назад

Металотърсач Александър Боюклийски, Павел Драганов
Радио телевизия електроника 1986/11/стр. 27 -29

Схемите, по които се реализират металотърсачите, се делят основно на три групи: при схемите на индуктивен баланс (IB – система) търсещите бобини образуват мост; при PI – системата (пулсиндуктивни) се изменя формата на импулса, излъчен от търсещата бобина под влияние на метал; при BFO – системите (два генератора) се получава биене между два високочестотни сигнала, честотата на единия от които се определя от индуктивността на търсещата бобина. [1].
IB-системата е малко пригодна за любителски конструкции, понеже възникват проблеми при разполагането на двете търсещи бобини. PI – системата е сложна и има недостатъка, че дълбочината, на която се откриват металните предмети, зависи от мощността на импулса.
За любителски мрталотърсач се препоръчва BFO – системата поради следните предимства: има само една бобина, обслужването и е опреостено, реализира се само с три интегрални CMOS – схеми.

Схемата е показана на фиг. 1 и се състои от два LC – генератора, реализирани от четири двувходови интегрални схеми И-НЕ (D1 и D2).
Tърсещата бобина задава индуктивността на единия генератор. За индуктивност на другия генератор (помощен) служи обикновен междинночестотен филтър за 465 кHz от транзисторен приемник. Колебателните LC – кръгове имат висок Q – фактор поради използването на CMOS – входове с ниска собствена проводимост.
Идентично реализиране на двата LC – генератора има следното предимство: изменението на захранващото напрежение и на температурата влияе по еднакъв начин на двата генератора, вследствие на което по еднакъв начин се изменя и честотата им.
Честотата на генератора 1 (генератора с търсещата бобина) е 80 – 120 кHz. Помощният генератор работи на 4 пъти по – висока честота (320 – 480 кHz).
При получено голямо отклонение на индуктивността на търсещата бобина е целесъобразно помощният генератор да работи на 6 пъти по – висока честота.
Изходите на генераторите се подават на D – тригера (D3). Генераторът 1 подава тактовите импулси на Clok-входа (извод 3), а импулсите от помощния генератор се подават на D – входа (извод 5) на D3. На изхода Q на D – тригера се получава сигнал, показан на фиг. 2. След диференциране (чрез R5 и С12) този сигнал се подава на високоомни слушалки от слухов апарат.

Постъпването на импулсите от помощния генератор в D – входа е разрешено само при преден фронт на импулса от Clok-входа. Това става веднъж на 100 000 импулса и в слушалката се чува пукане с честота от 8 до 30 Hz. Честотата на пукането се регулира фино с R1. При тази честота се улавя най – добре най – малкото и изменение. Когато индуктивността на търсещата бобина се измени под влияние на метал, съответно се изменя и честотата на пукане. При приближаване към метал честотата на сигнала на сигнала в слушалката се увеличава.
Изработване на търсещата бобина. Лакиран проводник (с дължина около 30 m и диаметър 0,5 mm) се навива върху диск с диаметър 0,18 m. Дискът може да бъде изрязан от стиропор. Навиват се 50 навивки плътно една до друга. Двата края на така образуваната бобина се извеждат усукани. Бобината се обвива спиралообразно най – малко два пъти с изолирбанд или тиксо. След това се обвива по същия начин с алуминиево фолио. Подходящо е алуминиевото фолио за домакински нужди, което се нарязва на ивици с широчина около 2 cm. Алуминиевото фолио екранира бобината от паразитния капацитет спрямо земята, без да се намалява чувствителността на металотърсача. Краят и началото на алуминиевото фолио не трябва да се допират. При допиране се получават окъсени алуминиеви навивки, които силно влошават чувствителността. Около единия край на изработения екран се навиват няколко навивки от посребрен проводник. Проводникът се запоява към единия извод на търсещата бобина. В тази точка се запоява и ширмовката на коаксиалния кабел, свързващ платката с бобината. Другият извод на бобината се запоява за активния проводник на коаксиалния кабел. Върху екрана се навиват още два пласта изолирбанд. Така изработената бобина се закрепва върху носач, чиито форма и размери са показани на фиг. 3. Носачът се състои от дървено парче и шперплатов ринг. В дървеното парче се пробива отвор за дръжката (подходяща е кухненската точилка). При механичното свързване на ринга, дървеното парче и дръжката не трябва да се използват метални свързващи елементи (пирони, винтове и др.). Бобината се укрепва върху носача чрез навиване на един слой изолирбанд (сн. 1).
Печатната платка е показана на фиг. 5, а разположението на елементите – на фиг. 4.

Променливият кондензатор за груба настройка и потенциометрите за фина настройка и регулиране на силата на звука се закрепват към стените на кутията. В кутията се изработва подходящо гнездо за батериите (2 х 3R 12) за 4,5 V. Към кутията се свързва и ширмовката на коаксиалния кабел.
Захранващото напрежение на металотърсача е от 6 до 12 V, а консумираният ток – 2,5 – 3,5 mA.

ЛИТЕРАТУРА
1. Сп. „Funkschau”, 1981, бр. 14, стр. 50.
2. Сп. „Funkschau”, 1984, бр. 5, стр. 84.


Металотърсач Р. Скетерис (По материали на чуждестранния печат)
Млад Конструктор 1992/3/стр.4,5

В много писма до редакцията нашите читатели ни молят да публикуваме описание на конструкция за металотърсач, реагиращ на малки неферомагнитни, метални предмети. Всички конструкции, които намирахме до сега бяха твърде сложни за любителско изпълнение (изработване) и затова се въздържахме да ги публикуваме. В този брой с радост изпълняваме молбата на читателите, като представяме по материали на чуждестранния печат, металотърсача на на инж. Р. Скетерис, изграден с достъпни елементи.
Принципът на действие на повечето металотърсачи се основава на сравняване на честотите на два трептящи кръга – един еталонен и втори с изменяща се честота в зависимост от търсения метален предмет. Съществуват няколко начина на сравнение на честоти на сигнали, като при металотърсачите най – широко разпространеният е методът на биенето (при смесване честотата на изходния сигнал е разлика от честотите на двата входни). При съвременните металотърсачи, за да се повиши чувствителността, се използва еталонен генератор с работна честота, 10 пъти по – висока от основната на втория трептящ кръг. По този начин се сравнява честотата на основния генератор с десетата хармонична на втория.
Принципната схема на металотърсача е показана на фиг. 1.

Еталонният генератор е реализиран с двата логически елемента тип 3И-НЕ от интегралната схема DD2 (4023 – руски еквивалент К176ЛА9). Честотата му е стабилизирана, определя се от кварцовия резонатор ZQ1 и е 1 MHz.
Настроиваемият генератор е реализиран с първите два елемента DD1.1 и DD1.2 (интегрална схема 4011 = К176ЛА7). Неговият трептящ кръг е образуван от бобината L1, кондензаторите С2 и С3 и варикапа VD1. Той се настройва на основната честота 100 кHz с потенциометъра R2, чрез които се задава напрежението на варикапа VD1.
Kaто буферни усилватели на сигналите от двата генератора са използвани логическите елементи DD1.3 и DD2.3. Те се подават на смесителя DD1.4. Индикатор е високоомната телефонна слушалка BF1, а кондензаторът С10 шунтира високочестотните съставки в изхода на смесителя.

Печатната платка за металотърсача е на фиг. 2а. Разположението на елементите върху обратната и страна е дадено на фиг. 2б, където е показано и свързването на външните елементи на металотърсача.
Металотърсачът се захранва с напрежение 9 V. Захранващото напрежение не е необходимо да бъде да бъде стабилизирано (лош превод!!!) и затова е подходяща миниатюрна батерия 9 V, тип „6F-22” (“Kрoнa”). За буфериране на захранването са включени кондензаторите С8 и С9.

