Le détecteur de métaux le plus simple. Le principe de fonctionnement d'un détecteur de métaux Détecteur de métaux basé sur le principe d'émission-réception

Le détecteur de métaux proposé est conçu pour la recherche à longue distance d'objets relativement volumineux. Il est assemblé selon le schéma le plus simple sans discriminateur par type de métal. L'appareil est facile à fabriquer.

La profondeur de détection est :

pistolet - 0,5 m;
casque -1 m;
seau - 1,5 m.

Schéma structurel

Le schéma fonctionnel est présenté sur la Fig. 4. Il se compose de plusieurs blocs fonctionnels.

Riz. 4. Schéma fonctionnel d'un détecteur de métaux basé sur le principe « émission-réception »

Un système d'indemnisation est conçu pour éliminer cela. La signification de son fonctionnement est qu'une partie du signal du circuit oscillant de sortie est mélangée au signal de l'amplificateur de réception afin de minimiser (idéalement, ramener à zéro) le signal de sortie du détecteur synchrone en l'absence d'objets métalliques. près du capteur. Le circuit de compensation est réglé à l'aide d'un potentiomètre de réglage.

Un détecteur synchrone convertit le signal alternatif utile provenant de la sortie de l'amplificateur de réception en un signal continu. Une caractéristique importante d'un détecteur synchrone est la capacité d'isoler un signal utile d'un fond de bruit et d'interférences qui dépasse considérablement le signal utile en amplitude. Le signal de référence du détecteur synchrone est prélevé sur la deuxième sortie du compteur annulaire dont le signal présente un déphasage par rapport à la première sortie de 90°. La plage dynamique d'évolution du signal utile tant à la sortie de la bobine réceptrice qu'à la sortie du détecteur synchrone est très large. Pour qu'un dispositif d'indication - un dispositif de pointage ou un indicateur sonore enregistre aussi bien à la fois des signaux très faibles et des signaux très (par exemple, 100 fois) plus forts, il est nécessaire d'avoir un dispositif dans l'appareil qui comprime la plage dynamique. Un tel dispositif est un amplificateur non linéaire dont la caractéristique d'amplitude se rapproche du logarithmique. Un dispositif de mesure à pointeur est connecté à la sortie de l'amplificateur non linéaire.

La formation d'un signal sonore d'indication commence par un limiteur au minimum, c'est-à-dire un bloc qui a une zone morte pour les petits signaux. Cela signifie que l'indication sonore n'est activée que pour les signaux dépassant un certain seuil d'amplitude. Ainsi, les signaux faibles, principalement liés au mouvement de l'appareil et à ses déformations mécaniques, n'irritent pas l'oreille. Le générateur de signal de référence d'indication sonore génère des paquets d'impulsions rectangulaires avec une fréquence de 2 kHz avec une fréquence de répétition des paquets de 8 Hz. A l'aide d'un modulateur équilibré, ce signal de référence est multiplié au minimum par le signal de sortie du limiteur, formant ainsi un signal de forme et d'amplitude souhaitées. L'amplificateur à émetteur piézo augmente l'amplitude du signal qui va au transducteur acoustique - l'émetteur piézo.

Diagramme schématique

Riz. 5. Schéma de principe du bloc d'entrée d'un détecteur de métaux basé sur le principe « émission-réception » (cliquez pour agrandir)

Générateur

Le générateur est monté sur des éléments logiques 2I-NOT D1.1-D1.4. La fréquence du générateur est stabilisée par un résonateur à quartz ou piézocéramique Q avec une fréquence de résonance de 215 Hz - 32 kHz (« quartz d'horloge »). Le circuit R1C1 empêche le générateur d'être excité à des harmoniques supérieures. Le circuit OOS est fermé par la résistance R2 et le circuit POS sont fermés via le résonateur Q. Le générateur est simple, faible consommation de courant de la source d'alimentation, fonctionne de manière fiable à une tension d'alimentation de 3...15 V, ne contient pas d'éléments de réglage et est trop élevé -résistances de résistance. La fréquence de sortie du générateur est d'environ 32 kHz.

Compteur de bagues

Le compteur de sonneries a deux fonctions. Premièrement, il divise la fréquence de l'oscillateur par 4, jusqu'à une fréquence de 8 kHz. Deuxièmement, il génère deux signaux décalés l’un par rapport à l’autre de 90° en phase. Un signal est utilisé pour exciter le circuit oscillant avec la bobine émettrice, l'autre est utilisé comme signal de référence pour le détecteur synchrone. Le compteur en anneau se compose de deux bascules D D2.1 et D2.2, fermées en anneau avec inversion de signal le long de l'anneau. Le signal d'horloge est commun aux deux déclencheurs. Tout signal de sortie du premier déclencheur D2.1 présente un déphasage de plus ou moins un quart de période (soit 90°) par rapport à tout signal de sortie du deuxième déclencheur D2.2.

Amplificateur

L'amplificateur de puissance est assemblé sur un amplificateur opérationnel (ampli-op) D3.1. Le circuit oscillant avec la bobine émettrice est constitué d'éléments L1C2. Les paramètres de l'inducteur sont donnés dans le tableau. 2. Marque de fil de bobinage - PELSHO 0.44.

Tableau 2. Paramètres des inductances du capteur

Le circuit oscillatoire de sortie n'est inclus qu'à 25 % dans le circuit de rétroaction de l'amplificateur, grâce à la prise du 50ème tour de la bobine rayonnante L1. Cela permet d'augmenter l'amplitude du courant dans la bobine à une valeur acceptable de la capacité du condensateur de précision C2.

La valeur du courant alternatif dans la bobine est fixée par la résistance R3. Cette résistance doit avoir une valeur minimale, mais telle que l'ampli-op de l'amplificateur de puissance ne tombe pas dans le mode de limitation du signal de sortie par le courant (pas plus de 40 mA) ou, ce qui est très probablement compte tenu des paramètres recommandés de l'inductance L1, par tension (pas plus de ±3,5 V à la tension de la batterie ±4,5 V). Afin de s'assurer qu'il n'y a pas de mode limite, il suffit de vérifier la forme du signal à la sortie de l'ampli-op D3.1 avec un oscilloscope. Pendant le fonctionnement normal de l'amplificateur, il doit y avoir à la sortie un signal dont la forme est proche d'une onde sinusoïdale. Les sommets des ondes sinusoïdales doivent avoir une forme lisse et ne doivent pas être coupés. Le circuit de correction de l'ampli opérationnel D3.1 se compose d'un condensateur de correction C3 d'une capacité de 33 pF.

Amplificateur de réception

L'amplificateur de réception est à deux étages. La première étape est réalisée à l'aide de l'ampli opérationnel D5.1. Il possède une impédance d'entrée élevée en raison de son retour de tension série. Ceci permet d'éliminer les pertes du signal utile dues au shuntage du circuit oscillant L2C5 par l'impédance d'entrée de l'amplificateur. Le gain de tension du premier étage est : Ku = (R9/R8) + 1 = 34. Le circuit de correction de l'ampli-op D5.1 est constitué d'un condensateur de correction C6 d'une capacité de 33 pF.

