Каталог огранизаций по электромонтажу и электролабораторий:
Москва
Санкт-Петербург

Металлоискатель с дискриминацией металлов

Для поиска клада в развалинах замка, крепежных деталей в строительных конструкциях и решения других практических задач можно сделать металлоискатель с дискриминацией металлов своими руками. В этой публикации рассмотрены преимущества и недостатки разных конструкций. Практические рекомендации помогут правильно собрать и настроить функциональный измерительный прибор.

Изготовить простейший металлоискатель несложно даже начинающему радиолюбителю
Изготовить простейший металлоискатель несложно даже начинающему радиолюбителю

Общее устройство металлоискателя

Это устройство работает на принципах изменения характеристик электромагнитного поля при появлении в рабочей зоне посторонних предметов. Классическая схема подразумевает использование следующих компонентов:

  • генератор, создающий колебания в определенном диапазоне частот;
  • индукционная катушка;
  • приемник с усилительным трактом;
  • блок дешифровки сигналов;
  • визуальные и звуковые индикаторы;
  • каркас, на котором закреплены рабочие компоненты установки.
Типовая конструкция металлодетектора
Типовая конструкция металлодетектора

Катушка

Этот функциональный элемент одновременно излучает и принимает электромагнитные волны. Чтобы сделать качественную самоделку, следует изучить фабричные аналоги. Опытные специалисты рекомендуют обращать внимание на следующие детали:

  • круглые модели обеспечивают большую область покрытия;
  • овальные – удобнее в эксплуатации;
  • установкой крупной катушки можно увеличить эффективность поиска (рабочую глубину) на 15-25%;
  • маленькие – обеспечивают узкую диаграмму направленности, что упрощает детекцию нескольких мелких предметов;
  • лучшую равномерность рабочей зоны в форме цилиндра создает сдвоенная катушка (D-D);
  • кольцеобразная катушка отличается конусообразной диаграммой направленности.
Разновидности катушек
Разновидности катушек

Электронная схема

В простейших устройствах на одной компактной печатной плате устанавливают генератор и приемник, блок питания. Фиксируют изменения поля с помощью сигнала звуковой частоты.

Более сложные схемы металлоискателей с дискриминацией обеспечивают динамическую обработку поступающей информации. Такие приборы способны определить разницу между стальным шурупом и серебряной монетой. Эта селективность значительно повышает эффективность поиска, потому что автоматически устраняет бесполезные трудоемкие земляные работы.

Принцип действия

Генератор вместе с катушкой индукции создает направленное электромагнитное поле определенной формы. Попадание в рабочую область посторонних предметов изменяет силу тока в замкнутом контуре. Это явление фиксирует приемник. Наибольшие возмущения поля вызывают предметы с проводящими и ферромагнитными свойствами.

В блоке обработки устраняются посторонние шумы, и выделяются полезные сигналы. Далее они поступают на устройства индикации. Элементами настройки устанавливают чувствительность и другие параметры детектора.

Разновидности металлодетекторов

Изделия этой категории делят по целевому назначению и другим важным характеристикам на следующие группы:

  • грунтовые (стандартные и глубинные);
  • подводные – с надежной герметизацией электронных блоков;
  • дискриминаторы – детекторы, обеспечивающие селективный поиск;
  • узкоспециализированные модели для поиска драгоценных металлов;
  • охранные и военные;
  • промышленные серии – предназначены для контроля отдельных технологических операций.

Основные параметры

Для определения подходящих критериев самодельной конструкции необходимо изучить базовые технические параметры.

Глубина обнаружения

Эти данные не всегда приведены в сопроводительной документации. Даже при указании глубины в техническом паспорте не следует понимать это значение, как определенную величину. Дело в том, что для контрольных измерений пользуются равномерным составом почвы, поддерживают стабильность температуры и влажности. В реальной ситуации природные и другие внешние факторы значительно ухудшат результаты, полученные в идеальных условиях.

К сведению. Качественные фабричные металлоискатели способны обнаружить изделие из проводящего материала на глубине 1,5-3 м. «Глубинные» модификации действуют до 5-6,5 метра максимум.

Частота работы

Увеличить глубину поиска можно с применением сниженной частоты. В этом случае значительно ухудшается избирательность рабочего процесса. Однако длинные волны огибают мелкие предметы, что сопровождается ухудшением чувствительности.

К сведению. В профессиональных металлоискателях пользователь может выбирать из более, чем двух десятков разных частот. При таком оснащении упрощается выбор оптимального режима исследований в определенных условиях.

Самостоятельная сборка металлоискателя

Не обязательно получится идеальный внешний вид при создании изделия собственными руками. Тем не менее, хорошую функциональность на современной элементной базе создать не слишком сложно. Ниже рассмотрена модель с функцией дискриминации. Она способна различить алюминиевую пробку и фольгу сигаретной пачки, дешевые копейки из сплавов и ценные золотые монеты.

Таблица дискриминации
Таблица дискриминации

Конструкция

Катушку делают из двух спиральных обмоток (18 и 24 витка) с размерами по внешнему радиусу 21 и 16 мм, соответственно. Для нанесения разметки и создания каркаса применяют основу из материала с немагнитными свойствами. Герметизация эпоксидной смолой или другим составом продлит срок службы.

Блок управления собирают по этой электрической схеме
Блок управления собирают по этой электрической схеме

Материалы, детали и заготовки

Для катушки подойдет стандартный трансформаторный провод из меди диаметром 0,6-0,9 мм. Блок управления собирают на стандартных микросхемах. Основные узлы – процессор и преобразователь частоты MCP3201. Стабилитроны, транзисторы и другие электронные компоненты указаны на чертеже (картинка выше).

Порядок сборки и дизайн

Для надежного закрепления функциональных блоков подбирают подходящую прочную штагу. Блок электроники рекомендуется поместить в герметичном корпусе, чтобы предотвратить короткие замыкания в неблагоприятных погодных условиях. Оформление выполняют с учетом личных предпочтений, умений и навыков.

Программирование блока управления

Для прошивки устройства применяют специализированный программатор. Печатную плату несложно создать самому. Питание 5 V можно организовать от стандартного компьютерного порта USB.

Электрическая схема программатора
Электрическая схема программатора

Сборка

В процессе сборки особое внимание уделяют герметичности и надежности закрепления отдельных компонентов. Следует помнить о сложных условиях эксплуатации в рабочем режиме, возможных ударных воздействиях при перевозке. Разборная конструкция упростит транспортировку и хранение.

Плюсы и минусы самодельного металлодетектора

Преимущества самоделки:

  • минимальные затраты;
  • возможность создания уникальных технических и пользовательских параметров;
  • бесплатное освоение полезных навыков.

Существенный недостаток один – отсутствие официальных гарантий производителя.

Видео