Бобината L1 (фиг. 3), с която се изследва, трябва да се изработи много точно и внимателно. Тя се навива във венелидова тръба с външен диаметър 15 mm и вътрeшен диаметър 10 mm, огъната във форма на окръжност с диаметър 200 mm. Бобината съдържа 100 навивки от проводник ПЕЛ-0,27. След като е готова, бобината се

обвива с алуминиево фолио за електростатично екраниране (за премахване на влиянието на капацитета между бобината и земята). Трябва да се внимава краищата на бобината да се предпазят от електрически контакт с металното фолио, защото намотката ще се даде накъсо. За защита на алуминиевото фолио от механична повреда, бобината се обвива с изолационна бандажна лента. Диаметърът на бобината може да се направи и различен от посочения. Ако той е по – малък, чувствителността се увеличава, но повърхностният обхват намалява. При по – голям диаметър на бобината ефектът е обратен.
С металотърсача се работи, като той се постави в непосредствена близост до земята и с потенциометъра R2 генераторът се настройва така, че в телефонната слушалка не се чува звук. При движение на бобината непосредствено над повърхността на земята се търси мястото, където в слушалката се чува звук.

По твърдение на автора с металотърсача може да се открие медна монета с диаметър 20 mm и дебелина 1,5 mm на дълбочина 85 cm.


Meталотърсач В.Б.
Млад Конструктор 1986/3/стр. 13

Обикновено принципите, на които работят металотърсачите, са два. Единият, абсорбционен, използва факта, че металите абсорбират („изсмукват”) енергия от магнитното поле на търсещата бобина. Другият е т.нар. осцилаторен принцип, като в този случай търсещата бобина определя честотата на осцилатора и с доближаването и до метален предмет, се промяна нейната индуктивност, а с това и честотата на осцилатора. Предлаганата схема на металотърсач работи по втория принцип.

Серийно свързаните кондензатори С2 и С3 заедно с търсещата бобина определят честотата на осцилатора, изграден с транзистора Т1. Избраният принцип на работа е с оглед различаването на магнирни и немагнитни метали. Първите повишават самоиндукцията на бобината, а с това честотата намалява, докато вторите действат точно обратно. Трябва да се има предвид, че такова различаване е възможно само при ниски честоти на осцилатора. Тук е избрана честота около 300 kHz, така, че всички видове метали действат еднакво. При тази честота за търсещата бобина е необходима само една навивка с диаметър 44 cm, напревена от коаксиален кабел, чиято ширмовка в средата е премахната.
Амплитудата на импулсите върху бобината, трябва да е минимум 170 mV, за да има на колектора на Т1 напрежение от 4 V, което е необходимо за безпроблемното управляние на интегралната схема ИС. Тя е включена като преобразувател честота – напрежение. По този начин и най – малките изменения на честотата стават „видими” за бързия операционен усилвател ОУ и измервателната система И.
Настройката на металотърсача се свежда до установяването на нулево отклонение на стрелката чрез потенциометъра R4. С R14 се постига желаната чувствителност на схемата. Финото нулиране става с R5. Стойностите на R14 и R15 не са определящи за усилването на ОУ, тъй като с резистора R13 e изградена положителна обратна връзка и обхватът на усилването на ОУ е много по – голям. Ако се използва измервателна система с друг ток, то трябва да се промени само не само R13, но и R11 и R12.
Предлаганият металотърсач няма претенции, че може да открива карфица на дълбочина 1 m, но успешно може да се проследи къде точно преминава водопроводната тръба в земята или проводникът в стената. С него могат да се откриват и малки метални предмети на неголяма дълбочина.


Металотърсач М.В. (По материали от чуждестранния печат)
Млад Конструктор 1993/8/стр.5-7

В последно време интересът към металотърсачите за неферомагнитни материали (мед, цинк, злато, сребро и др.) нарасна значително. За това може да се съди по продажбите на дистрибуторските фирми на водещите европейски и световни производители, въпреки високата цена на тези устройства. Предлагаме на любителите на електрониката, които имат интерес към металотърсачите, да си направят сами апаратура, която публикуваме по материали от чуждестранния печат.

Принцип на действие Металотърсачът работи на принципа на нулевите биения. Начинът на работа се заключва в смесване на сигналите от два генератора – единият е еталонен с честота, независеща от външни фактори, а другият е бобина, чиято индуктивност се изменя, ако в обсега и попадне метален предмет. Изменението на индуктивността води до промяна на честотата на втория генератор.
При отсъствие на метал около бобината честотите на двата генератора са равни и след смесването им на изхода на устройството се получава нулев сигнал.
Когато в близост до бобината се намира метален предмет, честотата на единия генератор се променя. При смесването на двата сигнала на изхода се получава хармоничен сигнал с честота, равна на разликата между честотата на двата сигнала. Този сигнал се усилва и се възпроизвежда във вид на звук от слушалка.

Принципна схема Електронната схема на металотърсача е показана на фиг. 1. Еталонният генератор е реализиран с първите два логически елемента IC1a и IC1b от интегралната схема 4001. Tя включва в корпуса си четири двувходови логически CMOS-елемента ИЛИ-НЕ. Руски еквивалент на тази интегрална схема е чипът К561ЛЕ5. Честотата на генератора, реализиран с двата логически елемента IC1а и IC1b, зависи от капацитета на кондензатора С2 и от общото съпротивление на резистора R1 и на потенциометъра RV1, с които се регулира честотата на еталонния генератор.
Вторият генератор е реализиран с логическия елемент IC1d. Той е класически LC – генератор с П – образен контур на честотнозадаващите елементи (кондензаторите С4 и С5 и бобината L1).
Изходните сигнали от двата генератора се подават на двата входа на логическия елемент IC1c, който изпълнява ролята на смесител.
При еднаква честота на двата генератора, изходният сигнал на елемента IC1c е нула, благодарение на което транзисторът TR1 е запушен.
Когато има метален предмет в обсега на бобината L1, честотата на генератора с логическия елемент IC1d се изменя и на изхода на IC1c се появява хармоничен сигнал с честота, равна на разликата от честотите на двата генератора. Този нискочестотен сигнал, подаден на базата на транзистора TR1, въвежда транзистора в линеен режим и осигурява протичане на пулсиращ ток през резистора R5 и през динамичната слущалка М. Звукоизточникът възпроизвежда звук, който показва, че в обсега на датчика се намира метален предмет. Кондензаторът С3 филтрира висши хармонични колебания в изходния сигнал на логическия елемент IC1c.
Захранване. За захранване на металотърсача трябва да се използва постоянно напрежение 9 V. Подходяща е миниатюрна батерия 9 V с голям капацитет или миниатюрен акумулатор с напрежение 9 V. Батерия 9 V с малък капацитет (тип „6F-22” т. нар. „Крона”) не са подходящи, защото не могат да осигурят във всеки момент необходимия ток за работа на металотърсача.
Интегралната схема при този режим на работа не се нуждае от стабилизирано захранване (лош превод !!!) и се захранва директно от батерията. Положителната клема се подава към извод 14, а масата се включва към извод 7 на интегралната схема.
За буфериране на захранването са включени двата кондензатора С1 и С6. Кондензаторът С6 се свързва на входа на устройството и осигурява по – голям ток при рязко нарастващо изменение на консумацията. Кондензаторът С1 трябва да бъде безиндуктивен и се свързва в непосредствена близост до захранващите изводи на интегралната схема.
Изработване на бобината. Бобината на металотърсача се

навива от 18 метра проводник с диаметър 0,3 mm с лакова изолация. Навива се (фиг. 2) около пръстен от изолационен неферомагнитен материал с диаметър 140 mm. Бобината на металотърсача се свързва към платката с

електронните елементи с ширмован, нискочестотен (тончестотен) проводник.
По експериментален път чрез промяна на бобината и по – точно изработване (поместена в специален кръгъл кожух), може да се постигне и по – висока чувствителност на металотърсача.
Монтиране. За електронните елементи на устройството се изработва печатна платка (фиг. 3). Извън нея се монтират ключът за подаване на захранването „on/of”, потенциометърът RV1 и алушалката М. За нея може да се използва динамична слушалка от миниатюрен радиоапарат, уокмен или слухов апарат.

Устройството се помества в подходяща кутия от

електроизолационен материал. Печатната платка с електронните елементи и батерията се укрепват в кутията (фиг. 4). На лицевия панел на устройството се извеждат прекъсвачът на захранването, потенциометърът за регулиране на основния генератор и куплунгът за свързване на кабела от бобината, както е показано на фиг. 5. Между бобината и кутията се монтира достатъчно дълъг прът от

неметал (напр. PVC – тръба) за да бъде устройството удобно за работа.

