Металлоискатель своими руками как сделать катушку металлоискателя

Самодельная катушка для импульсного металлоискателя

Решил собрать свой первый импульсный металлоискатель Clone PI-W и, вот, дело дошло до изготовления поисковой моно-катушки. А так как в настоящее время я испытываю некоторые финансовые затруднения, то передо мной стояла непростая задача — сделать катушку самому из максимально дешевых материалов.

Забегая вперед, сразу скажу, что с задачей я справился. В итоге у меня получился вот такой датчик:

Кстати говоря, получившаяся катушка-кольцо отлично подойдет не только для Clone, но и практически для любого другого импульсника (Кощей, Tracker, Пират).

Далее я расскажу, как сделать поисковую катушку для металлоискателя своими руками, потратив на это менее 500 рублей.

Рассказывать буду очень подробно, так как дъявол зачастую кроется в деталях. Тем более, что коротких историй изготовления катушек в инете пруд пруди (типо, берем вот это, тут отрезаем, обматываем, склеиваем и готово!) А начинаешь делать сам и оказывается, что о самом важном упомянули вскользь, а кое о чем вообще забыли сказать. И получается, что все сложнее, чем казалось в самом начале.

Здесь такого не будет. Готовы? Поехали!

Задумка

Проще всего для самостоятельного изготовления мне показалась такая конструкция: берем диск из листового материала толщиной

4-6 мм. Диаметр этого диска определяется диаметром будущей обмотки (в моем случае он должен быть равен 21 см).

Затем к этому блинчику с обоих сторон приклеиваем два диска чуть большего диаметра, чтобы получилась как бы шпулька для намотки проволоки. Т.е. такая сильно увеличенная по диаметру, но сплюснутая по высоте катушка.

Для наглядности попробую изобразить это на чертеже:

Надеюсь, основная задумка ясна. Просто три диска, склеенные между собой по всей площади.

Выбор материала

В качестве материала я планировал взять оргстекло. Оно отлично обрабатывается и клеится дихлорэтаном. Но, к сожалению, так и не смог найти его забесплатно.

Всякие колхозные материалы типа фанеры, картона, крышек от ведер и т.п. я сразу отбросил, как непригодные. Хотелось чего-то прочного, долговечного и желательно водонепроницаемого.

И тогда мой взор обратился к стеклоткани.

Ни для кого не секрет, что из стеклоткани (или из стекломата, стеклохолста) делают все, что душе угодно. Даже моторные лодки и бамперы для автомобилей. Ткань пропитывают эпоксидной смолой, придают ей нужную форму и оставляют до полного отвердения. Получается прочный, водостойкий, легкообратываемый материал. А это как раз то, что нам нужно.

Итак, нам нужно сделать три блинчика и уши для крепления штанги.

Изготовление отдельных частей

Блины №1 и №2

Расчеты показали, что для получения листа толщиной 5.5 мм нужно взять 18 слоев стеклоткани. Чтобы снизить расход эпоксидки, стеклоткань лучше заранее нарезать кружочками требуемого диаметра.

Для диска диаметром 21 см как раз хватило 100 мл эпоксидной смолы.

Каждый слой нужно тщательно промазать, а затем всю стопку положить под пресс. Чем больше будет давление, тем лучше — лишняя смола выдавится, масса конечного изделия станет чуточку меньше, а прочность чуточку больше. Я нагрузил сверху примерно сотню килограмм и оставил до утра. На следующий день получился вот такой блинчик:

Это самая массивная часть будущей катушки. Весит он — будь здоров!

Потом расскажу, как за счет этой запчасти можно будет ощутимо снизить массу готового датчика.

Точно таким же образом был сделан диск диаметром 23 см и толщиной 1.5 мм. Его масса — 89 г.

Блин №3

Третий диск клеить не пришлось. В моем распоряжении оказался лист стеклотекстолита подходящего размера и толщины. Это была печатная плата от какого-то древнего устройства:

К великому сожалению, плата была с металлизированными отверстиями, поэтому пришлось потратить какое-то время на их высверливание.

Я решил, что это будет верхний диск, поэтому проделал в нем отверстие под ввод кабеля.

Уши для штанги

Остатков текстолита как раз хватило на уши для крепления корпуса датчика к штанге. Выпилил по два кусочка на каждое ухо (чтобы было прочно!)

В ушах надо сразу же просверлить отверстия под пластиковый болт, так как потом будет очень неудобно этим заниматься.

Кстати, это крепежный болт для стульчака унитаза.

Итак, все составляющие нашей катушки готовы. Осталось все это склеить в один большой бутерброд. И не забыть завести внутрь кабель.

Сборка в одно целое

Сначала верхний диск из дырявого стеклотекстолита склеил со средним блинчиком из 18 слоев стеклоткани. На это ушло буквально несколько миллилитров эпоксидки — этого хватило, чтобы промазать обе склеиваемые поверхности по всей площади.

Монтаж ушей

С помощью лобзика пропилил пазы. В одном месте, естественно, слегка перестарался:

Чтобы ухи хорошо легли, сделал небольшой скос на краях пропилов:

Теперь надо было решить, какой вариант лучше? Уши-то можно поставить по-разному.

Катушки промышленного производства чаще сделаны по правому варианту, мне же больше нравится левый. Я вообще частенько принимаю левые решения.

По идее, правый способ лучше сбалансирован, т.к. крепление штанги оказывается ближе к центру тяжести. Но далеко не факт, что после облегчения катушки, ее центр тяжести не сместится в ту или иную сторону.

Левый способ крепления чисто визуально выглядит приятнее (ИМХО), к тому же в этом случае общая длина металлоискателя в сложенном виде будет на пару сантиметров меньше. Для того, кто планирует возить прибор в рюкзаке, это может оказаться важным.

