Как работает металлоискатель

Металлодетектор, а именно так иначе называют металлоискатель, является устройством для обнаружения металлов, например, в грунте.

Металлоискатель представляет собой устройство, функционирующее на основе принципе действия индукции. Схема простого металлоискателя включает несколько элементов.

Применяются два генератора, работающие на одной частоте. С его помощью можно искать металлические предметы. Для него можно применять микросхемы типа NE555.

Самостоятельно вы можете изготовить такой аппарат с чувствительностью достаточной чтобы найти предмет размером с монету, ну или саму монету на глубине до метра, а более габаритные предметы на глубине до 3 м.

electrikexpert.ru

Глубинный металлоискатель своими руками — Мир искателей

Наиболее простой и практичный способ изготовить глубинный металлоискатель своими руками, это сделать глубинный импульсный металлоискатель. За основу можно взять уже имеющийся импульсный металлоискатель, или изготовить электронный блок импульсного металлоискателя Пират, Clone, Кощей 5И и т.д. Как сделать эти металлоискатели,  уже описано на нашем сайте.  А дальше необходимо сделать к нему глубинную катушку.

В данной статье мы разберем способы изготовления глубинных катушек для импульсных металлоискателей

Но следует учесть, что при одинаковых размерах глубинной рамки, с разными металлоискателями будит и разная глубина обнаружения (С Пиратом результаты будут наиболее скромные, а лучший результат показывают Кощей 5ИГ и Кощей 4ИГ (Tracker PI-G) так как у них есть отдельная глубинная прошивка!

Начнем с механических конструкций глубинных рамок для металлоискателя.

Глубинные рамки небольших размеров, устанавливают на штангу как и обычную катушку, но есть ограничения по весу и габаритам. Поэтому такая конструкция подходит для рамок диаметром до 60-70см. Большая рамка становится слишком тяжелой и ее уже неудобно носить таким способом.

Каркас глубинной катушки для металлоискателя изготавливают из пластиковых труб, без использования металлических элементов. Трубу выбираете в зависимости от способа которым вы ее будит соединять, и в зависимости от размеров вашей рамки, чтобы труба обеспечивала достаточную жесткость конструкции!

Небольшие катушки обычно делают неразборными в форме кольца или квадрата.

Вот несколько фотографий таких рамок:

Для рамок больших размеров, неразборная конструкция, уже неудобна для транспортировки, да и носить на штанге такую рамку уже тяжело. Наиболее распространенным решением для больших рамок, это разборный квадратный каркас с накладной поисковой петлей или петлей пропущенной вовнутрь трубного каркаса.

В таком случае, каркас рамки изготавливается из пластиковых труб, а поисковая катушка мотается многожильным проводом в изоляции! ПРОВОД ДОЛЖЕН БЫТЬ ОБЯЗАТЕЛЬНО МНОГОЖИЛЬНЫМ, так как при разборке и транспортировке глубинной катушки, провод будит гнуться и одножильный провод в итоге может переломиться!

Такие рамки носят обычно вдвоем:

Но есть варианты конструкций глубинного металлоискателя для самостоятельной переноски:

Вот еще несколько вариантов конструкций глубинных металлодетекторов и  их катушек:

Намотка глубинной рамки

Для намотки глубинных рамок рекомендуется использовать многожильный провод в изоляции, диаметром 0,5-0,75мм.

Таблица количества витков для глубинных рамок различного размера и их максимальная глубина обнаружения с металлоискателями ПИРАТ и Кощей 5И:

Желательно после намотки рамки, витки стянуть между собой изолентой или скотчем, это уменьшит межвитковую емкость и сделает петлю более прочной. Провод от рамки к электронному блоку можно изготовить из того же провода, которым и намотана рамка, свив его с шагом 1 виток на 1 см. А затем обжать термоусадочной трубкой или замотать изолентой.