Работа с металотърсача. След като устройството е сглобено и монтирано в кутия, първо се подава захранване и след това се изравняват честотите на двата генератора с въртене на вала на потенциометъра RV1. Индикатор за това е спирането на звука в слушалката. Тя се държи на ухото, а с детектора (бобината) се обхожда предполагаемата площ, където може да се намира търсеният метален предмет. Когато се появи звук в слушалката, има вероятност в близост да се намира търсеният метален предмет.
Бел. Редакцията. При използване на металотърсача за търсене на ценни предмети с археологическа, историческа и културна стойност трябва да се имат предвид разпоредбите на българското законодателство.


Металотърсач Александър Боюклийски
Радио телевизия електроника 1990/4/стр. 25 – 27

Описаният металотърсач е от индуктивно – балансен тип. Този тип металотърсачи са с излъчваща и приемна бобина, монтирани в детекторна глава. Излъчващата бобина се състои от две секции, навити срещуположно. Захранва се от генератор, като взаимно разположение на излъчващата и приемната бобина е такова, че при отсъствие на метален предмет резултантният магнитен поток, преминаващ през приемната бобина, е приблизително равен на нула.
При преминаване на детекторната глава над метален предмет в приемната бобина се индуктира сигнал, който се подава паралелно към входовете на два синхронни демодулатора, работещи в квадратура. На изходите на демодулаторите освен сигнал с носещата честота и нейните хармонични се получават и два сигнала, означени с R и X, които са съответно активният и реактивният компонент на сигнала, възникнал в приемната бобина.
Синхронно демодулираните и усилени сигнали X и R се обработват в схемите следене/запомняне, свързани към изходите на усилвателите.
Х – сигналът се подава на входа на усилвателя с програмируем коефициент на усилване Кi, а сигналът R се подава на единия вход на компаратора.
На другия вход на компаратора се подава усиленият сигнал Кi, X. С програмируемия усилвател и компаратора, отношението на сигналите X/R се преобразува в двоичен цифров код, като за опорно напрежение служи сигналът R. Преобразуването се управлява от контролер, състоящ се от броячи. Изходите на брочяите управляват програмируемия усилвател, дисплея и звуковата сигнализация.
Когато усиленият Кi.X сигнал се изравни по стойност със сигнала R, компараторът изработва сигнал край на преобразуването и начало на индициране на отношението X/R. Коефициентът на усилване (потискане) Кi, който е записан в двоичен код на изходите на брочите, след спиране на преобразуването дава отношение X/R. Информацията за отношението X/R от изходите на броячите се изобразява на дисплей от светодиоди в двоичен код. Контролерът се захранва от сигнала, управляващ едновременно и синхронните демодулатори.

Електрическата схема на описания металотърсач е дадена на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 са показани схемите на генератора (ИС1), крайното стъпало (VT1 и VT2), излъчващата бобина L1, фазовъртящото и формиращото стъпало (ИС2 и ИС5), усилвателят на сигнала от приемната бобина Б2 (ИС4), синхронните демодулатори (ИС3), НЧ-филтър-усилвателите на X и R – сигналите (ИС7) и схемите следене/запомняне (ИС3, ИС8). На фиг. 2 са показани схемите на контролера (ИС9, ИС10), програмируемият усилвател (ИС11, ИС15), компараторът (ИС14), схемата за звуковата сигнализация и индициращото устройство (ИС12 и светодиодите).
Излъчващата бобина L1 създава синусоидално магнитно поле с честота 5 кHz. Токът през L1 е около 100 mA.
Синхронните демодулатори (ИС3) се задействат от напрежението, което се подава на излъчващата бобина, съответно формирано в правоъгълни импулси.
Усилвател-ограничителят ИС2.2 и схемата И/НЕ ИС5.2 създават правоъгълни импулси с положителна полярност, синхронни със сигнала, подаден на излъчващата бобина. Усилвател-ограничителят ИС2.1 и схемата И/НЕ ИС5.1 създават правоъгълни импулси, дефазирани на 90 градуса спрямо тези от ИС5.2.
Демодулираните X и R-сигнали се филтрират и усилват от постояннотоковите усилватели ИС7.1 и ИС7.2. След демодулиране и филтриране R-сигналът съдържа постоянна съставка, чиято стойност зависи от минералното съдържание в почвата. С потенциометъра RP2 и резистора 22 кОm се отстранява постоянното напрежение на изхода на ИС7.1. Освен това с тези елементи се получава малко положително преднапрежение (~ 50 mV) за неинвертиращия вход на компаратора ИС14.1, необходимо за нормалната работа на схемата.
Видът на сигналите X и R, създавани от магнити и немагнитни метални предмети, е показан на фиг. 3.

Програмираният усилвател ИС15.1 и компараторът ИС14.1 изработват отношението Х/R при положителен X-сигнал и отрицателен R-сигнал, т.е. с описаната схема се индентифицират немагнитни метални предмети. Програмируемият усилвател, показан на фиг. 2, се състои от операционния усилвател ИС15.1 и електронните ключове ИС11.1 – ИС11.4. Контролерът се състои от броячите ИС9 и ИС10. Схемата за пускане е изградена от компаратора ИС14.2 и ключа S1.
В изходно състояние, когато под детекторната глава няма метален предмет, в приемната бобина не се индуцира сигнал. На изхода на филтър-усилвателя ИС7.1 има малко положително преднапрежение (~50 mV). Стойността на това преднапрежение може да се променя чрез RP2.
Това преднапрежение определя изходът на компаратора ИС14.2 да бъде в състояние лог. 1 (положително напрежение, приблизително равно на захранващото). По този начин броячите ИС9 и ИС10 са нулирани чрез RESET – входовете. Входът на програмируемия усилвател е затворен посредством електронния ключ ИС13.1, а входовете на схемите следене/запомняне са отворени чрез ключовете ИС3.3 и ИС3.4.
При поява на метален предмет под детекторната глава на изходите на ИС7.1 и ИС7.2 се получават сигналите R’ и X’. Сигналът R’ се подава през нормално затворения контакт на ключа S1 към неинвертиращия вход на компаратора ИС14.2. Когато стойността на R’ надвиши по абселютна стойност постоянното положително преднапрежение, на изхода на компаратора ИС14.2 се появява лог. 0. което разрешава броенето на броячите ИС9 и ИС10. Изходите на брояча ИС9.1 изменят стъпално коефициента на усилване на програмируемия усилвател. За времето до появяване на лог. 1 на изхода Q4 на ИС10.2 сигналите Х’ и R’ се интегрират в кондензаторите С1 и С2 от схемите ИС3 и ИС8. След поява на лог. 1 на изхода Q4 ИС10.2 сигналите X и R се подават съответно към входа на програмируемия усилвател и неинвертиращия вход на компаратора ИС14.1. Когато сигналът КiX от изхода на програмируемия усилвател стане равен на сигнала R, на изхода на компаратота ИС14.1 се появява лог. 1, която спира брояча от контролера ИС9.1 през инвертора ИС5.4. В това състояние на изходите на брояча е записан в двоичен код коефициентът Кi, който определя еднозначно отношението X/R. Лог. 1 от изхода на компаратора ИС14.1 разрешава индицирането на четирибитова дума от изходите на брояча ИС9.1 през схемите И/НЕ (ИС12) върху дисплея.
В описваното изпълнение дисплеят се състои от 4 светодиода, които показват отношението X/R в двоичен koд. Друг вариант на дисплей е седемсегментен индикатор LED със съответни дешифратори. Изобразяването на отношението Х/R върху дисплея продължава, докато съществува сигналът R’, т.е. докато детекторната глава е над метален предмет. През това време е налице и звукова сигнализация, осъществена от броячите ИС10.1, ИС10.2, ИС13.1, VT3 и високоговорителя ВГ. Използваният високоговорител ВГ е тип ДЕМШ 1А, а светодиодите VD1 – VD4 са произволен тип.
Когато под детекторната глава няма метален предмет, сигналът R става равен на нула и на изхода на компаратора ИС14.2 се появява лог. 1, която спира броенето и изчиства броячите. Броят на разредите в двоичната дума (броят на изходите на брояча), респ броят на коефициентите на усилване i на програмируемия усилвател за описаната схема е избран равен на 4. Но този брой може да бъде увеличен, а следователно могат да се идентифицират увеличен брой метални предмети.
С RC – групата, състояща се от RP1 и С1, се осигурява синхронното демодулиране да бъде синфазно със сигнала от приемната бобина. По този начин се осигурява демодулираният, филтриран и усилен X – сигнал на изхода на ИС7.2 да е приблизително равен на нула, когато под детекторната глава има неминерализирана почва, несъдържаща метални предмети. Такава настройка (наречена настройка Х’ = 0) се извършва при всяко включване на захранването. При нея сигналът Х’ се подава (чрез превключване на S1 към неинвертиращия вход на компаратора ИС14.2. RP2 се изменя, докато се получи звукова сигнализация от високоговорителя ВГ. След това RP2 се връща обратно, докато звуковата сигнализация изчезне, т.е. до момента, когато сигналът X е със стойност, приблизително равна на нула (по – точно Х’ е положително напрежение ~50 mV).
При настройката R’= 0 (нулиране на сигнала R) процедурата е аналогична с тази за X’ = 0. При тази настройка ключът S1 свързва с нормално затворените си контакти неинвертиращия вход на ИС14.2 с X’. Настройката се извършва с RP2.
Oписаното схемно решение осигурява автоматично откриване и идентифициране на немагнитни, метални предмети. За магнитните метални предмети се получава само звукова сигнализация при откриването им.
Излъчващата бобина има две намотки от по 150 нав., навити противоположно и свързани последователно. Приемната бобина има 100 нав. Проводникът е ПЕЛ 0,5.
Захранващото напрежение се осигурява с 8 елемента R20. Oбщата консумация при сработила сигнализация е около 60 mA.

