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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Appareil de détection d'objets métalliques. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / détecteurs de métaux Lors de l'exécution de divers travaux - terrassements, voiries, construction de bâtiments, il devient souvent nécessaire de trouver des couvertures de puits de feu et de câbles sous une couche de terre, de neige, de glace ou de divers produits métalliques cachés dans les murs. Le dispositif, qui est décrit ci-dessous, est utilisé pour déterminer l'emplacement de tels objets dans l'épaisseur de masses non magnétiques à faible conductivité électrique. Par exemple, sous une couche de sol, d'asphalte, de neige, vous pouvez trouver un couvercle de regard en fonte à une profondeur allant jusqu'à 0,6-0,8 m, trouver sous un sol en bois ou en béton, ainsi que dans les murs, les plafonds, le emplacement de poutres métalliques, de tuyaux ou de câbles électriques avec armure métallique à une distance allant jusqu'à 0,2-0,4 m (selon la taille et la forme de ces derniers). Vous pouvez également connaître la direction de propagation des poutres de renforcement dans les structures en béton armé à une profondeur allant jusqu'à 0,1-0,15 m, etc. Cet appareil est de petite taille, de conception et de construction simples ; sa fabrication est à la portée d'un radioamateur de qualification moyenne. Le principe de fonctionnement de l'appareil repose sur une variation de la fréquence propre du circuit oscillant lorsque son inducteur se rapproche d'un objet métallique. Si le circuit est inclus dans le circuit d'un générateur de tube, lorsque l'inductance change, la fréquence du générateur change également, et ce changement peut être enregistré relativement facilement. Le champ magnétique résultant des courants de Foucault induits dans l'objet recherché interagit avec l'inductance du circuit oscillant, la réduit et augmente ainsi la fréquence des oscillations naturelles du circuit. Le changement de fréquence maximal indique la distance minimale du cadre par rapport au corps métallique. Un schéma de principe du dispositif, qui se compose de deux oscillateurs LC et d'un mélangeur, montés sur des triodes cristallines, est illustré à la fig. 1.
Le premier générateur comporte un circuit oscillant L1C1. La bobine L1 est réalisée sous la forme d'un cadre, à l'aide duquel l'emplacement d'un objet métallique est trouvé. Le deuxième oscillateur avec le circuit L4C4 est auxiliaire, il sert de source de fréquence de référence pour déterminer le moment du changement de fréquence du premier oscillateur. La tension alternative des deux générateurs des enroulements L3 et L6 est fournie à la base de la triode de mélange PP3. Dans son circuit collecteur, des courants apparaissent avec la fréquence des premier et deuxième générateurs, ainsi que des courants de fréquences de différence et de somme et leurs harmoniques. Les composantes basse fréquence de ces courants sont entendues sur les téléphones inclus dans le circuit collecteur de la triode PP3. La fréquence du deuxième oscillateur est préalablement alignée sur la fréquence du premier, qui est contrôlée à l'aide de téléphones à l'oreille selon "zéro battement". Lorsque le cadre de l'appareil s'approche d'un objet métallique, la fréquence du premier générateur augmente et les téléphones commencent à écouter une tonalité basse fréquence. Plus le cadre est proche de l'objet métallique, plus la fréquence du premier oscillateur est élevée, plus la différence de fréquence à la sortie du mélangeur est élevée et plus la tonalité entendue dans les téléphones est élevée. Lorsque le cadre est éloigné d'un objet métallique, la fréquence des oscillations du signal entendu dans les téléphones diminue. La tonalité la plus élevée détermine la distance minimale entre le cadre et l'objet recherché. La fréquence des générateurs est sélectionnée dans la plage de 80 à 120 kHz et la fréquence écoutée lorsqu'un objet est détecté ne doit pas dépasser 3 à 4 kHz. La vue générale de l'appareil est illustrée à la fig. 2. Tous les éléments du circuit de l'appareil, y compris la source d'alimentation, sont placés dans un boîtier commun, fixé en haut de la poignée du cadre. Il est alimenté par une batterie de lampe de poche. Le circuit oscillant du premier générateur est réalisé sous la forme d'un châssis séparé relié à l'appareil par un câble blindé. Le cadre est fixé sur un cadre en bois (Fig. 2), avec lequel la poignée est reliée de manière pivotante.
En condition de travail, le cadre est maintenu dans une position prédéterminée par rapport à la poignée avec un cordon. Lors du transport, le cadre est appliqué à la poignée et fixé avec un loquet. Toute l'installation est réalisée sur une carte getinax, le commutateur Vk1 et les prises téléphoniques sont fixés sur le boîtier - fig. 3.
Le bouton de réglage (le noyau de réglage de la bobine LA) est sorti à travers un trou dans la paroi latérale du boîtier. Le gabarit pour enrouler la bobine du cadre est réalisé sous la forme d'un rectangle de 300x400 mm à partir de planches ou d'une feuille de contreplaqué. Des clous sont martelés dans les coins de ce rectangle, les enroulements L1, L2 et L3 sont enroulés dessus. Pour attacher les tours, l'enroulement doit être attaché avec un fil solide, après quoi le cadre peut être retiré des clous. Pour protéger l'enroulement du cadre de l'humidité, il doit être enveloppé d'un ruban en tissu verni ou en polyéthylène fin. A l'extérieur, le cadre est enveloppé d'un ruban de coton imprégné de vernis bitumineux (Le cadre est verni 6 à 8 fois. Après chaque enduction, le vernis doit bien sécher.). Le condensateur C1 et l'extrémité du câble de liaison sont également isolés contre l'humidité, en faisant particulièrement attention à la terminaison de la sortie du câble. Après imprégnation, le cadre est fixé au cadre avec des bandes de contreplaqué, comme indiqué sur la fig. 4.
