Устройство для обнаружения движущихся металлических предметов

Принцип действия описываемого устройства основан на влиянии вихревых токов, возникающих в металлическом предмете, на добротность катушки, создающей магнитное поле. Его можно использовать для выявления нежелательных металлических предметов в движущейся массе какого-либо сырья или готовой продукции, для подсчета металлических деталей или числа транспортных средств, следующих через контрольный пункт и т. д.
Принципиальная схема устройства изображена на рисунке. Оно состоит из генератора (VT1, VT2), узла обработки его сигнала (VT3, DA1) и электронного реле (VT4, VT5, К1). Датчиком служит катушка L1, образующая с конденсаторами С1 и С2 колебательный контур генератора. Транзистор VT2 выполняет функции источника стабильного тока и динамической нагрузки транзистора VT1. Амплитуда генерируемых колебаний стабилизируется благодаря подаче на затвор этого транзистора (через интегрирующую цепь R4C6R5 и катушку L1) постоянной составляющей выпрямленного диодами VD1, VD2 выходного напряжения генератора.

Рисунок 1 (14 кб)
Узел обработки сигнала содержит эмиттерный повторитель на транзисторе VT3, выпрямитель. выполненный по схеме удвоения напряжения на диодах VD3, VD4, интегрирующие цели R9C11R11C13 и R10C12R12C14 с разными постоянными времени и компаратор на ОУ DA1. В установившемся режиме выходное напряжение компаратора равно 0, транзисторы VT4. VT5 закрыты и реле К1 обесточено.
В момент включения питания потенциал затвора транзистора VT1 равен 0, его крутизна максимальна и генератор самовозбуждается. По мере зарядки конденсатора С6 амплитуда колебаний плавно уменьшается и через несколько секунд стабилизируется на некотором уровне. Примерно к этому же времени устанавливается нулевое напряжение на выходе ОУ DA1.
При приближении металлического предмета к катушке L1 потери в контуре L1C1C2 возрастают и амплитуда генерируемых колебаний на некоторое время (определяется параметрами элементов цепи R4C6R5) падает. В результате напряжение на выходе выпрямителя (VD3, VD4), а с небольшой задержкой - и на инвертирующем входе ОУ DA1 уменьшается, и поскольку потенциал его другого входа к этому времени измениться не успевает (из-за большей постоянной времени цепи R10C12R12C14), выходное напряжение компаратора скачком понижается. При этом открываются транзисторы VT4, VT5, и реле К1 срабатывает, подавая команду на остановку ленты транспортера или включая сигнализацию.
При указанных на схеме номиналах элементов интегрирующих цепей устройство обнаруживает предметы, движущиеся со скоростью более 0,5 м/с. Чувствительность регулируют подстроечным резистором R1. Медленные колебания напряжения на входах интегрирующих цепей (скорость перемещения металлических предметов меньше указанной) не вызывают появления разности потенциалов на входах ОУ DA1, поэтому компаратор не срабатывает. Не реагирует устройство и на неподвижные металлические предметы, находящиеся поблизости от катушки L1.
Катушка L1 изготовлена в виде круглой рамки диаметром 320 мм и содержит 250 витков многожильного обмоточного провода (литцендрата) ПЭЛ 35×0,05. Индуктивность катушки 42 мГн, сопротивление постоянному току 32 Ом. Частота генерируемых устройством колебаний - около 23,5 кГц.
В устройстве можно применить ОУ К553УД1А, транзисторы серий КТ315 (VT3), КТ349 (VT4), КТ608А (VT5), диоды серий Д220 (VD1-VD5) и Д223 (VD6), реле РЭС9 (паспорт РС4.524.202).
Простой металлоискатель

РЛ 8-97
Схему металлоискателя отличает простота изготовления и необычный принцип работы. В качестве индикатора используется УКВ приемник (64..108 МГц), а в качестве поисковой катушки - отрезок тслевизионного кабеля. За счет того, что генератор VT3 (маломощный передатчик) работает на высокой частоте, удалось добиться высокой чувствительности и упростить конструкцию катушки. Она представляет собой виток телевизионного кабеля диаметром 15..25 см (в зависимости от частоты и УKB диапазона). Необходимо только наличие в приемнике отключаемой ЛПЧ, что значительно повышает чувствительность.
Для модуляции высокочастотного генератора используется мультивибратор. Приемник настраивается на частоту металлоискателя таким образом, чтобы она находилась на краю полосы пропускания. При приближении металлических предметов к катушке происходит изменение частоты генератора, и в приемнике пропадает сигнал.