Излъчващата и приемната бобина се навиват върху цилиндрични дървени макари (фиг. 4). Излъчващата бобина се навива върху външната макара. След навиване двете бобини се монтират една в друга (фиг. 4) и се залепват с епоксидна смола. Цялата конструкция се монтира върху подходящ неметален носач. Дръжката, закрепена за носача, също трябва да бъде неметална. За чувствителността на металотърсача може да се добие представа от следния пример: металотърсачът открива и разпознава монета от 20 стотинки, зарита в пясък на дълбочина 5 cm.

Металотърсач По материали на сп. „Radiotechnika”, бр. 10, 1989 г.
Радио телевизия електроника 1990/4/стр. 37,38

Простият металотърсач, чиято схема е дадена на фигурата, може да се използва за откриване на проводници в стени, за търсене на изгубени в плажния пясък метални предмети и за други подобни цели. Устройството работи на принципа на промяна на честотата на генератор с трептящ кръг, чиято бобина е оформена като търсачна рамка (глава). Нейната индуктивност се променя от близостта на метален предмет. С два от логическите елементи на СМОS – интегралната схема 4011 е изграден опорният генератор, честотата на който се регулира грубо чрез тример – потенциометъра RP1 и плавно с потенциометъра RP2. Третият логически елемент и търсещата бобина са свързани като генератор, изходните импулси на който се подават на единия вход на четвъртия логически елемент, а на другия му вход постъпват импулсите на опорния генератор. В случая четвъртия елемент на интегралната схема 4011 действа като смесител. След просто филтриране на НЧ – импулсите, честотата на които зависи от разликата от честотите на двата генератора, се подават на усилвател за нискоомни слушалки.
Бобината е с диаметър около 170 mm и съдържа 35 – 40 нав. от проводник ПЕЛ 0,4. Екранирана е с алуминиево фолио чрез навиване на ивица от него по дължината и, като в мястото на изводите екранът е прекъснат, за да не представлява навивка на късо. Готовата бобина се залепва здраво на диск от полистирол или плексиглас, за да е механически устойчива. Така получената търсачна глава се монтира чрез неметален шарнир в единия край на носещия прът (също неметален), в другия край на който се закрепва кутийката с платката, като връзката между бобината и кутийката е ширмован кабел. Ширмовката (оплетката) е свързана с екрана на бобината и с кутийката на металотърсача, която трябва да е метална или да се изработи от фолиран стъклотекстолит.


Устройство за откриване на движещи се метални предмети инж Ласко Тенев
Радио телевизия електроника 1986/12/стр. 32,33

Предназначението на устройството е да открива нежелани метални предмети (феромагнитни и неферомагнитни) в суровините или готовата продикция върху движещи се транспортни ленти. При откриване на метален предмет, схемата изработва изходен сигнал за спиране и сигнализация.

Откриването на метални предмети се основава на вихротоковия метод. Схемата (фиг. 1) се състои от индукционна бобина – датчик Б1, намиращ се в непосредствена близост до транспортната лента, автогенераторен преобразувател на изменението на параметрите на бобината в напрежение (VT1, VT2), схема за обработка на сигнала (VТ3, OУ1) и схема за управление (VT4, VT5, P1).
Индукционната бобина Б1 е включена в трептящия кръг (L, C1, C2) на автогенератор, реализиран по триточкова, капацитивна схема с полевия транзистор VT1.
В истоковата верига на VT1 e включен генератор на стабилен ток, реализиран с полевия транзистор VT2. Toй играе ролята и на динамичен товар.
Изходът на автогенератора (т.А) посредством изправителя (VD1, VD2, C3, C4), времезакъснителната група R3, C5, R4 и бобината L се свързва със затвора на транзистора VT1. По този начин към затвора на автогенераторния транзистор (VT1) се подава постоянно напрежение, пропорционално на амплитудата на генерираното напрежение. То изменя работната точка на транзистора VT1, така, че да се поддържа постоянна амплитуда на генерираните трептения при изменение на температурата, захранващото напрежение и други дестабилизиращи фактори.
Времезакъснителната група (R3, C5, R4) осигурява изменение на изходното напрежение (което е информационен сигнал) при преминаване на метални предмети с предварително зададена скорост.
Изходът на автогенератора (т. А) посредством емитерния повторител VT3 е свързан с втори изправител (VD3, VD4, C7, C8). Kъм неговия вход (т. С) са свързани две интегриращи вериги. Едната от тях – R8, C10, R10, C11, е с по – малка времеконстанта и е свързана към инвертиращия вход на операционния усилвател ОУ1, работещ като компаратор. Втората интегрираща верига – R9, C9, R11, C12, е с по – голяма времеконстанта и е свързана към неинвертиращия вход на операционния усилвател. Посредством делителя R13, R14, включен към неинвертиращия вход на операционния усилвател, се осигурява предварителна потенциална разлика между двата му входа 2 и 3, така, че в изходно състояние потенциалът на изхода му 6 да бъде нула. Операционният усилвател е с едно полярно захранване.
Изходът на операционния усилвател посредством ителната верига R15, VD5 е свързан с транзисторния ключ VT4, VT5. В колектора на VT5 е включено изпълнително реле Р1.
При включване на захранването, потенциалът в т. В е нула, а стръмността на транзистора VT1 е максимална. Това създава благоприятни условия за възникване на колебания, чиято амплитуда постепенно намалява със зареждането на кондензатора С5 и повишаването на потенциала в т. В. След няколко секунди (в зависимост от времеконстантата R3, C5, R4)автогенераторът се установява в стационарен режим.
При приближаването на метален предмет към бобината, нейната индуктивност намалява, а активното и съпротивление се повишава. Това предизвиква нарушаване на условията за самовъзбуждане и съответно намаляване амплитудата на генерираното напрежение. Потенциалът в т. С също намалява, а с малко закъснение – и потенциалът на на вход 2 на операционния усилвател. В същото време потенциалът на вход 3 на операционния усилвател остава приблизително същият поради по – голямата времеконстанта на интегриращата верига. Това предизвиква превключване на операционния усилвател и установяване висок потенциал на изхода му 6, поради което транзисторите VT4 и VT5 се насищат и включват релето Р1, което е със самозадържане.
При бавни изменения, предизвикани от дестабилизиращите фактори (температура, влага, стареене, захранващо напрежение), автогенераторната схема (VT1, VT2) поддържа постоянна температура на генерираните колебания. С помощта на съпротивлението на резистора R1, тази амплитуда се подбира така, че схемата да има максимална чувствителност. При бавни изменения на потенциала в т. С (фиг. 1), компараторът (ОУ1) не се превключва, понеже потенциалната разлика между входовете му 2 и 3 не се променя.
Наличието на неподвижни метални обекти до индукционната бобина не нарушава нормалната работа на схемата и не предизвиква нейното задействане.
С посочените на фиг. 1 времеконстанти на автогенератора (R3, C5, R4) и на интегриращите вериги R8, C10, R10, C11 и R9, C9, R11, C12 се осигурява откриване на метални обекти, чиято скорост е по – голяма от 0,5 m/s.
Индукционната бобина Б1 е реализирана като кръгла рамка с диаметър 320 mm и 250 нав. от литцендрат (35 х 0,05). Индуктивността на бобината е 42 mH, а активното и съпротивление е 32 Om. Честотата на генерираните сигнали при посочрните стойности на елементите на схемата е 23 527 Hz.
Устройството се проверява и настройва в лабораторни условия чрез използване на еталонен меден лист с размери 1000 х 1000 mm. При движение на медния лист със скорост 0,5 m/s над бобината, схемата се настройва да сработва на височина не по – малко от 500 mm. След тази настройка устройството може да открива движещи се метални обекти с размерите на монета от 5 стотинки на разстояние 70 – 100 mm от повърхността на бобината.
Устройството може да се използва и за преброяване на моторни превозни средства, както в металургичното производство за контрол или автоматично разкрояване на готовата продукция.
ЛИТЕРАТУРА
1. Тенев. Л. Устройство за откриване на подвижни метални обекти. Авт. свидетелство N 31609 (рег., N 50996 от 1981 г.)


