Прежде всего хочу сразу развеять предвзятое мнение о человеке с металлоискателем, как о осквернителе могил или "черном следопыте", снабжающем мафию оружием времен первой Мировой Войны. На самом деле большинство "искателей кладов" занимаются поиском различных старых металлических предметов, на свалках, на пустырях, которые для "кладоискателя" представляют такую же ценность как почтовые марки для филателиста. Уверяю Вас, найденная чайная ложка 18-го века или медный пятак 19-го века будет пожалуй наиболее ценной находкой из всего того, что "засекает" металлоискатель.

Большинство самодельных металлоискателей, построены по схемам нулевых биений, когда имеется два генератора - опорный с постоянной частотой и поисковый, частота которого зависит от окружающих его катушку металлических предметов. При этом частоты генераторов устанавливаются около 100 кГц и примерно одинаковые. Небольшая расстройка поискового генератора, необходимая для поиска предмета, обычно производится при помощи варикапа или переменного конденсатора.

Повысить чувствительность металлоискателя, построенного на таком принципе можно, если поднять частоту опорного генератора так, чтобы она была в 10 раз больше частоты

поискового генератора. В этом случае возникают биения между колебаниями опорного генератора и 10-й гармоникой колебаний поискового генератора. В результате расстройка поискового генератора, хотябы на 10 Гц приводит увеличению частоты разностных пульсаций на 100 Гц, а это уже очень заметно.

Используя такой принцип удалось получить металлоискатель, способный обнаружить копеечную монету на глубине до 100 мм или более крупный предмет (например ведро) на глубине до 0,7 - 0,8 и.

Принципиальная схема металлоискателя показана на рисунке. В схеме использованы две микросхемы К561ЛА7, на микросхеме D1 выполнен поисковый генератор (элементы D1.1-D1.3) и выходной усилитель (элемент D1.4). На микросхеме D2 - опорный кварцевый генератор (элементы D2 1-D2.3) и смеситель (элемент D2.4). Частота этого генератора определяется частотой резонанса кварцевого резонатора Q1.

Чувствительный металлоискатель

В поисковом генераторе используются два элемента D1.1 и D1.2. Частота генерации задается контуром, состоящим из поисковой катушки L1 и емкостей С1, С2, VD1. Варикап VD1 служит для подстройки частоты этого генератора в небольших пределах в процессе работы. Сама подстройка производится переменным резистором R3, который изменяет напряжение на этом варикапе. По сравнению с подстройкой при помощи переменного конденсатора электронная настройка имеет существенное преимущество, состоящее в том, что орган настройки (R3) может быть сколь угодно удален от контура, и таким образом, расположив корпус с генераторами на середине поисковой "палки" металлоискателя, можно вывести орган подстройки (R3) на конец "палки", на котором расположена ручка прибора, и таким образом, удалив генератор от рук можно избежать влияния на настройку внешних емкостей (емкости человеческого тела).

Генераторный режим (ПОС) задается элементами R2 С4 С5 С6. Фактически это известная схема мультивибратора на двух элементах, но к его средней точке RC-цепи подключен контур, который и задает частоту генерации.

С выходов обеих генераторов импульсы поступают на элемент D2.4, на котором выполнен смеситель, и на его выходе появляется сигнал биений частот. Этот сигнал дополнительно усиливается по мощности элементом D1.4 и поступает на звукоизлучатель В1, роль которого выполняют электромагнитные головные телефоны типа ТК-47 сопротивлением 47 Ом. Можно использовать и обычные малогабаритные телефоны от аудиоплейера, включив оба капсюля последовательно. В данной схеме телефоны В1 включены между выходом D1.4 и плюсовой шиной питания, так что ток через телефоны протекает при логическом нуле на выходе элемента D1.4. Это не случайно, дело в том, что элементы микросхем К561, а именно микросхемы К561ЛА7 развивают на выходе значительно больший ток в нулевом состоянии (почти равен 6 mA), и меньший ток единицы (2-3 mA). В результате, в таком включении, максимальная громкость будет выше.

Для регулировки громкости служит переменный резистор R6. Батарея питания составлена из двух "плоских" гальванических батарей по 4,5V каждая (старая маркировка "3336Л"). Выбор пал именно на эти батареи потому, что при относительно небольших габаритах они обеспечивают длительную работу прибора, стоят относительно недорого, и благодаря наличию полосковых луженых или латунных контактов, их можно соединять между собой при помощи пайки, чего нельзя сделать при составлении батареи из отдельных шести элементов (требуются специальные кассеты с пружинными контактами). Применение популярной "Кроны" тоже возможно, но менее предпочтительно, поскольку она имеет меньшую емкость.