Le deuxième étage de l'amplificateur de réception est réalisé à l'aide de l'ampli-op D5.2 avec retour de tension parallèle. La résistance d'entrée du deuxième étage : Rin = R10 = 10 kOhm - n'est pas aussi critique que la première, en raison de la faible résistance de sa source de signal. Le condensateur de séparation C7 évite non seulement l'accumulation d'erreurs statiques dans les étages amplificateurs, mais corrige également sa réponse en phase. La capacité du condensateur est sélectionnée de telle sorte que l'avance de phase créée par le circuit C7R10 à une fréquence de fonctionnement de 8 kHz compense le décalage de phase provoqué par la vitesse finie des amplificateurs opérationnels D5.1 et D5.2.

Le deuxième étage de l'amplificateur de réception, grâce à ses circuits, permet de sommer (mélanger) facilement le signal du circuit de compensation via la résistance R11. Le gain du deuxième étage pour la tension du signal utile est : Кu = - R12/R10 = -33, et pour la tension du signal de compensation : Кuk = - R12/R11 = - 4. Le circuit de correction de l'ampli-op D5.2 est constitué d'un condensateur de correction C8 d'une capacité de 33 pF .

Circuit de stabilisation

Le circuit de compensation est réalisé sur l'ampli-op D3.2 et est un inverseur avec Ku = - R7/R5 = -1. Le potentiomètre de réglage R6 est connecté entre l'entrée et la sortie de cet inverseur et vous permet de supprimer un signal compris dans la plage [-1, +1] de la tension de sortie de l'ampli-op D3.1. Le signal de sortie du circuit de compensation du potentiomètre de réglage R6 est fourni à l'entrée de compensation du deuxième étage de l'amplificateur de réception (vers la résistance R11).

En ajustant le potentiomètre R6, une valeur nulle est obtenue à la sortie du détecteur synchrone, ce qui correspond approximativement à la compensation du signal indésirable ayant pénétré dans la bobine de réception. Le circuit de correction de l'ampli-op D3.2 se compose d'un condensateur de correction C4 d'une capacité de 33 pF.

Détecteur synchrone

Un détecteur synchrone se compose d'un modulateur équilibré, d'un circuit intégrateur et d'un amplificateur de signal constant (CSA). Le modulateur équilibré est réalisé sur la base d'un commutateur multifonctionnel D4, réalisé en technologie intégrée avec des transistors à effet de champ complémentaires à la fois comme vannes de commande discrètes et comme commutateurs analogiques. Le commutateur fonctionne comme un commutateur analogique. Avec une fréquence de 8 kHz, il ferme alternativement les sorties « triangle » du circuit intégrateur, constitué des résistances R13 et R14 et du condensateur C10, vers un bus commun. Le signal de fréquence de référence est fourni au modulateur équilibré à partir de l'une des sorties du compteur en anneau.

Le signal à l'entrée du « triangle » du circuit intégrateur provient du condensateur d'isolement C9 depuis la sortie de l'amplificateur de réception. Constante de temps du circuit intégrateur t = R13*C10 = R14*C10. D'une part, il doit être aussi grand que possible afin de réduire autant que possible l'influence du bruit et des interférences. En revanche, elle ne doit pas dépasser une certaine limite lorsque l'inertie du circuit intégrateur empêche de suivre les évolutions rapides de l'amplitude du signal utile.

Le taux de variation le plus élevé de l'amplitude du signal utile peut être caractérisé par un certain temps minimum pendant lequel ce changement peut se produire (d'une valeur stable à l'écart maximum) lorsque le capteur du détecteur de métaux se déplace par rapport à un objet métallique. Évidemment, le taux maximum de variation de l'amplitude du signal utile sera observé à la vitesse maximale du capteur. Elle peut atteindre 5 m/s pour le mouvement « pendulaire » du capteur sur la tige. Le temps de changement de l'amplitude du signal utile peut être estimé comme le rapport de la base du capteur à la vitesse de déplacement. En fixant la valeur minimale de la base du capteur égale à 0,2 m, on obtient un temps minimum de changement de l'amplitude du signal utile de 40 ms. Celle-ci est plusieurs fois supérieure à la constante de temps du circuit intégrateur pour les valeurs sélectionnées des résistances R13, R14 et du condensateur C10. Par conséquent, l'inertie du circuit intégrateur ne faussera pas la dynamique même des changements les plus rapides de tous les changements possibles de l'amplitude du signal utile du capteur du détecteur de métaux.

Le signal de sortie du circuit intégrateur est retiré du condensateur SJ. Puisque les deux plaques de ce dernier sont sous des « potentiels flottants », l'UPS est un amplificateur différentiel réalisé à partir de l'ampli-op D6. En plus d'amplifier le signal constant, l'UPS remplit la fonction d'un filtre passe-bas (LPF), qui atténue davantage les composantes haute fréquence indésirables à la sortie du détecteur synchrone, principalement associées à l'imperfection du modulateur équilibré.

Le filtre passe-bas est implémenté grâce aux condensateurs C11, C13. Contrairement aux autres composants du détecteur de métaux, l'amplificateur opérationnel UPS, dans ses paramètres, doit être proche des amplificateurs opérationnels de précision. Tout d’abord, cela concerne l’amplitude du courant d’entrée, l’amplitude de la tension de polarisation et l’amplitude de la dérive en température de la tension de polarisation. Une bonne option qui combine de bons paramètres et un prix relativement abordable est un ampli opérationnel de type K140UD14 (ou KR140UD1408). Le circuit de correction de l'ampli opérationnel D6 se compose d'un condensateur de correction C12 d'une capacité de 33 pF.

Amplificateur non linéaire

L'amplificateur non linéaire est réalisé à l'aide d'un ampli opérationnel D7.1 avec retour non linéaire en tension. L'OOS non linéaire est mis en œuvre par un réseau à deux bornes composé de diodes VD1-VD8 et de résistances R20-R24. La réponse en amplitude d'un amplificateur non linéaire se rapproche du logarithmique. Il s'agit d'une approximation linéaire par morceaux de la dépendance logarithmique, avec quatre points de rupture pour chaque polarité. En raison de la forme douce des caractéristiques courant-tension des diodes, la caractéristique d'amplitude de l'amplificateur non linéaire est lissée aux points de rupture. Le gain de tension en petit signal d'un amplificateur non linéaire est : Kuk = - (R23+R24)/R19 = -100. À mesure que l'amplitude du signal d'entrée augmente, le gain diminue. Le gain différentiel pour un signal important est : dUout/dUin = - R24/R19 = = -1. Un instrument de mesure à cadran est connecté à la sortie de l'amplificateur non linéaire - un microampèremètre avec une résistance supplémentaire R25 connectée en série. Étant donné que la tension à la sortie d'un détecteur synchrone peut avoir n'importe quelle polarité (en fonction du déphasage entre ses signaux de référence et d'entrée), un microampèremètre avec zéro au milieu de l'échelle est utilisé. Ainsi, le dispositif pointeur a une plage d'indication de -100... 0... +100 µA. Le circuit de correction de l'ampli opérationnel D7.1 se compose d'un condensateur de correction C18 d'une capacité de 33 pF.