Рисунок 1
Металлоискатель Volksturm-1
Металлоискатель Volksturm-1 собран на отечественной элементарной базе. Дискриминация по стрелочному прибору или по тону звука.
Рис.1. Принципиальная схема металлоискателя Volksturm-1
Описание металлоискателя Volksturm-1:Дискриминация металла возможна по характеру звука и показаниям стрелочного прибора.
Детали:Светодиод 4D1 - желательно повышенной яркости. Он нужен для:- стадии настройки. При первом тестировании динамик не подключать! - подводного варианта исполнения,- "тихого поиска".
Настройка металлоискателя:Для первичной настройки TX контура в резонанс запаять 2R3 номиналом не менее 100 кОм. Добившись резонанса - максимального размаха напряжения на обмотке TX - поставить 10-47 Ом.
Возможные замены:2U1 - 4069, 1409 5U1 - КР142ЕН5 с любой буквой 2Q1-2Q4 - с любыми буквами 4Q1 - КТ829 с любой буквой 2C1 - 22-50 пФ, любой подстроечный
 
Рис.2. Вариант БП, при отсутствии КРЕНки
Примечание: при катушке - кольцо 25 см, каску ловит на глубине 80 см.
ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ

Каталог принципиальных схем - Бытовая электроника ПРОСТОИ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ
Металлоискатель, схема которого приведена на рисунке, можно собрать всего за несколько минут. Он состоит из двух практически идентичных LC-генераторов, выполненных на элементах DD1.1-DD1.4, детектора по схеме удвоения выпрямленного напряжения на диодах VDI, VD2 и высокоомных (2 кОм) головных телефонов BFI, изменение тональности звучания которых с свидетельствует о наличии под катушкой-антенной металлического предмета.


Генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2. самовозбуждается на частоте резонанса последовательного колебательного контура L1CI, настроенного на частоту 465 кГц (использованы элементы фильтра ПЧ супергетеродинного приемника). Частота второго генератора (DD1.3. DD1.4) определяется индуктивностью катушки-антенны L2 (30 витков провода ПЭЛ 0,4 на оправке диаметром 200 мм) и емкостью конденсатора переменной емкости С2, позволяющего перед поиском настроить металлоискатель на обнаружение предметов определенном массы.
Биения, возникшие в результате смешения колебания обоях генераторов, детектируются диодами VD1, VD2, фильтруются конденсатором С5 и поступают на головные телефоны BF1.
Все устройство собрано на небольшой печатной плате, что позволяет при питании от плоской батареи для карманного фонаря сделать то очень компактным и удобным в обращении.
При повторении металлоискателя можно использовать микросхему К 155ДАЗ,любые высокочастотные германиеяые диоды и КПЕ от радиоприемника "Альпинист".
Janeczek A. Prosty wykrywacz metali. - Radioelec>tronik, 1984, N 9, str. 5.
ЭЛЕКТРОННЫЙ МАССАЖИСТ

Каталог принципиальных схем - Бытовая электроника ЭЛЕКТРОННЫЙ МАССАЖИСТ
Это устройство (рис.1) предназначено для массажа ослабевших после болезни мышц, а также служит для гимнастики мышц и кожи.

Рис.1
Трансформатор Тр (накальный) - 6,3 В/127 В. Электроды смонтированы на пластмассовой трубке (рис.2). На ее концах намотан провод-без изоляции (по 10 витков). Поверх провода укладываются две ленты металлической фольги на расстоянии 25 мм. В процессе электризации берутся за обкладки из фольги.

Рис.2