Металлоискатель своими руками | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 2 ноября, печатный экземпляр отправим 6 ноября.

Опубликовать статью в журнале

Отличный выбор методов исследования Высокая практическая значимость

Рубрика: Физика

Опубликовано в Юный учёный №8 (28) октябрь 2019 г.

Дата публикации: 28.07.2019

Статья просмотрена: 23 раза

Библиографическое описание:

Лисовский М. П., Михальцевич Г. В. Металлоискатель своими руками // Юный ученый. — 2019. — №8. — С. 65-68. — URL https://moluch.ru/young/archive/28/1663/ (дата обращения: 22.10.2019).



 

Современные металлоискатели — это высокоэффективные средства для решения различного рода задач поиска, так или иначе связанных с обнаружением металлических изделий в укрывающих средах, например, в земле. Металлоискатель (металлодетектор) — электронный прибор, позволяющий обнаруживать металлические предметы в нейтральной или слабопроводящей среде за счёт их проводимости. Металлоискатели применяют в самых различных сферах:

–                    в охранных структурах и криминалистике;

–                    в строительстве и в процессе ремонтных работ;

–                    при сортировке мусора на мусороперерабатывающих предприятиях;

–                    при добыче полезных ископаемых;

–                    в археологии и поисковой деятельности и некоторых других.

Существуют разные виды металлодетекторов, работающие на различной элементной базе и функционирующие по различным принципам. Анализ специализированной литературы, посвященной металлотедекторам, позволил остановить свой выбор на учебном пособии, в котором приведена следующая их классификация [1, с. 5–9]. В соответствии с кругом решаемых задач металлоискатели делятся на:

–                    простейшие (имеющие 1–2 органа управления и один режим работы — динамическую дискриминацию);

–                    универсальные (имеющие несколько режимов работы, в том числе и режим точного обнаружения);

–                    профессиональные (позволяющие осуществлять детальный анализ скрытых объектов по размеру, глубине и типу металла; в отличии от предыдущих двух не являются портативными).

В зависимости от того какой сигнал формируется и обрабатывается выделяют:

–                    металлодетекторы группы FD (работающие с непрерывным сигналом в частотном режиме);

–                    металлодетекторы группы TD (работающие на импульсном сигнале с последующей оценкой изменений его параметров во времени);

–                    магнитометры (работающие на измерении изменений магнитного поля под влиянием металлических предметов).

Анализ цен на такие устройства по информации с торговых сайтов в интернете показал, что металлоискатели стоят дорого. Цены в зависимости от вида металлоискателя варьируются в диапазоне в среднем от 4500 рублей за штуку и могут превышать планку в пол миллиона рублей за прибор [2, 3]. Поэтому моя идея заключалась в том, чтобы предложить альтернативу в разы дешевле и при этом имеющую практически те же функции, что и металлодетекторы, которые можно приобрести в магазинах.

В этой связи цель работы — собрать экспериментальный образец импульсного металлоискателя на отечественной элементной базе. В результате были решены следующие задачи:

  1.               Изучена специализированная литература и интернет-источники для анализа разновидностей металлоискателей, понимания принципов их работы, состава и элементной базы [1, 4–7];
  2.               Выбрана электросхема для сборки металлоискателя;
  3.               Разработана монтажная схема;
  4.               Приобретены необходимые радиодетали, микросхемы, собран опытный образец металлоискателя по монтажной схеме, который был настроен для работы;
  5.               Проведено тестирование и полевые испытания металлоискателя.

В основе функционирования металлодетекторов лежат два основополагающих понятия: электромагнитная индукция и самоиндукция. Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока или электрического поля при изменении во времени магнитного поля или при движении материальной среды в магнитном поле. Самоиндукция — это явление возникновения дополнительного индукционного тока в замкнутом контуре при изменении силы тока в нём.

Принцип работы моего металлодетектора заключается том, что поисковая катушка запитывается коротким импульсом тока. При резком прерывании сигнала в катушке возникает самоиндукция, создающая импульс тока, наводящий в мишени вихревые токи. Именно по длине импульса прибор определяет наличие/отсутствие металла под катушкой: короткий импульс — металла нет, удлинился импульс — металл есть.