Limiteur minimum

Le limiteur minimum est implémenté sur l'ampli-op D7.2 avec un OOS parallèle non linéaire en tension. La non-linéarité est contenue dans le réseau à deux bornes d'entrée et se compose de deux diodes dos à dos VD9, VD10 et de la résistance R26.

Riz. 6. Schéma de principe de l'afficheur du détecteur de métaux basé sur le principe « émission-réception » (cliquez pour agrandir)

La formation d'un signal audio d'indication à partir du signal de sortie d'un amplificateur non linéaire commence par un autre ajustement des caractéristiques d'amplitude du trajet d'amplification. Dans ce cas, une zone morte se forme dans la région des petits signaux. Cela signifie que l'indication audio n'est activée que pour les signaux dépassant un certain seuil. Ce seuil est déterminé

la tension continue des diodes VD9, VD10 est d'environ 0,5 V. Ainsi, les signaux faibles, principalement liés au mouvement de l'appareil et à ses déformations mécaniques, sont coupés et n'irritent pas l'oreille.

Le gain des petits signaux du limiteur est nul à son minimum. Le gain de tension différentielle pour un signal important est : dUout/dUin = - R27/R26 = -1. Le circuit de correction de l'ampli opérationnel D7.2 se compose d'un condensateur de correction C19 d'une capacité de 33 pF.

Modulateur équilibré

Le signal d'indication sonore est généré comme suit. Un signal constant ou changeant lentement à la sortie du limiteur est multiplié au minimum par le signal de référence de l'indication audio. Le signal de référence définit la forme du signal audio et le signal de sortie du limiteur minimum définit l'amplitude. La multiplication de deux signaux est réalisée à l'aide d'un modulateur équilibré. Il est implémenté sur un commutateur multifonction D11, fonctionnant comme un commutateur analogique, et sur un amplificateur opérationnel D8.1. Le coefficient de transmission de l'appareil est de +1 lorsque la clé est ouverte et de -1 lorsqu'elle est fermée. Le circuit de correction de l'ampli-op D8.1 se compose d'un condensateur de correction C20 d'une capacité de 33 pF.

Conditionneur de signal de référence

Le façonneur de signal de référence est implémenté sur un compteur binaire D9 et un compteur-décodeur D10. Le compteur D9 divise la fréquence de 8 kHz de la sortie du compteur en anneau en 2 kHz et 32 Hz. Un signal d'une fréquence de 2 kHz est fourni au bit de poids faible de l'adresse AO du commutateur multifonction D11, définissant ainsi un signal sonore avec la fréquence la plus sensible pour l'oreille humaine. Ce signal n'affectera l'interrupteur analogique du modulateur équilibré que si le bit de poids fort de l'adresse A1 de l'interrupteur multifonction D11 contient un 1 logique. S'il y a un zéro logique sur A1, l'interrupteur analogique du modulateur équilibré est toujours ouvert. .

Le signal d'indication sonore est généré par intermittence pour réduire la fatigue auditive. Pour cela, on utilise un compteur-décodeur D10, qui est contrôlé par une fréquence d'horloge de 32 Hz à partir de la sortie du compteur binaire D9 et génère à sa sortie un signal rectangulaire avec une fréquence de 8 Hz et un rapport de la durée de une unité logique à un zéro logique égal à 1/3. Le signal de sortie du compteur-décodeur D10 est envoyé au bit de poids fort de l'adresse A1 du commutateur multifonction D11, interrompant périodiquement la formation d'un message de tonalité dans le modulateur équilibré.

Amplificateur piézo

L'amplificateur à émetteur piézo-électrique est implémenté à l'aide de l'ampli opérationnel D8.2. Il s'agit d'un onduleur avec un gain de tension Ki = - 1. La charge de l'amplificateur - un émetteur piézo - est connectée via un circuit en pont entre les sorties de l'ampli opérationnel D8.1 et D8.2. Cela vous permet de doubler l'amplitude de la tension de sortie au niveau de la charge. Le commutateur S est conçu pour désactiver l'indication sonore (par exemple, pendant la configuration). Le circuit de correction de l'ampli opérationnel D8.2 se compose d'un condensateur de correction C21 d'une capacité de 33 pF.

Types de pièces et conception

Les types de microcircuits utilisés sont indiqués dans le tableau. 3. Au lieu des microcircuits de la série K561, il est possible d'utiliser des microcircuits de la série K1561. Vous pouvez essayer d'utiliser certains microcircuits de la série K176 et analogues étrangers.

Tableau 3. Types de puces utilisées

Les amplificateurs opérationnels doubles (amplis opérationnels) de la série K157 peuvent être remplacés par n'importe quel ampli opérationnel à usage général avec des paramètres similaires (avec des modifications appropriées du brochage et des circuits de correction), bien que l'utilisation de deux amplis opérationnels soit plus pratique ( la densité d'installation augmente).

L'amplificateur opérationnel du détecteur synchrone D6, comme mentionné ci-dessus, dans ses paramètres doit être proche des amplificateurs opérationnels de précision. En plus du type indiqué dans le tableau, K140UD14, 140UD14 conviennent. Il est possible d'utiliser OU K140UD12, 140UD12, KR140UD1208 dans le circuit de commutation correspondant.

Il n'y a aucune exigence particulière concernant les résistances utilisées dans le circuit du détecteur de métaux. Ils doivent simplement avoir une conception solide et être faciles à installer. Puissance dissipée nominale 0,125...0,25 W.

Le potentiomètre de compensation R6 est de préférence du type multitours SP5-44 ou à réglage vernier du type SP5-35. Vous pouvez vous en sortir avec des potentiomètres conventionnels de tout type. Dans ce cas, il est conseillé d’en utiliser deux. L'un est destiné à un réglage grossier, évalué à 10 kOhm, connecté conformément au schéma. L'autre est destiné au réglage fin, connecté selon un circuit de rhéostat dans l'espace de l'une des bornes extérieures du premier potentiomètre, avec une valeur nominale de 0,5...1 kOhm.

Les condensateurs C15, C17 sont électrolytiques. Types recommandés - K50-29, K50-35, K53-1, K53-4 et autres petits. Les condensateurs restants, à l'exception des condensateurs des circuits oscillants des bobines de réception et d'émission, sont du type céramique K10-7 (jusqu'à une valeur nominale de 68 nF) et du type à film métallique K73-17 (valeurs nominales supérieures à 68nF). Les condensateurs du circuit - C2 et C5 - sont spéciaux. Ils sont soumis à des exigences élevées en matière de précision et de stabilité thermique. Chaque condensateur est constitué de plusieurs condensateurs (5 à 10 pièces) connectés en parallèle. Le réglage des circuits en résonance s'effectue en sélectionnant le nombre de condensateurs et leur valeur nominale. Type de condensateurs recommandé K10-43. Leur groupe de stabilité thermique est MPO (c'est-à-dire environ zéro TKE). Il est possible d'utiliser des condensateurs de précision d'autres types, par exemple K71-7. En fin de compte, vous pouvez essayer d'utiliser des condensateurs au mica thermiquement stables à l'ancienne avec des plaques d'argent comme des condensateurs KSO ou en polystyrène.

Diodes VD1-VD10 de type KD521, KD522 ou silicium similaire de faible consommation.