Электронная часть смонтирована в корпусе, спаянном из фольгированного стеклотекстолита. В нем располагаются генераторы. Корпус имеет экранирующую перегородку между микросхемами, расположенную таким образом, чтобы в одном отсеке размещалась D1 и конденсаторы поискового генератора, а в другом - D2 и элементы опорного генератора. Перегородка служит для исключения влияния опорного генератора на поисковый.

Поисковая катушка намотана на кольце, сделанном из жесткого кембрика внешним диаметром 15 мм. Можно использовать любую другую трубку из пластмассы или штырь такого диаметра из мягкой пластмассы. В любом случае, такая заготовка изгибается в кольцо внешним диаметром 200 мм и фиксируется либо термически, либо при помощи клея. На полученном кольце выполняется намотка 50 витков провода ПЭЛШО 0,27 (на худой конец можно и ПЭЛ 0,27-0,35). После того как намотка выполнена, кольцо обматывается одним слоем изоленты, затем катушка экранируется при помощи алюминиевой фольги. Удобно использовать тонкую фольгу от старых бумажных конденсаторов типа МБМ, БМ или БМТ на напряжение побольше (фольга будет толще и прочнее). Ленту фольги наматывают так, чтобы ее витки не соприкасались, то есть намотку ведут с шагом в 1-5 мм. Затем фольгу закрепляют при помощи еще одного слоя изоленты. Роль каркаса жесткости катушки выполняет диск диаметром 250 мм из тонкого (1 мм) стеклотекстолита без фольгировки. Катушка закрепляется на нем нитками, пропущенным в предварительно просверленные в диске отверстия. На одном краю диска крепится разъем военного образца, привинчивающийся к розетке, укрепленной на конце алюминиевой трубки диаметром 15-20 мм. На другом конце трубки ручка с регуляторами, выключателем и разъемом для телефонов, а посредине трубки крепится корпус электронного устройства и батареи питания (при помощи хомутов).

Настройка сводится к настройке контура L1C1 на 100 кГц при среднем положении R3 (контролировать частоту на выв. 10 D1.3)

Автор: Сомов М.П.

Транзисторный металлоискатель позволяет обнаруживать массивные металлические предметы, зарытые в земле на глубине около 60 см, мелкие металлические предметы размером с небольшую монету могут быть обнаружены на глубине около 5 см.

Схема металлоискателя показана на рис. 1.

Транзисторный металлоискатель
Рис. 1

Резистор R12 имеет сопротивление 5,6 к.

Принцип действия металлоискателя основан на изменении индуктивности катушки при внесении в ее поле металлического предмета. Такой катушкой является L2, которая располагается в выносной головке металлоискателя и входит в контур генератора меняющейся частоты, собранного на транзисторе Т2. Помимо генератора меняющейся частоты, в приборе имеется генератор фиксированной частоты, собранный на транзисторе Т1.

Выходные напряжения генераторов снимаются с эмиттеров транзисторов и через цепочки С4R7 и R8C9 подаются на диодный детектор Д1. Биения, образующиеся на выходе детектора, отфильтровываются цепочкой R9C10 и поступают на вход двухкаскадного усилителя звуковой частоты на транзисторах Т3 и Т4. На выходе усилителя включен пьезоэлектрический головной телефон Тлф.

Катушка L1 контура генератора фиксированной частоты наматывается на каркасе диаметром 6 мм проводом ПЭЛ 0,3 и имеет 115 витков с отводом от 15 витка, считая от конца, подсоединяемого к коллектору.

Катушка L2, входящая в выносную головку металлоискателя, намотана а виде рамки проводом ПЭЛ 0,5. Она имеет 50 витков, с отводом от 10 витка, считая от конца, подсоединяемого к конденсатору С7. Ее витки расположены на четырех стойках, укрепленных на пластине из изоляционного материала, как его показано на рис. 2. Кроме катушки, здесь расположены конденсатор С6 и подстроечный конденсатор С5. Соединение выносной головки с прибором производится трехжильным кабелем длиной около 1,5 м.