После включения металлоискателя передающий контур создает магнитное поле в окружающем пространстве. Если в магнитное поле попадает металлический предмет, он вызывает искривление поля. Принимающий контур обнаруживает это искривление и отправляет сигнал в блок управления.

Поскольку одной из задач моего проекта было собрать металлоискатель на отечественной элементной базе, мною использовались следующие материалы и компоненты: ПВХ трубка, фанера (3 мм), изолированный провод (0,5 мм), пластиковый корпус, фольгированный текстолит, пластиковые стяжки, динамик, компоненты, представленные в таблице 1.

 

Таблица 1

Элементная база моего металлодетектора

Обозначение

Номинал по схеме

Аналог

Количество

Примечание

R1

 

1

 

R2

1, 6к

 

1

 

R3

100к

 

1

 

R4

470

 

1

 

R5

100

 

1

 

R6

150

 

1

 

R7

220X1Вт

 

1

 

R8

390X0,5Вт

 

1

 

R9

 

 

1

 

R10, R14

62к

 

2

 

R11

 

1

 

R12

50к

 

1

 

R13

100к

 

1

переменный

R15

120к

 

1

 

R16

470к

 

1

 

R17

10

 

1

 

R18

47к

 

1

 

C1,C2

100n

 

2

 

C3,C7

1мкфХ16в

 

2

 

C4,C6

10мкфХ16В

 

2

 

C5

1n

 

1

 

C8

2200мкфХ16в

 

1

 

Т1

ВС557

 

1

 

Т2

IRF740

 

1

Биполярный NPN структуры с напряжением К-Э не ниже 200В

Т3

ВС547

 

1

 

микра 1

NE555

KP1006ВИ1

1

 

микра 1

К157УД2

 

1

 

D1,D2

1N4148

KД521

1

 

 

В результате была разработана экспериментальная модель металлоискателя для научно-познавательных целей на отечественной элементной базе, которую можно использовать для серийного производства. Затраты на его изготовление составили около 1500 рублей.

C:\Users\user\Desktop\металлоискатель\IMG_20190410_193526.jpg

Рис. 1. Внешний вид моего металлодетектора.

 

Литература:

 

  1.               Использование современных моделей металлоискателей в деятельности ОВД: учебное пособие / В. В. Тимофеев. — Барнаул: Барнаульский юридический институт МВД России, 2018. –50 с.

2.                 Сайт интернет-магазина “Русгеоком”. URL:http://www.rusgeocom.ru/catalog/metalloiskateli?ISCAT=1&SECTION_ID=2955&PAGEN_2=4.

  1.               Сайт торговой сети по продаже поискового оборудования «МДРегион». URL:https://www.mdregion.ru.
  2.               Сайт “Полезные самоделки”. URL:https://www.freeseller.ru
  3.               Металлоискатель PIRAT своими руками. URL: https://kavmaster.ru/metalloiskatel-pirat-svoimi-rukami/.
  4.               Адаменко М. А. Металлоискатели. М.: ДМК-пресс, 2006.
  5.               Быстряков Е. Н., Савельев М. В., Смушкин А. Б. Специальная техника: учебное пособие. М.: Юстиция, 2016.
Основные термины (генерируются автоматически): магнитное поле, мой металлодетектор, отечественная элементная база, режим работы, металлодетектор группы, NPN, элементная база, электромагнитная индукция, монтажная схема, явление возникновения.


Похожие статьи

Принцип действия и конструктивные особенности самодельного...

В нашей работе описан принцип действия и конструктивные особенности самодельного

Режим покоя-это режим поиска, а режим работы- это момент, когда металлоискатель находит металл и

На уроках физики, изучая магнитные поля, мы рисовали поле силовыми линиями.

Рекомендации для конструирования печатных плат

элементная база (дискретные ЭРЭ, ИМС, МСБ, ПМК, бескорпусные ИЭТ)

преимущества технологии поверхностного монтажа печатных плат проявляются благодаря комплексу особенностей элементной базы, методов конструирования и технологических приемов...

Принципы работы и применяемость DNG-метаматериалов

В статье представлена история возникновения метаматериалов, обобщены принципы их работы. Рассмотрены способы создания метаматериалов при помощи массивов резонаторных ячеек. Показаны существующие разновидности SRR-колец.

Использование магнитных подвесов в ветроэнергетических...