Microampèremètre - tout type, conçu pour un courant de 100 μA avec zéro au milieu de l'échelle. Les microampèremètres de petite taille, par exemple le type M4247, sont pratiques.

Résonateur à quartz Q - toute montre à quartz de petite taille (des résonateurs à quartz similaires sont utilisés dans les jeux électroniques portables).

Interrupteur d'alimentation - tout type, de petite taille. Les batteries sont de type 3R12 (selon la désignation internationale) et « carrées » (selon la nôtre).

Émetteur piézo Y1 - peut être du type ZP1-ZP18. De bons résultats sont obtenus en utilisant des émetteurs piézoélectriques provenant de téléphones importés (ils sont utilisés en grande quantité dans la production de téléphones avec identification de l'appelant).

Conception de l'appareil peut être assez arbitraire. Lors de son développement, il convient de prendre en compte les recommandations exposées ci-dessous, ainsi que dans les paragraphes consacrés aux capteurs et à la conception des boîtiers.

L'apparence de l'appareil est représentée sur la Fig. 7.

Riz. 7. Vue générale d'un détecteur de métaux réalisé sur le principe « émission-réception »

De par son type, le capteur du détecteur de métaux proposé appartient aux capteurs à axes perpendiculaires. Les bobines du capteur sont collées ensemble en fibre de verre avec de la colle époxy. Les enroulements des bobines ainsi que les fixations de leurs écrans électriques sont remplis de la même colle. La tige du détecteur de métaux est constituée d'un tube en alliage d'aluminium (AMGZM, AMG6M ou D16T) d'un diamètre de 48 mm et d'une épaisseur de paroi de 2...3 mm. Les coils sont collés sur la tige avec de la colle époxy : coaxiale (rayonnante) - à l'aide d'un manchon de renfort adaptateur ; perpendiculairement à l'axe de la tige (réception) - à l'aide d'une forme d'adaptateur adaptée.

Ces pièces auxiliaires sont également en fibre de verre. Le boîtier de l'unité électronique est constitué d'une feuille de fibre de verre par soudure. Les connexions entre les bobines du capteur et l'unité électronique sont réalisées avec du fil blindé avec isolation externe et posées à l'intérieur de la tige. Les écrans de ce fil sont connectés uniquement au bus de fil commun sur la carte de la partie électronique de l'appareil, où l'écran du boîtier en forme de feuille et une tige sont également connectés. L'extérieur de l'appareil est peint avec de l'émail nitro.

Le circuit imprimé de la partie électronique du détecteur de métaux peut être fabriqué selon l'une des méthodes traditionnelles ; il est également pratique d'utiliser des prototypes de circuits imprimés prêts à l'emploi pour les boîtiers de puces DIP (pas de 2,5 mm).

Configuration de l'appareil

1. Vérifiez l'installation correcte selon le schéma. Assurez-vous qu'il n'y a pas de court-circuit entre les conducteurs adjacents du circuit imprimé, les pattes adjacentes des microcircuits, etc.

2. Connectez des piles ou une source d'alimentation bipolaire en respectant strictement la polarité. Allumez l'appareil et mesurez la consommation actuelle. Il devrait y avoir environ 20 mA sur chaque rail d'alimentation. Un écart important entre les valeurs mesurées et la valeur spécifiée indique une installation incorrecte ou un dysfonctionnement des microcircuits.

3. Assurez-vous qu'il y a une onde carrée pure à la sortie du générateur avec une fréquence d'environ 32 kHz.

4. Assurez-vous qu'il y a une onde carrée avec une fréquence d'environ 8 kHz aux sorties des déclencheurs D2.

5. En sélectionnant le condensateur 02, réglez le circuit de sortie L1C2 en résonance. Dans le cas le plus simple - par l'amplitude maximale de la tension à ses bornes (environ 10 V), et plus précisément - par le déphasage nul de la tension du circuit par rapport au méandre à la sortie 12 du déclencheur D2.

Attention! Le réglage avec le potentiomètre R6 doit être effectué en l'absence de gros objets métalliques, y compris les instruments de mesure, à proximité des bobines du capteur du détecteur de métaux ! Sinon, lors du déplacement de ces objets ou lors du déplacement du capteur par rapport à eux, l'appareil sera perturbé et s'il y a de gros objets métalliques à proximité du capteur, il ne sera pas possible de régler la tension de sortie du détecteur synchrone à zéro. Pour les compensations, voir également le paragraphe sur les modifications possibles.

8. Assurez-vous que l'amplificateur non linéaire fonctionne. Le moyen le plus simple est visuellement. Le microampèremètre doit répondre au processus de réglage effectué par le potentiomètre R6. A une certaine position du moteur R6, l'aiguille du microampèremètre doit aller à zéro. Plus l'aiguille du microampèremètre est éloignée de zéro, plus le microampèremètre doit réagir faiblement à la rotation du moteur R6.

Il se peut qu'un environnement électromagnétique défavorable rende difficile la mise en place de l'appareil. Dans ce cas, l'aiguille du microampèremètre effectuera des oscillations chaotiques ou périodiques à mesure que le potentiomètre R6 se rapproche de la position dans laquelle la compensation du signal doit avoir lieu. Le phénomène indésirable décrit s'explique par les interférences des harmoniques supérieures du réseau 50 Hz sur la bobine réceptrice. A une distance considérable des fils électriques, l'aiguille ne doit pas osciller lors du réglage.

9. Assurez-vous que les composants qui génèrent le signal sonore sont opérationnels. Faites attention à la présence d'une petite zone morte pour le signal audio proche de zéro sur l'échelle microampèremétrique.

S'il y a des dysfonctionnements et des écarts dans le comportement de composants individuels du circuit du détecteur de métaux, vous devez suivre la méthode généralement acceptée :

vérifier l'absence d'auto-excitation de l'ampli-op ;
vérifiez les modes de l'ampli-op pour le courant continu ;
signaux et niveaux logiques d'entrées/sorties de microcircuits numériques, etc. et ainsi de suite.

Modifications possibles

La conception de l'appareil est assez simple et nous ne pouvons donc parler que d'améliorations supplémentaires. Ceux-ci inclus:

2. Ajout d'un canal d'indication visuelle supplémentaire contenant un détecteur synchrone, un amplificateur non linéaire et un microampèremètre. Le signal de référence du détecteur synchrone de la voie supplémentaire est pris avec un décalage d'un quart de période par rapport au signal de référence de la voie principale (depuis toute sortie d'un autre déclencheur de compteur en anneau). Ayant une certaine expérience en recherche, vous pouvez apprendre à évaluer la nature de l'objet détecté sur la base des lectures de deux instruments pointeurs, c'est-à-dire ne fonctionne pas pire qu'un discriminateur électronique.

3. Ajout de diodes de protection connectées en polarité inversée en parallèle avec les alimentations. S'il y a une erreur dans la polarité des piles, cela garantit que le circuit du détecteur de métaux ne sera pas endommagé (bien que si vous ne réagissez pas à temps, la batterie mal connectée sera complètement déchargée). Il n'est pas recommandé de connecter des diodes en série avec les bus de puissance, car dans ce cas, 0,3...0,6 V de la précieuse tension des alimentations y sera gaspillée. Type de diodes de protection - KD243, KD247, KD226, etc.

