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          「電路分享」甄別TR-IB金屬探測器電路

          發(fā)布人:電子資料庫 時間:2023-02-13 來源:工程師 發(fā)布文章

          金屬探測器按其工作原理可分為BFO、TR/IB和PI三大類。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。理想的金屬探測器(不要尋找它,因為它不存在)。它應(yīng)該利用所有方法的優(yōu)點(diǎn),同時消除它們的缺點(diǎn)。不過,探測器應(yīng)足夠靈敏,并能給出所檢測金屬類型的一些指示。此處顯示的探測器屬于TR/IB型探測器,因此,其頭部由兩個感應(yīng)線圈組成。如下所示,整個結(jié)構(gòu)基于可變L振蕩器和檢測器的組合。


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          點(diǎn)擊在這里下載上述電路的全尺寸。



          金屬探測器類型
          • 1) BFO(倍頻振蕩器)在這類探測器中,探頭的感應(yīng)是振蕩器的一部分,振蕩器的可變輸出頻率有助于第二個振蕩器依次產(chǎn)生恒定頻率。這種貢獻(xiàn)的結(jié)果是聲學(xué)區(qū)域的一個頻率。一旦探測頭接近金屬物體,可變振蕩器就會引起干擾頻率的變化,這種變化可以通過聲音或任何其他方式感知到。BFO金屬探測器相對便宜,使用簡單。


          • 2)TR/IB(****感應(yīng)/平衡)這些傳感器的工作原理基于****和接收線圈之間的相互感應(yīng)。一旦在兩個線圈附近發(fā)現(xiàn)金屬物體,耦合系數(shù)就會發(fā)生變化,從而導(dǎo)致振蕩器輸出電平的變化。


          • 3)PI(脈沖感應(yīng))這里****一個連續(xù)的脈沖序列,產(chǎn)生混響信號,并檢查其形狀和振幅。這可以顯示****覆蓋區(qū)域內(nèi)是否存在金屬。


          磁性

          每一個金屬物體都會引起一個線圈的電感以及兩個線圈的耦合系數(shù)的變化。這種效應(yīng)可能是正的,也可能是負(fù)的,這取決于有關(guān)金屬的相對磁導(dǎo)率(μ)。這里我們要提到的是,材料被分為順磁性、抗磁性和鐵磁性(表1)。

          Diamagnetic [ μ < 1 ]

          Paramagnetic [ μ = 1 ]

          鐵磁性[m>1]

          黃金

          玻璃

          氧氣

          鐵立方


          水銀






          鉑金


          根據(jù)(μ)測量來確定物體的成分是非常困難的。然而,由于(μ)測量值的顯著差異,可以區(qū)分順磁性材料和抗磁性材料。一方面是鐵磁性的。

          通過將導(dǎo)電材料放置在變化的磁場中,會在其中產(chǎn)生若干電流。這些電流的強(qiáng)度取決于金屬物體的形狀和大小,以及組成它的材料的電阻率。在一個足夠大的金屬板上,電流強(qiáng)度可以得到很大的值。但是,如果我們在同一個板上創(chuàng)建槽,電流強(qiáng)度會降低。決定電流強(qiáng)度的其他因素是物質(zhì)在磁場中的位置(即與之相交的動態(tài)線的數(shù)量)和地球的表面組成。

          在所有這些中,我們可以理解確定埋藏物質(zhì)成分的困難。使用單一計量方法。

          電路描述

          在探測器電路中,晶體管T1充當(dāng)自調(diào)制振蕩器。這意味著產(chǎn)生與下一圖像的AM波形非常相似的低信號和高頻信號。

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          這個復(fù)合信號的正波面斜率大于負(fù)波面的斜率。在D1,C1和R1的幫助下,振蕩器在兩種狀態(tài)(開/關(guān))之間切換。在振蕩期間,電容器C1通過二極管D1充電,直到其電壓切斷T1。此時振蕩停止,Cl開始通過R1放電,直到它的趨勢允許T1重新打開。