В общем, я свой выбор сделал и приступил к вклеиванию. Обильно намазал бокситкой, надежно зафиксировал в нужном положении и оставил застывать:

После застывания, все торчащее с обратной стороны сошкурил наждачкой:

Ввод кабеля

Затем с помощью круглого надфиля подготовил канавки для проводников, завел соединительный кабель через отверстие и вклеил его намертво:

Для предотвращения сильных перегибов, кабель в месте ввода нужно было как-то усилить. Для этих целей я заюзал, невесть откуда взявшуюся у меня, вот такую резиновую фигнюшку:

Конечно, если бы у меня был нормальный гермоввод, то было бы гораздо лучше, но. и так сойдет.

Оставалось приклеить третий блин (донышко).

Доделываем каркас

Чтобы приклеить третий блинчик потребовалось несколько миллилитров бокситки и пару часов времени на то, чтобы все схватилось. Вот результат:Таким образом, я получил жесткий и прочный каркас, полностью подготовленный для намотки провода.

Герметизация обмотки

В качестве обмоточного провода был использован медный эмалированный провод диаметром 0.71 мм. После намотки 27 витков, датчик потяжелел еще на 65 грамм:

Теперь обмотку надо было как-то законопатить. В качестве замазки применил смесь эпоксидной смолы и мелко нарезанного стекловолокна (узнал про этот суперский рецепт из этой статьи).

Короче, настругал немного стеклоткани:

и круто замешал ее с бокситкой с добавлением пасты от шариковой ручки. Получилась вязкая субстанция, похожая на мокрые волосы. Таким составом можно замазывать любые щели без проблем:

Кусочки стекловолокна придают шпатлевке необходимую вязкость, а после застывания обеспечивают повышенную прочность клеевого шва.

Чтобы смесь как следует уплотнилась, а смола пропитала витки провода, обмотал все это изолентой в натяг:

Изолента должна быть обязательно зеленой или, на худой конец, синей.

После того, как все хорошенько застыло, мне стало интересно, насколько прочной получилась конструкция. Оказалось, что катушка спокойно выдерживает мой вес (около 80 кг).

На самом деле такая сверхпрочная катушка нам не нужна, гораздо важнее ее вес. Слишком большая масса датчика обязательно даст о себе знать болью в плече, особенно, если вы планируете вести длительный поиск.

Облегчайзинг

Чтобы уменьшить вес катушки, было решено выпилить некоторые участки конструкции:

Данная манипуляция позволила скинуть 168 грамм лишнего веса. При этом прочность датчика практически не уменьшилась, в чем можно убедиться благодаря данному видео:

Теперь задним умом понимаю, как можно было изготовить катушку еще немного легче. Для этого надо было заранее наделать больших отверстий в среднем блинчике (перед тем, как все склеивать). Что-то типа такого:

Пустоты внутри конструкции почти не сказались бы на прочности, но зато снизили бы общую массу еще грамм на 20-30. Сейчас, конечно, уже поздняк метаться, но на будущее учту.

Еще один путь облегчения конструкции датчика — уменьшить ширину наружного кольца (где уложены витки провода) миллиметров на 6-7. Конечно, это можно сделать и сейчас, но пока нет такой необходимости.

Финишная окраска

Нашел отличную краску для стеклотекстолита и изделий из стекловолокна — эпоксидная смола с добавлением красителя нужного цвета. Так как вся конструкция моего датчика изготовлена на основе бокситки, то краска на основе смолы будет иметь отличную адгезию, и ляжет как родная.

В качестве красителя черного цвета применил алкидную эмаль ПФ-115, добавляя ее до получения нужной укрывистости.

Как показала практика, слой такой краски держится очень прочно, а выглядит так, будто изделие обмакнули в жидкий пластик:

При этом цвет может быть любым в зависимости от используемой эмали.

Итоговая масса поисковой катушки вместе с кабелем после покраски — 407 г

Кабель отдельно весит

Проверка

После того, как наша самодельная катушка для металлоискателя была полностью готова, надо было проверить ее на отсутствие внутреннего обрыва. Самый простой способ проверки — тестером измерить сопротивление обмотки, которое в норме должно быть очень низким (максимум 2.5 Ома).

В моем случае сопротивление катушки вместе с двумя метрами соединительного кабеля оказалось в районе 0.9 Ом.

К сожалению, таким простым способом не получится выявить межвитковое замыкание, поэтому приходится рассчитывать на свою аккуратность при намотке. Замыкание, если оно есть, сразу же проявит себя после запуска схемы — металлоискатель будет потреблять повышенный ток и иметь крайне низкую чувствительность.

Заключение

Итак, считаю, что поставленная задача была выполнена успешно: мне удалось сделать очень прочную, водостойкую и не слишком тяжелую катушку из самых бросовых материалов. Список расходов:

• Лист стеклотекстолита 27 х 25 см — бесплатно;
• Лист стеклоткани, 2 х 0.7 м — бесплатно;
• Эпоксидная смола, 200 г — 120 руб;
• Эмаль ПФ-115, черная, 0.4 кг — 72 руб;
• Намоточный провод ПЭТВ-2 0.71 мм, 100 г — 250 руб;
• Соединительный кабель ПВС 2х1.5 (2 метра) — 46 руб;
• Кабельный ввод — бесплатно.

Теперь передо мной стоит задача изготовления точно такой же нищебродской штанги. Но это уже совсем другая история.

