Михаил Адаменко - В помощь радиолюбителю. Выпуск 10

Металлоискатели OR

Интересные схемотехнические решения можно встретить при рассмотрении конструкций металлодетекторов, в основу работы которых положен принцип оценки изменения амплитуды сигнала на катушке контура, резонансная частота которого близка частоте подаваемого на него сигнала опорного генератора. Главным достоинством таких устройств, иногда обозначаемых сокращением OR ( Off Resonance ), являются простота и надежность.

Упрощенная блок-схема металлоискателя, работающего на околорезонансной частоте, приведена на рис. 21.

Рис. 21. Упрощенная блок-схема металлоискателя, работающего на околорезонансной частоте

Измерительная катушка является составной частью колебательного контура, резонансная частота которого незначительно отличается от частоты опорного генератора. При появлении в зоне возбуждаемого измерительной катушкой электромагнитного поля металлического предмета резонансная частота этого контура изменяется. В зависимости от того, какой металл оказался в зоне действия данного устройства (цветной или черный), частота контура или увеличивается или уменьшается. При этом происходят соответствующие изменения амплитуды колебаний опорного генератора, которые оцениваются анализатором. В результате анализатор формирует управляющий сигнал для блока индикации.

Металлоискатели TR-IB

Как уже отмечалось, в последнее время особой популярностью пользуются металлоискатели TR-IB ( Transmitter Receiver — Induction Balance ), или просто TR, в основу которых положен принцип «прием-передача». В таких устройствах, называемых балансными металлодетекторами, система катушек сбалансирована до нулевой взаимной индукции.

Главной особенностью устройств TR-IB является тот факт, что на приемную катушку поступает не отраженный сигнал передатчика, а сигнал, источником которого являются вихревые токи, возбуждаемые на поверхности металлического предмета.

Упрощенная блок-схема металлоискателя, работающего по принципу «передача-прием», приведена на рис. 22.

Рис. 22. Упрощенная блок-схема металлоискателя, работающего по принципу «передача-прием»

Передающий сигнал, формируемый опорным генератором, поступает на передатчик и далее — на передающую катушку. При появлении в зоне излучения передающей катушки металлического предмета на его поверхности под воздействием сигнала VLF инициируются вихревые или поверхностные токи. Эти токи являются источником вторичного сигнала, который принимается приемной катушкой металлодетектора. После приемника этот сигнал подается на анализатор, где происходит оценка его параметров. На основе проведенного анализа формируется соответствующий сигнал для блока индикации.

Следует отметить, что главными достоинствами таких металлоискателей являются высокая чувствительность, возможность отстройки не только от фона грунта, но и от разного мусора. И конечно же, такие устройства позволяют определять вид металла. Главным же недостатком балансных металлодетекторов следует считать сложности, возникающие при изготовлении и балансировке системы катушек.

Радиолокационные металлоискатели

Последние достижения в области теоретических разработок и практического применения микроволновой техники, а также развитие элементной базы (в том числе микропроцессорной техники) позволяют ожидать, что в самом обозримом будущем появятся конструкции детекторов металлических предметов, в которых будет использован принцип радиолокации. Интерес к устройствам, в которых используется радиолокационный принцип, объясняется тем, что дальность действия таких металлоискателей несравнимо выше, чем у детекторов других типов.

В настоящее время в различных источниках можно встретить весьма оригинальные схемотехнические решения таких устройств. Однако их практическая реализация пока довольно затруднительна.

Из самого названия радиолокационных металлоискателей напрашивается вывод о том, что основой построения таких устройств является принцип, используемый в радиолокации. Как и в радиолокаторах, информация о наличии в зоне действия прибора какого-либо объекта (дальность, размеры и т. п.) оценивается после обработки параметров импульсного сигнала, отраженного от этого объекта.