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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivo para detecção de objetos metálicos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / detectores de metal Na realização de vários trabalhos - escavação, estrada, construção civil, muitas vezes torna-se necessário encontrar coberturas de incêndio e poços de cabos ou vários produtos metálicos escondidos nas paredes sob uma camada de terra, neve, gelo. O dispositivo descrito abaixo é usado para determinar a localização de tais objetos na espessura de massas não magnéticas que possuem condutividade elétrica insignificante. Por exemplo, sob uma camada de solo, asfalto, neve, você pode encontrar uma tampa de bueiro de abastecimento de água em ferro fundido a uma profundidade de 0,6-0,8 m, encontrar sob um piso de madeira ou concreto, bem como em paredes, tetos, o localização de vigas metálicas, tubos ou cabos elétricos com armadura metálica a uma distância de até 0,2-0,4 m (dependendo do tamanho e formato destes últimos). Você também pode descobrir a direção de propagação dos feixes de armadura em estruturas de concreto armado a uma profundidade de 0,1-0,15 m, etc. Este dispositivo é pequeno em tamanho, simples em design e design; sua produção pode ser feita por um radioamador de qualificação média. O princípio de funcionamento do dispositivo baseia-se na alteração da frequência natural do circuito oscilante quando sua bobina indutora se aproxima de um objeto metálico. Se o circuito estiver incluído no circuito de um oscilador valvulado, quando a indutância mudar, a frequência do oscilador também mudará, e essa mudança pode ser registrada com relativa facilidade. O campo magnético decorrente das correntes parasitas induzidas no objeto pesquisado interage com a indutância do circuito oscilatório, reduz-o e, assim, aumenta a frequência das próprias oscilações do circuito. A mudança máxima de frequência indica a distância mínima da estrutura ao corpo metálico. O diagrama esquemático do dispositivo, que consiste em dois geradores LC e um misturador montado em triodos de cristal, é mostrado na Fig. 1.
O primeiro gerador possui um circuito oscilatório L1C1. A bobina L1 é feita em forma de moldura, com a qual se encontra a localização de um objeto metálico. O segundo oscilador com circuito L4C4 é auxiliar; serve como fonte de frequência de referência para determinar quando a frequência do primeiro oscilador muda. A tensão de corrente alternada de ambos os geradores dos enrolamentos L3 e L6 é fornecida à base do triodo de mistura PP3. Em seu circuito coletor surgem correntes com a frequência do primeiro e segundo geradores, bem como correntes de diferença e soma de frequências e seus harmônicos. Os componentes de baixa frequência dessas correntes são ouvidos em telefones conectados ao circuito coletor do triodo PP3. Primeiramente, a frequência do segundo gerador é equalizada com a frequência do primeiro, que é monitorada de ouvido por meio de telefones em “zero batimentos”. Quando a estrutura do dispositivo se aproxima de um objeto metálico, a frequência do primeiro gerador aumenta e os telefones começam a um tom de baixa frequência pode ser ouvido. Quanto mais próxima a moldura estiver do objeto metálico, mais alta será a frequência do primeiro gerador, maior será a diferença de frequência na saída do mixer e mais alto será o tom ouvido nos telefones. À medida que a moldura se afasta do objeto metálico, a frequência de oscilação do sinal ouvido nos telefones diminui. O tom mais alto determina a distância mínima do quadro ao objeto que está sendo pesquisado. A frequência dos geradores é selecionada na faixa de 80-120 kHz, e a frequência ouvida quando um objeto é detectado não deve exceder 3-4 kHz. A visão geral do dispositivo é mostrada na Fig. 2. Todos os elementos do circuito do dispositivo, incluindo a fonte de alimentação, são colocados em um invólucro comum fixado na parte superior da alça da moldura. A energia é fornecida por uma bateria de lanterna. O circuito oscilatório do primeiro gerador é feito na forma de uma estrutura separada conectada ao dispositivo por um cabo blindado. A moldura é fixada sobre uma moldura de madeira (Fig. 2), à qual é articulada a pega.
Em condições de funcionamento, a moldura é mantida na posição especificada em relação ao cabo por meio de um cordão. Ao transportar, a moldura é aplicada na alça e fixada com uma trava. Toda a instalação é feita na placa getinaks, o interruptor Vk1 e as tomadas telefônicas são fixadas no corpo - fig. 3.
O botão de sintonia (núcleo de sintonia da bobina LA) é retirado através de um orifício na parede lateral da caixa. O gabarito para enrolamento da bobina da moldura é feito em forma de retângulo medindo 300x400 mm a partir de tábuas ou folha de compensado. Pregos são cravados nos cantos deste retângulo e os enrolamentos L1, L2 e L3 são enrolados em torno deles. Para fixar as voltas, o enrolamento deve ser amarrado com um fio forte, após o qual a moldura pode ser retirada dos pregos. Para proteger o enrolamento da moldura da umidade, ela deve ser envolvida com fita de tecido envernizado ou polietileno fino. A parte externa da moldura é envolvida com fita de algodão impregnada com verniz betuminoso (A moldura é envernizada de 6 a 8 vezes. Após cada demão, o verniz deve ser bem seco). O capacitor C1 e a extremidade do cabo de conexão também são isolados da umidade e atenção especial deve ser dada à vedação da saída do cabo. Após a impregnação, a moldura é fixada à moldura por meio de tiras de compensado, conforme mostrado na Fig. 4.