Источник

Металлоискатель своими руками – схемы, чертежи, пошаговое изготовление

При необходимости отыскать предметы, свойства которых отличаются от тех, что обычно присутствуют в почве, используют металлоискатель (металлодетектор). Принцип действия подобных приборов основан на определении отличий в магнитном поле соленоида, который оказывается в зоне расположения аномального предмета.

При желании нетрудно приобрести недорогой анализатор наличия металла. Сделать металлоискатель своими руками сумеет любой человек, способный держать в руках паяльник и отвертку.

Зачем нужен металлодетектор?

Многие полагают, что подобные инструменты нужны только для поиска металлов (монеты, оружие, предметы быта на местах боев), взрывчатых веществ там, где могли устанавливаться мины. На самом деле круг использования подобных средств гораздо шире. Ими пользуются при досмотре пассажиров в аэропортах, геологи ищут залежи руды, врачи определяют присутствие стали или сплавов в теле человека. При прокладке магистралей внутри населенных пунктов уточняется расположение трубопроводов с водой, газом или канализационных стоков.

Металлоискатель востребован у любителей, желающих проводить поиски за пределами собственного дома:

• кладоискателей можно увидеть в местах, где производится снос старых зданий. Там возможны предметы и денежные средства, откладываемые на «черный» день. Почти каждую неделю появляются сообщения о находках тех или иных кладов, в которых присутствуют монеты и украшения;
• поисковики на местах былых сражений ищут оружие, снаряды и патроны, каски, предметы быта. Прибор помогает найти случайные захоронения участников боев. По наградам и иным источникам определяют имена погибших. Ищут родственников, чтобы сообщить им о месте захоронения их отца, деда, а чаще и прадеда;
• представители вооруженных сил ведут поиск минно-взрывных предметов, представляющих опасность для мирных жителей. За последние несколько месяцев на территории Сирии были извлечены более 120 тонн опасных веществ, снарядов и мин. Страшные закладки не сработали, они не унесли жизнь детей, женщин и остального населения, желающего жить мирной жизнью.

У молодежи и людей среднего возраста может возникнуть идея по поиску каких-либо предметов. Некоторые интересуются возможностью создания металлоискателя, которым можно пользоваться не только на суше, но и под водой. В прибрежной зоне, особенно около пляжей часто находят монеты, потерянные крестики и кольца.

«Металлисты» (люди сдающие металлолом в больших количествах) заняты поиском забытых труб, металлоконструкций и крупных залежей ненужного металла. Сдавая подобные предметы, они зарабатывают на жизнь.

Внимание! Не стоит отчаиваться тем, кто практически не сталкивается с электротехникой или радиоэлектроникой. Здесь будут изложены варианты изготовления простейших металлодетекторов, которые можно самостоятельно сделать своими руками, не прибегая к использованию сложной аппаратуры. Если с пайкой есть определенные сложности, то проводки можно скручивать между собой, получая неплохой результат.

Принцип работы

Принцип действия металлоискателя основан на исследовании изменений электромагнитной индукции. В конструкции прибора имеются:

• синтезатор электромагнитных колебаний;
• усилитель колебаний;
• катушка для передачи изменений магнитного поля (дискриминации металла);
• катушка для приема информации о состоянии магнитного поля в зоне излучения;
• приемник с усилителем сигнала;
• приборы для учета дискриминирующего сигнала или устройства для индикации.

Довольно часто функции некоторых элементов объединяют в одном и том же приборе:

• прием и передача производятся одним усилителем;
• одна и та же катушка выдается переменное электромагнитное поле в зону исследования, а затем принимает сигнал о наличии или отсутствии искажений.

При изменении магнитного поля катушка воспринимает измененный сигнал.
Его регистрируют по показаниям на шкале прибора или по звуку в микрофоне

Общее представление, как работает прибор можно изложить в следующей последовательности:

1. Катушкой в зоне поиска создается переменное магнитное поле (см. поз. А).
2. При попадании на исследуемую территорию предмета, имеющего какие-либо отличительные свойства по сравнению с окружающими, внутри поля катушки возникают вихревые токи (их еще называют токами Фуко).
3. Возникающие токи создают иное электромагнитное поле (ЭМП).
4. В результате само поле изменяется по своим характеристикам (см. поз. Б).
5. Все изменения регистрируются приборами (оптическими или звуковыми индикаторами). Оператор по изменению сигналов может определить наличие предмета, обладающего ферромагнитными свойствами. Определяются также металлы, проводящие электрический ток.

Несколько слов о геосканерах

Геосканеры – это специальные приборы, способные прорисовывать трехмерную картинку о состоянии грунта на значительной территории и глубине. Это довольно дорогие приборы, которые используют для получения информации о наличии источников воды, проложенных магистральных трубопроводах на значительной глубине. Получаемая информация выводится на экран компьютера или ноутбука.

Подобные исследования проводят специальные выездные лаборатории. Принято называть их боковым картонажем.

Какими бывают металлоискатели?

Общие параметры

Основной принцип действия, в котором анализируется величина электромагнитной индукции в определенной части пространства, реализуется разным техническим исполнением. Прибор для поиска пляжного золота, включая и другие драгоценные материалы (серебро, платина), а также устройства для поиска трубопроводов, спрятанных в глубине, внешне могут выглядеть одинаково. Но при внимательном ознакомлении с конструкцией будут видны кардинальные отличия в схемах и техническим возможностям.