          ****L1、L2和L3的線圈連接在T1的底座和集電極之間。在實(shí)踐中,這些電感的布置方式使它們中和可能影響振蕩器穩(wěn)定性的寄生電容。

          電容器C5放置在磁頭上,以避免磁頭和檢測器之間的寄生布線容量對振蕩器穩(wěn)定性的影響。

          L4和L5線圈構(gòu)成耦合回路,也位于探測頭上。L4-L5的深度信號可以通過電容器C6進(jìn)行補(bǔ)償,電容器C6還可以在校準(zhǔn)線圈和接收時取消探測器輸出。

          使用P2可以進(jìn)行主靈敏度選擇,使用P1可以對探測器進(jìn)行非常精細(xì)的靈敏度調(diào)整。二極管D2用于抑制IC1逆變輸入中可能出現(xiàn)的任何負(fù)應(yīng)力。探測器的操作非常簡單。一旦整流輸入信號(二極管D2)超過比較器非逆變輸入的閾值電壓,IC將改變狀態(tài)。因此,開路集電極的輸出取邏輯值(0)并激活驅(qū)動揚(yáng)聲器的晶體管T2。音符的高度取決于從L4-L5接收器線圈獲得的信號電平(下一張圖的水平虛線)。

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          通過改變接收信號的強(qiáng)度,信號超過閾值的時間長度發(fā)生變化。每次探測到金屬物體時,都會導(dǎo)致聲音(可感知)的高度發(fā)生變化。

          通過D3、R7和C12,T2的輸出電壓被轉(zhuǎn)換成比較器的負(fù)反饋電壓。這就產(chǎn)生了一個AGC電路(自動增益調(diào)整),補(bǔ)償輸入電平的強(qiáng)烈變化。移動線圈M1提供信號強(qiáng)度的視覺指示。使用S2按鈕,您可以檢查電池。

          結(jié)構(gòu)

          探測器的最終性能在很大程度上取決于探測器頭部的良好結(jié)構(gòu)。線圈將以機(jī)械方式支撐在塑料板上,尺寸和形狀如上圖所示。

          如果你使用木材作為支撐材料(最好不要嘗試),頭部將對環(huán)境濕度變化敏感,你將無法重置探測器。使用切割工具,在每片板材上做一個寬度為5mm,深度為10mm的切口。

          線圈將采用0.3 mm(30 SWB)的漆銅線制成,方法如下:在表1的A點(diǎn)密封第一次包裝的開始處。穿過薄板側(cè)面的缺口,順時針測量22圈(對于線圈L1)。在A點(diǎn)停下來,把金屬絲扭到10厘米長的地方,然后把它粘在床單的表面上。剩下的邊緣,暫時忘掉它。線圈L3的開始,將由繞在L1線圈上的4個左手線圈構(gòu)成,將連接到我們拍攝的鏡頭。

          要包裝L3,您將從A點(diǎn)開始。在同一點(diǎn)結(jié)束。L3的自由端將粘在薄板上。繼續(xù)構(gòu)建L2繞組,從繞線L1后留下的自由線開始。L2將由22個順時針旋轉(zhuǎn)組成,從A點(diǎn)開始,在同一點(diǎn)結(jié)束。用膠水把紙邊粘上。

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          接收線圈的結(jié)構(gòu)將按照fnext程序在第2頁上進(jìn)行。從點(diǎn)B開始,在同一點(diǎn)結(jié)束,測量L4線圈的順時針旋轉(zhuǎn)36圈。以與L1相同的方式進(jìn)行一次放炮,并將其與薄板2表面上的繞組開始處粘在一起,繼續(xù)使用相同的導(dǎo)線,將L5線圈包裹起來,順時針旋轉(zhuǎn)36圈。停在B點(diǎn),將最后一根金屬絲的邊緣粘到薄板上。仔細(xì)識別所有導(dǎo)線端部以及線圈觸點(diǎn),將電容器C5和C7固定在薄板上,并用相應(yīng)的電纜將它們連接起來。

