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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Un simple détecteur de métaux à haute sensibilité. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / détecteurs de métaux Caractéristiques du détecteur de métaux Le détecteur de métaux présenté est relativement simple à fabriquer, ne contient pas d'éléments rares, mais a en même temps une sensibilité assez élevée. Avec lui, vous pouvez détecter une pièce enfouie dans le sol à une profondeur de 15 à 20 cm. le principe de fonctionnement La recherche d'objets métalliques dans le sol repose principalement sur deux phénomènes physiques. L'un d'eux est l'effet des propriétés magnétiques d'un objet sur l'inductance d'une bobine, ou sur le coefficient de couplage entre deux bobines. Ces valeurs peuvent augmenter ou diminuer en fonction de la perméabilité magnétique relative du matériau. Toutes les substances connues sont divisées en trois groupes selon leurs propriétés magnétiques :
Les différences de perméabilité des dia-aimants et des para-aimants sont très insignifiantes. Mais les matériaux ferromagnétiques se distinguent très fortement sur cette base. Le deuxième phénomène est celui des courants de Foucault qui se produisent dans des objets électriquement conducteurs dans un champ magnétique alternatif. L'intensité des courants dépend à la fois de la taille et de la forme de l'objet, et de la résistance électrique spécifique de son matériau. Dans une plaque métallique plate, les courants de Foucault sont beaucoup plus forts que dans un objet de forme complexe avec une surface inégale. La position d'un objet dans un champ magnétique (le nombre de lignes de force qui le pénètrent) est également importante. Si nous tenons également compte de la dépendance de l'effet de la distance et de l'influence du sol, il devient évident à quel point la tâche est difficile. Le détecteur de métaux simple décrit fonctionne selon le principe TR / IB. Cette abréviation signifie Transmit-Receive / Induction Balance - balance de transmission, de réception et d'induction. Dans ce cas, deux bobines sont installées dans le capteur, transmettant et recevant. La présence de métal modifie le couplage inductif entre eux, ce qui affecte le signal reçu. Son capteur est constitué de deux bobines. L'appareil ne contient que deux transistors et un microcircuit. Diagramme schématique Montré sur la fig. 2.20 le schéma est assez simple. Le générateur sur le transistor VT1 fonctionne en mode d'oscillation intermittente. Il génère deux fréquences en même temps - haute et basse, et les oscillations à haute fréquence sont en outre modulées par celles à basse fréquence. Au début de la génération, le condensateur C2 est chargé à travers la diode VD1. En atteignant une certaine tension en (2), les oscillations à haute fréquence se décomposent et le condensateur est déchargé à travers la résistance R1. Après un certain temps, les oscillations réapparaissent et le cycle se répète.
Les bobines d'émission L1-L1 sont connectées entre le collecteur et la base du transistor VT3, qui sont conçues de telle manière que les effets capacitifs des objets environnants sur eux s'annulent. Le condensateur C5, situé à proximité des bobines, détermine la fréquence générée. Les bobines L4 et L5 sont des récepteurs, elles sont placées à côté des émetteurs. Les zones couvertes par les spires des bobines réceptrices et émettrices se recouvrent partiellement. En l'absence d'objets métalliques, le signal induit dans les bobines réceptrices est compensé par le signal provenant directement du générateur à travers le condensateur variable Sat. Le métal apparu à proximité vient bouleverser l'équilibre. Le signal est envoyé à l'entrée inverseuse du comparateur DA1, qui le compare à une tension constante. Ce dernier est fixé par les résistances variables R5 (GROUGH) et R6 (FINE). La diode VD2 est nécessaire pour que seule une tension positive soit appliquée à l'entrée du comparateur. Si le signal est supérieur au seuil fixé, une tension apparaît à la sortie du comparateur, ouvrant le transistor VT2. Étant donné que les crêtes des éclairs de signal traversent le comparateur, un son se fait entendre dans la tête acoustique BA1 (puissance - 0,1 W, résistance - au moins 8 ohms). La modification du couplage entre les bobines d'émission et de réception affecte l'amplitude du signal reçu, ce qui, à son tour, entraîne une modification de la largeur d'impulsion à la sortie du comparateur. À l'oreille, cela est perçu comme une modification du volume et du timbre du son. La tension négative redressée par la diode VD3, proportionnelle au niveau du signal au collecteur du transistor VT2, est renvoyée à l'entrée du comparateur. Cela permet d'obtenir un réglage automatique du seuil qui compense les variations lentes du signal induit dans les bobines réceptrices. À la sortie de l'appareil, il y a un microampèremètre RA1 avec un drain de déviation totale de 100-250 μA. Par conséquent, il est possible de juger de la présence d'objets métalliques à proximité des bobines par les vibrations de sa flèche. Lorsque le bouton SB1 est enfoncé, à l'aide d'un microampèremètre, vous pouvez vérifier la tension de la batterie. Construction du détecteur de métaux Le bon fonctionnement du détecteur de métaux ne peut être obtenu qu'avec la fabrication correcte du capteur, dont le dessin est illustré à la Fig. 2.21. Les cadres de bobines sont constitués de deux plaques de verre organique ou d'un autre matériau diélectrique durable. Le bois dans ce cas ne convient pas en raison de son hygroscopicité. Le long du périmètre de chaque plaque dans son bord avec un cutter ou une lime, vous devez faire une rainure pour poser les enroulements.