Приступая к созданию собственного металлодетектора, нужно довольно четко определиться с требованиями, которые будут предъявляться к прибору. Специалисты выделяют ряд характерных параметров для поисковых устройств:

1. Глубина проникновения сигнала в толщу грунта (проникающая способность). Эта характеристика зависит от свойств, заложенных в приемную катушку.
2. Территория поиска по размеру следа активной катушки, излучающей электромагнитное поле.
3. Уровень чувствительности характеризует способность обнаруживать небольшие по размеру и массе предметы (монеты, гильзы, пули, крестики, небольшие украшения).
4. Избирательные показатели. Для некоторых категорий поисковиков важна особая реакция на драгоценные (изделия из золота или серебра) или цветные металлы. Создают даже специальные фильтры, которые пропускают информацию о нахождении в глубине предметов из подобным материалов.
5. Помехоустойчивость определяет способность не воспринимать влияние линий электропередач, находящихся недалеко ретрансляторов или телевизионных станций. Возможны и иные источники помех, которые могут ухудшить показатели поискового прибора. Как показывает практика, именно вблизи источников электромагнитных колебаний чаще происходят потери наиболее интересных предметов, которыми интересуются искатели.
6. Небольшие размер и способность использовать для работы малогабаритные источники энергии (мобильность устройств) являются довольно важной характеристикой. С тяжелым и громоздким металлоискателем человек довольно быстро устает, производительность труда окажется невысокой. С легким и малогабаритным металлодетектром можно преодолевать небольшие препятствия, перемещаясь по пересеченной местности.
7. Дискриминация – этот параметр характеризует возможность разделять по типу получаемого сигнала основные параметры находки, расположенной на некоторой глубине. Эффективность поиска возрастает.

Среди специалистов дискриминацию прибора принято соотносить по показателям информационных табло и звукового сопровождения. Она должна уметь определять свойства найденного предмета. Принято выделять составляющие:

1. Пространственная характеристика определяет особенности расположение объекта в зоне поисковых работ. Показывает возможную глубину расположения.
2. Геометрические характеристики дают представление о массе и возможных размерах находки.
3. Качественная определяет свойства материала, из которого изготовлен найденный предмет. Для золота желателен один тип сигнала, а для железосодержащих изделий – другой.

Рабочая частота

Наличие переменного магнитного поля, создаваемого самим поисковым устройством, определяет особенности работы. Например, при понижении частоты глубина проникновения магнитных волн в глубину грунта возрастает. Можно добиться и большей ширины захвата прибора. Однако, невозможно значительно снижать величину частоты. Металлоискатель потребует больших затрат энергии для сохранения работоспособности. Это приведет к необходимости использовать более массивный аккумулятор. Принято считать, что основные параметры металлодетектора зависят от рабочей частоты. Поэтому классификация по рабочей частоте представляется в виде:

1. Сверхнизкочастотные (СНЧ) работают до 100…150 Гц. Такие приборы относят к профессиональным устройствам. Реализовать на практике мобильный металлоискатель пока не удалось. Энергопотребление измеряется десятками Ватт (ВТ). Подобные поисковые средства располагают на автотранспорте. Сигнал анализируется с помощью компьютеров.
2. Низкочастотные (НЧ) работают в диапазоне 150…2000 ГЦ. Эти устройства отличаются несложной схемой исполнения, собрать сумеет даже начинающий мастер. Конструкция довольно проста. Отличается довольно большой глубиной проникновения электромагнитного импульса (до 4…5 м). Однако, подобные приборы обладают малой чувствительностью. Дискриминация по размерам и составу материала практически отсутствует. Подобные металлоискатели хорошо реагируют черные металлы, в составе которых присутствует железо в разных видах соединений. Но при нахождении крупных бетонных или каменных конструкций поисковик найдет и их. Подобные приборы классифицируют под названием магнитодетекторы. Подобные приборы хуже различают свойства грунтов и находящихся в них предметов.
3. Повышенной частоты (ПЧ) приборы используют рабочий диапазон 1700…75000 Гц. Конструкция подобных металлоискателей гораздо сложнее. Их сигнал проникает на глубину до 1,0…1,5 м. Сравнительно неплохая помехоустойчивость. Чувствительность оценивается довольно высоко. Дискриминация также довольно высокая. Недостатки подобных приборов поиска проявляются при наличии неоднородной породы в толще грунта. Возможны нестабильные показатели при высоком стоянии грунтовых вод. Подобные металлоискатели применяют для работы в импульсном режиме, к которому придется прийти несколько позже.
4. Высокой частоты (ВЧ), иногда профессионалы называют подобные приборы, работающими на радиочастотах (РЧ). В этих устройствах дискриминация на тяжелые драгоценные металлы работает отлично. Глубина поиска может достигать 0,5…0,8 м. Глубже обычно они просветить не в состоянии. Эти металлоискатели довольно требовательны к качеству изготовления катушки. Любая небрежность приведет к резкому ухудшению показателей прибора.

Особенностью импульсных металлоискателей является работа не в постоянной подаче сигнала заданной частоты. Подаются периодические импульсы. Можно настроить периодичность посыла и длительность воздействия. Создавая подобный прибор, можно получить устройство, в котором будут получены положительные характеристики от устройств НЧ, ПЧ и ВЧ. Однако, подобные схемы требуют специальной сборки и наладки. Для начинающих поисковиков и мастеров подобные устройства могут оказаться сложными в исполнении. Поэтому самодельнуюконструкцию начинать нужно с простых приборов.

Метод поиска

На практике существует около десятка методов поиска предметов, располагающихся в глубине грунта с применением электромагнитного поля. К сожалению, часть из них довольно сложные. Исполнить предложенные методики под силу крупным предприятиям, где имеется возможность приобретать дорогостоящие комплектующие.

Для реального использования используют приборы со сравнительно недорогими комплектующими и схемами. Их может реализовать даже начинающий мастер:

• параметрический метод поиска, осуществляется по сопоставлению параметров до и после;
• приемо-передающий основан на использовании отраженного сигнала, который предварительно был послан передающим устройством;
• с накоплением фазы обычно оборудуют двумя катушками;
• на биениях. Этот метод реализуется на двух сигналах.