Вот так можно легко изготовить глубинную рамку для импульсного металлоискателя, и получить полноценный глубинный металлоискатель не уступающий по глубине фирменным металлодетекторам.

www.miriskateley.com

Металлоискатель своими руками — 12 принципиальных схем

Металлоискатель своими руками — как это следует из самого названия, такие устройства изготавливаются самостоятельно и предназначены для поиска металлических предметов, используются по достаточно узкому назначению. Однако способы их реализации достаточно разнообразны и составляют целое направление в радиоэлектронике.

Металлоискатель Н. Мартынюка

Металлоискатель по схеме Н. Мартынюка (рис. 1) выполнен на основе миниатюрного радиопередатчика, излучение которого модулировано звуковым сигналом [Рл 8/97-30]. Модулятор — низкочастотный генератор выполнен по хорошо известной схеме симметричного мультивибратора.

Сигнал с коллектора одного из транзисторов мультивибратора подается на базу транзистора высокочастотного генератора (VT3). Рабочая частота генератора располагается в области частот УКВ-ЧМ радиовещательного диапазона (64… 108 МГц). В качестве катушки индуктивности колебательного контура использован отрезок телевизионного кабеля в виде витка диаметром 15.. .25 см.

Рис. 1. Принципиальная схема металлоискателя Н. Мартынюка.

Если к катушке индуктивности колебательного контура приблизить металлический предмет, частота генерации заметно изменится. Чем ближе поднесен предмет к катушке, тем больше будет уход частоты. Для регистрации изменения частоты используется обычный ЧМ-радиоприемник, настроенный на частоту ВЧ генератора.

Систему автоподстройки частоты приемника следует отключить. В отсутствие металлического предмета из громкоговорителя приемника слышен громкий звуковой сигнал.

Если к катушке индуктивности поднести кусок металла, то частота генерации изменится, а громкость сигнала снизится. Недостатком устройства является его реакция не только на металлические, но и на любые другие токопроводящие предметы.

Металлоискатель на основе низкочастотного LC-генератора

На рис. 2 — 4 показана схема металлоискателя с другим принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора и мостового индикатора изменения частоты. Поисковая катушка металлоискателя выполнена в соответствии с рис. 2, 3 (с коррекцией числа витков).

Рис. 2. Поисковая катушка металлоискателя.

Рис. 3. Поисковая катушка металлоискателя.

Выходной сигнал с генератора поступает на мостовую измерительную схему. В качестве нуль-индикатора моста использован высокоомный телефонный капсюль ТОН-1 или ТОН-2, который можно заменить стрелочным или иным внешним измерительным прибором переменного тока. Генератор работает на частоте f1, например, 800 Гц.

Мост перед началом работы балансируют на нуль подстройкой конденсатора С* колебательного контура поисковой катушки. Частоту f2=f1, при которой мост будет сбалансирован, можно определить из выражения:

Изначально в телефонном капсюле звук отсутствует. При внесении в поле поисковой катушки L1 металлического предмета, частота генерации f1 изменится, произойдет разбалансировка моста, в телефонном капсюле будет слышен звуковой сигнал.

Рис. 4. Схема металлоискателя с принципом действия, основанным на использовании низкочастотного LC-генератора.

Мостовая схема металлоискателя

Мостовая схема металлоискателя с использованием поисковой катушки, изменяющей свою индуктивность при приближении металлических предметов, представлена на рис. 5. На мост подается сигнал звуковой частоты от низкочастотного генератора. Потенциометром R1 мост балансируют на отсутствие звукового сигнала в телефонном капсюле.

Рис. 5. Мостовая схема металлоискателя.

Для повышения чувствительности схемы и повышения амплитуды сигнала разбаланса моста к его диагонали может быть подключен усилитель низкой частоты. Индуктивность катушки L2 должна быть сопоставима с индуктивностью поисковой катушки L1.