O cabo de ligação é composto por três fios flexíveis com isolamento de cloreto de vinila, envoltos em uma tela comum, sobre a qual é colocado externamente um tubo de cloreto de vinila ou borracha. A blindagem serve simultaneamente como fio comum para os enrolamentos L1, L2, L3 e é conectada ao terminal negativo do dispositivo. Os indutores L4, L5 e L6 são enrolados em um núcleo SB-4. Os dados de seus enrolamentos são fornecidos na tabela.
Quaisquer triodos do tipo P-1, P-2, P-3, P-6 ou semelhantes podem ser usados como triodos semicondutores PP13, PP14 e PP15. A configuração do dispositivo se resume a selecionar o valor da capacitância do capacitor C4 ou o número de voltas da indutância L4 de modo que na posição intermediária do núcleo de sintonia a frequência do segundo gerador seja igual à frequência de oscilação do primeiro gerador. A equalização de frequência é realizada por meio de um osciloscópio eletrônico e um gerador auxiliar utilizando figuras de Lissajous. Se a frequência do segundo gerador for inferior à frequência do primeiro gerador, então a capacitância C4 deve ser reduzida ou o número de voltas da bobina L4 deve ser reduzido, mas se a frequência do segundo gerador for maior, a capacitância do capacitor C4 deve ser aumentado ou algumas voltas adicionadas à bobina L4. O ajuste final da frequência do segundo oscilador é feito de ouvido usando “zero beats”, ou observando o sinal de baixa frequência da saída do mixer em um osciloscópio. Na ausência de um osciloscópio e gerador, o dispositivo pode ser configurado usando um receptor de transmissão convencional com faixa de comprimento de onda longo. É desejável que este receptor possua um indicador de sintonia eletro-óptico. Primeiro, a frequência do primeiro gerador é medida. Para isso, o emissor PP2 é desconectado do circuito de alimentação, e a saída do mixer (com os telefones ligados ou com uma resistência de 4-5 kohms substituindo-os) é conectada através de uma capacitância de 15-20 pF ao “ Tomada da antena” do receptor. Ao alterar a configuração do receptor, pelo ruído característico no alto-falante ou pelo indicador de sintonia, a frequência de um dos harmônicos do primeiro gerador é determinada na escala do receptor. Ao alterar a configuração do receptor, a frequência do próximo harmônico é determinada. A diferença nas frequências de dois harmônicos adjacentes será igual à frequência natural do primeiro gerador. Medições semelhantes são feitas para a frequência do segundo gerador (com o emissor PP1 desligado). Ao selecionar o valor da capacitância do capacitor C4 ou alterar a indutância L4, a frequência do segundo gerador é selecionada de modo que seus harmônicos sejam ouvidos nas mesmas divisões da escala do receptor que o primeiro gerador. O ajuste final da frequência é feito de ouvido com base nas “batidas zero” dos telefones. A sintonia deve ser considerada completa se “zero batidas” puderem ser alcançadas com a posição intermediária do núcleo de sintonia na indutância L4. A operação do dispositivo é simples e não requer treinamento especial. Antes de iniciar a busca, deve-se ligar o aparelho e, ouvindo seu funcionamento nos telefones, girando o parafuso do núcleo de sintonia necessário para atingir “zero batidas”. Em seguida, vire um pouco o núcleo, desafine levemente o segundo gerador para que um tom baixo possa ser ouvido nos telefones. Neste caso, o dispositivo terá a maior sensibilidade, pois com o ajuste fino de ambos os geradores eles ficam sincronizados mutuamente mesmo com pequenos desvios de frequência (quando objetos pequenos ou localizados distantes), o segundo gerador parece ser “levado” pelo primeiro e o objeto não pode ser detectado. Com uma ligeira desafinação, mesmo um pequeno desvio na frequência do primeiro oscilador ao se aproximar de um objeto metálico causa uma mudança no tom, que é facilmente detectada pelo ouvido. A busca é realizada transportando uma moldura a uma curta distância da superfície do solo, piso, teto, etc. na área onde o objeto metálico deverá estar localizado. Ao balançar a moldura de um lado para o outro, as mudanças no tom podem facilmente determinar a localização exata do objeto que está sendo procurado. Uma bateria para lanterna é suficiente para operar o dispositivo por 100-150 horas; quando alimentado por baterias D-0,2, pode operar por 45-50 horas. O dispositivo não é adequado para procurar objetos pequenos: parafusos, arruelas, pregos, etc. Autor: D.Ilyin
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