Un appareil qui permet de rechercher des objets métalliques situés dans un environnement neutre, tel que le sol, en raison de leur conductivité, est appelé détecteur de métaux (détecteur de métaux). Cet appareil permet de retrouver des objets métalliques dans divers environnements, y compris dans le corps humain.

En grande partie grâce au développement de la microélectronique, les détecteurs de métaux, produits par de nombreuses entreprises à travers le monde, sont très fiables et présentent des caractéristiques globales et de poids réduites.

Il n'y a pas si longtemps, de tels appareils étaient le plus souvent vus parmi les sapeurs, mais ils sont désormais utilisés par les sauveteurs, les chasseurs de trésors et les travailleurs des services publics lors de la recherche de tuyaux, de câbles, etc. De plus, de nombreux « chasseurs de trésors » utilisent des détecteurs de métaux, qui ils assemblent de leurs propres mains.

Conception et principe de fonctionnement de l'appareil

Les détecteurs de métaux disponibles sur le marché fonctionnent selon des principes différents. Beaucoup pensent qu'ils utilisent le principe de l'écho pulsé ou du radar. Leur différence avec les localisateurs réside dans le fait que les signaux émis et reçus agissent de manière constante et simultanée ; de plus, ils fonctionnent aux mêmes fréquences.

Les appareils fonctionnant selon le principe « réception-émission » enregistrent le signal réfléchi (réémis) par un objet métallique. Ce signal apparaît en raison de l'exposition d'un objet métallique à un champ magnétique alternatif généré par les bobines du détecteur de métaux. C'est-à-dire que la conception des dispositifs de ce type prévoit la présence de deux bobines, la première émettrice, la seconde réceptrice.

Les appareils de cette classe présentent les avantages suivants :

simplicité de conception;
Grand potentiel pour détecter des matériaux métalliques.

Dans le même temps, les détecteurs de métaux de cette classe présentent certains inconvénients :

les détecteurs de métaux peuvent être sensibles à la composition du sol dans lequel ils recherchent des objets métalliques.
difficultés technologiques dans la production du produit.

En d'autres termes, les appareils de ce type doivent être configurés de vos propres mains avant le travail.

D'autres appareils sont parfois appelés détecteurs de métaux battus. Ce nom vient d’un passé lointain, plus précisément de l’époque où les récepteurs superhétérodynes étaient largement utilisés. Le battement est un phénomène qui devient perceptible lorsque deux signaux de fréquences similaires et d'amplitudes égales sont additionnés. Le battement consiste à pulser l'amplitude du signal sommé.

La fréquence de pulsation du signal est égale à la différence des fréquences des signaux additionnés. En faisant passer un tel signal à travers un redresseur, on l'appelle également détecteur, et la fréquence dite différence est isolée.

Ce schéma est utilisé depuis longtemps, mais de nos jours il n'est plus utilisé. Ils ont été remplacés par des détecteurs synchrones, mais le terme est resté d'usage.

Un détecteur de métaux Beat fonctionne selon le principe suivant : il enregistre la différence de fréquences de deux bobines génératrices. Une fréquence est stable, la seconde contient un inducteur.

L'appareil est configuré de vos propres mains pour que les fréquences générées correspondent ou du moins soient proches. Dès que le métal entre dans la zone d'action, les paramètres définis changent et la fréquence change. La différence de fréquence peut être enregistrée de différentes manières, du casque aux méthodes numériques.

Les appareils de cette classe se caractérisent par une conception de capteur simple et une faible sensibilité à la composition minérale du sol.

Mais en plus de cela, lors de leur utilisation, il est nécessaire de prendre en compte le fait qu’ils consomment beaucoup d’énergie.

Conception typique

Le détecteur de métaux comprend les composants suivants :

La bobine est une structure de type boîte qui abrite le récepteur et l'émetteur du signal. Le plus souvent, la bobine a une forme elliptique et des polymères sont utilisés pour sa fabrication. Un fil y est connecté le reliant à l'unité de commande. Ce fil transmet le signal du récepteur à l'unité de commande. L'émetteur génère un signal lorsqu'un métal est détecté, qui est transmis au récepteur. La bobine est installée sur la tige inférieure.
La pièce métallique sur laquelle est fixé le moulinet et sur laquelle est réglé son angle d'inclinaison est appelée la tige inférieure. Grâce à cette solution, un examen plus approfondi de la surface a lieu. Il existe des modèles dans lesquels la partie inférieure peut régler la hauteur du détecteur de métaux et fournit une connexion télescopique à la tige, appelée celle du milieu.
La tige du milieu est l'unité située entre les tiges inférieure et supérieure. Des appareils y sont connectés qui vous permettent d'ajuster la taille de l'appareil. Sur le marché, vous pouvez trouver des modèles composés de deux cannes.
La tige supérieure a généralement un aspect incurvé. Il ressemble à la lettre S. Cette forme est considérée comme optimale pour l'attacher à la main. Un accoudoir, une unité de commande et une poignée y sont installés. L'accoudoir et la poignée sont en matériaux polymères.
L'unité de contrôle du détecteur de métaux est nécessaire pour traiter les données reçues de la bobine. Une fois le signal converti, il est envoyé vers des écouteurs ou d’autres appareils d’affichage. De plus, l'unité de commande est conçue pour réguler le mode de fonctionnement de l'appareil. Le fil de la bobine est connecté à l'aide d'un dispositif à dégagement rapide.

Tous les appareils inclus dans le détecteur de métaux sont étanches.

C'est cette relative simplicité de conception qui vous permet de fabriquer des détecteurs de métaux de vos propres mains.

Types de détecteurs de métaux

Il existe sur le marché une large gamme de détecteurs de métaux, utilisés dans de nombreux domaines. Vous trouverez ci-dessous une liste montrant certaines des variétés de ces appareils :

La plupart des détecteurs de métaux modernes peuvent détecter des objets métalliques jusqu'à une profondeur de 2,5 m ; les produits spéciaux en profondeur peuvent détecter un produit jusqu'à une profondeur de 6 mètres.

Fréquence de fonctionnement

Le deuxième paramètre est la fréquence de fonctionnement. Le fait est que les basses fréquences permettent au détecteur de métaux de voir à une assez grande profondeur, mais il n'est pas capable de voir les petits détails. Les hautes fréquences vous permettent de remarquer de petits objets, mais ne vous permettent pas de visualiser le sol à de grandes profondeurs.

Les modèles les plus simples (économiques) fonctionnent à une fréquence ; les modèles qui se situent dans la fourchette de prix moyenne utilisent 2 fréquences ou plus. Il existe des modèles qui utilisent 28 fréquences lors de la recherche.

Les détecteurs de métaux modernes sont équipés d'une fonction telle que la discrimination des métaux. Il permet de distinguer le type de matériau situé en profondeur. Dans ce cas, lorsqu’un métal ferreux est détecté, un son retentit dans les écouteurs du moteur de recherche, et lorsqu’un métal non ferreux est détecté, un autre son retentit.

De tels appareils sont classés comme équilibrés par impulsions. Ils utilisent des fréquences de 8 à 15 kHz dans leur travail. Des piles de 9 à 12 V sont utilisées comme source.

