Ультразвуковой металлодетектор опр. тип металла

faru · 25.05.2009, 22:30

практике любителей поиска кладов большинство случаев обнаружения металла оказываются "пустыми", то есть найденный предмет - это простая ржавая железка, а времени на работы по ее извлечению бывает затрачено много. Для того, чтобы освободить искателей от лишней работы и дать им возможность сразу при обнаружении металла определить его наименование, и разработана эта схема.

Схема ультразвукового металлодетектора показана на рис. 1. В основе принципа действия его заложено свойство магнитострикции, которое проявляется как изменение размеров металлического предмета при действии на него механической силы в постоянном магнитном поле.

Излучатель - пьезоэлемент BQ1 воздействует на грунт или строительные конструкции, которые чаще всего скрывают искомый предмет, ультразвуком с частотой 6 МГц. Длина волны излучения таково, что частицы кристаллической решетки веществ полупроводникового типа, например, кремний, кальция, и пр. или молекулы таких веществ, как углерод, хлор и др., из которых состоит почва или стены домов, приходят в неравновесное состояние. Оно характеризуется с одной стороны передачей механического воздействия ультразвука от частицы к частице, а с другой стороны - появлению так называемого состояния "текучести" веществ в ультразвуковом поле. Вследствие этого металлические предметы оказываются как бы взвешенными или свободно плавающими в области "текучести".

Вещество в состоянии "текучести" переизлучает сверхширокий спектр ультразвуковых колебаний (рис. 2) со средней частотой 6 МГц, при этом ширина полосы достигает 5 МГц. В нижней части полосы и находятся частоты магнитострикционных резонансов наиболее часто отыскиваемых металлов, которые обозначены спектральными составляющими (рис. 2). Металлические предметы возбуждаются на частотах собственных резонансов, отличных от других, при этом амплитуда резонансного излучения превышает шумовой фон области "текучести", что и позволяет осуществить их обнаружение.

Конструкция металлодетектора (рис. 1) состоит из передатчика, собранного по отечественной микросхеме типа К174ХАЗА по емкостной трехточке с параметрической стабилизацией частоты на транзисторе VT1, многоканального приемника в виде линейки частотно-селективных преобразователей-индикаторов Al…A6 и сигнализатора обнаружения на микросхеме типа МС34119Р (DA2). Передатчик, запитанный от одной-двух плоских батареек, нагружен на пьезоэлектрический излучатель BQ1, который для увеличения рабочей частоты укреплен на платформе из электротехнической стали весом 2 кг.

Такой же пьезоэлемент BQ2 используется для приема ультразвуковых колебаний, поэтому его помещают на аналогичную платформу по соседству с передающей, а для развязки по частоте излучения их граничащие ребра прокладывают резиной. С пьезоэлемента входной сигнал поступает на приемные модули каналов A1…A6, отличающиеся только по частоте настройки входных электромеханических фильтров, которая для алюминия (A1) равна 3245 кГц, для меди (А2) 3872 кГц, для железа (A3) 4731 кГц, для серебра (А4) 5278 кГц, для золота (А5) 5621 кГц и для платины (A6) 5722 кГц.

При наличии сигнала на входе усилителя канала, превышающего уровень шума, сигнал детектируется, усиливается и заставляет сработать реле К1, включающее световую сигнализацию, свидетельствующую о наличии металла определенного наименования. Одновременно в цепи индикатора путем подачи напряжения питания на генератор ЗЧ DA2 через развязывающий диод VD2 включается звуковая сигнализация.

Схема металлодетектора проста, однако колебательная система передатчика и фильтры приемника требуют тщательной настройки по методикам, широко известным радиолюбителям.

Детали и элементы конструкции намеренно взяты доступными, чтобы облегчить повторение конструкции.

источник:
http://www.loktek.ru/article/metallodetectors/Stat_ja_1

-- Прилагается рисунок: --

marera · 26.05.2009, 01:40

Ощущуение, что это шутка:
1. Речь о магнитострикции, но возбуждение маг. поля в схеме исчезло (про МП Земли умолчим).
2. Ултразвуковая "текучесть" (не механо-пластическая характеристика материала) возможна при мощностях, вызывающих ультразвуковые течения и завихрения и чаще при низких частотах, а это, как правило кВт(ы).
3. Распространение ультразвука в сыпучих, неоднородных средах вещь непростая, но поглощение - обратно пропорционально плотности и упругости среды.
Проще потопать ногами (по песку) и... можно ловить ультразвук.

В общем, простите за невежество (занимался гидроакустикой), но идея представляется нереализуемой. Намерять-то конечно намеряете, но... интерпретация?

faru · 26.05.2009, 01:50

См. ссылку, сл. наткнулся пока бродил.
Подстраховался и сохранил все в форум.
Думаю будет интересно для остальных.

marera · 26.05.2009, 02:00

Сообщение от faru

См. ссылку, сл. наткнулся пока бродил.
Подстраховался и сохранил все в форум.
Думаю будет интересно для остальных.