Транзисторный металлоискатель
Рис. 2

Прибор настраивается так, чтобы при отсутствии металлических предметов вблизи головки частота колебаний, слышимых в телефоне, была близка к кулю. Это достигается подстройкой конденсаторов С5 и С8. По мере приближения выносной головки к металлическому предмету частота биений должна увеличиваться. Перемещая головку металлоискателя вдоль поверхности земли, по изменению высоты тона, слышимого в телефоне, можно судить о расположении в земле металлических предметов.

В качестве транзисторов Т1 - Т4 и диода Д1 могут быть использованы транзисторы П14 - П16 и диод Д2Ж. Вместо пьезоэлектрического телефона применен высокоомный электромагнитный. В этом случае емкость конденсатора С15 следует увеличить до 20 мкф.

Литература

  • Wireless world, 1966, №1
  • Предлагаемое устройство выгодно отличается от ранее опубликованных металлоискателей подобного класса экономичностью электроэнергии, повышенной чувствительностью и упрощенной сигнализацией. Предлагаемый металлоискатель обнаруживает в земле, в стене здания магнитные и немагнитные металлические предметы на глубине: монету 25 копеек - 10...15 см, более крупные предметы - до 60 см. Упрощенная сигнализация дает возможность больше сосредоточить свое внимание на местности поиска. К недостаткам предлагаемого устройства относятся: медленный дрейф частоты поискового генератора, что свойственно металлоискателям этого класса.

    Структурная схема металлоискателя показана на рис. 1.

    Простой экономичный металлоискатель
    Рис. 1

    При воздействии металлических предметов на поисковую катушку ПК происходит повышение частоты поискового генератора ПГ. Изменяющийся по частоте сигнал ПГ усиливается усилителем УС. Усиленный сигнал поступает на кварцевый фильтр КФ. При совпадении частоты ПГ с резонансной частотой КФ (отсутствие металла около ПК) сигнал проходит к амплитудному детектору АД, преобразуется в постоянную составляющую, которая формирует в формирователе импульсов ФИ импульс лог. "1". Лог. "1" действует на систему сигнализации СС, и звуковой сигнал не вырабатывается. При появлении в зоне поисковой катушки ПК металлических предметов генератор ПГ изменяет частоту,в результате чего на входе СС появляется лог. "0", и сигнализация начинает работать до тех пор, пока в зоне ПК находятся металлические предметы. Все необходимые элементы схемы питаются от стабилизатора напряжения СН. Потребляемый ток устройством - до 8,5 мА.

    Принципиальная схема показана на рис. 2.

    Простой экономичный металлоискатель
    Рис. 2

    Поисковый генератор выполнен по схеме емкостной трехточки с общей базой на транзисторе VT1, нагрузкой которого являются катушка L1 и входная цепь C5R3 усилителя сигнала, выполненного по схеме эмиттерного повторителя на транзисторе VT2. Усиленный сигнал с резистора R5 поступает на кварцевый фильтр ZQ1. Сигнал поискового генератора частотой равной резонансной частоте кварцевого фильтра поступает на амплитудный детектор, выполненный на диодах VD1 и VD2. Продетектированный сигнал в виде постоянной составляющей подается на базу транзистора VT3 - ФИ. Через резистор R7 протекает ток, создавая на нем падение напряжения, и формирует лог. "1" на входе 1 DD1.1. В то же время на вход 2 DD1.1 подается лог. "1" с выхода 4 DD1.2. В этот момент одновибратор, выполненный на элементах DD1.1 и DD1.2, закрыт и на выходе 3 DD1.1 присутствует лог. "0".

    Мультивибратор, выполненный на элементах DD1.3 и DD1.4.B этот момент не работает вместе с излучателем BQ1. При приближении поисковой катушки L1 к металлическому предмету частота ПГ увеличивается независимо от "цвета" металла. Сигнал ПГ с повышенной частотой выходит за пределы границы пропускания кварцевого фильтра ZQ1. Отсутствие сигнала на выходе ZQ1 приводит к запиранию ФИ, и на 1 DD1.1 одновибратора появляется лог. "0". Одновибратор DD1.1 и DD1.2 срабатывает, и на его выходе 3 DD1.1 появляется лог. "1", что, в свою очередь, запускает мультивибратор DD1.3 и DD1.4. Излучатель BQ1 начинает излучать сигнал звуковой частоты. При кратковременном пропадании сигнала после кварцевого фильтра (быстрое передвижение ПК) длительность работы излучателя BQ1 будет зависеть от величины емкости конденсатора С10. В предлагаемом устройстве сигнализация работает мгновенно и с "памятью". Для плохо слышащих людей можно установить светодиод VD3, подключенный на схеме пунктирными линиями. При этом ток потребления устройства увеличится. Стабилизатор напряжения DA1 упрощает схему стабилизации напряжения в целях схемы устройства.

