Страница 44 из 66
Рис. 4.20. Головка металлоискателя
Изготовленные таким образом катушки закрепляются с помощью зажимов по краям пластмассовой тарелки и подсоединяются к блоку управления при помощи четырехжильного экранированного кабеля. Два центральных отвода и экран приемной катушки подсоединяются к нулевой шине питания через экранирующие провода. Если включить устройство и радиоприемник, расположенный недалеко от катушки, можно услышать высокотональный свист (на частоте металлоискателя), обусловленный наводкой звукового сигнала в радиоприемнике. Это указывает на исправность генератора металлоискателя. В данном случае неважно, на какой диапазон настроен радиоприемник, поэтому для проверки вместо него можно использовать любой кассетный магнитофон.
Место рабочего положения катушек определяется по выходному сигналу металлоискателя, который должен быть минимальным, либо по показаниям вольтметра, подключенного непосредственно к конденсатору С9.
Второй вариант для подгонки катушек значительно проще. Напряжение на конденсаторе должно составлять приблизительно 6 В. После этого внешние части катушек приклеиваются эпоксидной смолой, а внутренние, проходящие через центр, остаются незакрепленными, что позволяет провести окончательную настройку.
Окончательная настройка. Установите незакрепленные части катушек в такое положение, при котором предметы из цветного металла, например монеты, вызывают быстрое увеличение выходного сигнала, а стальные предметы — его незначительное уменьшение. Если требуемый результат не достигается, необходимо поменять местами концы одной из катушек. Окончательная настройка или подгонка катушек должна проводиться при отсутствии металлических предметов. После установки и прочного закрепления катушки покрывают слоем эпоксидной смолы, накладывают на них стеклоткань и все это герметизируют эпоксидной смолой.
После изготовления головки металлоискателя впаяйте конденсатор С5, переменный резистор R27 установите в среднее положение, а переменный резистор R28 настройте на минимум выходного сигнала. При этом по одну сторону среднего положения переменный резистор R27 обеспечивает распознавание стальных предметов, а по другую сторону — предметов из цветного металла. Следует иметь в виду, что при каждом изменении номинального значения сопротивления переменного резистора R27 необходимо проводить повторную настройку устройства.
На практике металлоискатель представляет собой легкое, хорошо сбалансированное, чувствительное устройство. В течение первых нескольких минут после включения устройства может иметь место разбаланс нулевого уровня, однако через некоторое время он исчезнет или станет незначительным.
В последнее время участились случаи краж радиоактивных элементов с целью переправки за границу и продажи. Обнаружить этот смертоносный груз, даже если он хорошо спрятан в тайнике, помогают специальные приборы, именуемые детекторами, или индикаторами, радиоактивного излучения.
Ниже рассмотрим несколько простых схем таких приборов, пригодных для быстрого повторения и использования.
Индикатор бета- и гамма-излучения
На рис. 4.21 показана схема простою индикатора, фиксирующего даже слабые бета- и гамма-излучения. Датчиком (VL1) служит счетчик Гейгера-Мюллера типа СТС-5 отечественного производства, выпускаемый уже более тридцати лет.
Рис. 4.21. Индикатор бета и гамма излучения
Он имеет вид металлического цилиндра длиной около 113 и диаметром 12 мм.
Его рабочее напряжение 400 В. Из зарубежных датчиков можно использовать ZP1400, ZP1310 или ZP1320 фирмы Philips.
Прибор питается от одного гальванического элемента напряжением 1,5 В и потребляет ток не более 10 мА. Напряжение -12 В для питания усилителя и высокое напряжение для питания датчика получают от преобразователя на транзисторе VT1. Трансформатор преобразователя Т1 намотан на броневом магнитопроводе диаметром около 25 мм. Обмотка 1–2 имеет 45 витков провода диаметром 0,25 мм, 3–4 — 15 витков того же провода, а 5–6 — 550 витков провода диаметром 0.1 мм. Начала обмоток на схеме отмечены точками.
Преобразователь представляет совой блокинг-генератор. Возникающие на обмотке 5–6 трансформатора Т1 импульсы высокого напряжения выпрямляет высокочастотный диод VD2. Обычные выпрямительные диоды здесь непригодны, так как импульсы слишком коротки, а частота их повторения слишком высока.
Пока излучения нет, на входе усилителя, выполненного на транзисторах VT2 и VT3, напряжение отсутствует и транзисторы заперты. При попадании на датчик бета- или гамма-частиц газ, которым он заполнен, ионизируется и на выходе формируется импульс, который возбуждает усилитель, и из громкоговорителя (телефонного капсюля) BF1 слышен шелчок, светодиод HL1 при этом вспыхивает.
Вне зоны облучения щелчки и вспышки светодиода повторяются через 1–2 с.
Это реакция датчика на космическое излучение и естественный фон. Если приблизить датчик к излучающему предмету (старым часам со светящимся циферблатом или шкале авиационного прибора времен войны), щелчки участятся и, наконец, сольются в сплошной треск, а светодиод будет светиться непрерывно.
Таким образом можно судить о частоте попадания частиц на датчик, а следовательно, об интенсивности излучения.
В приборе есть и стрелочный индикатор. Переменное напряжение, снимаемое с телефонного капсюля, через конденсатор С5 поступает на двухполупериодный выпрямитель на германиевых диодах VD3, VD4 (они могут быть любого типа).
Выпрямленное напряжение после сглаживания конденсатором С6 через переменный резистор R5 подается на микроамперметр (РА1). Сопротивление резистора устанавливают таким, чтобы при сильном излучении стрелка микроамперметра не зашкаливала, а при слабом — заметно отклонялась. При необходимости прибор можно проградуировать, сравнивая его показания с измерителем излучения промышленного изготовления. Прибор собран на печатной плате, помещенной в коробку размерами 150x90x40 мм. Датчик размещен в отдельном корпусе и соединен с прибором кабелем с разъемом.
Транзистор VT1 можно заменить на КТ630 с любым буквенным индексом, КТ315Б — на КТ342А. Светодиод может быть АЛ307, АЛ341. В качестве VD2 можно использовать два диода КД104А, соединив их последовательно. Диод КД226 можно заменить на КД105В. Телефонный капсюль следует выбрать с сопротивлением звуковой катушки не менее 50 Ом. Стрелочная измерительная головка может быть выбрана любого типа с током полного отклонения 50 мкА.
Индикатор ионизирующего излучения на микросхемах
Этот индикатор реагирует на суммарный поток ионизирующего гамма-, бета- и альфа-излучения и, несмотря на чрезвычайную простоту, достаточно надежен в работе. Схема индикатора состоит из преобразователя напряжения и узла измерения (рис. 4.22).
Рис. 4.22. Индикатор излучения на микросхеме
Преобразователь напряжения собран по схеме ключа, коммутирующего индуктивность L1 в цепи постоянного тока с выпрямлением и фильтрацией возникающей ЭДС самоиндукции. Задающий генератор с частотой около 700 Гц собран на элементах DD1.1, DD1.2. Поскольку генерируемые импульсы несимметричны, то для повышения экономичности используется, после инвертирования, более короткая отрицательная полуволна импульса. Выпрямленное диодом VD1 и отфильтрованное конденсатором С2 напряжение (около 380 В) через нагрузочный резистор подается на счетчик ионизирующего излучения Гейгера-Мюллера VL1. Необходимо отметить, что изменение выходного напряжения преобразователя, вызванное нестабильностью источника питания, мало влияет на точность измерений. В данном случае для счетчика типа СТС-5 изменение входного напряжения может составлять около 90 В.