Сожалею, но таких проектов, когда нужно просто отбить бабки, много, много больше, чем реальных.
На прошлой неделе вручили госпремию за сверхпроводящий электрокабель 110 кВ. Бабки сумашедшие, но его не только не сделали, даже проектная документацияи 100%-ная липа.
Меня смутило
в первую очередь употребление термина магнитострикция в отсутствии МП;
во вторую - график - это не резонансы, ну ни как они не проглядываются.
И

Сообщение от faru

Длина волны излучения таково, что частицы кристаллической решетки веществ полупроводникового типа, например, кремний, кальция, и пр. или молекулы таких веществ, как углерод, хлор и др., из которых состоит почва или стены домов, приходят в неравновесное состояние. Оно характеризуется с одной стороны передачей механического воздействия ультразвука от частицы к частице, а с другой стороны - появлению так называемого состояния "текучести" веществ в ультразвуковом поле.

акустическая ахинея, особенно про молекулы.

pictele · 26.05.2009, 02:32

Насколько я знаю детекторы вида металла выполняются на основе фазового сдвига частот.Метод простой и при хорошей голове конструктора практически реализуемый.

vly67 · 26.05.2009, 03:38

эта статья появилась лет 9 назад а интеренете. Это сплошной обман и надувательство, человек очень далёк от знакоства с металлоискателями.

faru · 26.05.2009, 03:44

Сообщение от marera

На прошлой неделе вручили госпремию за сверхпроводящий электрокабель 110 кВ. Бабки сумашедшие..

А вот с этого места попрошу поподробнее,
.. ес-но если это имело место быть.

Сообщение от marera

Цитата:

Оно характеризуется с одной стороны передачей механического воздействия ультразвука от частицы к частице, а с другой стороны - появлению так называемого состояния "текучести" веществ в ультразвуковом поле.

... ахинея, особенно про молекулы.

э.. когда-либо слышали про сварку у/зв ?

timopheev · 26.05.2009, 09:52

Привет всем,
Этот бред я встречал в журнале РАДИО десятилетней давности. Номер был вроде не апрельский.
Конечно, как сама схема так и описание вызывают массу противоречий:
1) "В основе принципа действия его заложено свойство магнитострикции, которое проявляется как изменение размеров металлического предмета при действии на него механической силы в постоянном магнитном поле.
" - это неверно! Магнитострикция - это деформация тел при их намагничивании. Открыта Дж. Джоулем. В ферромагнетиках относительное удлиннение составляет сотые - тысячные процента при приложении поля порядка 1-3 Тл. В диамагнетиках эффект еще в сто раз слабее. Только в редкоземельных элементах, актиноидах и их соединениях магнитострикция может достигать величины пордка процента.

Таким образом, эффект слаб и нужны большие поля.

2)Передать 6Мгц через воздух в землю невозможно - уже на растоянии порядка сантиметра он затухает. Передать непосредственным контактом с землей - необходима мощность излучателя в сотни Ватт. Вся нарисованная схема, даже если ее неправильно спаять съест не более 5 Вт.

3) Схема состоит из трех частей, которые автор слепил. Верхнюю часть я нашел в инете по адресу http://cxem.net/tuner/tuner20.php
Рекомендую всем заглянуть - традиционная схема радиоприемника УКВ с небольшими модификациями. Номиналы те же.

В общем, жаль не известно лицо изобретателя широким массам...

-- Прилагается рисунок: --

NTBeast · 26.05.2009, 17:18

Это первоапрельская шутка из журнала "Радиоаматор" мохнатых (98-99, кажись) годов, я ее еще помню ))

bvvmail · 26.05.2009, 19:19

статья очень улыбнула по нескольким причинам, многие из которых уже озвучены, а посему я могу только добавить, даже простой случай, у грунты как известно из школьного курса природоведенья состоят из большого количества составляющих, это песок, известь, гипс, мрамор, окислы железа органические вещества, ну и так далее.
хотелось бы узнать, как автор сего изобретения, собирается отстраиваться от комбинационых гармоник. Это раз.
второе, как автор формирует узконаправленный фронт волны, это необходимое условие обнаружения объекта, потому как в противном случае мощность излучения будет ослабивать обратно пропорционально кубу расстояния от источника до сканируемого слоя, а если учесть то что пароды будут переизлучать, то поглощение возрастет в разы, потому как ультразвук в средах с различной плотностью и модулем упругости изменяет скорость распространения, на этом основана ультразвуковая деффектоскопия.Причин почему этот метод не станет работать, могу привести много. но закончу пожеланием, полистайте работы о распространении колебаний в диссперсных системах. Сделаете для себя много открытий