Представленная схема металлоискателя обладает очень высокой чувствительностью, так как здесь контролируется расхождение частот - образцового генератора, работающего на частоте 0,5...1 МГц, и 5...10 гармоники поискового генератора. Расстройка последнего, например, лишь на 10 Гц ведет к изменению частоты разностных колебаний на 50... 100 Гц......
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
Предложенная конструкция относится к техническим средствам обнаружения металлов, имеет высокую экономичность и особенно эффективна в полевых и походных условиях.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Благодаря предложенному способу формирования сигнала обнаружения металлоискатель имеет высокую чувствительность, малый потребляемый ток и практически не излучает радиопомех в эфир при сравнительной простоте конструкции и невысокой стоимости изготовления.
Известны металлоискатели импульсного и индуктивно-балансного (передача-прием) типов. Подобные устройства являются сложными по конструкции, требуют использования двух поисковых катушек, излучают в эфир радиопомехи, дороги в производстве и имеют значительный потребляемый ток - многие десятки мА, что сокращает время работы от батарей и ограничивает использование подобных металлоискателей в полевых условиях.
Другие типы металлоискателей, например широкораспространенные конструкции металлоискателей на биениях имеют невысокую чувствительность и, соответственно, дальность поиска. Сигнал обнаружения металла в данных конструкциях формируется при сравнении двух частот, одна из которых - образцовая, а другая - частота поискового генератора. Известны конструкции, в которых для повышения чувствительности образцовая частота сравнивается не с поисковой частотой, а с ее высокочастотной гармоникой (ВЧ-гармоника), например:
2. «Металлоискатель с низковольтным питанием», журн. Радио, 2008 г., 11, с.48.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
При этом, чем выше гармоника, тем выше чувствительность металлоискателя, т.к. в данном случае становится более заметной разница (биения) между частотой гармоники и образцовой (стабилизированной) частотой.
При этом в вышеуказанных конструкциях - прототипах - используются гармоники, лежащие неподалеку от основной частоты - номер гармоники 3 5, максимум 10. В подобных конструкциях невозможно использовать более отдаленные от основной частоты генератора гармоники по следующим причинам:
1. С ростом частоты уменьшается и становится недостаточной амплитуда гармоники.
2. Начинает сказываться нестабильность использующихся в подобных конструкциях, традиционных широкораспространенных поисковых LC-генераторов.
Вышеуказанные недостатки, ограничивающие чувствительность металлоискаталей, устранены в представленной конструкции, содержащей следующие технические решения:
Экономичный металлоискатель. Блок-схема
1. Между поисковым генератором 2 (Фиг.1) и смесителем 4 установлен селективно-усилительный узел 3, предназначенный для выделения сигнала высокочастотной гармоники из выходного ВЧ-напряжения поискового генератора.
Селективно-усилительный узел включает в себя частотно-избирательный элемент (или несколько частотно-избирательных элементов) для выделения сигнала ВЧ-гармоники из спектра гармониковых частот, содержащихся в выходном сигнале поискового генератора.
Кроме того, селективно-усилительный узел включает в себя усилитель, повышающий амплитуду выделенной частотно-избирательным элементом, ВЧ-гармоники поискового сигнала. Необходимость применения усилителя вызвана тем, что с повышением номера гармоники, т.е. чем более отдаленная от основной частоты гармоника используется, тем значительнее снижается и становится недостаточной ее амплитуда: величина сигнала ВЧ-гармоники становится меньше порога чувствительности смесителя, и для нормальной работы узла смесителя амплитуду сигнала отдаленной ВЧ-гармоники поискового генератора требуется увеличить.
Конструктивно, селективно-усилительный узел представляет собой резонансный усилитель с входным LC-контуром, настроенным на частоту ВЧ-гармоники поискового сигнала. Контур подключен к выходу поискового генератора. При этом выход резонансного усилителя и, соответственно, селективно-усилительного узла подключен к одному из входов смесителя, на другой вход которого подается сигнал образцовой частоты с выхода образцового генератора 5 (Фиг.1).
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Резонансный усилитель позволяет получать отдаленные ВЧ-гармоники поискового сигнала - т.е. гармоники, номер которых составляет несколько десятков единиц, при этом селективно-усилительный узел может включать в себя несколько последовательно соединенных каскадов резонансного усилителя.
Вариант высокостабильного генератора для металлоискателя
2. С повышением чувствительности металлоиекателя становятся более заметными изменения частоты поискового генератора, вследствие этого повышаются требования к стабильности рабочей частоты поискового генератора. По этой причине в описываемом металлоискателе должен использоваться высокостабильный генератор, один из вариантов которого представлен на иллюстрации. Данный LC-генератор представляет собой адаптированный вариант высокостабильного генератора (Фиг.2), известного из:
1. Э.Ред «Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике», Изд-во "Мир", 1990 г., стр.158.
2. А.Кульский «КВ-приемиик мирового уровня» Изд-во "Наука" и техника, 2000 г., стр.238.
Вышеуказанный генератор отличается отсутствием непосредственной связи транзистора с частотозадающим LC-контуром, благодаря чему на LC-контур не оказывают влияние такие дестабилизирующие факторы, как дрейф и флуктуации выходных токов активного элемента генератора (транзистора), что обеспечивает высокую стабильность частоты генератора.
