Схемы металлоискателей мостового типа

Схемы металлоискателей мостового типа

911
0

Для поиска металлических предметов используется большое разнообразие схемотехнических решений [1-3] в основном, принцип поиска и определения металла, помещенного в поле действия поисковой катушки индуктивности, сводится к изменению индуктивности этой катушки с последующей регистрацией отклонения за счет этого частоты контрольного генератора от эталонного. В силу единого принципа действия металлоискателей, их технические характеристики отличаются друг от друга весьма незначительно и зависят от рабочей частоты генераторов особенностей выполнения поисковой катушки, стабильности параметров элементов конструкции в нестационарных условиях

Большим недостатком простейших металлоискателей, работающих по принципу сравнения частот двух генераторов, является взаимо затягивание\’ частот генераторов и их взаимосинхронизация.
Схемы металлоискателей мостового типа
Представленные ниже варианты металлоискателей используют обычный способ сравнения резонансных частот двух колебательных контуров, один из которых является эталонным, второй — поисковым. Отличие от традиционных схем заключается в использовании принципа синхронного ударного возбуждения колебательных контуров. Разбалансировка измерительной схемы при введении в поле поисковой катушки металлического предмета вызывает появление на выходе устройства пачек сигналов. суммарная мощность которых зависит от степени разбаланса системы

На рис.1 приведена простейшая схема металлоискателя с ударным возбуждением. На вход устройства подается серия коротких импульсов частотой 1 кГц, напряжением 5 В и скважностью Q=100. Эти импульсы одновременно возбуждают два колебательных контура, изначально настроенных на одну и ту же частоту На катушках индуктивности формируются затухающие серии сигналов. Сигналы с контуров детектируются, фильтруются и поступают на
входы инверторов DD1.1 и DD1.2, образованных из элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подачей на один из входов логической «1». Далее с выходов инверторов сигналы поступают на логический элемент DD1.3 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. В случае, если схема сбалансирована, с выхода устройства снимаются короткие импульсы, характеризующие нормальный режим работы устройства.
При появлении в поле действия поисковой катушки индуктивности L2 ферромагнитного предмета индуктивность катушки изменяется, схема разбалансируется пропорционально изменению индуктивности, зависящей от размера, формы и удаления предмета. На выходе устройства возрастает количество импульсов. их ширина и суммарная мощность

Схемы металлоискателей мостового типа
В металлоискателе на рис.2 используются ВЧ-контура с рабочей частотой порядка 440 кГц. Принцип возбуждения колебательных контуров остался тем же, но с выхода контуров сигналы поступают на два разнополярных выпрямителя, сигналы которых суммируются на общей нагрузке. При равенстве параметров колебательных контуров схема сбалансирована, и на выходе устройства амплитуда сигнала близка к нулю. Появление вблизи катушки индуктивности L2 предмета, способного повлиять на ее индуктивность, разбалансирует схему, на выходе устройства появляется сигнал положительной или отрицательной полярности, что характеризует природу найденного металлического предмета. Выходное напряжение зависит от степени разбаланса и характеризует размеры и удаление металлического предмета от катушки.
Потенциометр R3 для удобства регулирования стоит выполнить в виде двух постоянных резисторов сопротивлением 4 70 кОм, между которыми включен потенциометр сопротивлением 50 кОм.
При изменении индуктивности катушки L2 с начальной индуктивностью 300 мкГн на 0,025 мкГн амплитуда выходного сигнала достигает 15 мВ, при изменении L2 на Л1=0,1 мкГн — 600 мВ. Для повышения чувствительности металлоискателя следует использовать детекторы на операционных усилителях.
Описанный метод может быть использован и для измерения параметров катушек индуктивности.

Литература:
1.  Шустов М.А. Практическая схемотехника: 450 полезных схем. — М.: Додэка-XXl-Altex, 2007. — 360 с.
2. Адаменко М В Металлоискатели — М.: Издательский дом ДМК пресс». 2006 — 128 с
3. Дубровский С Л. Как собрать металлоискатели своими руками. — СПб.: Наука и техника. 2010 — 256 с.

НЕТ КОММЕНТАРИЕВ

  1. С удовольствием прочитал материал. Увлекаюсь металлоискателями. В "чистовике" не собирал, все оставалось в режиме макетирования. Именно интересует использование ударного возбуждения колебаний в поисковой катушке. По определению металлоискатели это "родная стихия" для использования ударного возбуждения. К сожалению в интернете мало информации по использованию ударного возбуждения в металлоискателях. Очень серьезный материал распологается по следующей ссылке (удалено). Может кто еще что предложит?

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