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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Pulso detector de metais. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / detectores de metal Criar detectores de metal suficientemente sensíveis é uma tarefa bastante difícil e ingrata. Radioamadores periodicamente tomam sua decisão, apresentam exposições para a exibição, mas raramente atendem aos parâmetros exigidos. Assim, por muito tempo, os detectores de metais foram projetados com base em dois geradores de alta frequência sintonizados em frequências próximas, um dos quais era estável em frequência (geralmente estabilizado por um ressonador de quartzo) e o outro, o funcional, era conectado ao quadro receptor e mudou sua frequência ao se aproximar de metais. . Os sinais dos dois geradores foram somados, um sinal de batida de baixa frequência foi isolado e usado para julgar a presença de metal. Após o surgimento de uma nova base de elementos, em vez de geradores de sinal de referência, começaram a projetar um detector de metais com conversor de tensão-frequência, conversores analógico-digitais, sintetizadores de frequência e outras possíveis novidades. Arqueólogos e criminologistas poderiam ser aconselhados a usar outro esquema de medição - geofísico. Na área onde as inclusões de metal são pesquisadas, deve ser colocado um loop de fio com diâmetro de 5 ... 25 m ou mais, alimentado por um gerador autônomo com frequência de 500 Hz (quanto maior a frequência, menor a profundidade ). É muito conveniente usar conversores CC-CA de aeronaves com frequência de 400 Hz (umformadores). Eles têm poder suficiente. Você também pode usar conversores CC para CA feitos em transistores poderosos. Eles podem ser feitos em várias frequências e, assim, realizar "sondagem de frequência", ou seja, determinar a profundidade do suposto objeto de metal. Para realizar as buscas, além do gerador, é necessário possuir um receptor, que pode ser um amplificador seletivo sintonizado na frequência (frequências) do gerador e possuir uma antena magnética receptora na entrada, também sintonizada na frequência ( freqüências) do gerador. A ideia desse método de busca é que na área do campo eletromagnético do loop de fio, quaisquer corpos metálicos de condutividade contínua comecem a irradiar seu campo, que é idealmente deslocado em 90 ° em fase em relação ao primário. O quadro receptor é geralmente orientado em relação ao campo primário de forma que, na ausência de inclusões metálicas, o sinal na saída do receptor seria mínimo ou completamente ausente e, na presença de inclusões metálicas, atingiria o máximo. Tendo realizado medições em várias frequências, é possível determinar a profundidade aproximada da ocorrência e usando quadros de recepção orientados de maneira diferente no espaço e a localização dos objetos. A principal vantagem deste método de medição é que o próprio objeto de metal desejado se torna uma fonte de radiação. Equipamentos desse tipo podem ser usados para rastrear tubulações subterrâneas, colocar cabos, rastrear fiação oculta e outros fins. Para isso, o gerador é conectado em uma extremidade a um sistema metálico rastreável e a outra extremidade é aterrada (se a busca for realizada na rua, no campo) ou conectada aos tubos da rede de aquecimento, abastecimento de água (caso o rastreio seja realizado no edifício). O método de indução de loop foi amplamente apresentado no VRV como uma aplicação aos métodos de indução sem contato para ligar eletrodomésticos (fones de ouvido sem contato para ouvir rádio, programas de televisão etc., telefones sem contato que não são conectados por fios à rede telefônica, que pode ser carregado livremente nas mãos enquanto se move pela sala). Parece que a tarefa é diferente, mas o princípio da solução é o mesmo: uma conexão indutiva entre o loop no qual o sinal é gerado e o receptor que capta esse sinal. Detector de metais por pulso (Fig. 27). O autor do projeto é o rádio amador V. S. Gorchakov. Em 33 ER, a exposição foi premiada com o Terceiro Prêmio da exposição.
