation de la poignée 1 est arbitraire et ne nécessite aucune explication particulière. Sur la fig. 28 montre un schéma de principe du dispositif.
L'oscillateur maître est réalisé sur des microcircuits DD1.1 et DD1.2. Le signal de la sortie du générateur via la résistance R9 est fourni à l'entrée de l'amplificateur de courant impulsionnel - transistors VT3-VT5, dont la charge est le cadre rayonnant L1.1. Grâce au condensateur C3, l'impulsion de l'oscillateur maître est fournie à l'entrée du générateur de retard, réalisée à l'aide des éléments DD1.3, DD1.4 selon le circuit de déclenchement de Schmidt. La décroissance de l'impulsion de retard déclenche le générateur d'impulsions de déclenchement, réalisé sur les éléments DD2.1-DD2.3. L'impulsion de déclenchement via l'amplificateur d'adaptation (transistors VT1, VT2) est fournie au commutateur électronique DA1, qui contrôle le fonctionnement de l'amplificateur de signal (DA1.1 et DA1.2) et de l'intégrateur (C12, R30), en passant le courant continu. signal à l'amplificateur CC (DA2) pendant l'impulsion stroboscopique. La charge de l'amplificateur DC est le dispositif pointeur PA1. Pour augmenter la stabilité des mesures, l'alimentation électrique des étages amplificateurs est en outre stabilisée. Les stabilisateurs électroniques sont réalisés sur les transistors VT6, VT7.
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