Миниатюрен търсач на метали и проводници По материали на сп. „Funkamateur” бр.1, 1987
Радио телевизия електроника 1987/9/стр.36

Описаното тук устройство звуково сигнализира за наличието на тръби, елекктрически проводници или други метални предмети. Електрическата му схема е построена на базата на ИС А301D.

Схемата (фиг. 1) се състои от генератор, изграден с елементите: диод VD1, бобина L1, kондензатор С1, резистор R1, kakто и от тонгенератор, изграден с елементите: диод VD1, кондензатор С3, резистор R2 и слушалка BH1.

Ako към бобината L1 се приближи метален предмет, генерациите изчезват и се включва тонгенераторът. Слушалката ВН1, със съпротивление около 400 Om, сигнализира за присъствието на метал.
За бобина L1 може да се използва готова бобина от антена за средни вълни с феритна пръчка.
При по – големи предмети схемата се задейства от разстояние 60 – 100 mm.
Увеличаването на това разстояние е нецелесъобразно, тъй като близко разположените предмети не ще могат да се различават един от друг.
Светодиодът VD2 показва готовността и при сигнализиране свети с по – малка интензивност.
Всички елементи, с изключение на слушалката ВН1, светодиода VD2, батерията (9 V) и ключето S1, са разположени върху печатна платка, показана на фиг. 2. Монтажната схема е показана на фиг. 3.

За настройване на уреда след подаване на напрежение, бобината L1 се приближава до метален предмет. С регулатора RP1 се нагласява чувствителността на генератора за разстояние около 60 mm от металния предмет. Чрез подбор на елементите R2 и С3 може да се измени височината на тока на сигнализацията.
Целият прибор се помества в кутия от електрическо фенерче, като на мястото на електрическата крушка се поставя слушалката, а ключ на уреда е ключето на самото фенерче.
С устройството лесно се откриват проводници в стените под мазилката.

Mеталотърсач инж Михаил Калбанов, Георги Чакъров
Радио телевизия електроника 1984/6/стр. 19

Предлаганият уред е предназначен за откриване за откриване на метални предмети – монети, подземни тръби, кабели, тръбопроводи, независимо от характера и състава на почвения слой върху тях. Той намира приложение в археологията, строително – монтажните дейности, за трасиране на кабелни линии и в други области.
Блоковата схема на металотърсача е дадена на фиг. 1.

Синусоидалният изходен сигнал на генератора на сигнали с честота 100 кHz се модулира амплитудно. Изходът на генератора е свързан към предавателната намотка А, която е в съседство с приемната намотка Б. И двете намотки са разположени в детекторната търсеща глава 1. Предавателната намотка е обхваната от отрицателната обратна връзка (вж. фиг. 2) Токовете I1 и I2 текат в противоположни посоки, поради което генерираните от тях електромагнитни полета взаимно се уравновесяват и при липса на метален обект или железни примеси в почвата не се излъчва никакъв сигнал (т. нар. индукционен баланс).
Индуктивността на антените се пресмята по следния начин:

Ако в полето на антената се появи метален обект, той преизлъчва сигнала, като създава второ поле от вихрови токове, индуцирани в обекта от първото поле. Приемателната намотка Б реагира на тези промени в електромагнитното поле и генерира сигнал, чиято фаза и амплитуда зависят от типа на металния обект и разстоянието до търсещата глава.
Както е показано на фиг. 3, железните примеси в почвата създават сигнал с фазов лъч 1 и съответен фазов ъгъл 0 градуса. Металните обекти с висока електропроводимост, които поддържат немагнитни метали (например монети или предмети от благородни метали), създават ответен сигнал с фазов лъч 5, който е изместен на 180 градуса спрямо фазовия лъч 1. Много железни обекти с магнитни свойства, създават сигнал с фазов лъч 3, който е изместен на 90 градуса от фазовия лъч 1. Други железни предмети (напр. гвоздеи) могат да създадат сигнал с фазов лъч 2, изместен на 45 градуса спрямо 1. Металните обекти с ниска електропроводимост (напр. фолио от консервени кутии, капачки от бутилки и др.) създават сигнал с фазов лъч 4. Трябва да се има предвид, че размерите и формата на металния обект, както и видът на метала влияят върху величината на фазовия ъгъл.
На фиг. 3 са представени окръжността на звуковия праг и разположението на работните точки и съответните фазори.
При обикновена дискриминация уредът работи в работна точка 1. В работна точка 1 всеки сигнал, приет по протежение на фазовия лъч 5, надвишава звуковото ниво и произвежда звукова индикация. При използване на нормална дискриминация в работна точка 1 могат да се получат неверни отчитания (напр. трудно се различават никелова монета с фазор 6 и фазов ъгъл 161 градуса и капачка от бутилка с фазор 7 и фазов ъгъл около 152 градуса, вж. фиг. 3а).

Фалшивите показания могат да се елиминират в значителна степен, ако работната точка се премести в положение 2. Тогава споменатото неудобство се преодолява (вж. фиг. 3б).
Липсата на звуков сигнал или на някаква друга положителна индикация за наличието на метален обект в работна точка 2 е нежелателна. В устройството това е преодоляно чрез прибавяне на компаратора 8, който е свързан към изхода на демодулатора 7. Другият вход на компаратора е свързан към изхода на звуковия генератор 3. Импулсите, генерирани от звуковия генератор, се сравняват по амплитуда с демодулираните сигнали 2 (фиг. 4). Компараторът 8 генерира звуков импулс (д) само, ако амплитудата на демодулирания сигнал (г) е по – малка от амплитудата на стандартния звуков импулс (в). По този начин стандартният звуков импулс всъщност създава звуковия праг и когато полученият сигнал (г), съответстващ на фазора 5 на търсените метални обекти, се понижи под нивото на амплитудата на стандартния звуков импулс, на изхода на компаратора се получава сигнал (д) с много голяма амплитуда.

