Металлоискатель Советский патент 1978 года по МПК G01V3/10 

дулятора с низким уровнем входного напряжения.

Предлагаемый металлоискатель содержит генератор переменного напряжения 1, индукциоиный преобразователь 2 с дифференциально включенными измерительными обмотками, п;редварительный избирательный усилитель

3,компенсатор переменного тока, состоящий из фазоинверсного усилителя-ограничителя

4,регулируемого делителя напряжения 5 и уз кополосного фильтра 6, избирательный усилитель 7, тра«зисториый демодулятор с «изким уровнем входного сигнала 8, дифференцирующий усилитель 9, усилитель постоянного тока 10 и индикатор И.

1Выход избирательного усилителя 7 -соединен с базой второго транзистора Т транзисторного демодулятора 8 (фиг. 2) и через резистор RI с SMHTTCipOM первого транзистора TI того же типа. Эмиттер (Второго транзистора TZ соединен через резистор R с базой первого транзистора TI и общей шиной. Коллекторы обоих транзистор01В объединены « подключены к источни ку питания через резистор RZ.

На вход .кОМпенсатора переменного тока поступает сигнал, содержащий нескомпенсированную ЭДС. Фазоинверсный усилитель 4 работает в режиме ограничения входного напряжения, что позволяет устранить зависимость амплитуды компенсирующего напряжения от величины ЭДС, вносимой в индукционный преобразователь 2 искомым металлическим объектом. Величина амплитуды компенсирующего напряжения устанавливается регулируемым делителем напряжения 5. Согласование фазы компенсирующего Е измеряемого напряжений осуществляется автоматически с помощью фазоинвероного усилителя 4. Измеряемое и компенсирующее напряжение поступают на узкополосный фильтр б, в котором .происходит компенсация трансформаторной ЭДС. Высшие гармоники подавляются далее в избирательном усилителе 7.

Наличие компенсатора переменного тока без фазовой подстройки компенсирующего напряжения позволяет значительно повысить степень и стабильность компенсации трансформаторной ЭДС за счет отсутствия рассогласования по фазе между измеряемым и компенсирующим напряжениями.

Наличие только амплитудной регулировки компенсирующего напряжения позволяет в раза уменьшить флуктуационные изменения разностного напряжения, обусловленные флуктуацией амплитуды и фазы компенсирующего напряжения, так как наиболее существенное влияние на величину разностного сигнала оказывают флуктуации фазы компенси|рующето напряжения.

С выхода избирательного усилителя 7 сигнал поступает на транзисторный демодулятор 8 с НИЗ.КИМ минимальным уровнем входного напряжения.

Демодуляторы известных металлоискателей допускают уровень входного напряжения не менее 100-150 мВ. Транзисторный демодулятор предложенного металлоискателя имеет минимальный уровень входного сигнала порядка 1-5 мВ. Демодулятор содержит два транзистора TI и Та, работающие в режижах усиления с глубокой отрицательной об ратной связью и отсечки.

Положительная полуволна входного напряжения поступает на транзистор Гь работающий по схеме с общей базой. Коэффициент усиления этого каскада определяется отношением iRs/Ki- Отрицательная полуволна входного напряжения поступает на транзистор Tz,

работающий по схеме с общим эмиттером.

Коэффициент усиления определяется отнощением Ra/RzПри условии коэффициенты усилеНИИ каскадов для обеих полуволн равны. Элементы 4, Ci образуют фильтр низких частот. Низкий уровень входного сигнала демодулятора Обусловлен тем, что транзисторы работают в усилительном режиме. Поэтому

минимальный уровень входного напряжения демодулятора предлагаемого металлоискателя ниже, чем у известных демодуляторов примерно в р раз (р-коэффициент усиления транзистора по току).

Высокая стабильность работы демодулятора обеспечивается наличием глубокой отрицательной обратной связи. Совмещение функций усилителя и выпрямителя обеспечивает высокий коэффициент передачи демодулятора. С выхода демодулятора 8 сигнал поступает на дифференцирзющий усилитель 9, служащий для компенсации долговременного дрейфа выходного сигнала индукционного преобразователя, обусловленного изменением

условий окружающей среды: температуры, влажности и т. п.

Использование компенсатора переменного тока с одной лишь амплитудной регулировкой напряжения и транзисторного демодулятора

с низким минимальным уровнем входного напряжения выгодно отличает предлагаемый металлои скатель от известных устройств и позволяет значительно улучшить характеристики прибора по сравнению с прототипом.

Чувствительность прибора повышается в 2-2,5 раза. Повышается стабильность работы металлоискателя; уменьшается количество ложных срабатываний; снижаются требования к индукционному преобразователю; исключается точная настройка преобразователя на нуль.

Предлагаемое устройство имеет простую настройку ic помошью компенсатора переменного тока с одной регулировкой (по амплитуде). Простота и высокая надежность металлоискателя обеспечивает удобство его эксплуатации. Малые габариты и вес позволяют создавать переносные металлоискатели.