    Детали. Все резисторы типа МЛТ 0,125 Вт. Конденсатор настройки С1 типа 1КПВМ или другого типа с воздушным диэлектриком. .При отсутствии таковых можно применить малогабаритный конденсатор переменной емкости с твердым диэлектриком от карманных радиоприемников емкостью до 50 пф. Если нет и такого конденсатора, можно применить конденсатор большей емкости, включив с ним последовательно конденсатор постоянной емкости необходимой величины. Конденсаторы контура С2-С4 желательно применить с отрицательной группой ТКЕ, например М47-М750. Можно попробовать смешать группы М и ПМО. Конденсатор С2 можно взять из схемы контуров малогабаритных радиоприемников.

    Кварцевый резонатор малогабаритный от 100 кГц до 1 МГц. При этом под соответствующий резонатор придется подбирать количество витков поисковой катушки L1. Пьезоэлектрический излучатель BQ1 китайского производства от малогабаритных телефонов или часов. Можно применить отечественный излучатель типа 3П-1, но он больше размером и потребляет больше мощности. Вся электронная часть устройства монтируется на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. К торцу платы под углом 90° припаивается плата управления, изготовленная из того же материала, на которой установлены конденсатор настройки С1 и малогабаритный выключатель SA1.

    В авторском варианте плата размером в спичечный коробок помещена в прямоугольный алюминиевый короб (экран контура ПЧ от радиоприемника "Казахстан"). Штанга изготовлена из сантехнической трубки, выполненной из алюминия и покрытой изнутри и снаружи пластмассовой оболочкой диаметром 16 мм. Поисковая катушка L1 изготавливается следующим образом: на доске или толстой фанере вычерчивается окружность диаметром 150 мм. В точках пересечения хорд забить металлические гвоздики длиной 20 мм под углом 45° с наклоном в сторону от центра окружности. На получившийся шаблон намотать катушку L1 проводом ПЭВ-2, ПЭЛШО диаметром 0,31...0,47 мм. В авторском варианте катушка намотана проводом ЛЭШО 10x0,07 - 15 витков. После намотки катушки L1 конец провода не обрезайте, так как возможно придется доматывать или отматывать ее во время налаживания. Концы катушки зачистить и припаять к соединительному кабелю. Количество витков в вашем варианте можно приблизительно подсчитать пропорционально авторскому по имеющемуся у вас кварцевому резонатору.

    После намотки катушки и закрепления ее концов, производится закрепление витков катушки путем перевязки несколькими витками ниток и закрепление их узлом. Такое крепление производится по всему периметру катушки через два гвоздика, после чего гвоздики вытаскиваются. Соединительный кабель катушки L1 может быть экранированным. В авторском варианте применен экранированный провод, покрытый сверху пластмассовой оболочкой диаметром 1,2 мм. Можно применить обычный гибкий монтажный провод, плотно свитый для стабилизации его емкости.

    После настройки всего устройства и подгонки количества витков поисковой катушки, ее вкладывают в ПХВ трубку соответствующего диаметра, разрезанную с одной стороны по всей длине в одной плоскости. Длина трубки должна превышать длину окружности катушки на 5 мм, соединяется концами на катушке внахлест. Кабель соединения катушки выводить в месте стыковки ПХВ трубки. В дальнейшем на этом месте будет зазор между экранирующим покрытием. Старайтесь уложиться в размер, стыковки трубки и вывода кабеля, в 5... 10 мм. Уложенную в трубку катушку расположить на ровной поверхности разрезом вверх. Под низ подстелите газету. Последовательно растопыривая разрез трубки с помощью отвертки, пространство, в котором находится катушка, заливайте приготовленным эпоксидным клеем. Места выпучивания или расхождения стенок трубки необходимо скрепить нитками. Лучше выбирать ПХВ трубку, хранившуюся в круглых рулонах нужного диаметра. После разреза такой трубки меньше будут расходиться ее стенки.