Магнитное поле – управляемо. Система контролирует положение ротора и регулирует его подвеску.

Из истории развития магнитных подвесов – зачастую они были неработоспособными по причине возникновения вихревых токов в материале вращающегося...

Различные методы и средства при измерении электромагнитных...

Для характеристики магнитных полей вводится величина, называемая индукцией МП (В). Говоря о магнитной индукции, понимается

Были разработаны и подготовлены структурные и принципиальные схемы устройства а также там были использованы различные элементы для...

Внедрение в учебный процесс электронной виртуальной...

Нынешняя материальная база высших военных заведений (вузов) весьма объёмна и широка

Для описания электромагнитного поля, необходимо характеризовать его в каждой точке

Поскольку силы являются векторными величинами, описание электромагнитного поля и...

Обзор электроракетных двигателей холловского типа с магнитной...

Магнитное поле создается кольцевыми магнитами на периферии и далее с помощью магнитопровода создается необходимая конфигурация и индукция поля в разрядном промежутке. Это также является важным моментом с точки зрения охлаждения магнитов.

Трансформатор тока в магнитном поле | Статья в журнале...

При небольшом значении индукции внешнего магнитного поля трансформатор доходит до насыщения только в определенные фазы, когда первичный ток и порождаемое им магнитное поле имеет наибольшее мгновенное значение. В эти моменты суммарная магнитная...

Квартирные кражи: элементный состав криминалистической...

Библиографическое описание: Чернов Д. Н. Квартирные кражи: элементный состав криминалистической характеристики

Как научная категория типовая криминалистическая характеристика преступлений того или иного вида или группы — это система данных о...

Похожие статьи

Принцип действия и конструктивные особенности самодельного...

В нашей работе описан принцип действия и конструктивные особенности самодельного

Режим покоя-это режим поиска, а режим работы- это момент, когда металлоискатель находит металл и

На уроках физики, изучая магнитные поля, мы рисовали поле силовыми линиями.

Рекомендации для конструирования печатных плат

элементная база (дискретные ЭРЭ, ИМС, МСБ, ПМК, бескорпусные ИЭТ)

преимущества технологии поверхностного монтажа печатных плат проявляются благодаря комплексу особенностей элементной базы, методов конструирования и технологических приемов...

Принципы работы и применяемость DNG-метаматериалов

В статье представлена история возникновения метаматериалов, обобщены принципы их работы. Рассмотрены способы создания метаматериалов при помощи массивов резонаторных ячеек. Показаны существующие разновидности SRR-колец.

Использование магнитных подвесов в ветроэнергетических...

Магнитное поле – управляемо. Система контролирует положение ротора и регулирует его подвеску.

Из истории развития магнитных подвесов – зачастую они были неработоспособными по причине возникновения вихревых токов в материале вращающегося...

Различные методы и средства при измерении электромагнитных...

Для характеристики магнитных полей вводится величина, называемая индукцией МП (В). Говоря о магнитной индукции, понимается

Были разработаны и подготовлены структурные и принципиальные схемы устройства а также там были использованы различные элементы для...

Внедрение в учебный процесс электронной виртуальной...

Нынешняя материальная база высших военных заведений (вузов) весьма объёмна и широка

Для описания электромагнитного поля, необходимо характеризовать его в каждой точке

Поскольку силы являются векторными величинами, описание электромагнитного поля и...

Обзор электроракетных двигателей холловского типа с магнитной...

Магнитное поле создается кольцевыми магнитами на периферии и далее с помощью магнитопровода создается необходимая конфигурация и индукция поля в разрядном промежутке. Это также является важным моментом с точки зрения охлаждения магнитов.

Трансформатор тока в магнитном поле | Статья в журнале...

При небольшом значении индукции внешнего магнитного поля трансформатор доходит до насыщения только в определенные фазы, когда первичный ток и порождаемое им магнитное поле имеет наибольшее мгновенное значение. В эти моменты суммарная магнитная...

Квартирные кражи: элементный состав криминалистической...

Библиографическое описание: Чернов Д. Н. Квартирные кражи: элементный состав криминалистической характеристики

Как научная категория типовая криминалистическая характеристика преступлений того или иного вида или группы — это система данных о...

Задать вопрос