Однако для его использования в качестве поискового генератора металлоискателя необходимо исключить резистор высокочастотной ООС: Re (56 Ом) - Фиг.2 с целью предотвращения подавления высокочастотных гармоник. При этом должно быть увеличено сопротивление резистора R Е на такую же величину - 56 Ом, с целью сохранения на прежнем уровне глубины ООС по постоянному току транзистора, что необходимо для предотвращения ухудшения стабильности рабочего режима вышеуказанного транзистора. Вследствие этого сопротивление резистора Рэм поискового генератора металлоискателя (Фиг.3) должно определяться суммой сопротивлений RЕ и Re: Rэм=RE+Re.
поисковый генератор металлоискателя
С выхода смесителя 4 сигнал разностной частоты поступает на вход усилителя биений 6 (Фиг.1) и затем на исполнительный блок 7.
Применение селективно-усилительного узла и высокостабильного поискового генератора позволяет использовать в металлоискателях отдаленные ВЧ-гармоники и обеспечить высокую дальность обнаружения металлов, сохраняя при этом возможность различать металлы по принципу: черный/цветной.
Кроме того, в отличие от импульсных и индуктивно-балансных металлоискателей потребляемый ток у предложенной конструкции незначительный - находится на уровне нескольких мА, что обеспечивает возможность непрерывной работы металлоискателя в течение многих десятков часов.
Уровень излучения радиопомех в эфир у предложенного металлоискателя также многократно меньше, т.к., во-первых, принцип действия импульсных и индуктивно-балансных металлоискателей заключается в электромагнитном облучении предмета поиска, и их передающие катушки излучают в окружающее пространство сильный электромагнитный сигнал; во-вторых, поисковая катушка 1 (Фиг.1) металлоискателей на биениях экранирована, благодаря чему она практически не излучает в эфир радиопомехи, что обеспечивает металлоискателю хорошую электромагнитную совместимость с окружающими электронными устройствами.
Формула изобретения
Экономичный металлоискатель, включающий в себя поисковый LC-генератор с поисковой катушкой индуктивности, образцовый ВЧ-генератор и последовательно соединенные: двухвходовой смеситель, усилитель сигнала биений, исполнительный блок, отличающийся тем, что в него введены: селективно-усилительный узел, вход которого соединен с выходом поискового генератора, осуществляющий выделение и усиление ВЧ-гармоники выходного сигнала поискового генератора с последующей подачей выделенного сигнала ВЧ-гармоники на вход смесителя, при этом на второй вход смесителя подается сигнал образцовой частоты с выхода образцового ВЧ-генератора для формирования разностной частоты биений, при этом в качестве поискового генератора используется высокостабильный LC-генератор без непосредственной связи его частотозадающего LC-контура с активным элементом данного генератора.
Имя изобретателя: Соломеин Владислав Петрович Имя патентообладателя: Соломеин Владислав Петрович Почтовый адрес для переписки: 620016, г.Екатеринбург, ул. Предельная, 10, кв.21, В.П. Соломеину Дата начала отсчета действия патента: 24.01.2011
Разместил статью: admin
Дата публикации: 15-11-2013, 17:51
Использование: для обнаружения локальных неоднородностей в виде металлических предметов из ферромагнитных и немагнитных металлов. Сущность изобретения: радиочастотный обнаружитель металлических тел содержит последовательно соединенные: магнитную антенну, генератор, смеситель, полосовой фильтр, детектор, усилитель переменного тока, индикатор обнаружения, а также гетеродин, подключенный выходом к управляющему входу смесителя, пиковый детектор, триггер Шмидта, ключ электронный, интегратор,...
Изобретение относится к средствам обнаружения скрытых объектов с использованием электромагнитного поля и может использоваться в металлоискателях, в трассоискателях, работающих по принципу сканирования поисковой головкой. Сущность: механизм сканирования поисковой головкой содержит приклад для опоры на тело оператора, штангу, на конце которой закреплена поисковая головка. Механизм снабжен датчиком угла сканирования, который встроен в корпус цилиндрической формы, соединенный с одной стороны со...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя
Представленная схема металлоискателя обладает очень высокой чувствительностью, так как здесь контролируется расхождение частот - образцового генератора, работающего на частоте 0,5...1 МГц, и 5...10 гармоники поискового генератора. Расстройка последнего, например, лишь на 10 Гц ведет к изменению частоты разностных колебаний на 50... 100 Гц......
Использование: для обнаружения локальных неоднородностей в виде металлических предметов из ферромагнитных и немагнитных металлов. Сущность изобретения: радиочастотный обнаружитель металлических тел содержит последовательно соединенные: магнитную антенну, генератор, смеситель, полосовой фильтр, детектор, усилитель переменного тока, индикатор обнаружения, а также гетеродин, подключенный выходом к управляющему входу смесителя, пиковый детектор, триггер Шмидта, ключ электронный, интегратор,...
Изобретение относится к средствам обнаружения скрытых объектов с использованием электромагнитного поля и может использоваться в металлоискателях, в трассоискателях, работающих по принципу сканирования поисковой головкой. Сущность: механизм сканирования поисковой головкой содержит приклад для опоры на тело оператора, штангу, на конце которой закреплена поисковая головка. Механизм снабжен датчиком угла сканирования, который встроен в корпус цилиндрической формы, соединенный с одной стороны со...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