    После полимеризации эпоксидного клея (через сутки) катушку необходимо подчистить от потеков, убрать нитки сделать поверхность гладкой. На гладкую поверхность катушки наматывается экранирующий слой из медной или латунной фольги шириной 8...10 мм толщиной 0,05...0,1 мм. Назначение его -ликвидировать емкостное влияние земли и других предметов на параметры поисковой катушки. Начинать намотку экранирующего слоя необходимо с места стыковки ПХВ трубки и заканчивать намотку с другого конца стыковки ПХВ трубки. Зазор между началом и концом экранирующего слоя может составлять 5...20 мм. Ни в коем случае нельзя соединять начало и конец экранирующего слоя, так как получится короткозамкнутый виток. Один из концов экранирующего слоя соединяется с выводом катушки и экранирующим слоем соединительного кабеля. Экранирующий слой катушки L1 по внутреннему периметру пропаивается по всей длине шириной пайки 5...10 мм.

    Во многих публикациях экранирующий слой поисковой катушки предлагают выполнить из алюминиевой фольги. При авторских испытаниях нескольких конструкций поисковых катушек с экраном из алюминиевой фольги выявились следующие недостатки:

    • ненадежный и недолговечный контакт экранирующего слоя с проводом выводного кабеля из-за невозможности пайки алюминия в домашних условиях;
    • контакт между витками из алюминиевой фольги экранирующего слоя непостоянный, поэтому параметры поисковой катушки изменяются.

    Некоторые публикации предлагают экранирующий слой поисковой катушки обматывать ПХВ лентой. При испытании нескольких катушек, покрытых таким способом, выяснилось, что при изменении температуры или механических нагрузках параметры поисковой катушки изменялись. Это связано с тем, что намотать плотно экранирующий слой вручную не удается. Под действием эластичности ПХВ ленты при воздействии температуры и других факторов зазоры между фольгой экранирующего слоя и катушкой изменяются, а с ними и параметры поисковой катушки.

    Для устранения вышеуказанных недостатков экранированная катушка была помещена в разрезанную ПХВ трубку и залита эпоксидным клеем. Готовая катушка крепится к текстолитовой пластине формы полумесяца с помощью толстых ниток, пропущенных через отверстия, просверленные в пластине в местах прилегания катушки. Места прилегания катушки к текстолитовой пластине и бандажи крепления из ниток промазываются эпоксидным клеем. Пластина с катушкой крепится к штанге изогнутой на конце по форме "клюшки" посредине с помощью хомута, изготовленного из листа латуни, стали, алюминия шириной 30 мм и толщиной 0,5... 1 мм. Хомут по периметру стягивается двумя болтами М3. Разогнутые лапы хомута крепятся к текстолитовой пластине катушки с помощью 2-х, 4-х болтов М3. Соединительный кабель катушки пропускается во внутрь штанги и через отверстие соединяется с электронным блоком. Батарея "Крона" расположена под электронным блоком и закреплена с помощью прямоугольного хомута. Металлоискатель вместе с батареей "Крона" весит 300 г.

    Налаживание. Подключите устройство к источнику питания напряжением 9 В через миллиамперметр. Миллиамперметр должен показать ток 8мА. Излучатель BQ1 должен излучать НЧ сигнал. Подгонкой резистора R9 добейтесь максимальной громкости. Для отключения сигнализации необходимо отключить вывод 1 DD1.1 от схемы или резистор R7. Вместо конденсатора С2 подключите конденсатор переменной емкости 0...500 пФ. Лучше для налаживания применить сдвоенный конденсатор 2x500 пФ с воздушным диэлектриком. "Неоконченную" поисковую катушку подключите в схему через соединительный кабель определенной длины. Подключите осциллограф к эмиттеру VT2. На экране должна появиться ВЧ составляющая с уровнем около 3 В. Подключите цифровой частотомер к эмиттеру VT2 и определите частоту поискового генератора. Переменный конденсатор С1 установите в среднее положение.

