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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Detector de metais em transistores com quartzo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / detectores de metal Os detectores de metal baseados no desvio de frequência de batida (BFO) têm uma sensibilidade relativamente baixa ao procurar metais com propriedades ferromagnéticas fracas (cobre, estanho, prata, etc.). Como a diferença de frequência (batida) é quase imperceptível usando métodos de indicação convencionais, é muito difícil aumentar a sensibilidade dos detectores de metal BFO. Naturalmente, esta situação tornou-se um bom incentivo para a busca de outras soluções de circuitos. Muitos anos atrás, o autor fez um dispositivo baseado no esquema do dispositivo original, publicado na revista "Radio-Electronics" (1967, nº 11). O principal elemento utilizado para analisar a presença de objetos metálicos foi o quartzo. Os resultados da análise foram avaliados visualmente. Diagrama esquemático O design oferecido à atenção dos leitores é uma das variantes dos detectores de metais do tipo FM (Frequency Meter), ou seja, é um dispositivo baseado no princípio de analisar o desvio de frequência do oscilador de referência sob a influência de metal objetos que caíram na área da bobina de busca. As principais características distintivas deste dispositivo podem ser consideradas um interessante projeto de circuito do analisador, feito em um elemento de quartzo Q1, bem como o uso de um dispositivo apontador como indicador. A base do esquema do detector de metais considerado (Fig. 2.15) é um gerador de medição, um estágio intermediário, um analisador, um detector de oscilação de alta frequência e um dispositivo indicador.
O circuito oscilatório do gerador de alta frequência, feito no transistor T1, consiste na bobina L1 e nos capacitores C1-C4. A frequência de operação do gerador de RF depende do desvio da indutância da bobina L1, que também é uma bobina de pesquisa, bem como da alteração nas capacitâncias dos capacitores de ajuste (C2) e ajuste (C1). Na ausência de objetos metálicos na área de cobertura da bobina L1, a frequência das oscilações excitadas no gerador de RF deve ser igual à frequência do elemento de quartzo Q1, ou seja, neste caso, 1 MHz. Depois que um objeto de metal estiver próximo à bobina L1, sua indutância mudará. Isso levará a um desvio na frequência de oscilação do gerador de RF. Em seguida, o sinal de RF é alimentado ao estágio de buffer, o que garante a correspondência do gerador com os circuitos subsequentes. Um seguidor de emissor feito em um transistor T2 é usado como um estágio de buffer. Da saída do seguidor de emissor, o sinal de RF através do resistor de ajuste R8 e do quartzo Q1 vai para o detector, feito no diodo D2. Devido ao alto fator de qualidade do quartzo, as menores mudanças na frequência do oscilador de medição levarão a uma diminuição na impedância do elemento de quartzo. Como resultado, um sinal de baixa frequência (LF) é fornecido à entrada do amplificador DC (DCA), feito no transistor T3, cuja mudança na amplitude fornece um desvio correspondente da seta do dispositivo indicador. A carga do UPT, feita no transistor T3, é um dispositivo apontador com corrente de deflexão total de 1 mA. O detector de metais é alimentado por uma fonte B1 com tensão de 9 V. Detalhes e construção Como em alguns dos projetos discutidos anteriormente, qualquer breadboard pode ser usada para fazer um detector de metais com um elemento de quartzo. Portanto, as peças usadas não estão sujeitas a quaisquer restrições relacionadas às dimensões gerais. A instalação pode ser articulada e impressa. A bobina detectora L1 é uma estrutura anular feita de um pedaço de cabo com diâmetro externo de 8-10 mm (por exemplo, um cabo da marca PK-50). O núcleo central do cabo deve ser removido e, em vez dele, devem ser esticados seis núcleos de fio do tipo PEL com diâmetro de 0,1-0,2 mm e comprimento de 115 mm. O cabo multipolar resultante deve ser dobrado em um mandril adequado em um anel de forma que uma folga de aproximadamente 25-30 mm de largura permaneça entre o início e o final do loop formado. A ponta do fio, que é o início da primeira volta, deve ser soldada à trança de blindagem do cabo, o começo da segunda volta - até o final da primeira e assim por diante. O resultado é uma bobina contendo seis voltas de fio. Na fabricação da bobina L1, é especialmente necessário garantir que as extremidades da trança de blindagem não fechem, pois neste caso é formada uma bobina em curto-circuito. A rigidez adicional do design da bobina L1 pode ser dada se ela for colocada entre dois discos de compensado ou getinaks com um diâmetro de 400 mm e uma espessura de 5-7 mm. Em vez dos transistores do tipo 2N2924 indicados no diagrama, quase todos os transistores de silício de baixa potência domésticos, por exemplo, o tipo KT315B, podem ser usados neste projeto. Em vez de um diodo 1N4001 (D2), é recomendável usar qualquer diodo de germânio da série D2 ou D9 com qualquer índice de letras, e um diodo zener do tipo 1N753 pode ser substituído sem problemas, por exemplo, por um diodo zener 2S156A. Qualquer elemento de quartzo com frequência de 1 kHz a 900 MHz pode ser usado como elemento Q1,1. Como fonte de alimentação V1, pode-se utilizar, por exemplo, uma bateria Krona ou duas baterias 3336L conectadas em série. A placa com os elementos localizados nela e a fonte de alimentação são colocados em qualquer caixa de plástico ou madeira adequada. Um resistor variável R8, conector X1 para conectar a bobina detectora L1, interruptor S1 e indicador PA1 estão instalados na tampa do invólucro. A bobina de pesquisa L1 deve ser instalada no final de uma alça adequada de 100 a 120 cm de comprimento. A bobina é conectada à placa do dispositivo com um cabo blindado multicore. Estabelecimento A principal condição para o ajuste de alta qualidade deste dispositivo é a ausência de objetos de metal de grande porte a uma distância de pelo menos 1,5 m da bobina de busca L1. O ajuste direto do detector de metais deve começar com a configuração da frequência desejada de oscilações geradas pelo gerador de RF. A frequência de oscilação de RF deve ser igual à frequência do elemento de quartzo Q1. Recomenda-se a utilização de um frequencímetro digital para fazer este ajuste. Nesse caso, o valor da frequência é primeiro definido aproximadamente alterando a capacitância do capacitor C2 e, em seguida, ajustando precisamente o capacitor C1. Na ausência de um frequencímetro, a configuração do gerador de RF pode ser realizada de acordo com as leituras do indicador PA1. Como o quartzo Q1 é um elemento de conexão entre as partes de busca e indicação do dispositivo, sua resistência no momento da ressonância é muito alta. Assim, a leitura mínima do instrumento ponteiro PA1 indicará o ajuste fino das oscilações do gerador de RF à frequência do quartzo. O nível de sensibilidade deste dispositivo é regulado pelo resistor R8. Procedimento de trabalho No uso prático deste detector de metais, o resistor variável R8 deve colocar a seta do indicador PA1 em zero na escala. Nesse caso, até certo ponto, as mudanças nos modos de operação devido à descarga da bateria, mudanças na temperatura ambiente ou desvios nas propriedades magnéticas do solo são compensadas. Se, durante a operação, algum objeto de metal aparecer na área da bobina de busca L1, a seta do indicador PA1 se desviará. Autor: Adamenko M.V.
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