O dispositivo foi projetado para encontrar objetos de metal no solo. Seus testes mostraram que ele pode detectar uma placa de alumínio de 100 x 100 x 2 mm a uma profundidade de 75 cm, a mesma placa de 200 x 200 x 2 mm a uma profundidade de 100 cm, um tubo de aço de comprimento longo com diâmetro de 300 mm a uma profundidade de 200 cm, um bueiro de esgoto a uma profundidade de 200 cm, um longo tubo de aço com um diâmetro de 50 mm a uma profundidade de 120 cm, uma arruela de cobre com um diâmetro de 25 mm a uma profundidade de 35 cm . O dispositivo (Fig. 27, a) consiste em um oscilador mestre 1 a uma frequência de 100 Hz, um amplificador de corrente de pulso 2, um quadro radiante 3, um gerador de atraso 4 para 100 μs, um gerador de pulso de gating 5, um amplificador correspondente 6, um interruptor eletrônico 7, um quadro receptor 8, limitador bilateral 9, amplificador de sinal 10, integrador 11, amplificador DC 12, indicador 13, estabilizador de tensão 14. O detector de metais funciona da seguinte maneira. O oscilador mestre emite um pulso de duração Ti (Fig. 27, b), cujo decaimento aciona o gerador de atraso. O pulso do oscilador principal é amplificado em potência por um amplificador de corrente e enviado para o loop de radiação. O gerador de atraso produz um pulso com duração de 100 μs, cujo decaimento aciona o gerador de pulsos de gating. Este gerador gera um pulso estroboscópico com duração de 30 μs, que controla o funcionamento da chave eletrônica por meio de um amplificador correspondente. A chave abre o amplificador de sinal durante o pulso de porta e passa o sinal do amplificador 10 para o integrador. O sinal da saída do integrador através do amplificador DC é alimentado ao indicador do ponteiro. Na fig. 27b mostra a distribuição temporal dos sinais no quadro de transmissão (irradiação) (curva 1), no quadro de recepção na ausência (curva 2) e na presença de metal (curva 5). Como resultado dos experimentos, descobriu-se que, na ausência de metal, o pulso recebido diminui drasticamente em amplitude ao longo de um tempo de 100 μs. Na presença de inclusões metálicas na zona de controle, a duração da diminuição da amplitude do pulso recebido é significativamente atrasada, principalmente devido à ação das correntes de Foucault. A propriedade de deformação da forma do sinal recebido devido ao impacto de inclusões metálicas é a base para o projeto deste dispositivo. O design do sensor do dispositivo é mostrado na fig. 27, c. Os quadros emissor e receptor são enrolados em um quadro dielétrico com um diâmetro externo de 300 mm. O quadro receptor é enrolado dentro do quadro emissor. Seu diâmetro interno é de 260 mm. O quadro de transmissão contém 300 voltas de fio PEV-2 0,44 e o quadro de recepção contém 60 voltas de fio PEV-2 0,14. A fixação da alça 1 é arbitrária e não requer explicações especiais. Na fig. 28 mostra um diagrama esquemático do dispositivo.
O oscilador mestre é feito nos microcircuitos DD1.1 e DD1.2. O sinal da saída do gerador através do resistor R9 é alimentado na entrada do amplificador de corrente de pulso - transistores VT3-VT5, cuja carga é o quadro radiante L1.1. Através do capacitor C3, o pulso do oscilador mestre é alimentado na entrada do gerador de atraso, feito nos elementos DD1.3, DD1.4 de acordo com o circuito de disparo Schmidt. O decaimento do pulso de atraso inicia o gerador de pulso estroboscópico, feito nos elementos DD2.1-DD2.3. O pulso estroboscópico através do amplificador correspondente (transistores VT1, VT2) é alimentado ao interruptor eletrônico DA1, que controla a operação do amplificador de sinal (DA1.1 e DA1.2) e do integrador (C12, R30), passando o DC sinal para o amplificador DC (DA2) durante a duração do pulso estroboscópico. A carga do amplificador DC é o dispositivo apontador RA1. Para aumentar a estabilidade das medições, a fonte de alimentação dos estágios de amplificação é adicionalmente estabilizada. Os estabilizadores eletrônicos são feitos nos transistores VT6, VT7.
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