دائرة جهاز الكشف عن المعادن - باستخدام مذبذب تردد النبض (BFO)

يشرح المنشور دائرة بسيطة للكشف عن المعادن باستخدام مفهوم مذبذب تردد النبض (BFO) ، وتعتبر تقنية BFO هي أكثر الطرق دقة وموثوقية للكشف عن المعادن.

كيف تعمل

يمكن فهم أداء الدائرة بالنقاط التالية:

يستخدم جهاز الكشف عن المعادن المقترح 4093 رباعي Schmitt NAND IC وملف بحث مع مفتاح وبطاريات للطاقة.

يتصل السلك من IC1d pin 11 بهوائي الراديو MW ، أو قد تكون هناك عملية أخرى الالتفاف حول الراديو. يجب تشغيل مفتاح BFO إذا كان موجودًا في الراديو.

مقاومة التغير السريع في الجهد - المعروفة باسم التفاعل ، تؤخر المستوى المنطقي في ICI pin 10 إلى دبابيس الإدخال 1 و 2 ، وتتأخر أكثر من خلال تأخيرات الانتشار في 4093 IC.

تؤدي هذه العملية برمتها إلى تذبذبات سريعة تبلغ حوالي 2 ميجاهرتز ، يتم التقاطها بواسطة راديو الموجة المتوسطة.

2 ميجاهرتز خارج نطاق الموجات المتوسطة ، لكن راديو MV يمكنه قبول التوافقيات بتردد 2 ميجاهرتز. عملية لف الملف ليست معقدة.

مواصفات لف الملف

يستخدم النموذج الأولي 50 لفة من 22 awg / 30 swg (0.315 مم) من الأسلاك النحاسية المطلية بالمينا ، وجُرحت على 4.7 '/ 120 مم سابقًا ، ثم يتم لفها بشريط عازل.

يتم توصيل الملف بعد ذلك بـ 0 فولت ، وهو درع فاراداي وهو عبارة عن ورق قصدير يعمل كغلاف حول الملف. تترك هذه العملية فجوة صغيرة ويجب توخي الحذر حتى لا يلف الرقاقة محيط الملف بالكامل. يتم استخدام شريط عازل مرة أخرى لتغليف درع فاراداي.

يمكن إنشاء اتصال بدرع فاراداي بقطعة من غلاف سلك صلب حول الدرع ، قبل إضافة الشريط.

السيناريو المثالي هو توصيل الدائرة بكابل ثنائي النواة أو كابل ميكروفون ، وتوصيل الشاشة بدرع فاراداي.

كيفية إعداد الدائرة

يتضمن إعداد جهاز الكشف عن المعادن تشغيل راديو MW لالتقاط صافرة على تناغم 2 ميجاهرتز.

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه ليس كل التوافقي يعمل بشكل أفضل ، ولكن يجب استخدام الذي يناسبه فقط. مع توافقي مناسب وسيغير المعدن نغمة الصفارة.

يكتشف جهاز الكشف عن المعادن عملة كبيرة بحجم 80 إلى 90 مم ، وهو أمر جيد بالنسبة لكاشف BFO. يمكنه حتى تحديد التمييز بين المعادن الحديدية وغير الحديدية مع ارتفاع أو انخفاض النغمة.

بقلم: دروبا جيوتي بيسواس

مخطط الرسم البياني

دبوس IC 4093

كاشف المعادن باستخدام الامتصاص المغناطيسي

وراء تقنية الكشف عن جهاز الكشف عن المعادن هذا جهاز استشعار يحدد وجود المعادن الحديدية وغير الحديدية عن طريق امتصاص الطاقة المغناطيسية.

يتم إنتاج هذا المجال المغناطيسي بواسطة مغو وهو جزء من دائرة مذبذب معدلة. في اللحظة التي يقترب فيها الجسم المعدني من المجال المغناطيسي ، يتم امتصاص طاقة مغناطيسية كافية لوقف المذبذب.

يوضح الشكل أدناه مذبذب Colpitt الذي يطلق حوالي 70 كيلو هرتز. مغو L₁يعمل كمستشعر بسبب باعث المقاوم (R₁) قيمة كبيرة ، وفي النهاية ، يعمل المذبذب فقط.

