如何制作一款簡(jiǎn)單實(shí)用的金屬探測(cè)器?
金屬探測(cè)器,顧名思義就是可以探測(cè)金屬的工具,原理比較簡(jiǎn)單,由LC振蕩電路、檢測(cè)控制電路及聲光報(bào)警電路三個(gè)板塊組成。振蕩電路由探測(cè)線圈、電容和三極管組成,金屬探測(cè)器工作時(shí),當(dāng)探測(cè)線圈探測(cè)到金屬物品時(shí),線圈中的電磁場(chǎng)會(huì)在金屬物品中感應(yīng)出渦流,從而影響到振蕩器的振蕩頻率及其工作狀態(tài)。
當(dāng)線圈離金屬物品接近時(shí),振蕩器會(huì)停止振蕩,檢測(cè)電路檢測(cè)到振蕩器工作狀態(tài)的變化,便會(huì)輸出一個(gè)控制信號(hào)去控制聲光報(bào)警電路的工作,通過(guò)聲光報(bào)警電路我們便可以知道是否探測(cè)到金屬物品了。金屬探測(cè)器是一種專門(mén)用來(lái)探測(cè)金屬的儀器,除了用于探測(cè)有金屬外殼或金屬部件的地雷之外,還可以用來(lái)探測(cè)隱蔽在墻壁內(nèi)的電線、埋在地下的水管和電纜,甚至能夠地下探寶,發(fā)現(xiàn)埋藏在地下的金屬物體。
高頻振蕩器
由三極管VT1和高頻變壓器T1等組成,是一種變壓器反饋型LC振蕩器。T1的初級(jí)線圈L1和電容器C1組成LC并聯(lián)振蕩回路,其振蕩頻率約200kHz,由L1的電感量和C1的電容量決定。T1的次級(jí)線圈L2作為振蕩器的反饋線圈,其“C”端接振蕩管VT1的基極,“D”端接VD2。由于VD2處于正向?qū)顟B(tài),對(duì)高頻信號(hào)來(lái)說(shuō),“D”端可視為接地。在高頻變壓器T1中,如果“A” 和“D”端分別為初、次級(jí)線圈繞線方向的首端,則從“C”端輸入到振蕩管VT1基極的反饋信號(hào),能夠使電路形成正反饋而產(chǎn)生自激高頻振蕩。振蕩器反饋電壓的大小與線圈L1、L2的匝數(shù)比有關(guān),匝數(shù)比過(guò)小,由于反饋太弱,不容易起振,過(guò)大引起振蕩波形失真,還會(huì)使金屬探測(cè)器靈敏度大為降低。振蕩管VT1的偏置電路由R2和二極管VD2組成,R2為VD2的限流電阻。由于二極管正向閾值電壓恒定(約0.7V),通過(guò)次級(jí)線圈L2加到VT1的基極,以得到穩(wěn)定的偏置電壓。顯然,這種穩(wěn)壓式的偏置電路能夠大大增強(qiáng)VT1高頻振蕩器的穩(wěn)定性。為了進(jìn)一步提高金屬探測(cè)器的可靠性和靈敏度,高頻振蕩器通過(guò)穩(wěn)壓電路供電,其電路由穩(wěn)壓二極管VD1、限流電阻器R6和去耦電容器C5組成。振蕩管VT1發(fā)射極與地之間接有兩個(gè)串聯(lián)的電位器,具有發(fā)射極電流負(fù)反饋?zhàn)饔茫潆娮柚翟酱?,?fù)反饋?zhàn)饔迷綇?qiáng),VT1的放大能力也就越低,甚至于使電路停振。RP1為振蕩器增益的粗調(diào)電位器,RP2為細(xì)調(diào)電位器。
振蕩檢測(cè)器
振蕩檢測(cè)器由三極管開(kāi)關(guān)電路和濾波電路組成。開(kāi)關(guān)電路由三極管VT2、二極管 VD2等組成,濾波電路由濾波電阻器R3,濾波電容器C2、C3和C4組成。在開(kāi)關(guān)電路中,VT2的基極與次級(jí)線圈L2的“C”端相連,當(dāng)高頻振蕩器工作時(shí),經(jīng)高頻變壓器T1耦合過(guò)來(lái)的振蕩信號(hào),正半周使VT2導(dǎo)通,VT2集電極輸出負(fù)脈沖信號(hào),經(jīng)過(guò)π型RC濾波器,在負(fù)載電阻器R4上輸出低電平信號(hào)。當(dāng)高頻振蕩器停振蕩時(shí),“C”端無(wú)振蕩信號(hào),又由于二極管VD2接在VT2發(fā)射極與地之間,VT2基極被反向偏置,VT2處于可靠的截止?fàn)顟B(tài),VT2集電極為高電平,經(jīng)過(guò)濾波器,在R4上得到高電平信號(hào)。由此可見(jiàn),當(dāng)高頻振蕩器正常工作時(shí),在R4上得到低電平信號(hào),停振時(shí),為高電平,由此完成了對(duì)振蕩器工作狀態(tài)的檢測(cè)。
功率放大器
功率放大器由三極管VT5、揚(yáng)聲器BL等組成。從多諧振蕩器輸出的正脈沖音頻信號(hào)經(jīng)限流電阻器R9輸入到VT5的基極,使其導(dǎo)通,在BL產(chǎn)生瞬時(shí)較強(qiáng)的電流,驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。由于VT5處于開(kāi)關(guān)工作狀態(tài),而導(dǎo)通時(shí)間又非常短,因此功率放大器非常省電,可以利用9V積層電池供電。
調(diào)節(jié)高頻振蕩器的增益電位器,恰好使振蕩器處于臨界振蕩狀態(tài),也就是說(shuō)剛好使振蕩器起振。當(dāng)探測(cè)線圈L1靠近金屬物體時(shí),由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,會(huì)在金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生渦電流,使振蕩回路中的能量損耗增大,正反饋減弱,處于臨界態(tài)的振蕩器振蕩減弱,甚至無(wú)法維持振蕩所需的最低能量而停振。如果能檢測(cè)出這種變化,并轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào),根據(jù)聲音有無(wú),就可以判定探測(cè)線圈下面是否有金屬物體了。