Устройството включва и тример-кондензатора С4, свързан между разноименните полюси на намотките 10 и 42, както и настроиващата верига 4 (фиг. 1 и 5). Тример-кондензаторът и настройващата верига се нагласят така, че да създадат сигнал с фазов ъгъл, еднакъв с този на остатъчния сигнал, създаден от почвени примеси с магнитни свойства. Този сигнал отрязва част от паразитния сигнал, като променя амплитудата на последния по протежение на ос, успоредна на фазовия му лъч 1. По този начин комбинираното действие на настройващата верига 4 и тример-кондензатора елиминира влиянието на железните почвени примеси върху получения сигнал, като остатъчния сигнал е с амплитуда, равна на амплитудата на звуковия праг 9вж. фиг. 3).
Част от устройството е веригата за регулировка 5 на нивото на преднапрежението за демодулатора 7. При промени на амплитудата на изхода на генератора 2, които могат да се дължат на различни причини (напр. изтощаване на захранващата батерия или температурни колебания), веригата за регулировка 5 автоматично създава съответната промяна в постоянната съставка на изходния сигнал на демодулатора.
Дискриминаторната верига 4 (верига за определяне на работната точка) (вж. фиг. 1 и 5) е свързана между предавателната намотка 12 и приемната 14. Тя служи за нагласяване на работната точка в положение 2 (вж. фиг. 3).
Амплитудната модулация със звукова честота на радиосигнала се извършва от кондензатора С5 (10 nF), който се зарежда бързо през зарядната верига, образувана от самия кондензатор С5, диода VД1 с минимално съпротивление в права посока и резистора R6 (300 Om). Зареждането на кондензатора С5 води до запушване на диода VД1, след което кондензаторът започва да се разрежда през резистора R3 (270 kOm). По този начин се получават импулси (а) от фиг. 4. Времеконстантата, определена от кондензатора С5 и резистора R3, е около 0,0027 s, koето съответства на честота на модулация около 370 Hz.
Oсновният усилвателен елемент на генератора е NPN-транзисторът VT3 (2T6551с виолетова точка). Чрез транзистора VT2 се осъществява положителна обратна връзка.
Транзисторът VT1 осъществява температурна компенсация.
Усилвателят на радиосигнала VT2 е свързан към изхода на приемателната намотка. Свързващият кондензатор С10 трябва да бъде високочестотен.
Демодулаторът 7 включва транзистора VT7, чиято база е свързана като вход на демодулатора. Транзисторът VT7 в нормално състояние е запушен. Отпушва се само от отрицателни импулси на базата (респективно от положителни импулси на входа на усилвателя на радиосигнали). Кондензаторът С11 шунтира сигнала с радиочестотата на получения сигнал към земя, при което на изхода на демодулатора остава демодулиран сигнал със звукова честота.
Сигналът от изхода на демодулатора се подава на NPN-транзистора VT9, свързан като емитерен повторител. На базата на емитерния повторител се подава постоянно напрежение 0,6 V, oсигурявано от транзистора VT8, свързан като диод. Изходът на емитерния повторител е свързан чрез ключ към базата или емитера на компараторния транзистор VT10 на компаратора, реализиран с транзисторите VT10 и VT11. В режим на реверсивна дискриминация, ключът трябва да бъде в такова положение, че да се осигурява връзка на изхода на транзистора VT9 с базата на транзистора VT10.
Генераторът на звукови импулси включва PNP-транзистора VT5, работещ в ключов режим. Базата на транзистора VT5 e свързана към изхода на предаващата намотка през резистора R35 и ключа А(8, 9, 10). Ценеровият диод VD2 за 6,2 V шунтира товарното съпротивление в колекторната верига на транзистора VT5 и пропуска само положителните импулси на изхода на транзисторния ключ VT5. Ценеровият диод осигурява и ограничаването на амплитудата на изходния сигнал. След това сигналът преминава през нискочестотния филтър, състоящ се от резистора R39 и кондензатора С18. В резултат се получава формата на изходния сигнал (б) (вж фиг. 4).
Показаните на схемата положения на ключа съответстват на режим на реверсивна дискриминация.
На фиг. 5 са дадени съответните броеве навивки на търсещата глава – 1, 15, 5, 10 и 42 за отделните поднамотки на предавателната и приемната антена.
Видът и размерите на антените са показани на фиг. 2. Намотките са екранирани в посочения жлеб и са навити с проводник ПЕТ 2F – 0,42, сле което жлебът се запълва с епоксидна смола.

На фиг. 6 е дадена разработена платка на металотърсача. Връзката между антената и платката се осъществява с розетка със седем пера, свързана с платката в точки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, и съответната вилка, свързана с антената с тридвужилен екраниран кабел в точки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (фиг. 5).
При правилен монтаж и спазване на изложената последователност не е необходима настройка на уреда освен в случаите на промяна на работната честота и на размера на търсещата глава. ТОгава настройката се извършва с посочените настроечни елементи от фиг. 5. Желателно е преди фиксиране на предавателната и приемната антена една върху друга да се намери това взаимно разположение на антените, при което има минимален проникващ сигнал, измерен в т.7 от фиг. 5 на приемната антена.
Металотърсачът се захранва с акумулатор 12 V, 1A/h, производство на завод „Мусала” – Самоков (1984 г.). Консумацията без звукова индикация е 6 mA, а със звукова индикация – 10 mA. Използването на посочения акумулатор осигурява 100 h непрекъсната работа на металотърсача.


Прост Металотърсач По материали на „Funkamateur” бр. 8, 1980 г.
Радио телевизия електроника 1980/9/стр. 31

Често пъти при пробиване на дупки в стени се получават препятствия от невидими метални пръти в арматурата на сградата или от други метални предмети.
Описаният уред помага да бъде установено предварително тяхното място.

Захранва се от напрежение 9 V (фиг. 1), но за осцилаторния транзистор Т3 е необходимо напрежение 4 V с възможно постоянна стойност. Ето защо то се понижава чрез резистора R3 и се стабилизира чрез стабилизатор, построен с транзисторите Т1 и Т2. Честотата на трептене на осцилаторния кръг, съставен от кондензатора С1 и бобината L2 e 100 kHz. Трептенията се пренасят индуктивно от бобината L2 към бобината L1 (разположени върху обща феритна пръчка) и се изправят чрез Т4. Кондензаторът С2 се използва като филтров против смущаващи сигнали. Докато транзисторът Т4 е пропускащ, транзисторите Т5 и Т6 са запушени. В резултат на това светодиодът Д2 не е задействан. Ако се доближи метален прът до L2, получава се затихване на осцилациите. ТРанзисторът Т4 е с високоомен вход и, за да се запуши, т.е да се отпушат Т6 и Т5 е необходимо да се получи на входа му достатъчно напрежение. В резултат диодът Д2 светва.
Предварителната настройка на уреда трябва да се извърши по следния начин.
Най – напред променливият резистор P1 се поставя в средно положение. След това R1 и R2 така се регулират, че при промяна на съпротивлението на P1 да се получи светване на Д2 с примигване.
Транзисторите от Т2 до Т6 са силициеви от NPN тип с усилване по ток над 100. Транзисторът Т1 е също силициев, но от PNP тип. За основа на бобините L1 и L2 се използва феритна пръчка от антена (фиг. 2). L1 е с 45 навивки с диаметър 0,3 mm от емайлиран меден проводник. Бобината L2 е със 120 нав. също с диаметър 0,3 mm. В останалите случаи на използване, променливият резистор P1 се наглася преди доближаване до стената, фокато светодиодът светне. След това се изменя съпротивлението му, докато се получи примигване (трептене) на светлината на светодиода. При приближаване до метал, диодът Д2 започва постоянно да свети.
Най – малкото разстояние, при което уредът се задейства е съответно при големи метални части – 200 мм; при малки метални части – 50 mm; при силнотокови кабели – 40 mm; малка отвертка – 30 mm; метална плънка в дърво – 20 mm; телефонен кабел – 10 mm.
Посочените данни са ориентировъчни и зависят от настройката на уреда.

Meталотърсач
Млад конструктор 1982/6/стр. 10,11

Принципът на работа на металотърсача става ясен от блоковата схема, показана на фиг.1. Той е изграден от два генератора Колпиц, настроени на много близки честоти. Сигналите от двата генератора се подават на входа на смесител, на чиито изход се получават сумата и разликата на двете честоти. Нискочестотният филтър пропуска само сигнала с честота, равна на разликата между двата сигнала (от порядъка на 50 Hz). Усилен от нискочестотния усилвател, сигналът постъпва на високоговорителя.
Ако под рамката L1 има метал. Честотата на първия генератор се изменя, а оттам се изменя и честотата на сигнала, постъпващ в усилвателя. По промяната на звуковия сигнал се установява наличието на метал под рамката.