Les appareils de cette classe sont capables de détecter un objet en or à une profondeur de plusieurs dizaines de centimètres et des produits en métaux ferreux à une profondeur d'environ 1 mètre ou plus.

Mais bien entendu, ces paramètres dépendent du modèle de l’appareil.

Comment assembler un détecteur de métaux fait maison de vos propres mains

Il existe de nombreux modèles d'appareils sur le marché pour détecter les métaux dans le sol, les murs, etc. Malgré sa complexité externe, fabriquer un détecteur de métaux de ses propres mains n'est pas si difficile et presque tout le monde peut le faire. Comme indiqué ci-dessus, tout détecteur de métaux se compose des éléments clés suivants : une bobine, un décodeur et un dispositif de signalisation d'alimentation.

Pour assembler un tel détecteur de métaux de vos propres mains, vous avez besoin de l'ensemble d'éléments suivant :

manette;
résonateur;
condensateurs de divers types, y compris à film ;
résistances;
émetteur de sons;
Régulateur de tension.

Détecteur de métaux simple à faire soi-même

Le circuit du détecteur de métaux n'est pas compliqué et vous pouvez le trouver soit sur le vaste Web, soit dans la littérature spécialisée. Ci-dessus se trouve une liste d'éléments radio utiles pour assembler un détecteur de métaux de vos propres mains à la maison. Vous pouvez assembler un simple détecteur de métaux de vos propres mains à l'aide d'un fer à souder ou d'une autre méthode disponible. L'essentiel est que les pièces ne touchent pas le corps de l'appareil. Pour assurer le fonctionnement du détecteur de métaux assemblé, des alimentations de 9 à 12 volts sont utilisées.

Pour enrouler la bobine, utilisez un fil dont le diamètre de section est inférieur à 0,3 mm ; cela dépend bien sûr du circuit choisi. À propos, la bobine enroulée doit être protégée de l'exposition aux rayonnements étrangers. Pour ce faire, protégez-le de vos propres mains avec du papier d'aluminium ordinaire.

Pour flasher le micrologiciel du contrôleur, des programmes spéciaux sont utilisés, également disponibles sur Internet.

Détecteur de métaux sans puces

Si un « chasseur de trésors » novice n'a aucune envie de se lancer dans les microcircuits, il existe des circuits sans eux.

Il existe des circuits plus simples basés sur l'utilisation de transistors traditionnels. Un tel dispositif permet de détecter du métal à plusieurs dizaines de centimètres de profondeur.

Les détecteurs de métaux profonds sont utilisés pour rechercher des métaux à de grandes profondeurs. Mais il convient de noter qu'ils ne sont pas bon marché et qu'il est donc tout à fait possible de les assembler soi-même. Mais avant de commencer à le réaliser, vous devez comprendre comment fonctionne un circuit typique.

Le circuit d'un détecteur de métaux profond n'est pas le plus simple et il existe plusieurs options pour sa mise en œuvre. Avant de l'assembler, vous devez préparer l'ensemble de pièces et d'éléments suivant :

condensateurs de différents types - film, céramique, etc.;
résistances de différentes valeurs;
semi-conducteurs - transistors et diodes.

Les paramètres nominaux et la quantité dépendent du schéma de circuit sélectionné de l'appareil. Pour assembler les éléments ci-dessus, vous aurez besoin d'un fer à souder, d'un ensemble d'outils (tournevis, pinces, coupe-fil, etc.) et du matériel pour réaliser la carte.

Le processus d'assemblage d'un détecteur de métaux profond ressemble à ceci. Tout d'abord, une unité de commande est assemblée, dont la base est une carte de circuit imprimé. Il est fabriqué à partir de textolite. Ensuite, le schéma d'assemblage est transféré directement sur la surface du panneau fini. Une fois le dessin transféré, la planche doit être gravée. Pour ce faire, utilisez une solution contenant du peroxyde d’hydrogène, du sel et de l’électrolyte.

Une fois la carte gravée, il est nécessaire d'y faire des trous pour installer les composants du circuit. Après avoir étamé la planche. L’étape la plus importante arrive. Installation et soudure de pièces à faire soi-même sur une carte préparée.

Pour enrouler la bobine de vos propres mains, utilisez du fil de marque PEV d'un diamètre de 0,5 mm. Le nombre de tours et le diamètre de la bobine dépendent du circuit sélectionné du détecteur de métaux profonds.

Un peu sur les smartphones

Il existe une opinion selon laquelle il est tout à fait possible de fabriquer un détecteur de métaux à partir d'un smartphone. C'est faux! Oui, il existe des applications qui s’installent sous Android OS.

Mais en fait, après avoir installé une telle application, il pourra effectivement trouver des objets métalliques, mais uniquement des objets pré-magnétisés. Il ne pourra pas rechercher, et encore moins discriminer, les métaux.

Un détecteur de métaux est un appareil très tentant, il peut être utilisé à diverses fins, telles que la recherche de vieux câbles, de conduites d'eau et, finalement, de trésors. Le concept de détecteur de métaux est très large, les détecteurs de métaux eux-mêmes sont différents, le principe de recherche de métaux inhérent aux détecteurs de métaux classiques est utilisé dans une variété d'appareils, allant des simples détecteurs aux stations radar.

Récemment, les détecteurs de métaux dits pulsés, qui ne contiennent qu'une seule bobine et ont une conception relativement simple, gagnent en popularité, tout en offrant une assez bonne sensibilité et une grande fiabilité. Un détecteur de métaux à impulsions fonctionne sur le principe de réception et de transmission ; la bobine de recherche d'un tel détecteur de métaux peut fonctionner selon deux modes : réception et transmission. Le signal émis par la bobine génère ou excite des courants de Foucault foucaudiens dans le métal, qui sont captés par la bobine elle-même.

Différents métaux ont des conductivités électriques différentes, et de nombreux détecteurs de métaux sont capables de le reconnaître avec une assez grande précision, déterminant ainsi le type de métal présent dans le sol.

Le schéma donné d'un détecteur de métaux se trouve très souvent sur Internet, mais il existe très peu de photos de conceptions réelles et de critiques, il a donc été décidé de répéter le schéma et de l'essayer dans la pratique.

Le circuit imprimé s'est avéré assez compact, il a été réalisé selon la méthode du pillage.

Le dispositif présente de nombreux avantages :

la présence d'une seule bobine ;
un schéma extrêmement simple et non capricieux qui ne nécessite pratiquement aucune configuration supplémentaire ;
l'ensemble du circuit est construit sur une seule puce ;
faible sensibilité au sol;
Si vous le souhaitez, le détecteur de métaux peut être configuré de manière à détecter uniquement les métaux non ferreux et à ignorer les métaux ferreux, c'est-à-dire un semblant de fonction de discrimination des métaux.

Désavantages:

faible profondeur de recherche - le détecteur détecte de gros objets métalliques à une distance allant jusqu'à 30 cm, des pièces de monnaie moyennes jusqu'à 5 et 8 cm.

Cela ne suffit pas, mais cela dépend de l'objectif... Par exemple, pour rechercher de vieilles conduites d'eau dans le mur, le projet fonctionne à 100 %.