          用切割器和銼刀,在第2頁上開一個槽,在兩張紙上鉆孔,將它們裝配在一起。用于支撐的螺釘和螺母應(yīng)為塑料材料。

          剩下的機(jī)械部件的構(gòu)造由您自己決定。掃描頭和電子盒可以連接在一塊木頭或一根PVC管上。更喜歡PVC,因為你可以隱藏頭部和探測器之間的電線。

          在電路板的幫助下組裝零件是一種常規(guī)情況。在盒子的正面,包括電子產(chǎn)品。顯示5組S1、S2、C6、P1和P2。但是,可以添加第六個,如下所示。頭部諧振電路和探測器之間的連接必須使用屏蔽電纜。

          探測器頭本身可以放在一個適當(dāng)選擇的塑料箱中。塑料外殼和頭部之間的各種空隙可以用聚氨酯或環(huán)氧樹脂填充,同時創(chuàng)造出一個緊湊的結(jié)構(gòu)。


          設(shè)置和調(diào)整

          首先,將塑料片調(diào)整到調(diào)節(jié)塑料螺釘所允許的最大距離。橋A和橋B不得放置在板上,而所有滑塊必須位于路徑中間。給探測器電路提供電壓,并在P1和P2調(diào)節(jié)器的幫助下找出是否能產(chǎn)生一些聲音。當(dāng)這項工作即將完成時,探測器頭周圍不應(yīng)有任何金屬。

          開始小心地對齊兩張紙,直到它們到達(dá)降低揚(yáng)聲器音量的位置。將兩片薄板之間的距離增加到約0.5mm,并擰緊調(diào)整螺釘。此時,您可以將線圈系統(tǒng)放置在探測頭中,并用合適的材料(見上文)將其密封。安裝橋接器A,并檢查是否可以使用C6設(shè)置在探測器輸出端設(shè)置拔模。如果設(shè)置失敗,放置橋接B。如果設(shè)置再次失敗,則放置一個470pf電容器,并與C6并聯(lián)。如果這個問題沒有最終解決,你唯一的解決辦法就是建立一個新的掃描頭。

          為電路提供9V的穩(wěn)定電壓,并調(diào)整靈敏度滑塊,使探測器不發(fā)出聲音。按S2并調(diào)整P4使M1針完全偏轉(zhuǎn)。將電源電壓降至7V,并將新打捆針位置標(biāo)記為紅色。使用P3微調(diào)器,您可以根據(jù)需要調(diào)整靈敏度。

          關(guān)于振蕩器的最后觀察。輸出可能會發(fā)出嘟嘟聲(頻率100-150 Hz)。你可以通過放置一個50K的電位計(第六個滑塊)來消除它。

          使用探測器

          對于第一次使用探測器的人來說,最好測試一下C6設(shè)置的效果。當(dāng)揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音太低時,探測器的靈敏度會更高。從零點(diǎn)向左或向右轉(zhuǎn)動C6,就可以確定被測物質(zhì)是鐵磁性的還是順磁性的還是反磁性的。然而,經(jīng)驗也是正確使用探測器的最大因素,在適當(dāng)?shù)那闆r下,探測器可以從金屬泥土中辨別出20厘米深的一枚硬幣??鞓返奶越?;)

          部件清單

          電阻(5%公差):R1 = 270K | R2 = 22R | R3, R4, R5 = 100K | R6 = 1K | R7 = 220R | R8 = 470R | R9 = 4R7 | R10 = 27K | P1 = 22K 線性電位計 | P2 = 2K2 線性電位計 | P3 = 5K trimer | P4 = 100K trimer

          電容器:C1 = 33p | C2, C3, C8 = 10nF | C4 = 1000μF / 10V axial | C5 = 100nF 聚苯乙烯 | C6 = 500pF variable | C7 = 18-22nF 聚苯乙烯 | C9, C13 = 100nF | C10 = 47μF / 10V axial | C11 = 22nF | C12 = 1μF / 63V 軸向電解

          半導(dǎo)體:| D1 = 1N4148 | D2, D3 = AA119 | T1 = BC560C | T2 = BC327 | IC1 = LM311

          其他:| L1-L5=見正文| S1=簡單開關(guān)| S2=按鈕| LS1=100mW/8R | M1=100-250μA{移動線圈儀表)| PCB


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