Принципната схема на металотърсача е показана на фиг. 2.
Двата генератора са изградени с транзисторите Т1 и Т2, а смесителят – с Т3. Използвани са полеви транзистори с N канал.
Настройката на генератора се извършва с помощта на кондензатора С1. Сигналите от двата генератора се смесват на входа на смесителя Т3. Нискочестотният филтър, изграден с резистора R8 и кондензатора С12, елиминира сигнала със сумарната честота, а другият – пропуска. Нискочестотният усилвател е реализиран с интегралната схема LM386. Вместо високоговорител може да се използват слушалки.
Честотите на двата генератора трябва да са от порядъка на 650 кНz. Двата генератора се настройват така, че да се получи разлика между двата сигнала 50 Hz. При наличие на метал под рамката, тази разлика варира в границите 40 – 60 Hz. Като се използва формулата на Томсън при посочените стойности на кондензаторите за L2 се получава 369 мкH. Тя се навива на миниатюрна макара върха феритна пръчка.

Бобината L1 се навива върху дървена макара, чиито размери са показани на фиг. 3 (вид отпред). Дебелината на дървото е 6,25 mm. Макарата се състои от два дървени диска с диаметър 146 mm и един междинен диск с диаметър 127 mm. След като трите части се залепят, от тях се изрязват D – образна част с размери, показани на на чертежа на фиг. 3. В долната част на макарата се изрязва отвор с диаметър около 20 mm за дръжката. Осовата линия на дръжката не трябва да е перпендикулярна на плоскостта на бобината. Двата малки отвора с фи 1,6 mm са предназначени за изводите на бобината L1. Тя съдържа 20 навивки с ПЕЛ – 0,32 mm. При посочените размери на макарата е необходим проводник с дължина около 916 cm.
Бобината трябва да бъде екранирана. За целта може да се използва готовата екранировка от коаксиален кабел (с дължина 40 cm), поставена в жлеба на макарата. Изводите на бобината се прекарват през двата отвора с фи 1,6 mm и се свързват в съответните точки на схемата.
Екранировката се запоява към плюса на схемата. Плюсовият проводник е отделен от масата посредством кондензатора С13.

Tранзисторен металотърсач От книгата на Васильев В.А., Веневцев М.К. Транзисторные конструкции сельского радиолюбителя. – 2 – е изд., перераб. И доп. – М.: Энергия, 1980. – 120 с., ил. – (Массовая радиобиблиотека; Вып.1018). От стр. 101 до 104.

При извършването на различни дейности свързани с копаене на земята, при търсенето на различни кабелни и тръбопроводни линии, положени в земята, е необходимо използването на специални апарати, наречени металотърсачи. Такива прибори реагират на появяването на метални предмети, които се оказват в близост до чувствителния елемент. На рис. 67 е дадена принципната схема на прост металотърсач, реализиран с два транзистора.

Основа на прибора се явява простият хетеродинен приемник изпълнен по схема с общ хетеродин на транзистора Т2. Хетеродинната част на приемника съдържа колебателен кръг, който се състои от бобината L2 с феритна сърцевина за настройка и капацитет, съставен от три последователно съединени кондензатора с постоянен капацитет – С5 – С7. Както се вижда от от рис. 67, базата на транзистора Т2 е включена към точката в която се свързват кондензаторите С5 и С6, а емитерът – към точката на свързване на кондензаторите С6 и С7. Режимът на работа на транзистора Т2 по постоянен ток е стабилизиран с резисторите R4 и R5 (във веригата на базата) и R6 (във веригата на емитера).
Хетеродинът, който е изпълнен с транзистора Т2 в техническата литература се нарича автогенератора, изпълнен по триточкова схема с капацитивна обратна връзка. Достойнство на такъв автогенератор се явява това, че в него се използва само една индуктивна бобина без допълнителни изводи. Затова, ако транзисторът е изправен, неговата бета h21Э = 12 или повече, а кондензаторите са съединени по между си и с изводите на транзистора правилно, то генерациите възникват веднага след включването на захранването, без да се изискват допълнителни регулировки. Пренастройката на честотата на хетеродина се извършва с преместването на настройващата сърцевина на бобината L2.
Характерна особеност на хетеродиннният приемник се явява това, че разликата от честотите на приемания сигнал и на хетеродина съставлява само няколко стотин или няколко хиляди херца. С това той се отличава от суперхетеродина, разликата между честотите на който е голяма и е равна обикновено на 465 kHz, и се отличава също от приемника за право преобразуване, в който разликата от честотите е равна на нула или на няколко херца.
Хетеродинният приемник, който е изпълнен на транзистора Т2 е предназначен за приемане на сигнала на генератора, изпълнен с транзистора Т1, изпълнен по тази същата триточкова схема с капацитивна обратна връзка, но с някои разлики. Първо в него е увеличен колекторния ток от 1 до 2 mA, и това е необходимо за устойчивата работа на хетеродина. Второ, и това е главното, бобината L1 e изпълнена във вид на рамка с правоъгълна форма с размери 200 х 245 mm. Отсъствието на регулираща сърцевина и големите и линейни размери на бобината L1 я правят много чувствителна към наличието наблизо на различни метални предмети. Колкото е по – голяма повърхността на металния предмет и колкото по – близко той се намира към плоскостта на рамката, толкова повече се изменя индуктивността и добротността на бобината. Трябва да се отбележи, че абселютните стойности на изменението на индуктивността не са големи. Например, ако при осъствието на метални предмети, честотата на генератора изпълнен с транзистора Т1 е равна на 465 кHz, то при наличието на метали тя се повишава с не повече от 5 кHz, т.е. примерно с 1%.
Честотата на хетеродина, изпълнен с транзистора Т2 се настройва да е с малко по – голяма от честотата на генератора, равна примерно на 465,5 кHz. Toва означава, че при отсъствието на метални предмети в близост до бобината L1, разликата от честотите на генератора и хетеродина съставлява 465,5 – 465 = 0,5 кHz = 500 Hz. Kолебания с такава честота могат да бъдат чути с помощта на телефонни слушалки, включени в колекторната верига на транзистора Т2. Но, по какъв начин напрежението на генератора с транзистора Т1 постъпва на входа на преобразувателя на честотата, изпълнен с транзистора Т2? Това се обяснява с факта, че бобината L2 със сърцевинаа е разположена близко до навивките на бобината L1 и подобно на магнитна антена приема излъчваните от бобината L1 електрически сигнали. По – нататък приетите сигнали през кондензатора С5 постъпват на базата на транзистора Т2, където става и преобразуването на честотата.
При появяването близо до намотката L1 на метален предмет, честотата на генератора с транзистора Т2 остава неизменна. Затова разликата между втората и първата честота се намалява, което довежда след себе си до изменение на звука в слушалките. В резултат може на слух, по изменението на тона да се намери под сняг, земя и други насипни материали да се намерят големи метални предмети на дълбочина до 50 – 60 см, а на малки до 10 – 20 см.

Транзисторите Т1 и Т2 могат да бъдат от типа на П422 или П423, а така също от старите типове – П401, П402, П403 и т.н. Телефонните слушалки са от типа ТОН-1 или ТОН-2 със съпротивление на всеки капсул 1,6 – 2,2 кOm. Teлефонните слушалки се преправят по такъв начин, че техните капсули да бъдат съединени по между си не последователно, а паралелно – плюс към плюс, минус към минус,

при това входното и съпротивление ще бъде вече 800 – 1100 Om. Металотърсачът се захранва от батерия 3336Л, която има срок на служба не по – малък от 300 ч, тъй като приборът консумира ток около около 3,5 mA. Бобината L1 се състои от 35 навивки от проводник ПЭЛШО 0,26, намотани накуп в жлеб на дървената рамка със страни 200 х 245 mm, kоято е изпълнена от дървени летви с размери 10 х 26 mm. Дървените летви се съединяват помежду си с основата на прибора от фазер с размери 200 х 320 mm с лепило, както е показано на рис. 68. На тази същата основа от фазер извън бобината L1 се разполагат бобината L2, платката с материалите, съединителят за телефонните слушалки, ключът за включване на захранването и зхранващата батерия. Външното ограждане на местоположението на тези елементи се състои от стени от фазер с височина 26 mm, съединени по между си и с основата с лепило. Единствените метални съединителни предмети се явяват два винта за дърво, които съединяват основата на прибора с дръжката за неговото пренасяне, която се прави от твърдо дърво (дъб или бук) с дължина около 1 m и сечение 15 х 25 mm и го монтират под ъгъл 60 градуса към плоскостта на основата.
Бобината L2 се намотава на хартиена основа, вътре в която са разположени две феритни парчета с диаметър 7 mm от ферит 600НН или 400НН. Дължината на едната сърцевина е 20 mm, а на другата 35 – 40 mm. По – малката по дължина сърцевина се закрепва с лепило в цилиндричния отвор в основата на прибора, а голямата се използва за настройка. Намотката L2 се навива с проводник ПЭЛШО 0,15 и съдържа 58 навивки. В металотърсача са използвани резистори от типа МЛТ – 0,125 или ВС – 0,125, кондензатори КЛС – 1 и БМ – 2, захранващият ключ – е еднополюсен от типа ТВ – 1.