Без приемника (параметрические устройства)

Параметрический метод не требует наличия приемника. Отсутствует даже сама приемная катушка. При поиске изменяется индуктивность, которая воспринимается самой генерирующей катушкой. При нахождении предмета с определенными свойствами, меняющими индуктивность в зоне воздействия электромагнитного поля, происходит частотная модуляция в колебаниях приборов. Изменяются:

• частота колебаний, это изменение можно услышать в динамике или наушниках;
• увеличивается амплитуда, что ведет к получению большей громкости на детекторном устройстве звукового сигнала.

Подобные металлоискатели отличаются дешевизной. У них неплохая помехоустойчивость. Однако, пользователю придется потренироваться, чтобы суметь воспользоваться таким прибором. Слабая чувствительность ограничивает возможности использования.

С приемником и передатчиком

Приборы, в которых реализован принцип приема и передачи сигнала, позволяют получать значительно лучшие показатели в работе. При определенной сложности в изготовлении (катушки нужно создавать, строго следуя описанию и конструктивным особенностям).

Принято определять устройства по таким показателям:

• металлоискатели с одной катушкой принято называть индукционными. Недостаток – это трудность определения вторичный сигнал;
• металлоискатели с двумя катушками настраивать сложнее. Здесь важно обеспечить полную идентичность обеих соленоидов. Но вторичный сигнал определяется гораздо лучше, че может предложить однокатушечная схема.

До щелчка (с накоплением фазы)

Метод реализуется в устройствах с накоплением фазы. Конструктивно исполнение бывает:

• однокатушечным с импульсной подачей сигналов;
• двухкатушечным, оснащенным двумя генераторами сигналов (каждый подается питание к своей катушке).

В первом варианте происходит некоторая задержка между излучаемыми и воспринимаемыми импульсами. Оператор слышит щелчок. Он соответствует разнице между поданным импульсом и принятым. Когда в зоне поиска появляется интересующий объект, частота щелчков увеличивается. Если масса найденного предмета довольно большая, и он расположен довольно близко, то щелчки сливаются в шум определенной частоты звучания.

При наличии двухкатушечного устройства необходимость в создании импульсного прибора отпадает. Генераторы работают каждый на свой соленоид. Если происходит искажение ЭМП, то также возникают щелчки. Можно настроить на дополнительное получение звучания определенного тона.

На пляжах и в местах, где наблюдается пребывание большого количества туристов, курортные старатели используют чаще всего подобные металлоискатели. Их даже делают защищенными от пресной и морской воды. Тогда возможен поиск небольших предметов в воде.

Практика показывает, что подобные приборы способны почувствовать небольшие серьги, имеющие массу всего 0,3 г на глубине до 40 см.

К сожалению, подобные устройства плохо работают в местах, где структура грунта неоднородная. Здесь они начинают реагировать даже на ветки.

По писку (на биениях)

Наличие двух сигналов, подаваемых с разной частотой, позволяет слышать не сами подаваемые частоты, а их разность.

1. На один подается частота 1 МГц = 1 000 000 Гц.
2. На второй частота 1,0005 Мгц = 1 000 500 Гц.
3. Пользователь будет слышать сигнал, равный разности между вторым и первым значением подаваемых частот – 1 000 500 – 1 000 000 = 500 Гц.

На разных типах устройства подбирают свои частоты, которые используют в дальнейшей работе.

В системе управления имеется возможность настраивать одну из частот, что позволяет слышать звуки (биения) разной частоты. Можно даже свести эту разность к нулю, если обеспечить равенство подаваемых колебаний.

Перед поиском сводят различия к порогу слышимости. У некоторых людей он составляет 20-25 Гц. Когда металлоискатель оказывается в зоне воздействия металлического предмета, то разность между частотами сигналов меняется. Оператор слышит тон иного звучания.

Для распознания свойств найденного объекта можно менять настройку на втором генераторе. Тогда будут слышаться иные звуки от взаимодействия с найденным объектом. Оператор по ряду предварительных тренировок может достаточно точно определить, что располагается в толще грунта, какова масса и размеры находки.

Многие «золотоискателя» на пляжах пользуются подобными приборами. Они надежнее работают в неоднородных почвах.

Влияние катушки на работоспособность установки

Среди мастеров, изготавливающих катушки для своих приборов, имеются разные мнения о том, как следует изготавливать эту часть металлоискателя. Новички часто не задумываются о конструкции. Они могут приобрести брендовое изделие, рассчитывая потом получать только дивиденды от своего вложения. К сожалению, даже самая «крутая» катушка может показать невысокую работоспособность. Должно быть соответствие между соленоидом и остальной схемой устройства.

Разрабатывая конструкцию металлодетектора, стараются подогнать параметры каждого элемента между собой. Иногда приходится подбирать некоторые параметры опытным путем. Разброс в характеристиках радиодеталей бывает весьма значительным. Нужна не только грубая, но и тонкая настройка.

Какие размеры нужны катушке?

Чем больше размер катушки, тем большую площадь охватывает ее сигнал. Есть некоторые мастера, которые изготавливают соленоиды диаметром 1500 мм и более. Они утверждают, что подобный прибор позволяет охватывать широкую площадь. Но носить такой инструмент приходится на плечах. При необходимости перемещаться в лесу или в насаждениях такой прибор не позволит проникнуть между кустами и деревьями. Проще несколько раз провести рукой катушкой, размещаемой на штанге.