    С помощью наладочного конденсатора установите частоту поискового генератора равной частоте кварцевого резонатора ZQ1. Если частота поискового генератора выше и наладочным конденсатором невозможно ее понизить, подключите параллельно наладочному конденсатору вторую секцию этого конденсатора. Если эта операция не помогла снизить частоту ПГ до резонансной КФ, то необходимо домотать несколько витков ПК. Если, наоборот, частота ПГ низкая и наладочным конденсатором не удается ее повысить, то необходимо отмотать от ПК несколько витков. После сравнения частот ПГ и КФ подключите осциллограф на выход КФ в точке соединения VD1 и VD2. Ползунок резистора R5 установите верхнее положение. При исправном ZQ1 и подстройке ПГ на экране осциллографа должна появится картинка ВЧ составляющей. При подключенном резисторе R7 на эмиттере VT3 должна появится лог. "1", т.е. напряжение 2,4...5,7 В. При подключенной СС излучатель должен молчать. Количество витков ПК должно быть подобрано таким, чтобы емкость конденсатора С2 равнялась примерно 50 пФ.

    При дальнейшей доработке ПК, т.е. нанесении экранирующего слоя, заливки эпоксидной смолой, креплении к штанге, индуктивность катушки уменьшится. Для этого перед полным завершением изготовления ПК добавьте еще 2-4 витка. После завершения изготовления ПК необходимо снова сделать повторную наладку и определить величину емкости С2 с помощью измерителя емкости. При отсутствии вышеперечисленных приборов наличие генерации ПГ можно определить по постоянной составляющей на R5 путем отключения и подключения конденсатора С3. Наличие совпадения частоты ПГ с КФ можно определить по постоянной составляющей на R7 и работой СС. Определить величину емкости конденсатора С2 можно опытным путем по положению ротора наладочного конденсатора.

    При окончательной наладке необходимо ПГ настроить на резонансную частоту с КФ с помощью конденсатора С1 до прекращения звучания излучателя. При этом емкость конденсатора С2 должна быть таковой, чтобы резонанс частот наступал при среднем положении конденсатора настройки С1. Ползунок резистора R5 поворачиваем "вниз" до конца, при этом должна сработать сигнализация. Поворачиваем ползунок R5 обратно до исчезновения сигнала сигнализации и еще на пару градусов. Для окончательной настройки после полной сборки в корпусе устройства необходимо просверлить отверстие для подстройки резистора R5.

    Необходимо запомнить, что максимальная чувствительность металлоискателя будет при частоте ПГ, находящейся на краю верхней полосы пропускания КФ. При появлении металлических предметов в области ПК, частота изменяется "вверх" на единицы, десятки герц в зависимости от величины поисковых предметов и расстояния от них ПК. При настройке ПГ на нижнюю полосу пропускания КФ, воздействие металлических предметов на ПК приведет к перестройке ПГ на среднюю полосу пропускания КФ, что не вызовет срабатывания СС. На основании вышеизложенного лучше в устройстве иметь дрейф частоты "вверх",что автоматически увеличивает чувствительность до срабатывания сигнализации, чем дрейф "вниз", что снижает чувствительность на длительное время. Поэтому в контуре ПГ лучше применять конденсаторы с отрицательным ТКЕ или вместе с отрицательным и положительным ТКЕ.

    Литература

  • Схемы из Интернета - Радиоаматор. - 2001. - №1. - С.37.
  • Дубинин Б.Н. Охранное устройство - Радиоаматор. - 2002 - №1. - С.36.
  • Заяц Н. Сигнализатор поклевки - Радиоаматор. - 2002. - №10. - С.20.
  • Автор: Б.Н.Дубинин, г.Новояворовск, Львовская обл.

    Среди радиолюбительских конструкций особым интересом пользуются разработки, помогающие обнаруживать скрытые в земле металлические предметы. Особенно если последние - небольшие по величине, залегают на значительной глубине и являются к тому же неферромагнетиками.

    Добротных электрических схем подобных устройств, называемых по аналогии с известными военными разработками металлоискателями, и описаний вполне работоспособных конструкций немало опубликовано в различных технических изданиях. Но рассчитаны они зачастую на подготовленных, опытных самодельщиков, имеющих хорошую материальную базу, дефицитные детали.

    А вот предлагаемую нами конструкцию вполне сможет повторить-изготовить даже новичок. Тем более что и детали нужные (включая кварцевый резонатор на 1 МГц) приобрести будет вполне по силам. Ну а чувствительность собранного металлоискателя... О ней можно судить хотя бы по тому факту, что с помощью предлагаемого устройства легко отыскивается, например, медная монета диаметром 20 мм и толщиной 1,5 мм на глубине 0,9 м.