Разместването на детайлите на печатната монтажна платка с размери 40 х 70 mm е показано на рис. 69. Съединяването на монтажната платка със захранващия ключ и съединителят за телефонните слушалки се осъществява с гъвкав проводник от типа МГШВ 0,35. За защита на детайлите от въздействието на външната среда, рамката и всички елементи се затварят отгоре с капак от фазер с размери 200 х 320 mm, която се фиксира с четири малки винта за дърво, които са завити в страничните дървени трупчета на рамката. По такъв начин размерът на рамката с електронното оборудване съставлява 40 х 200 х 320 mm.
За захранването на прибора е необходимо да се включи захранването, да се поставят на главата на работещия телефонните слушалки и с бавно преместване на сърцевината на бобината L2 през отвор в горния капак да се получи появяване в слушалките силен, чист тон с ниска честота, след това да се поднесе към рамката на прибора някакъв предмет от метал, например кофа или голяма чиния. Средно приборът може да усети приближаването на такива предмети на разстояние 40 – 50 сm. По – нататък след няколко опита се намира такава стойност на разликовата честота, при която се постига най – добра чувствителност.
Описаният металотърсач може да бъде използван за търсене на метални предмети, загубени в полето, или на метални предмети, които случайно са се оказали в храната на животните. Може така също да се определи разположението на арматурните железа в железобетонните конструкции, скрит електрокабел в стената, водопроводна тръба или отоплителна тръба. Освен това интересни за младежите може да будат игрите в които с негова помощ се търсят метални предмети, предварително скрити, например при «военни» игри с учебна цел и други подобни.

Любителски металотърсач По материали на „Аmaterske Radio”, бр. 2/1989 г.
Радио телевизия електроника 1989/8/стр. 36, 37

Описаният сравнително прост металотърсач работи по метода на т.нар. индуктивен баланс и притежава задоволителни възможности. Схемата му е показана на фиг. 1. С транзистора VT1 е изграден самовъзбуждащ се генератор на импулси с честота около 30 кHz, модулирани със звукова честота 500 – 1000 Hz, както е показано на фиг. 2. В схемата на този генератор са включени бобините L1, L2 и L3, разположени в едната половина на търсещата глава. В другата половина на главата са приемните бобини L4 и L5. През кондензатора С8, входният сигнал се подава на отрицателния вход на компаратора 311. На положителния му вход е подадено постоянно напрежение, което може да се регулира грубо и плавно през потенциометрите P1 и P2. Към изхода на компаратора е свързан транзисторът VT2, в емитерната верига на който е включен малък високоговорител. Паралелно на високоговорителя е свързан и малък измервателен уред, който при натискане на бутона Б показва напрежението на захранващата батерия. През кондензатора С13 импулсите от емитера на транзистора VT2 се детектират чрез групата VD3, R7 и С12 и през резистора R4 се осъществява ООВ, подобраваща работата на устройството.
Принципът на действие е следният: когато при добре балансирани бобини (предавателни и приемни) към търсещата глава се доближи метален предмет, степента на индуктивна връзка между тях се променя. Това означава и промяна в амплитудата на импулсите, подавани на отрицателния вход на компаратора, на положителния вход на който е подадено опорно напрежение. Ако върховата стойност на входните импулси превиши нивото на опорния праг, в изхода на компаратора се появяват импулси и високоговорителят издава сигнал с ниска честота.

Амплитудата на тези акустични импулси е пропорционална на нивото на входния сигнал, който „улавя” приемната част на търсещата глава. Нивото на опорното напрежение, което се нагласява с двата потенциометъра Р1 и П2, е дадено на фиг. 2 с прекъсната линия. Посредством променливия кондензатор С6 се осъществява т.нар. схемен баланс, като към входния сигнал от приемната бобина се добавя в противофаза част от генерирания сигнал. При правилно конструктивно балансиране на двете половини на търсещата глава (фиг. 3) и съответно настройване чрез кондензатора С6 и потенциометрите Р1 и Р2 се постига максимална чувствителност на металотърсача, както и възможност да се различава типът на металния предмет, т.е. да се разпознават парамагнитните и феромагнитните метали.

Най – важната част от работата при изработване на този уред е направата на търсещата глава. Двете и еднакви половинки с размери, дадени на фиг. 3, се изработват от плексиглас с дебелина около 4 mm. Всяка от тях представлява „сандвич” от три залепени парчета – двете външни са с еднакви размери, а средното е с по – малък радиус на закръгление и широчина. По периферията на всяка от двете половини на главата трябва да има канал с дълбочина 3 – 4 mm за проводника, с който се навиват бобините. Плексигласовите парчета се залепват с разтвор на плексиглас в хлороформ, но може да се използва и само хлороформ, ако повърхностите са гладки и се притискат добре след залепването. Бобините се навиват с проводник ПЕЛ 0,3 като условно приемаме посоката на навиване, отговаряща на движението на часовниковата стрелка, да наричаме дясна. Както е означено на фиг. 3, лявата половина на тъсещата глава приемаме за първа (1), а дясната – за втора (2). Намотката L1 навиваме надясно върху частта 1, kaто началото и края извеждаме през страничния прорез и ги усукваме на дължина около 10 sm. След това навиваме наляво L3 и по същия начин оформяме изводите. Накрая надясно навиваме и намотката L2 и частта 1 е готова. Върху другата част 2 на главата навиваме надясно намотките L4 и L5, като изводите им оформяме по описания начин. Кондензаторите С5 и С7, които трябва да са от типа КМПТ или стирофлексни, залепваме на съответните части и окончателно оформяме изводите според схемата от фиг. 1. От фиг. 3 се вижда, че двете части на главата са съединени подвижно. Това се прави нарочно, за да може при настройката на готовия вече металотърсач да се постигне оптимално конструктивно балансиране на търсещата глава. Детайлите на подвижното съединение не са метални и е най – добре да се изработят от текстолит или друга здрава пластмаса.
Настройката се прави по следния начин: първоначално десния по схемата край на кондензатора С6 оставяме свободен, без да е свързан с точките 1 или 2. Раздалечаваме двете части на главата на разстояние, колкото максимално позволява прорезът в частта 2. Включваме захранването и чрез потенциометрите Р1 и Р2 търсим появата на звук от високоговорителчето. След това приближаваме малко двете половини на главата една към друга, при което звукът отслабва. (Тези манипулации се правят при условие, че около главата няма метални предмети). След няколко такива промени на взаимоположението на двете части на главата, с които се настройва минималната сила на звука, ги раздалечаваме на 8 mm и ги фиксираме здраво в това положение. Свързваме кондензатора С6 с т.1 и чрез промяна на стойността му търсим положение, при което звукът изчезва. Ако не успеем, свързваме променливия кондензатор с т.2 и проверяваме за положение с изчезване на звука. Накрая свързваме кондензатора С6 постоянно с тази от точките 1 или 2, при използването на която звукът се губи. При работа с металотърсача, максимална чувствителност се постига, когато настройката е на прага на звука.

Статия 115_71: Електронен металотърсач, Meталотърсач, Детектор на метали, Mеталотърсач МИ-2, Металотърсач, Високочувствителен металотърсач тип ВТР-3 (за метални, подземни трасета) на водопроводни тръби, газопроводни, силови и телефонни кабели и др., Металотърсач за тръби и кабели, Металотърсач, MAGNUM METAL LOCATOR,
Meталотърсачи  Magnum и MagnumBG (модификация).

Статия 115_72: Металотърсачи за откриване на метални предмети и кабели под земната повърхност.

Материалите подготви за сайта:

Иван Парашкевов

e-mail: ivanparst@dir.bg

         главна страница       напред        горе