Принято считать, что оптимальными будут следующие размеры:

• Ø 20…100 мм используется для поиска арматуры и профилей, закопанных в земле;
• Ø 130…150 мм применяют золотодобытчики на пляжах и в людный местах;
• Ø 200…600 мм изготавливают катушки металлисты, ведущие поиск металлолома в больших количествах.

Монопетля в качестве катушки

Распространены конструкции, в которых за основу взята монопетля. Для изготовления используется длинный провод. Толщина намотки должна быть в 15-20 раз меньше, чем диаметр используемой петли.

Пользователи отмечают преимущества подобного устройства:

• работа металлоискателя, оснащенного подобным принимающим устройством практически не зависит от свойств грунта;
• масса подобного приспособления сравнительно невысокая, поэтому ее можно перемещать в течение длительного времени по территории;
• обнаружив в глубине металл, можно меняя настройки передающего устройства, распознать ценность находки.

Есть и недостатки:

• приходится постоянно вносить коррективы в настройку прибора;
• любые радиоприборы вносят помехи в работу. Поэтому на пляжах охотники за «золотом» часто испытывают воздействие от работающих устройств;
• для эффективного использования необходимо тренироваться с разными предметами из различных материалов, чтобы научиться распознавать нужный предмет и начать его добывать.

Указанные недостатки не снижают ценности подобного соленоида. Начинающие пользователи могут взять монопетлю за основу своей первой конструкции. Сделать ее несложно. В руках окажется вполне добротный металлоискатель.

Пошаговое изготовление простейшей катушки

На практике применяют много разных вариантов изготовления. Одним из них будет такой, где используются современные материалы: пластиковые трубы. Они изначально позволяют предотвратить попадание влаги на провода соленоида.

	Нужно иметь следующие материалы: провод эмалированный диаметром 0,5 мм. Его длина рассчитывается из необходимости намотать 25 витков на окружность Ø150 мм. 3,14·150·25 = 11775 мм. С учетом выхода концов можно принять 12 м; трубка пластиковая с внутренним диаметром 12,5 мм, ее длина должна быть не менее 3,15·150 = 471 мм; тройник от полипропиленовых труб Ø 20 мм; фрагменты полипропиленовой трубы Ø 20 мм (2 шт., длиной по 15 мм); экранированный телевизионный провод длиной 120 см.
	Перед началом работы следует проверить, насколько удобно можно изготовить из пластиковой трубки круг. Если имеется жесткая заготовка, тогда при изготовлении нужно будет ее прогревать горячей водой или с помощью фена. Сворачивается пробное кольцо, оценивается вид получаемой окружности.
	В тройнике нужно просверлить отверстие Ø6 мм. Через него будут вводится провода внутрь будущей катушки. Края желательно зачистить от заусенцев.
	Дополнительные вставки из полипропиленовой трубы аккуратно обрабатываются. Их нужно впаять в тройник. При этом в каждый фрагмент нужно вставить пластик.
	Придется подбирать длину пластиковой трубки, чтобы получить окружность точно заданного диаметра. Если не подогнать размеры, то может не хватить провода. Делаются пробные вводы во фрагменты.
	Проверяется, насколько плотно можно вставить трубки друг в друга. После окончательной примерки можно прогреть стыки и спаять их между собой.
	Небольшая подвижность при соединении позволит корректировать размер будущего изделия. Приходится проверять получаемый диаметр.
	Пришло время проталкивать провод внутрь пластиковой трубки. Это самый трудоемкий процесс.
	Когда провод установлен на место, можно оценить, насколько качественно выполнена работа. Возможно, придется подтянуть некоторые витки. Желательно, чтобы укладка выглядела лучше.
	Концы провода следует припаять к экранированному кабелю.
	Катушка готова. Следует подумать, как закрепить ее на штанге.

Если подобный процесс кажется сложным, то можно подойти к вопросу изготовления катушки иначе.

	На листе ориентированно-стружечной плиты (OSB) нужно вычертить контуры будущей катушки.
	Лобзиком выпиливается окружность необходимого диаметра.
	Провод наматывается по внешнему контуру получившегося круга.
	Из полипропиленовых труб сваривается штанга. Ее нетрудно закрепить к самой катушке.
	В результате металлоискатель приобретает товарный вид.
	После изоляции катушки ее желательно покрасить алкидной эмалью. Слоя краски предотвратить попадание влаги на OSB.

Как рассчитать индуктивность катушки?

При разработке конструкции металлоискателя может возникнуть необходимость рассчитать значение индуктивности. Для точного расчета имеется специальная методика, где в расчет берутся основные параметры. Но для быстрого определения искомой величины проще применить номограмму.

Номограмма для оперативного определения индуктивности катушек

Чтобы рассчитать параметры монопетли потребуется знать ряд параметров, которые требуются по схеме, у большинства приборов нужны примерно одинаковые параметры:

• индуктивность L = 10 мГн;
• средний диаметр кольца D = 20 см;
• высота и толщина кольца , l = t = 1 см.

Пользуясь номограммой, определяют количество витков w, которое следует намотать при изготовлении катушки. Задаются плотность укладки k = 0,5. По принятым размерам определяется площадь сечения S = klt, здесь l – высота слоев катушки; t – ширина слоев.

Разделив значение S на w величину, получают диаметр d (намоточного провода). При получении d = 0,5…0,8 мм расчет прекращается. Если получилось больше, то корректируют толщину и ширину кольца.

Схожесть с рамочной антенной обуславливает высокую активность катушки. Она восприимчива к помехам, возникающим со стороны. Для устранения возможного внешнего воздействия изготовленную катушку помещают внутрь металлической оплетки. Создают специальный экран, придуманный Фарадеем.