هذا مناسب لأنه بدلاً من ذلك ، سيتم إعادة تحميل الخسائر في الدائرة المنظمة بواسطة الترانزستور. د₁و د_اثنينسوف يصحح الخرج المتذبذب ويتم تطبيق الجهد المباشر اللاحق مباشرة على الإدخال المقلوب لمحرك شميت IC₁.

بمجرد أن ينخفض ​​الجهد إلى ما دون القيمة عند الطرف 3 والتي يمثلها P.₁، سيتحول الإخراج إلى التتابع العالي ، تنشيط. نوصي ببناء الكاشف على ثنائي الفينيل متعدد الكلور كما هو موضح في الشكل أدناه.

الغرض الفعلي للمحث L.₁لم يتم تركيبها على PCB. في حالة عدم بدء المذبذب فورًا عند أي إعداد لـ P.₁مخطوبًا ، يجب عليك خفض قيمة R₁.

بدلاً من ذلك ، إذا استمر المذبذب في الكشف حتى عندما يكون جسم معدني قريبًا من L.₁، ال R.₁يجب زيادة القيمة.

عليك أن تبدأ مع ممسحة P.₁على الأرض والتحكم في الضبط المسبق حتى لا يعمل التتابع على الإطلاق. عندما تحتاج إلى مزيد من الحساسية ، قم بزيادة مساحة الممسحة قليلاً.

يفرض تنشيط المرحل بشكل أساسي الاستهلاك الحالي ، وفي معظم الحالات ، لا يزيد عن 50 مللي أمبير.

LC Tuned للكشف عن المعادن

على عكس أجهزة الكشف عن المعادن التي تمت مناقشتها أعلاه ، يعمل هذا الجهاز وفقًا لقاعدة أن تردد مذبذب LC يختلف عندما يكون هناك محاثة معدلة. لتحقيق ذلك ، يتم الاتصال بالمحث بأي نوع من أجهزة الكشف عن المعادن.

يعتمد معدل تغيير التردد على خصائص المعدن وعلى التردد نفسه. إذا كان الأخير مرتفعًا جدًا ، فسيعمل المكون المعدني مثل منعطف قصير يؤدي إلى انخفاض الحث بحيث يرتفع التردد.

في حالة انخفاض التردد بشكل كبير لإهمال خسائر تيار الدوامة ، يمكننا بعد ذلك التفريق بين المعادن الحديدية وغير الحديدية.

سيكون من الصعب للغاية جعل تردد مذبذب أقل من 200 هرتز. نتيجة لذلك ، يعمل المذبذب في الدائرة الحالية حوالي 300 كيلو هرتز. لجعل الحث بسيطًا للغاية وكل ما تحتاجه هو دورة واحدة لكابل متحد المحور كما هو موضح في الشكل التالي.

كيف تعمل

تتكون دائرة جهاز الكشف عن المعادن المضبوطة LC من مذبذب T.₁، محول التردد إلى الجهد IC₁ومضخم تشغيل BiMOS IC_اثنين. باستخدام ملف كاشف قطره 400 مم ، قيم المكثفات C₁و ج_اثنينتضمن تردد مذبذب 300 كيلو هرتز. عند استخدام ملفات ذات قطر أصغر ، ستحتاج إلى مزيد من المنعطفات.

لتزويد 4046B بشكل مناسب ، يجب أن تكون قوة إشارة المذبذب حوالي 400 مللي فولت_ππ. يضمن مقارن الطور أن الحلقة الداخلية المقفلة للطور تغلق دائمًا على هذا المستوى. في الطرف 10 ، يتم توفير مدخل تابع المصدر إلى CA3130 حيث يتم تضخيمه بشكل كافٍ.

كيفيه التنصيب

ملائم ، ص₁يحدد التردد المركزي للحلقة المقفلة بالطور وصفر مقياس ميكرومتر الوسط الصفري. باستخدام P_اثنين، يمكنك إجراء تعديلات دقيقة إذا كانت حساسية opamp عالية.

علاوة على ذلك ، ص₃يضبط الحساسية في المناقشة المرفقة في حلقة التغذية الراجعة السلبية للمدخلات العكسية. لاحظ أن هناك ردود فعل إيجابية من خلال مقياس ميكرومتر و R.₁₀إلى المدخلات غير المقلوبة. عندما تختار مقاومة مختلفة ، من المهم تعديل قيم R.₉، ر₁₀و ر_{أحد عشر}بشكل مناسب.