    С электроникой за кладами. Высокочувствительный самодельный металлоискатель
    Рис. 1. Принципиальная электрическая схема высокочувствительного самодельного металлоискателя

    С электроникой за кладами. Высокочувствительный самодельный металлоискатель
    Рис. 2. Печатная плата с указанием расположения на ней радиоэлементов

    Принцип действия основан на сравнении двух частот. Одна из них эталонная, а другая - изменяющаяся. Причем отклонения ее зависят от появления в поле высокочувствительной поисковой катушки металлических предметов. У современных металлоискателей, к которым можно вполне обоснованно отнести и рассматриваемую конструкцию, эталонный генератор работает на частоте, на целый порядок отличающейся от той, что возникает в поле поисковой катушки. В нашем случае эталонный генератор (см. принципиальную электрическую схему) реализован на двух логических элементах 3И-НЕ интегральной микросхемы DD2. Частота его стабилизирована и определяется кварцевым резонатором ZQ1 (1 МГц). Генератор же с изменяющейся частотой выполнен на первых двух элементах ИС DD1. Колебательный контур здесь образован поисковой катушкой L1, конденсаторами С2 и С3, а также варикапом VD1. А для настройки на частоту 100 кГц служит потенциометр R2, задающий требуемое напряжение варикапу VD1.

    В качестве буферных усилителей сигнала используются логические элементы DD1.3 и DD2.3, работающие на смеситель DD1.4. Индикатором является высокоомный телефонный капсюль BF1. А конденсатор С10 используется как шунт для высокочастотной составляющей, поступающей от смесителя.

    Конфигурация печатной платы приведена на соответствующей иллюстрации. А схема расположения радиоэлементов на стороне, обратной печатным проводникам, дана здесь другим цветом.

    Металлоискатель питается от источника постоянного тока напряжением 9 В. А так как высокая стабилизация здесь не обязательна, используется батарея типа "Крона". В качестве фильтра успешно трудятся конденсаторы С8 и С9.

    Поисковая катушка требует особой точности и внимания при изготовлении. Наматывается она на виниловой трубке с внешним диаметром 15 мм и внутренним - 10 мм, согнутой в форме окружности диаметром 200 мм. Катушка содержит 100 витков провода ПЭВ-0,27. Когда намотка будет выполнена, она обвивается алюминиевой фольгой для создания электростатического экрана (уменьшения влияния емкости между катушкой и землей). При этом важно не допустить электрического контакта между проводом намотки и острыми краями фольги. В частности, поможет здесь "обвивка наискось". А для защиты самого алюминиевого покрытия от механических повреждений катушку дополнительно обвивают изоляционной бандажной лентой.

    Диаметр катушки может быть и другим. Но чем он меньше, тем чувствительность всего устройства становится выше, зато площадь поиска скрытых металлических предметов сужается. При увеличении же диаметра катушки эффект наблюдается обратный.

    Работают с металлоискателем следующим образом. Расположив поисковую катушку в непосредственной близости от поверхности земли, настраивают генератор потенциометром R2. Причем так, чтобы в телефонном капсюле звук не прослушивался. При движении же катушки над поверхностью земли (почти вплотную к последней) и отыскивается заветное место - по появлению звука в телефонном капсюле.

    При использовании рассмотренного выше устройства для отыскания скрытых в земле предметов, представляющих археологическую и национальную культурную ценность, требуется предварительное на то разрешение от соответствующих органов.

    Автор: Н.Кочетов

    Во время городских и полевых геодезических съемок топографам и геодезистам часто приходится отыскивать геодезические отметки. Последние иногда находятся под слоем грунта, что затрудняет их обнаружение. Если организация имеет подземное хозяйство, возникает необходимость определять под слоем грунта или снега местонахождение крышек колодцев.

    Прибор ОМП-1, описание которого приведено ниже, призван облегчить решение этих задач. При испытаниях прибор обнаруживал под слоем грунта пункты полигонометрии на расстоянии 0,3-0,4 м, крышки колодцев - на расстоянии 0,8-1 м.

    Принцип работы прибора ОМП-1 основан на том, что частота генератора изменяется, если поисковая катушка приближается к металлическому предмету. Чем ближе поисковая катушка к металлическому предмету, тем больше возрастает частота генератора. Следовательно, регистрируя каким-то образом изменение частоты генератора, можно отыскать металлический предмет. При этом максимальное изменение частоты соответствует минимальному расстоянию между поисковой катушкой и металлическим предметом. Изменение частоты генератора можно регистрировать на слух (используя метод биений) или же визуально.

