Техника - молодёжи 2003-11, страница 64
и Д Е Андрей ЩЕДРИН, Москва Юрий КОЛОКОЛОВ, Донецк ш И ь л и ■ИМПУЛЬСНЫМ АЛЛО^^Н Предлагаемый вашему вниманию импульсный металлоискатель является совместной разработкой Юрия Коло-колова [1] и Андрея Щедрина [2]. Прибор предназначен для любительского поиска кладов и реликвий, поиска на пляже и т.д. После публикации первой версии металлоискателя в [3], этот прибор получил высокую оценку среди любителей, повторивших конструкцию. Вместе с тем были высказаны полезные замечания и пожелания, которые мы учли в новой версии прибора. В настоящее время металлоискатель серийно выпускается московской фирмой «МАСТЕР КИТ» [4] в виде наборов «сделай сам» для радиолюбителей (порядковый номер по каталогу — NM8042). Набор содержит печатную плату и электронные компоненты, включая уже запрограммированный контроллер. Возможно, для многих любителей приобретение такого набора и последующая его несложная сборка окажутся удобной альтернативой приобретению дорогого промышленного прибора или полностью самостоятельному изготовлению металлоискателя. Принцип действия импульсного или вихретокового металлоискателя основан на возбуждении в металлическом объекте импульсных вихревых токов и измерении вторичного электромагнитного поля, которое наводят эти токи. В этом случае возбуждающий сигнал подается в передающую катушку датчика не постоянно, а периодически в виде импульсов. В проводящих объектах наводятся затухающие вихревые токи, которые возбуждают затухающее электромагнитное поле. Это поле, в свою очередь, наводит в приемной катушке датчика затухающий ток. В зависимости от проводящих свойств и размера объекта, сигнал меняет свою форму и длительность. Импульсные металлоискатели имеют свои достоинства и недостатки. К достоинствам относится малая чувствительность к минерализованному грунту и соленой воде, к недостаткам — плохая селективность по типу металла и сравнительно большое потребление энергии. Большинство практических конструкций импульсных металлоискате-лей строятся либо по двухкатушечной схеме, либо по однокатушечной схеме с дополнительным источником питания. В первом случае прибор имеет раздельные приемную и излучающую катушки, что усложняет конструкцию датчика. Во втором случае катушка в АI Шы тервапов для управления всеми узлами устройства, а также индикация и общее управление прибором. С помощью мощного ключа производится импульсное накопление энергии в катушке датчика, а затем прерывание тока, после которого возникает импульс самоиндукции, возбуждающий электромагнитное поле в мишени. «Изюминкой» предлагаемой схемы является применение дифференциального усилителя во входном каскаде. Он служит для усиления пр JSMiy датчике одна, а для усиления полезного сигнала используется усилитель, который питается от дополнительного источника питания. Смысл такого построения заключается в следующем — сигнал самоиндукции имеет более высокий потенциал, чем потенциал источника питания, который используется для подачи тока в передающую катушку. Поэтому для усиления такого сигнала усилитель должен иметь собственный источник питания, потенциал которого должно быть выше напряжения усиливаемого сигнала. Это также усложняет схему прибора. Предлагаемая однокатушечная конструкция построена по оригиналь- -ной схеме, которая лишена приведенных выше недостатков. Основные технические характеристики Напряжение питания — 7,5-14 В Потребляемый ток не более — 90 мА Глубина обнаружения : — монета диаметром 25 мм — 20 см — пистолет — 40 см — каска — 60 см Основой устройства является микроконтроллер. С его помощью осуществляется формирование временных ин- Диффсрен- циальный усилитель Приемный усилитель Интегратор 2 Интегратор Интегратор 2
И Микроконтроллер Световая и звуковая индикация Структурная схема импульсного металлоискателя сигнала, напряжение которого выше напряжения питания и привязке его к определенному потенциалу — + 5 (В). Для дальнейшего усиления служит приемный усилитель с большим коэффициентом усиления. Для измерения полезного сигнала служит первый интегратор. Во время прямого интегрирования производится накопление полезного сигнала в виде напряжения, а во время обратного интегрирования производится преобразование результата в длительность импульса. Принципиальная электрическая схема простого импульсного металлоискателя 3W0 0 : и «и : П- ** м И» ОГ О- Дльпрнаткщгия 10К ИНДИ"4"" сгз О. • СИЗ * © 1СК JL ш »СГЭ • ,, 2IWM1 JL 17 С1» о 2.1 Г с LCO->««2 OS 2 V S . r-^n -» • » ■к ч • ct 7»U>0 CM ■V' С^Э • «о I ■1} 3 r<b * l>p L_J «Д J. w j-» F: * w ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 112003 |
