세 개의 미세 회로에 금속 탐지기. 계획, 설명

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XNUMX개의 미세 회로에 있는 금속 탐지기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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기준 및 측정 발진기가 하나의 미세 회로 요소에 조립되는 BFO (Beat Frequency Oscillator) 유형의 금속 탐지기에는 몇 가지 단점이 있습니다. 우선, 제거가 거의 불가능한 미세 회로 수정 내부의 개별 요소 사이의 기생 연결 발생이 포함됩니다. 그렇기 때문에 이러한 금속 탐지기에서 100-300Hz 이상의 비트 주파수를 선택해야 하며 필연적으로 장치의 감도가 감소합니다. 따라서 기준 및 측정 발진기가 별도의 미세 회로에 조립되는 비트 신호 분석 기반 장치가 점점 더 대중화되고 있습니다.

회로도

제안된 장치는 BFO(Beat Frequency Oscillator) 유형의 금속 탐지기 변형 중 하나입니다. 즉, 주파수가 가까운 두 신호의 비트를 분석하는 원리에 기반한 장치입니다. 동시에, 이 디자인에서 비트 주파수의 변화에 대한 평가는 귀로 수행됩니다.

이 장치(그림 3.10)의 기본은 기준 및 측정 발진기, 매칭 스테이지, 믹서 및 음향 표시 회로입니다.

쌀. 3.10. XNUMX개의 미세 회로에 있는 금속 탐지기의 개략도(확대하려면 클릭)

고려 중인 설계에서 두 개의 간단한 LC 발진기가 기준 및 측정 발진기로 사용됩니다. 이러한 발전기의 회로 솔루션은 거의 동일합니다. 이 경우 기준 발진기는 IC1.1 칩의 IC1.2 및 IC1 요소에 조립되고 두 번째 측정 또는 조정 가능한 발진기는 IC2.1 칩의 IC2.2 및 IC2 요소에 조립됩니다. 기준 발진기의 작동 주파수는 발진 회로를 형성하는 요소의 매개 변수, 즉 커패시터 C1, C3, C5 및 C6의 커패시턴스와 코일 L1의 인덕턴스에 의해 결정됩니다. 측정 발진기 회로는 커패시터 C2, C4, C7, C8 및 검색 코일 L2를 사용합니다. 이 경우 두 생성기는 약 300kHz의 작동 주파수로 조정됩니다.

요소 IC1.3 및 IC2.3에서 만들어진 캐스케이드는 교류 전압에 의해 발전기 사이의 분리를 제공하고 믹서가 발전기에 미치는 영향을 약화시킵니다. 버퍼 단계의 출력에서 커패시터 C11 및 C12를 통한 RF 신호는 믹서로 공급된 다음 IC3 칩에서 생성되는 차동 주파수 발진 증폭기로 공급됩니다. 그런 다음 비트 신호가 BF1 헤드폰으로 전송됩니다. 이 경우 커패시터 C15는 신호의 고주파 성분을 필터링합니다.

전원은 커패시터 C1 및 C9에 의해 형성된 필터를 통해 16V의 전압으로 소스 B17에서 미세 회로에 공급됩니다.

튜닝 가능한 발전기의 발진 회로의 검색 코일 L2에 금속 물체에 접근하면 인덕턴스가 변경되어 발전기의 작동 주파수가 변경됩니다. 자성 금속 물체가 코일 L2 근처에 있으면 인덕턴스가 증가하여 발전기 주파수가 감소합니다. 비철금속은 코일 L2의 인덕턴스를 감소시키고 발전기의 작동 주파수는 증가합니다. 헤드폰에서 비트 신호의 주파수를 변경함으로써 검색 코일 범위 영역에 금속 물체가 나타났다는 결론을 내릴 수 있으며 톤을 높이거나 낮춤으로써 감지된 물체가 어떤 금속으로 만들어졌는지 알 수 있습니다.

세부 사항 및 디자인

고려중인 금속 탐지기의 모든 부품 (탐색 코일 L2, 커넥터 X1 및 X2, 스위치 S1 제외)은 크기가 60x50mm 인 인쇄 회로 기판에 있습니다 (그림 3.11). 양면 호일 코팅 getinax 또는 textolite.

XNUMX칩 금속 탐지기
쌀. 3.11. 인쇄 회로 기판(a)과 XNUMX개의 미세 회로에 있는 금속 탐지기의 요소(b) 위치

이 장치에 사용되는 부품에 대한 특별한 요구 사항은 없습니다. 아무 문제 없이 인쇄 회로 기판에 배치할 수 있는 작은 크기의 커패시터 및 저항을 사용하는 것이 좋습니다. 동시에 보드는 MLT-0,125 유형 또는 기타 작은 크기의 고정 저항(예: MLT-0,25 또는 VS-0,125)을 설치하도록 설계되었습니다. 커패시터 C2, C5-C7 및 C8은 KT-1 유형, 커패시터 C3, C4, C9-C12, C15 및 C16 - KM-4 또는 K10-7V 유형, 커패시터 C13 및 C17 - K50 -6 유형.

