Автогенераторный металлоискательсо звуковым индикатором

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ©РСКОМУ Сви ЕТЕЛЬСТВУ (и>81 7643 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 040579 (21) 2764024/18-25 (51)м. КЛ.З

О 01 Ч 3/10 с присоединением заявки ¹ (23) fl ио и

Государственный комитет

СССР но аелам изобретений и открытий р р тет

Опубликовано 30„03.81. Бюллетень Н912 (53) УДК 550. 834 (088. 8) Дата опубликования описания 300381 (72) Автор изобретения

Э.И.Арш

БИ 5! j g,.„ ;"

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им.300-летия воссоединениl

Украины с Россией (71) Заявитель (54) АВТОГЕНЕРАТОРН йй МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ СО ЗВУКОВЫМ

ИНДИКАТОРОМ

Изобретение относится к резонанс- ным металлоискателям, сигнал которых определяется внесенным в индуктивный датчик сопротивлением и может быть использовано при поиске скрытых металлических предметов.

Известен металлоискатель, в котором использованы автогенератор с индуктивным датчиком, включенным в резонансный контур, реп*> обратной связи с включенным в нее звуковым индикатором в виде головных телефонов, H элементы цепи автосмещения.

Колебания в цепи обратной связи демпфируются в диапазоне звуковых частот. В присутствии металлического объекта в ближней зоне магнитного поля индуктивного датчика за счет внесенного комплексного сопротивления изменяется амплитуда и частота . автогенератора. Это приводит к изменению демпфирования звуковой частоты в цепи обратной связи. Изменяющаяся частота и амплитуда звукового сигнала показывает присутствие металлического объекта в поле датчика (11.

Несмотря на использование простой структурной схемы и колебательного режима в цепи обратной связи, ука занное устройство не,имеет достаточной чувствительности, так как звуковой индикатор работает в очень узком диапазоне изменений звуковой частоты и, кроме того, автогенератор работает в большой области статической характеристики, охватывающей и малые величины эквивалентного опротивления автогенератора.

Известен также портативный металлоискатель, основанный на определении величины внесенного в индуктивный датчик сопротивления. Этот металлоискатель содержит автогенератор на транзисторе с резистором в эмиттерной цепи, обмотку обратной связи, помещенную совместно с генераторной обмоткой на ферритовом стержне, релаксационный генератор

2О Вина, в эмиттерной цепи которого включен термостабилизирующий диод усилитель Дарлингтона и индикатор.

Появление металлического объекта в . ближней зоне поля индуктивного дат2 1чика снижает эа счет внесенного соп"

1ротивления амплитуду колебаний ав:тогенератора. Этот сигнал после детектирования подается на релаксационный генератор Вина, частота

ЗО которого зависит от величины метал817643 лического объекта и его расстояния до датчика. После усиления сигнал, пропорциональный низкой частоте, по- дается на индикатор. Использование отдельного, релаксационного генератора для индикации выходного сиг5 нала, обеспечивающего повышение стабильности измерительной схемы, эффективно (2 .

К недостаткам этого металлоискателя следует отнести его малую чувствительность и очень узкий диапазон изменений частоты релаксационного гене-. ратора, что снижает информационные возможности при поиске различных по. величине металлических объектов.

Цель изобретения — повышение чув- >5 ствительности и расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в автогенераторный металлоискатель со звуковым индикатором, содержащий щ автогенераторный измеритель, собранный по одноконтурной схеме с общей базой индуктивный датчик, включенный в качестве элемента колебательного контура коллекторной цепи автогенераторногс 5 измерителя, амплитудный детектор с резистивным делителем из трех резисторов в цепи, нагрузки, цепь компенсации начального сигнала, низкочастотный генератор Вина с усилителем и звуковой индикатор, введены два управ-» ляемых резистора, два варикапа, в цепях смещения которых включены индуктивности и разделительные емкости, и инвертор, причем последовательно соединенные первый управляемый резистор З5 и первый варикап с разделительной емкостью включены между входом и выходом усилителя генератора Вина, параллельно соединенные второй управляемый резистор и второй варикап с раз- 4О делительной емкостью, включены между входом усилителя генератора Вина и общей шиной устройства, нижний резистор делителя нагрузки амплитудного детектора соединен с управляющим электродом второго управляемого резистора, верхний резистор делителя соединен с управляющим электродом первого управляемого резистора, а средний резистор подключен к входу инвертора, вход которого соеднинен с анодами обоих варикапов через индуктивности.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства. устройство содержит автогенератор- ный измеритель 1, инвертор 2, генератор Вина 3 и звуковой индикатор 4.