Металоискатель на основе приемника с СВ диапазоном

Металлоискатель, работающий совместно с радиовещательным супергетеродинным радиоприемником средневолнового диапазона, можно собрать по схеме, показанной на рис. 6 [Р 10/69-48]. В качестве поисковой катушки может быть использована конструкция, изображенная на рис. 2.

Рис. 6. Металлоискатель, работающий совместно с супергетеродинным радиоприемником СВ-диапазона.

Устройство представляет собой обычный генератор высокой частоты, работающий на частоте 465 кГц (промежуточная частота любого АМ-радиовещательного приемника). В качестве генератора можно использовать схемы, представленные в главе 12.

В исходном состоянии частота генератора ВЧ, смешиваясь в близкорасположенном радиоприемнике с промежуточной частотой принимаемого приемником сигнала, приводит к образованию сигнала разностной частоты звукового диапазона. При изменении частоты генерации (при наличии в поле действия поисковой катушки металла), тональность звукового сигнала меняется пропорционально количеству (объему) металлического предмета, его удалению, природе металла (одни металлы повышают частоту генерации, другие, напротив, понижают).

Простой металлоискатель на двух транзисторах

Рис. 7. Схема простого металлоискателя на кремниевом и полевом транзисторах.

Схема простого металлоискателя представлена на рис. 7. В устройстве использован низкочастотный LC-генера-тор, частота которого зависит от индуктивности поисковой катушки L1. При наличии металлического предмета частота генерации изменяется, что можно услышать с помощью телефонного капсюля BF1. Чувствительность такой схемы невысока, т.к. на слух определять малые изменения частоты достаточно сложно.

Металлоискатель малых количеств магнитного материала

Металлоискатель малых количеств магнитного материала может быть выполнен по схеме на рис. 8. В качестве датчика такого устройства использована универсальная головка от магнитофона. Для усиления слабых сигналов, снимаемых с датчика, необходимо использовать высокочувствительный усилитель низкой частоты, выходной сигнал которого поступает на телефонный капсюль.

Рис. 8. Схема металлоискателя малых количеств магнитного материала.

Схема индикатора металла

Иной метод индикации наличия металла использован в устройстве по схеме на рис.9. Устройство содержит высокочастотный генератор с поисковой катушкой индуктивности и работает на частоте f1. Для индикации величины сигнала использован простейший высокочастотный милливольтметр.

Рис. 9. Принципиальная схема индикатора металла.

Он выполнен на диоде VD1, транзисторе VT1, конденсаторе С1 и миллиамперметре (микроамперметре) РА1. Между выходом генератора и входом высокочастотного милливольтметра включен кварцевый резонатор. Если частота генерации f1 и частота кварцевого резонатора f2 совпадают, стрелка прибора будет на нуле. Стоит частоте генерации измениться в результате внесения металлического предмета в поле поисковой катушки, стрелка прибора отклонится.

Рабочие частоты таких металлоискателей обычно находятся в диапазоне 0,1…2 МГц. Для начальной установки частоты генерации этого и других приборов подобного назначения используют конденсатор переменной емкости или подстроечный конденсатор, подключенный параллельно поисковой катушке индуктивности.

Типовый металлоискатель с двумя генераторами

На рис. 10 приведена типовая схема самого распространенного металлоискателя. Его принцип действия основан на биениях частот эталонного и поискового генераторов.

Рис. 10. Схема металоискателя с двумя генераторами.

Рис. 11. Принципиальная схема блока-генератора для металлоискателя.

Однотипный узел, общий для обоих генераторов, показан на рис. 11. Генератор выполнен по общеизвестной схеме «емкостной трехточки». На рис. 10 показана полная схема устройства. В качестве поисковой катушки L1 применяется конструкция, представленная на рис. 2 и 3.

Начальные частоты генераторов должны быть одинаковы. Выходные сигналы с генераторов через конденсаторы С2, СЗ (рис. 10) подаются на смеситель, выделяющий разностную частоту. Выделенный звуковой сигнал через усилительный каскад на транзисторе VT1 поступает на телефонный капсюль BF1.