Наличие подобного экрана предотвращает поступление внешних электромагнитных импульсов.

Наличие экрана несколько снижает величину электромагнитного поля. Чувствительность несколько снижается. Приходится увеличивать напряжение питания, подаваемого на обмотку.

Экранированным проводом соединяют саму катушку со схемой устройства. Тогда влияние помех максимально снижается. Металлоискатель работает более надежно.

На приведенном рисунке показаны способы намоток: а – бифилярная; б – перекрестная.

Из практики использования катушек в поисковых приборах установлено, что привычная бифилярная намотка неэффективна. При нахождении в толще почвы ферромагнетиков сигнал начинает угасать. Если же использована перекрестная намотка, то при нахождении предмета строго по центру катушки сигнал усиливается.

Поэтому некоторые радиолюбители не берутся наматывать перекрестным способом множество витков. Они предпочитают создавать катушку корзиночного типа. Она проще в изготовлении.

Корзинка

Создавая монопетли, конструкторы открыли для себя новый тип приемного соленоида. Корзинка оказалась в работе более надежной и удобной. Ее помехозащищенность оказалась на порядок выше. В таких приспособлениях не возникают паразитные электродвижущие силы. При наличии перекрещивающихся проводов внешние воздействия оказывают незначительное воздействие.

К недостаткам самодельщики относят необходимость точного изготовления подобного устройства. Нужна довольно прочная оправка. При натяжении проводов, когда производится намотка, возможна деформация.

При создании корзинки у изготовителя имеются варианты:

• получить объемную конструкцию;
• изготовить плоскую корзиночную катушку.

У довольно известного металлоискателя «Пират» используется корзиночка объемного типа. Новичкам проще изготовить плоское изделие. Они получили название «бабочка».

В качестве оправки рекомендуют использовать CD (DVD) диски от компьютеров.

Конструкция корзиночной катушки

Расчет проводят по формулам:

1. Сначала нужно задаться значением диаметра D₂. Он принимается равным диаметру имеющейся оправки за минусом 2…4 мм.
2. Значение D₁ определяется, как D₁ = 0,5·D₂.
3. Рассчитывают число витков по формуле:

где L – индуктивность катушки, рассчитанная по формуле

k – поправочный коэффициент, определяемый по таблице.

Таблица: определение поправочного коэффициента

D₂ – D₁ k 1,2 3,31 1,5 2,98 1,8 2,72 2,0 2,58 3,0 2,07 5,0 1,57 8,0 2,23 10,0 1,03

Зная разность D₂ – D₁, рассчитывают диаметр провода. Полагают, что плотность укладки составляет 0,85.

ДД катушки

Монопетля и двойная петля

Обозначение ДД свидетельствует об использовании двойной петли (Double Detector). Наличие двух обмоток позволяет значительно усилить восприимчивость катушки. Она анализирует не сам новый возникающий сигнал. В этих схемах производится анализ искажений, которые возникают при попадании металла в зону действия соленоидов.

Предварительно их балансируют так, чтобы в разных плечах существовали одинаковые импульсы. Размещают подобные петли параллельно.

При попадании черного металла генерируются низкие звуки. А если присутствует цветной металл или золото, то оператор услышит изменение сигнала к звукам более высокой частоты.

Во всех металлоискателях, обозначенных символами GOLD, применяется Double Detector. С ними работать интереснее. Но следует помнить, что в рыхлых грунтах подобные катушки могут запищать даже от скопления муравьев.

Как самостоятельно закрепить катушку?

При желании специальный каркас для своей катушки можно заказать в сети. Цены варьируют в довольно широких пределах. Поэтому многие используют фанеру в качестве основы.

Варианты изготовления каркаса: а – из фанеры; б – из CD-дисков

1. Многим кажется, что проще всего использовать обычную фанеру. Ее легко пилить. Она обладает достаточной прочностью.
   На практике оказывается, что фанера способна впитывать влагу. В результате работоспособность прибора может оказаться крайне низкой.
2. Лучшие результаты получаются при использовании CD-дисков. Между ними оставляют зазор около 5…7 мм. Можно вклеить кусочки пенопласта. Потом по образующей обматывают скотчем или изоляционной лентой. Получается надежная и прочная объемная конструкция.
3. При использовании сотового поликарбоната толщиной 6 или 8 мм получается легкий и довольно прочный каркас. Нужно только закрыть соты, чтобы в них не попадала влага. Подойдет обычный скотч. Профессионалы используют силиконовый герметик, он надежно заполнит отверстия на входе в соты. Доказано, что такой каркас самый удачный. Он не наводит дополнительные помехи.

Несколько конструкций металлоискателей

Параметрический прибор обнаружения металлов

Для поиска черного металла и трубопроводов в земле. Нахождения электропроводки в стенах используют простые и надежные схемы. В их основе применяют транзистор МП40, цена которого сегодня составляет несколько рублей (дешевле, чем проехать на трамвае). Возможна замена на более мощную модель КТ361 (учитывать, что у него обратная полярность, при подключении питания следует поменять способ включения батарейки).

Этот прибор работает на низкой частоте. Подбор частоты звучания осуществляется изменением емкости конденсатора С₁. При нахождении металла тон заметно понижается. Поэтому при начальной настройке стараются задать писк, подобный комариному.

Когда в зоне работы прибора окажется металл, оператор услышит низкий басовитый звук. Его частота соответствует 50 Гц. Именно такой ток протекает в бытовой и промышленной электропроводке.

Импульсный параметрический прибор

Схема прибора для поиска металлов с простым кварцевым фильтром

Данная конструкция реализуется на базе старого транзисторного приемника, работающего на средних волнах. Его используют только потому, что внутри имеется ферритовая антенна. Именно она задает нужную частоту колебаний.