Le circuit est construit sur une puce CMOS CD4011, qui contient 4 éléments logiques 2I-NOT. Il se compose de 4 parties, un oscillateur de référence et de recherche, un mélangeur et un amplificateur de signal, réalisé sur un seul transistor. En tant que tête dynamique, il est préférable d'utiliser des écouteurs avec une impédance de 16 à 64 ohms, car L'étage de sortie n'est pas conçu pour des charges à faible impédance.

Le détecteur de métaux fonctionne comme suit. Initialement, les oscillateurs de recherche et de référence sont réglés sur la même fréquence, nous n'entendons donc rien du haut-parleur. La fréquence de l'oscillateur de référence est fixe avec possibilité de réglage manuel par rotation d'une résistance variable. La fréquence du générateur de recherche dépend fortement des paramètres du circuit LC. Si un objet métallique apparaît dans le champ de vision de la bobine de recherche, la fréquence du circuit LC est perturbée, ce qui entraîne une modification de la fréquence du générateur de recherche par rapport à celle de référence. Le mélangeur met en évidence la différence de fréquences de ces générateurs, qui sous la forme d'un signal audio est filtré et envoyé à l'étage amplificateur dont la charge est l'écouteur.

Bobine

Plus le diamètre de la bobine est grand, plus le détecteur de métaux est sensible, mais les grandes bobines ont leurs inconvénients, vous devez donc choisir les paramètres optimaux. Pour ce circuit, le diamètre le plus optimal est compris entre 15 et 20 cm, diamètre du fil 0,4-0,6 mm, nombre de tours 40-50, si le diamètre de la bobine est inférieur à 20 cm. Dans mon cas, la bobine a été coupée, les tours et le diamètre sont plus petits que nécessaire, donc la sensibilité du circuit n'est pas si grande. Si vous prévoyez d'utiliser le détecteur de métaux dans des conditions de forte humidité, la bobine doit être scellée.

Paramètres

Tous les travaux de réglage s'effectuent en l'absence de métal dans le champ de vision de la bobine !

Si, lors de la première connexion, le circuit ne réagit pas au métal, mais que tous les composants fonctionnent correctement, il est fort probable que la différence de fréquence entre les générateurs se situe en dehors de la plage audio et que le son n'est tout simplement pas perçu par les humains. Dans ce cas, vous devez tordre la résistance variable jusqu'à ce qu'un signal sonore apparaisse. Ensuite, nous faisons tourner lentement la même résistance jusqu'à ce que nous entendions un signal basse fréquence provenant du haut-parleur, puis nous la tournons un peu plus dans la même direction jusqu'à ce que le signal disparaisse complètement. Ceci termine la configuration.

Pour un réglage plus précis, je vous conseille d'utiliser une résistance multitours, ou deux variables ordinaires, dont l'une est destinée à un réglage grossier, et la seconde à un réglage plus fluide. Après la configuration, nous vérifions le détecteur de métaux en amenant un objet métallique à sa bobine et nous nous assurons que la tonalité du signal sonore change, c'est-à-dire que le circuit réagit au métal.

L'effet de discrimination des métaux est observé si les deux générateurs fonctionnent à une fréquence d'environ 130-135 kHz, alors que la sensibilité aux métaux ferreux est presque absente.

Le circuit peut être alimenté à partir d'une source constante avec une tension de 3 à 15 volts, la meilleure option est d'utiliser une pile 9 volts 6F22, la consommation de courant du circuit dans ce cas sera comprise entre 15 et 30 mA , en fonction de la résistance à la charge.

Je propose pour répétition un simple détecteur de métaux que j'ai personnellement assemblé récemment et que j'ai utilisé avec succès. Ce détecteur de métaux fonctionne selon le principe d'émission-réception. Un multivibrateur est utilisé comme émetteur et un amplificateur audio est utilisé comme récepteur. Le diagramme schématique a été publié dans le magazine Radio.

Circuit récepteur MD - deuxième option

Paramètres du détecteur de métaux

Fréquence de fonctionnement - environ 2 kHz ;
- profondeur de détection d'une pièce d'un diamètre de 25 mm à 9 cm ;
- couvercle en fer d'un pot - 25 cm ;
- tôle d'aluminium mesurant 200x300 mm - 45 cm ;
- trappe d'égout - 60 cm.

Les bobines de recherche qui y sont connectées doivent être exactement les mêmes en taille et en données d'enroulement. Ils doivent être positionnés de manière à ce qu'en l'absence d'objets métalliques étrangers il n'y ait pratiquement aucune connexion entre eux ; des exemples de bobines sont montrés sur la figure.

Si les bobines de l'émetteur et du récepteur sont positionnées de cette façon, le signal de l'émetteur ne sera pas entendu dans le récepteur. Lorsqu'un objet métallique apparaît à proximité de ce système équilibré, sous l'influence du champ magnétique alternatif de la bobine émettrice, des courants dits de Foucault apparaissent dans celui-ci et, par conséquent, son propre champ magnétique, qui induit une FEM alternative. dans la bobine réceptrice.

Le signal reçu par le récepteur est converti par les téléphones en son. Le circuit du détecteur de métaux est vraiment très simple, mais malgré cela, il fonctionne plutôt bien, et la sensibilité n'est pas mauvaise. Le multivibrateur de l'unité de transmission peut être assemblé à l'aide d'autres transistors de structure similaire.

Les bobines du détecteur de métaux ont une taille de 200 x 100 mm et contiennent environ 80 tours de fil de 0,6 à 0,8 mm. Pour vérifier le fonctionnement de l'émetteur, connectez des écouteurs à la place de la bobine L1 et assurez-vous que le son y est entendu à la mise sous tension. Ensuite, en connectant la bobine en place, ils contrôlent le courant consommé par l'émetteur - 5...8 mA.

Le récepteur est configuré avec l'entrée fermée. En sélectionnant la résistance R1 dans le premier étage et R3 dans le second, une tension égale à environ la moitié de la tension d'alimentation est respectivement fixée sur les collecteurs des transistors. Ensuite, en sélectionnant la résistance R5, ils s'assurent que le courant de collecteur du transistor VT3 devient égal à 5...8 mA. Après cela, en ouvrant l'entrée, connectez-y la bobine réceptrice L1 et, en recevant le signal de l'émetteur à une distance d'environ 1 m, assurez-vous que l'appareil fonctionne.

Ils peuvent fonctionner de manière stable lorsque des dizaines de personnes passent par minute. En règle générale, les détecteurs de métaux fixes ont des dimensions de passage allant jusqu'à 2 m de hauteur et jusqu'à 1 m de largeur. Ainsi, les détecteurs de métaux METOR 200 HS ont des dimensions de passage de 2010 x 710 x 594 mm (Fig. 1).

Les détecteurs de métaux fixes modernes sont équipés de microprocesseurs, à l'aide desquels sont définis les modes de fonctionnement (peuvent être configurés pour détecter certains métaux, le poids d'un objet, etc.) et les indications (ils ont généralement des indications lumineuses et sonores, une sortie de données vers l'écran), compter le nombre de passagers qui passent, déterminer le côté et la zone de transport d'objets métalliques, effectuer un autocontrôle automatique, etc. Vous pouvez régler l'appareil de manière à ce qu'il détecte une lame de rasoir, mais ne réponde pas à une canette de bière en aluminium ou à une poignée de pièces de monnaie. Certains détecteurs de métaux sont équipés de télécommandes pour contrôler et afficher les résultats de leur travail. Un ordinateur peut être utilisé comme télécommande.