Металлоискатель на принципе срыва частоты генерации

Металлоискатель может работать и на принципе срыва частоты генерации. Схема такого устройства изображена на рис.12. При выполнении определенных условий (частота кварцевого резонатора равна резонансной частоте колебательного LC-контура с поисковой катушкой) ток в цепи эмиттера транзистора VT1 минимален.

Если резонансная частота LC-контура заметно изменится, то генерация сорвется, а показания прибора значительно возрастут. Параллельно измерительному прибору рекомендуется подключить конденсатор емкостью 1 …100 нФ.

Рис. 12. Схема металлоискателя что работает на принципе срыва частоты генерации.

Металлодетекторы для поиска мелких предметов

Искатели металла, предназначенные для поиска небольших металлических предметов в быту, могут быть собраны по представленным на рис. 13 — 15 схемам.

Такие металлоискатели работают также на принципе срыва генерации: генератор, в состав которого входит поисковая катушка индуктивности, работает в «критическом» режиме.

Режим работы генератора установлен подстроенными элементами (потенциометрами) так, что малейшее изменение условий его работы, например, изменение индуктивности поисковой катушки, приведет к срыву колебаний. Для индикации наличия/отсутствия генерации использованы светодиодные индикаторы уровня (наличия) переменного напряжения.

Катушки индуктивности L1 и L2 в схеме на рис. 13 содержат, соответственно, 50 и 80 витков провода диаметром 0,7…0,75 мм [Fs 8/75]. Катушки намотаны на ферритовом сердечнике 600НН диаметром 10 мм и длиной 100… 140 мм. Рабочая частота генератора около 150 кГц.

Рис. 13. Схема простого металлоискателя на трех транзисторах.

Рис. 14. Схема простого металлоискателя на четырех транзисторах со световой индикацией.

Катушки индуктивности L1 и L2 другой схемы (рис. 14), выполненной в соответствии с патентом ФРГ(№ 2027408, 1974 г.), имеют 120 и 45 витков, соответственно, при диаметре провода 0,3 мм [Р 7/80-61]. Использован ферритовый сердечник 400НН или 600НН диаметром 8 мм и длиной 120 мм.

Бытовой искатель металла

Бытовой искатель металла (БИМ) (рис. 15), выпускавшийся ранее заводом «Радиоприбор» (г. Москва), позволяет обнаружить мелкие металлические предметы на удалении до 45 мм. Намоточные данные его катушек индуктивности неизвестны, однако при повторении схемы можно ориентироваться на данные, приводимые для приборов аналогичного назначения (рис. 13 и 14).

Рис. 15. Схема бытового искателя металла.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

www.qrz.ru

как сделать в домашних условиях

Устройства способные обнаруживать металлические предметы в слабопроводящих средах называют металлоискателями, или металлодетекторами. Их можно использовать для поиска черных и цветных металлов. Самодельный металлоискатель для монет способен обнаруживать мелочь на расстоянии от 10 до 50 см, а более объемные металлы от 0,5 до 3 м.

Применение металлодетекторов известно еще с древних времен, а большой рост их производства приходится на конец 60-х годов. Благодаря прогрессу и множеству схем, любой начинающий радиолюбитель может изготовить своими руками металлоискатель, не прибегая к обширным знаниям в электронике. Главное преимущество самодельных металлоискателей – маленькие затраты.

Соберем простейший металлоискатель, работающий на двух генераторах частоты – металлоискатель на биениях. При одинаковой частоте генераторы синхронизированы, но при попадании в поле одной из катушек металла происходит изменение частоты в одном из генераторов. В результате схема воспроизводит в динамике звук разности частот двух генераторов.

Далее в статье поясняется, как сделать металлоискатель своими руками в домашних условиях, не тратя на это большие деньги. На фото ниже изображен самодельный селективный металлоискатель.

