有時貴金屬藏得太深,除非用複雜的儀器才能檢測出來。然而,在許多情況下,埋在地表附近的小塊貴金屬可以用相對簡單的方法檢測出來。每個人都很有吸引力去發現一些潛在的有價值的東西,藏在地下幾釐米的地方。很多人都想用探測器在沙灘上尋找。金屬探測器也有專業的應用,比如探測地下的金屬管道,當然還有探測埋在地下的炮彈和地雷。很明顯,金屬探測器的規格取決於用途。大多數業餘愛好者不需要昂貴和複雜的裝置,這就是為什麼這個電路非常簡單。20釐米深的金屬硬幣可以探測到。這意味著,儘管它很簡單,我們的探測器可以很好地工作在花園裡,在小路上或海邊。對實驗感興趣的人會發現這個電路非常有趣。
尋寶探測地面內的金屬物體基於兩個物理學原理:
首先,接近線圈的金屬物體引起搜尋線圈的電感變化。如果同一空間中有多個線圈,則兩個線圈之間的線圈將發生變化。這種變化可能是遞增的,也可能是遞減的。這種現象是由於金屬附近空間所謂的相對磁導率(μ)的變化造成的。鐵磁性、順磁性和抗磁性三種類型是根據這些材料周圍的相對磁導率來劃分的。雖然很難從埋在地下的順磁性材料中分離出抗磁材料,但是將鐵磁性材料從其他材料中分離出來是完全可能的。其次,線上圈附近流過交流電(迴圈流)的任何金屬上,都會產生所謂的渦流。這些會導致金屬中的熱損失,從而增加線圈的電阻率,增加其損耗並降低其質量(Q)。渦流的強度取決於金屬的尺寸、形狀和型別,以及與線圈的距離和洩漏電流的頻率。一般來說,沒有孔的大型金屬板比較小或粉碎的金屬物體產生更強的渦流。最後,除了物體在地面上的深度外,土壤或土壤的型別和溼度也很重要。綜上所述,很明顯,僅基於一個識別引數進行精確的金屬分離實際上是不可能的。
基本金屬搜尋電路型別實用探測器金屬電路分為三個基本類別:
BFO (拍頻振盪器). 在這個系統中有兩個振盪器,其中一個是恆定的,另一個有一個線圈作為諧振線圈。兩個振盪器之間的頻率差,如兩個訊號的非線性混頻器所示,在金屬探測期間發生變化,保持在可聽頻譜的低腰區域。使用者透過改變耳機或揚聲器的響度頻率來了解金屬的存在。
TR/IB公司 (傳輸/接收/感應平衡). 這是一個發射機和接收機,加上鬆散的感應耦合。土壤中金屬的存在改變了感應耦合的值。結果由振盪器輸出訊號的電平變化來表示。
圓周率 (脈衝感應). 在這個系統中,脈衝被拉入埋在地下的金屬中,金屬被反射並扭曲回來。變形型別表示檢測到的金屬的性質是否存在。
以上各類探測器各有優缺點。因此,理想的金屬探測器應結合所有三種探測器類別。不幸的是,這將導致一個非常複雜的系統。
簡單的方法該電路所用的檢測方法與BFO非常相似,只是它沒有聲音,但訊號變成電流並驅動微表。
你會同意很難找到一個更簡單的探測器電路。只使用了一個積體電路4030,一個動圈微安表,一些電阻,幾個電容器和兩個線圈。零件的總成本應低於15美元。電路採用兩個由IC1a和IC1c門構成的Colpitts型LC振盪器。C7使兩個振盪器之間的電容耦合鬆散。
振盪器IC1a的固定頻率約為300kHz。振盪器IC1c在範圍內沒有金屬時以完全相同的頻率工作,因為它是由恆定的IC1a振盪器以大約90度的相位角透過C7同步的。當金屬充分改變L2的電感時,振盪器IC1c改變頻率。IC1d閘道器對兩個振盪器的輸出訊號執行排他EX(EXOR)邏輯,以約50%的週期比在其輸出端提供雙頻(約600KHz,無檢測到的金屬)。
當檢測到金屬物體時,週期比以及因此透過M1儀器的電流發生變化。當P1調節儀器的靈敏度時,IC1b門引導M1作為反相器。
電路由9伏電池供電,可持續數小時。D1防止電路反向供電。
建造金屬探測器探測器PCB如下圖所示。除了L2外,電路中沒有其他關鍵部件,因此結構不應出現特殊困難。只需將每個元件連線到零件檢視指示的位置即可。將游標P1向左轉到最低靈敏度位置。檢測線圈為空氣芯,直徑約7.5cm,漆包銅線40匝或直徑20cm,漆包銅線25匝。線圈被包裹在圓木或塑膠排水管或排水溝的周圍。增加線圈的靈敏度範圍。L1是現成的,如果它有螺紋鐵氧體磁芯,C8可以省略。如果實際電路不是很敏感,可以稍微提高R2值。
設定完成的電路非常簡單。接通電路並設定C8,使儀器指標從右向左移動,當然L2附近沒有金屬。C8的正確設定是指標在刻度開始時保持穩固(不向左敲擊)。你可能需要在外部製作C8,這樣你就可以在尋找金屬時調整探測器的靈敏度。
電路簡單的缺點是檢測振盪器的熱不穩定性。如果這被證明是有問題的,你應該把L2,C4,C5和C6放在很近的地方,以便進行熱合作。因此,如果線圈離電路的其餘部分相對較遠,這些電容器應該放線上圈附近,而不是放在電路板上。線圈的穩定性可以透過將其封閉在環氧樹脂外殼中或用膠帶覆蓋來提高。從人體工程學的角度來看,穩定的線圈應該固定在棍子的末端。電路的其餘部分放在一個小塑膠盒子裡,盒子固定在棍子的把手上。
原型有一個直徑為32mm的塑膠排水管,用於吸管。裝有電路的盒子裝在“T”上。探測頭有一個200mm的塑膠塞帽。線圈托架與鬥杆的連線呈135度角。在鬥杆的頂部插入了一個32毫米的相應插頭。線圈纏繞可以在載體插頭的外表面進行,然後用絕緣膠帶(PVC粘合劑)將線圈固定到位。探測頭的照片資訊量很大。整個建設的成本顯然很小。所有的非電子材料都可以在水暖店找到。
準備尋寶了嗎現在探測器的建造已經完成,你將渴望去尋找寶藏。但你必須熟悉探測器的使用,然後才能看到山脈和溝壑。
實際上,抗磁性和順磁性材料對探測器讀數的影響很小。然而,鐵磁性材料在儀器中引起強烈的證據,增加了L2的電感。但是,因為你通常是在尋找硬幣,也就是說,小金屬物體,而且300kHz的頻率相對較高,你會因為降低振盪器頻率的渦流而損失慘重。由於這裡的主要檢測因素是渦流的存在,所以對於所有種類的金屬,儀器針都朝同一方向發散。如果你看著針和它的移動,這意味著有東西埋在地上。所以開始挖掘,祝你好運。:-)
部件清單電阻:R1, R2 = 22KΩP1 = 10KO, trimer
電容器:C1, C3, C4, C6 = 680pFC2 = 220pFC5 = 270pFC7 = 3p3C8 = 100pF, TrimmerC9 = 10μF / 63V
線圈:L1 = 330μHL2 = hand coil, see text
半導體:D1 = BAT85IC1 = CD4030
其他:M1 = 100μA moving coil instrument