Le câble de liaison est composé de trois fils souples en isolation PVC, enfermés dans un écran commun, sur lesquels un tube PVC ou caoutchouc est enfilé depuis l'extérieur. L'écran sert simultanément de fil commun pour les enroulements L1, L2, L3 et est relié à la borne négative de l'appareil. Les inducteurs L4, L5 et L6 sont enroulés sur le noyau SB-4. Les données de leurs enroulements sont données dans le tableau.
En tant que triodes semi-conductrices PP1, PP2 et PP3, n'importe quelles triodes du type P-6, P-13, P-14, P-15 ou similaire peuvent être utilisées. La mise en place du dispositif se réduit à choisir la valeur de la capacité du condensateur C4 ou le nombre de spires de l'inductance L4 pour qu'en position médiane du noyau d'accord la fréquence du second générateur soit égale à la fréquence du premier Générateur. L'alignement en fréquence est réalisé à l'aide d'un oscilloscope électronique et d'un générateur auxiliaire selon les figures de Lissajous. Si la fréquence du deuxième générateur est inférieure à la fréquence du premier générateur, alors la capacité C4 doit être réduite ou le nombre de spires de la bobine L4 doit être réduit, si la fréquence du deuxième générateur est supérieure, la capacité de le condensateur C4 doit être augmenté ou quelques tours doivent être ajoutés à la bobine L4. Le réglage final de la fréquence du deuxième oscillateur est effectué à l'oreille en utilisant "zéro battement", ou en observant un signal basse fréquence de la sortie du mélangeur sur un oscilloscope. En l'absence d'oscilloscope et de générateur, l'appareil peut être réglé à l'aide d'un récepteur de diffusion conventionnel à plage d'ondes longues. Il est souhaitable que ce récepteur dispose d'un indicateur d'accord électro-optique. Tout d'abord, la fréquence du premier générateur est mesurée. Pour ce faire, l'émetteur PP2 est déconnecté du circuit d'alimentation et la sortie du mélangeur (lorsque les téléphones sont allumés ou qu'une résistance de 4-5 kΩ les remplace) est connectée via une capacité de 15-20 pF au "Antenne " prise du récepteur. En modifiant le réglage du récepteur, par le bruit caractéristique dans le haut-parleur ou par l'indicateur d'accord, la fréquence de l'une des harmoniques du premier générateur est déterminée sur l'échelle du récepteur. En modifiant l'accord du récepteur, la fréquence de l'harmonique suivante est déterminée. La différence de fréquence entre deux harmoniques adjacents sera égale à la fréquence propre du premier générateur. Des mesures similaires sont également effectuées pour la fréquence du deuxième oscillateur (lorsque l'émetteur PP1 est éteint). En sélectionnant la valeur de la capacité du condensateur C4 ou en changeant l'inductance L4, la fréquence du deuxième générateur est choisie de sorte que ses harmoniques soient entendues aux mêmes divisions de l'échelle du récepteur que celle du premier générateur. Le réglage final de la fréquence se fait à l'oreille en utilisant "zéro battement" dans les téléphones. L'accord doit être considéré comme complet si "zéro battement" peut être atteint avec la position médiane du noyau d'accord dans l'inductance L4. Le fonctionnement avec l'appareil est simple et ne nécessite pas de formation spéciale. Avant de commencer la recherche, vous devez allumer l'appareil et, en écoutant son travail sur les téléphones, en tournant la vis du noyau de réglage, vous devez atteindre "zéro battement". Ensuite, dévissez un peu le noyau, désaccordez légèrement le deuxième générateur afin qu'une tonalité grave soit entendue dans les téléphones.L'appareil aura la sensibilité la plus élevée, car avec un réglage fin des deux générateurs, ils sont mutuellement synchronisés même avec de petites déviations de fréquence (lorsqu'elles sont petites ou objets éloignés) le deuxième générateur est en quelque sorte "entrainé" par le premier, et l'objet ne peut pas être détecté. Avec un léger désaccord, même une légère déviation de la fréquence du premier générateur à l'approche d'un objet métallique provoque un changement de hauteur, facilement détectable à l'oreille. La recherche est effectuée en portant le cadre à une distance proche de la surface du sol, du sol, du plafond, etc. dans la zone de l'emplacement supposé de l'objet métallique. En faisant pivoter le cadre d'un côté à l'autre, l'emplacement exact de l'objet recherché est facilement déterminé par les changements de ton. Une batterie pour une lampe de poche suffit pour faire fonctionner l'appareil pendant 100 à 150 heures, lorsqu'il est alimenté par des piles D-0,2, il peut fonctionner 45 à 50 heures. L'appareil n'est pas adapté à la recherche de petits objets : boulons, rondelles, clous, etc. Auteur : D.Ilyin
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