Инструменты и материалы для устройства

Чтобы сделать самодельный металлоискатель, нужно разделить процесс на три этапа – создание конструкции, реализация схемы, сборка в единое целое. Опишем приблизительный перечень инструментов и материалов, которые могут понадобиться для этих целей. Далее по статье будет более подробно поясняться: из чего можно собрать металлоискатель для золота, и какой именно материал лучше использовать. Начнем с подготовки инструмента для начинающих копателей. Для работы понадобятся:

1. Кусачки для работы с проводами и деталями;
2. Ножик;
3. Пила для пластика. На крайний случай можно воспользоваться ножом или обычной пилой;
4. Паяльник;
5. Набор отверток.

Необходимые материалы:

1. Изолента;
2. Набор для пайки. Можно использовать просто канифоль и припой;
3. Клей;
4. Лак;
5. Детали и плата для схемы;
6. Провод для катушки;
7. Кусок пластика и пластиковая труба;
8. Крепежные изделия.

Подготовка деталей

Здесь описана подробная инструкция о выборе и поиске деталей.

Вначале необходимо определиться с материалом и креплением составных частей металлоискателя и найти необходимые комплектующие.

В качестве штанги можно использовать костыль с подлокотником, удочку, трубу из сшитого полиэтилена или поливинилхлорида (рис. 2).

Катушки и схема будут размещаться внизу на подставке, прикрепленной к штанге. Так что важно учесть жесткость штанги и ее материал. Предпочтение лучше отдать диэлектрикам, т.е. не проводящим электрический ток – пластик, дерево и другое. Необходимо сделать ручку, чтобы было комфортно держать изготавливаемый металлоискатель. В случае с костылем, она не нужна, но в другом случае можно прикрепить как руль от велосипеда, так и другую самодельную конструкцию.

Подставку для схемы и катушек можно сделать из обычного пластика. Его легко обрезать, и он мало весит. Понадобится один нижний лист, так как для регулировки устройства нужен доступ к катушкам. Для уменьшения вибрации схемы с катушками желательно выбрать пластик попрочнее.

После подготовки штанги и подставки необходимо их соединить. Можно воспользоваться крепежными изделиями, но не стоит забывать, что для правильной работы схемы не стоит подносить металлические изделия ближе, чем на 30 см. Поэтому используем хороший клей, например, жидкие гвозди. Можно использовать и другие материалы – все зависит от ваших способностей в слесарных и столярных работах.

Провод для катушек должен быть изолирован. Подойдет эмалированный медный провод диаметром 0,5 – 0,7 мм марки ПЭВ или ПЭЛ. Длина провода около 100 метров. Лак для фиксации деталей подойдет масляный.

Монтаж деталей можно осуществить навесным способом на текстолите или на картоне. Для начинающих радиолюбителей в специализированных магазинах можно купить обработанный текстолит c завода или материал с отверстиями для деталей. Так же можно самому сделать плату из цельного необработанного текстолита. Для этого нужно пометить размещение контактов радиодеталей на схеме, затем разделить участки текстолита ножиком и выполнить залуживание площадок и дорожек (рис. 3). Лишнюю часть текстолита обрезаем пилой для пластика.

Для сборки рабочего металлоискателя радиодетали можно найти дома в старой радиоаппаратуре, но желательно приобрести в магазине. Одинаковые детали должны быть полностью идентичные и желательно из одной партии. В таблице 1 приведен перечень необходимых деталей и комментарии, выполнение которых приведет вас к сборке качественного металлоискателя.

После нахождения всех необходимых деталей можно без проблем собрать металлоискатель в домашних условиях.

Сборка устройства

Рассмотрев перечень необходимых материалов и деталей, ответим подробно как же из них собрать металлоискатель своими руками.