Toutes les bobines doivent être enroulées avec du fil de cuivre d'un diamètre de 0,3 mm avec une isolation en émail. Le début du fil doit être fixé avec une goutte de colle au point A du cadre, enroulez 22 tours de la bobine L2 dans le sens des aiguilles d'une montre. L'extrémité de l'enroulement doit également être collée sur la plaque au point A. Sans couper le fil, il est conseillé de nettoyer sa petite section d'isolant et de souder le début d'un autre morceau de fil avec lequel enrouler quatre tours dans le sens antihoraire - bobine L1. Après cela, avec le fil sur lequel la bobine L2 a été enroulée, vous devez faire encore 22 tours dans le sens des aiguilles d'une montre - la bobine L3. Les conclusions de tous les enroulements doivent être fermement collées à la plaque de châssis au point A. Il est proposé de placer les bobines L4 et L5 sur la deuxième plaque. Chacun d'eux commence et se termine au point B et contient 36 spires enroulées dans le même sens. Les condensateurs C5 et C7 doivent être soudés directement aux bornes de la bobine conformément au schéma et collés aux plaques. Les plaques d'enroulement doivent être empilées les unes sur les autres et fixées ensemble avec des boulons en matériau isolant (par exemple en nylon) comme indiqué sur la fig. 2.21. Une coupe arquée dans l'une des plaques vous permet de fixer les plaques dans la position optimale lors de la configuration de l'appareil. Il est préférable de fixer l'ensemble au bout d'une tige en bois ou en plastique de 1 à 1,5 m de long.En aucun cas, des vis métalliques, des vis ou des écrous ne doivent être utilisés pour fixer l'ensemble. À l'extrémité opposée (supérieure) de la tige, vous devez installer un boîtier (peut être en métal) avec une carte de circuit imprimé de l'appareil. Les poignées des commandes (SA1, SB1, C6, R5 et R6) doivent de préférence être amenées sur la face avant du boîtier. Les bobines L1 - L5 doivent être connectées à la carte du détecteur de métaux avec des fils blindés. Mise en place du détecteur de métaux Avant de configurer le détecteur de métaux, les deux plaques avec bobines doivent être tournées à l'angle maximum sans les fixer. N'installez pas encore les fils de raccordement A et B. Après la mise sous tension, à une certaine position des résistances variables R5 et R6, un son doit être entendu dans la tête BA1. Déplacez lentement les bobines (il ne doit pas y avoir de métal à proximité) jusqu'à ce que le volume du son commence à diminuer. En faisant tourner les axes des résistances variables et en déplaçant les bobines, il faut atteindre un volume minimum. Parfois, cela prend plusieurs essais. Après avoir trouvé le minimum, déplacez un peu plus les résistances (moins de 1 mm) et fixez-les. Ensuite, vous pouvez éteindre le détecteur de métaux et installer le cavalier A. Après avoir mis sous tension, vous devez essayer de trouver la position du rotor du condensateur C6, dans lequel aucun son n'est entendu. Si cela échoue, le cavalier A devra être retiré, le cavalier B installé et réessayez. Si cela ne vous aide pas, la position des bobines a probablement été trouvée erronée. La dernière possibilité de régler le détecteur de métaux consiste à connecter un condensateur de 470 pF en parallèle avec C6 et à réessayer de trouver le point d'équilibre. En cas de panne, vous devrez fabriquer d'autres résistances en suivant strictement toutes les recommandations. Lorsque vous commencez à régler l'unité de contrôle de la tension d'alimentation, réglez cette dernière sur 9 V. À l'aide de R5 et R6, assurez-vous qu'aucun son ne sort de la tête BA1 et que la flèche du microampèremètre PA1 ne dévie pas. En appuyant sur le bouton SB1, utilisez R14 pour régler la flèche sur la dernière division de l'échelle. En réduisant la tension d'alimentation à 7 V, repérer la position de la flèche correspondant à la tension minimale admissible. Il reste à régler la sensibilité de l'appareil avec une résistance variable R12 à votre discrétion. Parfois, le son entendu dans la tête BA1 est accompagné d'un bourdonnement d'une fréquence de 100-150 Hz. Pour vous débarrasser du bourdonnement, vous devez connecter une résistance accordée de 1 kΩ en série avec R50 et sélectionner la position de son curseur. Mise en route Avant de commencer à travailler avec un détecteur de métaux, vous devez vous assurer qu'au moindre écart du rotor du condensateur C6 par rapport au point d'équilibre dans la tête BA1, un son se fait entendre. Ayant acquis une certaine expérience, il est possible, en plaçant C6 dans différentes positions, même de distinguer les matériaux diamagnétiques des paramagnétiques. Littérature
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