Все устройство питается от двух батареек типа АА (пальчиковые). Энергопотребление довольно низкое.

Схема довольно простая, спаять ее нетрудно. Детали стоят недорого. Набор комплектующих обойдется (отечественные детали) в пределах 200 руб.

Многих отпугивает подобная конструкция тем, что требуется длительная и тщательная отладка. Приходится подбирать резисторы и конденсаторы. Раньше подобные радиоприборы использовали детали с большим разбросом показателей. С той поры разброс никто не устранял.

Приемопередающие металлоискатели

Схема приемопередающего прибора

При желании создать эффективный прибор для поиска цветных и драгоценных металлов ориентируются на использование металлоискателей, оснащенных передатчиком и приемником.

Здесь работают ДД катушки, на которые подается питание с частотой 2000-2500 Гц. Подобные устройства могут обнаруживать сплавы цветных металлов на глубине 9-11 см. Черные металлы массой до 100 г диагностируются на глубине около 20 см. Крупные предметы из чугуна или стали можно обнаруживать на глубине до 60-70 см.

Иногда подобные устройства помещают в герметичные оболочки, получают глубинные металлоискатели для работы под водой. Подводный металлодетектор расширяет круг поиска ценных предметов

При создании подобных металлоискателей катушки наматывают по специальным шаблонам

Пошаговая технология изготовления и испытания металлоискателя

	Заготавливается провод Ø 0,65 мм. Его потребуется немногим более 14 м. Будет уложено 30 витков на диаметре 150 мм.
	В качестве образца для вычерчивания окружности нужного диаметра используется крышка от пластикового ведра. Она имеет необходимый диаметр.
	На доске получается окружность. Она послужит основой для последующих действий.
	Для наматывания проволоки нужно вбить гвозди. Используются метизы длиной 30 мм. Для получения качественной окружности желательно забить их не менее 16 шт. Можно и больше.
	Можно начинать наматывать провод. Один конец закрепляется.
	При наматывании нужно стараться плотнее укладывать витки.
	Полученную катушку следует изолировать. Сначала ее обматывают малярным скотчем.
	Изготовив первую катушку, подобным образом изготавливают и вторую.
	Приемопередающее устройство изготавливается по предлагаемой схеме.
	Для получения звукового сигнала нужен наушник от телефона.

	На одной плате собирается вся схема прибора.
	Подбирается подходящая металлическая коробка, в которой будет располагаться плата.
	Внутри имеется место не только для платы. Здесь помещается батарейка. Профессионалы стараются пользоваться малогабаритными аккумуляторами.Их можно заряжать. Имея с собой два-три аккумулятора, можно не беспокоиться, что прибор окажется обесточенным.
	Катушки размещаются листе, вырезанном из сотового поликарбоната.
	Штанга изготавливается из полипропиленовых труб.
	Для удобства пользования рукоятка имеет полукольцо. Им проще управлять при поиске металлических предметов.
	Разбросав разные предметы, можно провести диагностику работоспособности металлоискателя. Оценить расстояния определения каждого вида металла. Проводится настройка прибора.
	Можно приступать к поиску металлов на природе. Идти следует, не торопясь. Катушки перемещаются по сторонам, стараются охватить максимальную ширину.
	Обнаружив предмет в грунте, можно приступать к его откапыванию. Находясь в местах, где были бои, следует придерживаться правил безопасного извлечения предметов.
	Даже небольшие монеты, можно найти в глубине.

Поиск простых решений

Если есть желание попробовать себя в новом деле, а желания создавать схемы пока не пришло, то можно изготовить самый простой металлодетектор без микросхем и пайки.

Самый простой металлодетектор

1. Самый дешевый радиоприемник. В нем должен быть средневолновый диапазон. Его обычно помечают АМ. В таких приемниках устанавливали ферритовую магнитную антенну.
2. Калькулятор, выпущенный в конце 20 века. Их можно купить на развалах у старушек.
3. Небольшая книжка или только ее обложка. Картонная будет предпочтительнее. У нее будет определенная прочность.

Теперь придется немного повозиться. Устроен подобный прибор крайне просто:

1. Раскрывается обложка.
2. На каждую сторону нужно наклеить двухсторонний скотч.
3. С одной стороны подклеивается калькулятор.
4. На другой стороне приклеивается радиоприемник. Нужно следить, чтобы в закрытом состоянии они точно совпадали.
5. Включается приёмник на самую высокую громкость. Нужно найти диапазон, в котором нет никаких радиостанций. Желательно, чтобы эфирные шумы отсутствовали.
6. Включается калькулятор. При включении второго устройства в приемнике будет наводиться сигнал. Он должен отреагировать на включение второго прибора. Послышится рев или какой-то иной шум. Если шумов нет, придется поискать диапазон, где будет слышно включение калькулятора.
7. Нужно сложить обложку до тех пор, пока тон не станет тише. Он может исчезнуть совсем. Обычно такое наблюдается, когда приборы будут расположены под углом 90 ⁰.
8. Теперь нужно зафиксировать это положение. Используют резинки или иной подсобный материал.

Теперь можно начинать поиск. При поднесении подобного устройства к металлическим предметам появится шум. В зависимости от вида металла будет синтезироваться разный шум. После экспериментов с железными предметами, можно послушать, какая реакция будет у цветных металлов и золота.

Остается обложку закрепить на штанге и приступать к поиску сокровищ.

Еще идеи по созданию металлоискателя

Весьма необычные конструкции предлагают пользователи из интернета. Можно попробовать и их.

Источник