Для намотки катушек используем любой круглый предмет диаметром 20 – 25 см. Количество витков равно 30-ти. Выводим один конец провода и наматываем 10 витков, после чего, не разрывая, выводим второй конец. Продолжаем намотку еще 20 витков и выводим третий конец. Выводы провода делаем с запасом от 10 до 20 см. Снимаем полученную обмотку с предмета и плотно обматываем изолентой, оставляя три вывода провода (рис. 5).

Вторую катушку выполняем аналогичным способом. Для наибольшего успеха выполняем катушки максимально одинаково, с зеркальным отражением.

Приступаем к сборке радиодеталей. Выставляем детали на плате и осуществляем пайку согласно схеме на рисунке 4. При использовании картона или материала с отверстиями, соединение деталей производим изолированными проводами с любым сечением. При использовании подготовленного текстолита, выполняем пайку к готовым дорожкам. Схему можно поместить в деревянную или пластмассовую коробочку.

Припаиваем выводы катушек, согласно схеме. Припаиваем и выводим два провода с разъемом для батарейки.

Подготавливаем подставку для схемы и катушек. Размеры подбираем с учетом того, что расстояние между катушками должно быть не менее 10 см, так как между ними должны, соответственно, вместиться схема и прикрепленная штанга.

Чтобы правильно закрепить катушки, временно подкидываем наушники к схеме и вставляем батарею. Небольшими передвижениями катушек добиваемся тишины в наушниках с единичными щелчками или максимально высокого, еле слышного звука. Пробуем поднести металл к одной из катушек, если слышим значительные изменения, это говорит о работоспособности металлоискателя. Фиксируем в таком положении катушки и плату. При возможности их лучше сразу же приклеить, а затем замазать масляным лаком.

Для наушников проделываем в штанге два отверстия – снизу и сверху. С помощью кусачек, изоленты и паяльника наращиваем провод наушников до необходимой длины – от схемы до области ушей человека. Сразу надо учесть рост. Протягиваем провод внутри штанги и припаиваем к схеме.

Обрезаем излишки подставки и прикрепляем к ней штангу удобным для вас способом.

Регулировка

Самая точная настройка – отсутствие в наушниках щелчков,  и наличие еле слышимого высокочастотного писка.

Осуществляется регулировка тремя способами:

1. Подносим металл поочередно к катушкам. На той катушке, где прекратился шум, выводим последний виток внутрь кольца катушки.
2. Можно использовать маленькие кусочки алюминия. Подносим их к катушкам и добиваемся тишины или единичных щелчков. Закрепляем клеем.
3. Закрепляем на катушке трубочку и просовываем через нее ферритовый стержень. Добившись нужного результата, закрепляем стержень в таком положении. Посмотрите видео ниже, на котором продемонстрировано как сделать самодельный регулятор для настройки данным способом.

При хорошем слухе и опыте можно использовать изготовленный металлодетектор как простой металлоискатель с дискриминацией, то есть с распознаванием типов металла.

Модернизация

Если разобрались как сделать самый простой металлоискатель своими руками, можно приступить к небольшой модернизации без микросхем на рисунке 9. Перечень деталей собран в таблице 2.

В новой схеме добавлен RC-контур, состоящий из резистора и конденсатора. Он позволит добиться повышенной чувствительности.

Добавлены переменные резисторы, чтобы регулировать схему, не трогая катушки. Это позволит запечатать чувствительный блок металлоискателя в прочную коробку, защищающую от ударов.

Вместо наушников можно использовать динамик с конденсатором для небольшого увеличения громкости.

В данной схеме катушки размещаются одна на одной, как показано на рисунке 10. Перед закреплением катушек осуществляем регулировку их перемещением.

При включении выставляем переменные резисторы в одинаковое положение и вращением добиваемся точной настройки. После чего остается только взять металлодетектор и отправиться на поиски самородков или металлов. Проверено на практике — если искать на любом русском пляже, то можно найти золото и серебро.

zakonoma.net