При проведении строительных и ремонтных работ нелишней будет информация о наличии и месторасположении различных металлических предметов (гвоздей, труб, арматуры) на стене, полу и т. д. Поможет в этом устройство, описание которого приводится в этом разделе.

Параметры по обнаружению:

♦    большие металлические предметы — 10 см;

♦    труба диаметром 15 мм — 8 см;

♦    винт М5 х 25 — 4 см;

♦    гайка М5 — 3 см;

♦    винт М2,5 х 10 —1,5 см.

Принцип действия

Принцип работы металлоискателя основан на свойстве металлических предметов вносить затухание в частотозадающий LC-контур автогенератора. Режим автогенератора устанавливают вблизи точки срыва генерации, и приближение к его контуру металлических предметов (в первую очередь ферромагнитных) заметно снижает амплитуду колебаний или приводит к срыву генерации.

Если индицировать наличие или отсутствие генерации, то можно определять место расположение этих предметов.

Схема устройства приведена на рис. 2.22, а. Оно имеет звуковую и световую индикацию обнаруженного предмета. На транзисторе VT1 собран ВЧ автогенератор с индуктивной связью. Частотозадающий контур L1C1 определяет частоту генерации (около 100 кГц), а катушка связи L2 обеспечивает необходимые условия для самовозбуждения. Резисторами R1 (ГРУБО) и R2 (ПЛАВНО) можно устанавливать режимы работы генератора.

На транзисторе VT2 собран истоковый повторитель, на диодах VD1, VD2 — выпрямитель, на транзисторах VT3, VT5 — усилитель тока, а на транзисторе VT4 и пьезоизлучателе BF1 — звуковой сигнализатор.

При отсутствии генерации ток, протекающий через резистор R4, открывает транзисторы VT3 и VT5, поэтому светодиод HL1 будет светить, а пьезоизлучатель издавать тональный сигнал на резонансной частоте пьезоизлучателя (2—3 кГц).

Если ВЧ автогенератор будет работать, то его сигнал с выхода истокового повторителя выпрямляется, и минусовое напряжение с выхода выпрямителя закроет транзисторы VT3, VT5. Светодиод погаснет, звучание сигнализатора прекратится.

При приближении контура к металлическому предмету амплитуда колебаний в нем будет уменьшаться, либо генерация сорвется. В этом случае минусовое напряжение на выходе детектора будет снижаться и через транзисторы VT3, VT5 начнет протекать ток.

Светодиод зажжется, раздастся звуковой сигнал, что укажет на наличие вблизи контура металлического предмета.

Примечание.

Со звуковым сигнализатором чувствительность устройства выше, поскольку он начинает работать при токе в доли миллиампера, в то время как для светодиода необходим значительно больший ток.

Элементная база и рекомендуемые замены

Вместо указанных на схеме, в устройстве можно применить транзисторы КПЗ0ЗА (VT1), КПЗ0ЗВ, КПЗ0ЗГ, КПЗ0ЗЕ (VT2), КТ315Б, КТ315Д, КТ312Б, КТ312В (VT3 — VT5) с коэффициентом передачи тока не менее 50.

Светодиод — любой с рабочим током до 20 мА, диоды VD1, VD2 — любые из серий КД503, КД522.

Конденсаторы — серий KЛC, К10-17, переменный резистор — СП4, СПО, подстроечные — СПЗ-19, постоянные — МЛТ, С2-33, Р1-4.

Устройство питается от батареи с общим напряжением 9 В. Потребляемый ток составляет 3—4 мА, когда светодиод не горит, и возрастает примерно до 20 мА, когда он зажигается.

Если прибором пользоваться не часто, то выключатель SA1 можно не устанавливать, подавая напряжение на устройство подсоединением батареи питания.

Конструкция катушек индуктивности

Конструкция катушки индуктивности автогенератора показана на рис. 2.22, б — она аналогична магнитной антенне радиоприемника. На круглый стержень 1 из феррита диаметром 8—10 мм и проницаемостью 400—600 надевают бумажные гильзы 2 (2-3 слоя плотной бумаги), на них наматывают виток к витку проводом ПЭВ-20,31 катушки L1 (60 витков) и L2 (20 витков) — 3.

Примечание.

Намотку при этом надо проводить в одном на правлении и правильно подсоединить выводы катушек к автогенератору.

Кроме того, катушка L2 должна перемещаться по стержню с небольшим трением. Обмотку на бумажной гильзе можно закрепить скотчем.

Печатная плата

Большинство деталей размещается на печатной плате (рис. 2.22, в) из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Вторая сторона оставлена металлизированной и используется в качестве общего провода.

Пьезоизлучатель размещен на обратной стороне платы, по его надо изолировать от металлизации с помощью изоленты или скотча.

Плату и батарею следует разместить в пластмассовом корпусе, причем катушку нужно устанавливать как можно ближе к боковой стенке.

Совет.

Максимальная чувствительность будет с той стороны стержня, на которой намотана катушка L1. Мелкие металлические предметы удобнее обнаруживать с торца катушки, это позволит более точно определять их месторасположение.

Наладка

Налаживать устройство рекомендуется в такой последовательности:

♦    шаг 1 — подобрать резистор R4 (для этого временно отпаять один из выводов диода VD2 и установить резистор R4 такого максимально возможного сопротивления, чтобы на коллекторе транзистора VT5 было напряжение 0,8—1 В, при этом светодиод должен светить, а звуковой сигнал звучать.

♦    шаг 2 — установить движок резистора R3 в нижнее по схеме положение и припаять диод VD2, а катушку L2 отпаять, после этого транзисторы VT3, VT5 должны закрыться (светодиод погаснет);

♦    шаг 3 — аккуратно перемещая движок резистора R3 вверх по схеме, добиться открывания транзисторов VT3, VT5 и включения сигнализации;

♦    шаг 4 — установить движки резисторов R1, R2 в среднее положение и припаять катушку L2.

Примечание.

При приближении L2 вплотную к L7 должна возникнуть генерация, а сигнализация выключиться.

♦    шаг 5 — катушку L2 удалить от L1 и добиться момента срыва генерации, а резистором R1 ее восстановить.

Совет.

При настройте надо стремиться, чтобы катушка L2 была удалена на максимальное расстояние, а резистором R2 можно было бы добиваться срыва и восстановления генерации.

♦ шаг 6 — установить генератор на грани срыва и проверить чувствительность устройства.

На этом настройка металлоискателя считается завершенной.