Схема прибора для обнаружения металлических предметов

Схема прибора для обнаружения металлических предметов. Во время городских и полевых геодезических съёмок 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 включён прибор на 200 мкА.

Принципиальная схема прибора ОМП-1 представлена на рис. 1. Генератор синусоидальных колебаний выполнен на транзисторе Т1 по трёхточечной схеме. Рабочая точка определяется делителем напряжения R1, R2 и сопротивлением R3. Кроме относительно высокой стабильности частоты, амплитуды и хорошей формы колебаний, генератор имеет ещё одно преимущество: в нём используется несекционированная поисковая катушка. Конденсатор переменной ёмкости С5 позволяет изменять частоту генератора от 430 кГц до 500 кГц.

Рис.1. Принципиальная схема прибора для обнаружения металлических предметов.

Изменяя ёмкость 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 радиоприёмниках настроены на 465 кГц, то работающий прибор не создает помех. В приборе использован ФСС, применяемый в радиоприёмнике «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 радиоприёмников. Предпочтительно применять контурные катушки высокой добротности, например ФСС карманных радиоприёмников «Топаз-2» и «Сокол».

Схема, изображённая на рис. 2, отличается от первой схемы (рис. 1) дополнительным вторым каскадом, что позволяет получить более высокую чувствительность прибора.

Рис.2. Принципиальная схема прибора для обнаружения металлических предметов с дополнительным каскадом

Налаживание прибора. 

Правильно собранный генератор начинает генерировать сразу, и его налаживание заключается лишь в подборе такой ёмкости конденсатора С4, при которой частота генерации приблизительно равна 445 кГц. При этом ротор конденсатора переменной ёмкости С5 необходимо установить в среднее положение. Частота была измерена прибором ЧЗ-7, который через сопротивление в несколько килоом был подключён к выводу эмиттера транзистора T1 и к общему плюсовому зажиму. Для настройки ФСС необходимы ГСС-6 и измеритель выхода (прибор чувствительностью 200 мкА).

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.

 Рис.3. Основные размеры прибора для поиска металлических предметов.

 

Рис.4. монтаж прибора для поиска металлических изделий на гетинаксовой плате.

После укладки провод пропитывают парафином и всё 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, включённое последовательно с микроамперметром, служит для регулировки чувствительности. При переноске прибора кольцо прижимается к трубке и фиксируется пружинной защёлкой. Основные размеры прибора показаны на рис. 3. Монтаж выполнен на гетинаксовой плате (рис. 4) размерами 100x75x2 мм.

А. Зотов, В. Харин