커패시터 C1은 소형 라디오 수신기의 가변 커패시터를 사용하는 것이 좋습니다. 3-25pF 용량의 KPK-150 유형 튜닝 커패시터를 사용할 수도 있습니다. 커패시터 C1의 최대 정전 용량은 200pF 이상이어야 합니다.

기준 발진기 회로의 코일 L1은 600NN K8x6x2 링 자기 회로의 프레임에 만들어지며 자기 회로의 전체 둘레에 고르게 감긴 직경 50mm의 PELSHO 와이어 0,2회를 포함합니다.

검색 코일 L2에는 직경 50mm의 PELSHO 와이어 0,27회가 포함되어 있으며 직경 180-220mm의 링 형태로 만들어집니다. 이 코일은 단단한 프레임에서 만들기가 더 쉽지만 그것 없이도 할 수 있습니다. 이 경우 적절한 원형 개체를 임시 프레임으로 사용할 수 있습니다. 코일의 권선은 대량으로 감긴 후 기계적 강도를 높이기 위해 프레임에서 제거되고 에폭시 접착제로 함침됩니다. 그런 다음 코일 L2는 권선 묶음 위에 감긴 알루미늄 호일의 열린 스트립인 정전기 차폐물로 차폐됩니다. 테이프 감기의 시작과 끝 사이의 간격(스크린 끝 사이의 간격)은 15-20mm 이상이어야 합니다.

코일 L2를 제조할 때 차폐 테이프의 끝이 닫히지 않도록 하는 것이 특히 필요합니다. 이 경우 단락 코일이 형성되기 때문입니다. 손상을 방지하기 위해 호일을 한두 겹의 전기 테이프로 감쌀 수 있습니다.

TON-2, TA-4 또는 이와 유사한 것과 같은 고임피던스 헤드폰은 사운드 신호의 소스 역할을 할 수 있습니다.

예를 들어 V1 전원으로 Krona 배터리 또는 직렬로 연결된 두 개의 3336L 배터리를 사용할 수 있습니다.

요소가있는 인쇄 회로 기판과 전원 공급 장치는 적절한 금속 케이스에 넣습니다. 하우징 커버에는 헤드폰 BF1 연결용 커넥터 X1, 검색 코일 L2 및 스위치 S2 연결용 커넥터 X1가 설치되어 있습니다.

설립

이 금속 탐지기는 금속 물체가 최소 2m 거리에서 L1,5 검색 코일에서 제거되는 조건에서 조정되어야 합니다.

장치의 직접 조정은 원하는 비트 주파수를 선택하는 것입니다. 이를 위해서는 오실로스코프 또는 디지털 주파수 측정기를 사용하는 것이 좋습니다. 먼저 기준 발진기의 주파수를 설정하고 IC10의 핀 1에서 해당 값을 제어해야 합니다. 기준 발진기의 주파수는 커패시터 C300 및 C5의 커패시턴스를 선택하고 필요한 경우 코일 L6의 코어를 조정하여 약 1kHz로 설정됩니다. 이전에는 커패시터 C1의 회전자를 대략 중간 위치에 설정해야 했습니다. 다음으로 커패시터 C2의 커패시턴스를 선택하면 측정 발진기의 주파수를 설정하고 IC10의 핀 2에서 해당 값을 제어해야 합니다. 이 경우 측정 발진기의 주파수는 그 값이 기준 발진기의 주파수와 약 500-1000Hz 차이가 나도록 선택됩니다.

이것으로 기기 설정 프로세스가 완료됩니다.

업무 절차

고려되는 금속 탐지기의 실제 사용은 다른 BFO 장치로 작업하는 절차와 크게 다르지 않습니다. 여기서 검색 코일 적용 범위 영역에 금속 물체가 있는지 평가하는 것은 귀로 수행됩니다.

작동 중에 검색 코일 L2의 동작 영역에 금속 물체가 나타나면 헤드폰의 비트 신호 주파수가 변경됩니다. 일부 금속에 접근하면 신호 주파수가 증가하고 다른 금속에 접근하면 감소합니다. 비트 신호의 톤을 변경하고 특정 경험을 통해 감지된 물체가 어떤 금속, 자성 또는 비자성인지 쉽게 확인할 수 있습니다.

가변 커패시터 C1은 다양한 요인(예: 토양의 자기 특성이 변경되거나 주변 온도가 변경되거나 배터리가 방전될 때)의 영향으로 변경될 수 있는 비트 신호의 필요한 주파수를 유지합니다.

이 장치를 사용하면 작은 물체(예: 중형 동전)는 최대 60~70mm 깊이에서, 하수구 맨홀 뚜껑은 최대 0,5m 깊이에서 감지할 수 있습니다.

저자: Adamenko M.V.

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