    Если между генератором с выносной поисковой катушкой и усилителем постоянного тока включить соответственно настроенный ФСС (фильтр сосредоточенной селекции), то при изменении частоты генератора будет меняться амплитуда, а следовательно, и коллекторный ток транзистора Т3. В коллекторную цепь Т3 включен прибор на 200 мкА.

    Принципиальная схема прибора ОМП-1 представлена на рис. 1, а. Генератор синусоидальных колебаний выполнен на транзисторе Т1 по трехточечной схеме. Рабочая точка определяется делителем напряжения R1, R2 и сопротивлением R3. Кроме относительно высокой стабильности частоты, амплитуды и хорошей формы колебаний, генератор имеет еще одно преимущество: в нем используется несекционированная поисковая катушка. Конденсатор переменной емкости С5 позволяет изменять частоту генератора от 430 кГц до 500 кГц. Изменяя емкость С5, можно выбрать оптимальное расположение рабочей точки на частотной характеристике ФСС (на участке наибольшей крутизны), это соответствует максимальной чувствительности прибора.

    Синусоидальное напряжение генератора через сопротивление R4 поступает на ФСС, настроенный на частоту 445 кГц. Так как усилители ПЧ в радиоприемниках настроены на 465 кГц, то работающий прибор не создает помех. В приборе использован ФСС, применяемый в радиоприемнике "Атмосфера-2М". С помощью подстроенных сердечников его контуры перестраивают на рабочую частоту прибора (445 кГц), не изменяя намоточных данных катушек. В приборе можно использовать ФСС и от других радиоприемников. Предпочтительно применять контурные катушки высокой добротности, например ФСС карманных радиоприемников "Топаз-2" и "Сокол".

    Схема, изображенная на рис. 1,б, отличается от первой схемы (рис. 1,а) дополнительным вторым каскадом, что позволяет получить более высокую чувствительность прибора.

    Прибор ОМП-1 для обнаружения металлических предметов
    Рис. 1,а

    Прибор ОМП-1 для обнаружения металлических предметов
    Рис. 1,б

    Налаживание прибора. Правильно собранный генератор начинает генерировать сразу, и его налаживание заключается лишь в подборе такой емкости конденсатора С4, при которой частота генерации приблизительно равна 445 кГц. При этом ротор конденсатора переменной емкости С5 необходимо установить в среднее положение. Частота была измерена прибором ЧЗ-7, который через сопротивление в несколько килоом был подключен к выводу эмиттера транзистора T1 и к общему плюсовому зажиму. Для настройки ФСС необходимы ГСС-6 и измеритель выхода (прибор чувствительностью 200 мкА). Настройка аналогичных приборов описана в журнале "Радио" №8, 1960 г., стр. 22.

    Поисковую катушку, которая является колебательным контуром, необходимо поместить в электростатический экран. Он выполняется из дюралюминиевой трубки диаметром 12 мм в виде кольца диаметром 390 мм. По внешней окружности кольца ножовкой пропиливают прорезь и укладывают 14 витков провода ПЭЛШО 0,28.

    После укладки провод пропитывают парафином и все кольцо обматывают изоляционной лентой или лакотканью. Поисковая катушка соединена с генератором экранированным коаксиальным кабелем, который проходит внутри трубки. Как само кольцо, так и трубка подсоединены к плюсовому зажиму источника питания (две батареи КБС-0,5). Они расположены в одном корпусе с микроамперметром. Ручка настройки (переменный конденсатор С5) выведена наружу через отверстия в дне и крышке корпуса собственно прибора. Переменное сопротивление R14, включенное последовательно с микроамперметром, служит для регулировки чувствительности. При переноске прибора кольцо прижимается к трубке и фиксируется пружинной защелкой.

    Основные размеры прибора показаны на рис. 2.

    Прибор ОМП-1 для обнаружения металлических предметов
    Рис. 2

    Монтаж выполнен на гетинаксовой плате (рис. 3) размерами 100x75x2 мм.

    Прибор ОМП-1 для обнаружения металлических предметов
    Рис. 3

    Авторы: А.Зотов, В.Харин

    Навигация

    Инструкции по эксплуатации

    Copyright © 2018 Электрические принципиальные схемы.