Автогенераторный измеритель 1 собран на транзисторе 5 по одноконтурной схеме с общей базой и колебательным контуром в коллекторной цепи. Колеба- 60 тельный контур .состоит из емкости 6 и индуктивного датчика 7. Резисторы

8 и 9 и емкость 10 образуют цепь фиксированного смещения базы транзистора

5. Резистор 11 и емкость 12 образуют 65 цепь эммиттерного автосмещения, B цепи положительной обратной связи включена емкость 13. К коллектору транристора 5 подключен амплитудный детектор 14, нагрузкой которого является резистор 15 и последовательно с ним соединенный резистивный делитель 1618. Переменный резистор 19 включен в цепь компенсации начального сигнала между источником питания и резистивным делителем 16-18. Генератор Вина

3 содержит усилитель 20. Управляе-мый резистор 21 и варикап 22, включенный параллельно емкости 23, образуют последовательную RC цепь между выходом и входом усилителя 20. Управляемый резистор 24 и варикап 25, включенный параллельно емкости 26, ° образуют параллельную RC цепь между входом усилителя 20 и общей щиной устройства. Емкости 27 и 28 и индуктивности 29 и 30 являются раздели-. тельными элементами в цепях смещения варикапов 22 и 25.

Устройство работает следующим обазом.

При отсутствии .объекта в ближней зоне поля датчика 7 амплитуда напряжения на коллекторе транзистора

5 максимальна и рабочая точка автогенераторнога измерителя 1 находится на наиболее чувствительной части статической характеристики, в зоне больших значений эквивалентного сопротивления автогенератора. Начальный сигнал, продедектированный амплитудным детектором 14 и выделяемый на резистивном делителе 16-18, регулируется с помощью переменного резистора

19 цепи компенсации. При этом начальная частота генератора Вина 3 определяется величиной постоянных времени цепочек во входной цепи и в цепи обратной связи усилителя 20.

При появлении металлического объекта в ближней зоне поля датчика 7 добротность колебательного контура 6 и 7 снижается, что приводит к уменьшению эквивалентного сопротивления автогенераторного измерителя 1 и соответственно к уменьшению напряжения на выходе амплитудного детектора 14.

На реэистивном делителе 16-18 появляется напряжение положительной полярности, которое подается на управляющие электроды управляемых резисторов 21 и 24 и после инвертирования с помощью инвертора 2 на варикапы

22 и 25. Величина управляемых сопротивлений и емкостей варикапов пропорциональны величине полезного сигнала. Это приводит к значительному увеличению постоянных времени RC це" почек и, как следствие, к снижению частоты генератора Вина, которая по" дается на звуковой индикатор 4.

Использование автогенераторного измерителя в высокочувствительном " режиме и резко изменяющихся управля817643

Формула изобретения

Составитель В.Майоршина

Редактор Ю.Ковач Техред М.Федорнак Корректор Ю. Макаренко

Заказ 1435/61 Тираж 732 Подпн сное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4 емых резисторов и варикапов в RC цепях генератора Вина обеспечивает высокую чувствительность металлоискателя и расширяет диапазон измерений за счет увеличения диапазона измерения частоты, фиксируемой звуковым индикатором.

Начальная настройка звукового индикатора выбирается в зоне хорошо воспринимаемых частот порядка 0,81 5 кгц При работе металлоискателя величина снижения частоты при фиксированном расстоянии от исследуемой поверхностй будет пропорциональна размерам металлического объекта, либо при фиксированном расположении объекта — расстоянию до него. 15

Автогенераторный металлоискатель 2О со звуковым индикатором, содержащий автогенераторный измеритель, собранный по одноконтурной схеме с общей базой, индуктивный датчик, включенный в качестве элемента колебательного контура коллекторной цепи автогенераторного измерителя, амплитудный детектектор с резистивным делителем иэ трех резисторов в цепи нагрузки, цепь компенсации начального сигнала, низкочастотный генератор Вина с усилителем и звуковой индикатор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерений, в него введены два управляемых резистора, два варикапа, в цепях смещения ко- торых включены индуктивности разделительные емкости, и инвертор, . причем последовательно соединенные первый управляемый резистор и первый варикап с разделительной емкостью включены между входом и выходом усилителя генератора Вина, параллельно соединенные второй управляеьнй резистор и второй варикап с раздели» тельной емкостью, включены между входом усилителя генератора Вина и общей шиной устройства, нижний резистор делителя нагрузки амплитудного детектора соединен с управляющим электродом второго управляемого резистора, верхний резистор делителя соединен с управляющим электродом первого резистора, а средний резистор подключен к входу инвертора, вход которого соединен с анодами обоих варикапов через индуктивности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3546628, кл. 324-3, опублик. 1970.

2. Патент ФРГ 9 2027408, кл. 21 g 30/10, опублик. 1971 про.тотип