Par exemple, dans le détecteur de métaux stationnaire Intelliscan 12000 (Fig. 2), l'espace sous l'arc est divisé en 18 zones de détection indépendantes - 6 horizontales et 3 verticales. Lors du transport d'objets métalliques, l'écran, qui montre le contour du corps humain, montre les zones de localisation de ces objets.

Riz. 1. Détecteur de métaux stationnaire METOR 200 HS

Riz. 2. Détecteur de métaux stationnaire Intelliscan 12000 avec écran

Le détecteur de métaux Intelliscan 12000 possède les capacités suivantes :

20 programmes de détection sélective d'objets métalliques ;

99 niveaux de sensibilité lorsque vous travaillez dans n'importe quel programme ;

des signaux d'alarme dans chaque zone sont générés si les dimensions des objets métalliques dépassent celles spécifiées ;

réglage de la sensibilité zone par zone allant de -99% à +99% par rapport à celle de base ;

ajuster les zones inférieures pour compenser l'influence des renforts métalliques dans le sol ;

tests automatiques et auto-étalonnage ;

réduction du bruit grâce au filtrage numérique ;

affichage constant de l'état sur l'écran couleur ;

protection des installations contre les interférences extérieures grâce à un code d'accès à six chiffres ;

nombre de fréquences de fonctionnement sélectionnables par l'utilisateur – 16 ;

le respect de toutes les exigences de la Federal Aviation Administration des États-Unis de 1991 pour une utilisation dans les aéroports et des exigences des normes du National Institute of Justice NILECJ (USA) ;

respect du certificat d'hygiène du ministère de la Santé de la Fédération de Russie 77.01.09.346.P.10046.04.0.

Il existe des options pour les détecteurs de métaux fixes qui peuvent être alimentés par des piles et fonctionner à des températures inférieures à zéro de plusieurs dizaines de degrés sur le terrain.

3. Détecteurs de métaux basés sur le principe « réception-émission »

Le principe de fonctionnement des détecteurs de métaux de ce type est basé sur l'influence sur l'objet (cible) étudié par le champ magnétique alternatif d'une bobine émettrice (émettrice) et enregistrant le signal qui apparaît à la suite de l'induction de courants de Foucault. dans l'objet métallique (cible). Ainsi, ils appartiennent à des appareils de type localisation et doivent comporter au moins deux bobines - émettrice (émettrice) et réceptrice. Dans la terminologie étrangère, les détecteurs de métaux fonctionnant selon ce principe sont souvent désignés IB (Induction Balance) ou VLF - (Very Low Frequency). .

Les signaux émis et reçus sont continus et coïncident en fréquence.

Le point fondamental pour les détecteurs de métaux de ce type est le choix de la disposition relative des bobines. Ils doivent être positionnés de manière à ce qu'en l'absence d'objets métalliques étrangers, le champ magnétique de la bobine émettrice induise un signal nul dans la bobine réceptrice.

Les figures 3 a) et b) montrent la disposition des bobines à axes perpendiculaires et croisés, dans laquelle aucun courant n'est induit dans la bobine réceptrice. En figue. 3c) montre un système composé d'une bobine émettrice (au centre) et de deux bobines réceptrices. Ces derniers s'allument à contre-courant du signal induit par la bobine émettrice, et en l'absence d'objets métalliques à leur sortie la force électromotrice totale. égal à zéro.

Riz. 3. Placement des bobines qui empêche le pointage

courants dans la bobine de réception

Les bobines qui créent le rayonnement et/ou reçoivent le signal sont réalisées sous la forme d'une structure appelée cadre de recherche. La disposition parallèle des bobines est dite coplanaire (Fig. 4). Cette disposition des bobines permet de réduire les dimensions du cadre de recherche, puisqu'il peut être réalisé dans un boîtier de protection plat (en forme de crêpe).

Riz. 4. Options pour la disposition des bobines coplanaires

Il existe plusieurs manières connues de disposer des bobines dans un même plan, fournissant un signal nul dans la bobine réceptrice. Les bobines peuvent être superposées les unes aux autres de manière à ce que le flux total du vecteur induction magnétique à travers le plan de la bobine réceptrice soit égal à zéro (Fig. 4 a). Riz. La figure 4b) illustre le procédé lorsque la bobine réceptrice en forme de « huit » est placée à l'intérieur de la bobine émettrice. Dans ce cas, la force électromotrice est induite dans différentes moitiés du chiffre huit. avec des signes différents et se compensent. Il est possible de placer une bobine réceptrice de forme conventionnelle à l'intérieur de la bobine émettrice, mais un dispositif de compensation spécial est alors utilisé.

Généralement, dans les détecteurs de métaux de ce type, le cadre de recherche est formé de deux bobines situées dans le même plan et équilibrées de sorte que lorsqu'un signal est fourni à la bobine émettrice, la sortie de la bobine réceptrice est minimale. La fréquence de fonctionnement du rayonnement est de une à plusieurs dizaines de kHz.

Considérons l'une des variantes du schéma structurel d'un détecteur de métaux fonctionnant sur le principe « réception-émission » (Fig. 5).

Le générateur crée une tension alternative (rectangulaire ou sinusoïdale), qui est fournie via un amplificateur de puissance à la bobine rayonnante.

Riz. 5. Schéma fonctionnel du détecteur de métaux,

travailler sur le principe « recevoir-transmettre »

Lorsqu'une cible métallique apparaît à proximité du détecteur de métaux, des courants provenant de la bobine émettrice y sont induits, ce qui provoque l'apparition d'un rayonnement électromagnétique secondaire. Ce dernier agit sur la bobine réceptrice et une force électromotrice variable y est induite. (tension). La fréquence du signal induit est la même que dans la bobine émettrice.

Le signal induit dans la bobine réceptrice présente un certain déphasage par rapport au signal provenant de la bobine émettrice, car il arrive à la bobine réceptrice avec un certain retard. Lorsqu'un objet métallique apparaît à proximité du cadre de recherche, l'amplitude du signal dans la bobine réceptrice augmente et le déphasage change en fonction de la conductivité du métal (noir, non ferreux).

Un détecteur synchrone sépare le signal alternatif utile provenant de la sortie de l'amplificateur de réception et créé par le rayonnement d'un objet métallique en un signal constant. La synchronisation de son fonctionnement avec le fonctionnement de la source (générateur) du signal émetteur permet d'augmenter l'efficacité de son fonctionnement sur fond de bruit et d'interférences qui dépassent largement le signal utile en amplitude.

Le signal de sortie du détecteur synchrone est amplifié et transmis à un indicateur, tel qu'un son ou une lumière, qui signale l'apparition d'un objet métallique à proximité du détecteur de métaux.

L'indication n'est activée que pour les signaux dépassant un certain seuil d'amplitude. Ainsi, les signaux faibles, principalement associés au mouvement du détecteur de métaux et aux interférences électromagnétiques externes, ne déclenchent pas l'indicateur.