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METALLROHR-DETEKTOR

METALLROHR-DETEKTOR

Das Gerät ermöglicht das Auffinden von unterirdischen Kabeln und Metallleitungen aller Art in einer Tiefe von 1,5 - 2 m , erkennen (bei gleicher Tiefe) einzelne Metallobjekte (Rohrabschnitte, Schachtdeckel, Bleche von mindestens 250 X) 250 mm ), und um den Ort der erkannten Objekte im Plan mit einem Fehler von bis zu 20 zu ermitteln 30 cm .

Strukturell besteht der Sucher aus zwei Hauptknoten einer Induktionsanlage mit zueinander orthogonalen (entlang der Achse beabstandeten) Erreger- und Empfangsrahmenantennen und einer elektronischen Einheit, die einen Generator und einen Empfänger enthält. Rahmenantennen befinden sich in einem Zylinder mit hartem Durchmesser 260 mm und Länge 700 mm aus glasfaser. Sie haben einen elektrostatischen Schirm in Form einer Kupferschicht, die auf der äußeren Oberfläche des Kunststoffrahmens abgeschieden ist. Die Elektronikeinheit und der Zylinder sind an einer starren Halterung montiert, die mit Tragegurten zum Tragen ausgestattet ist. Einstellorgane (Schalter, Potentiometer sowie Anschlüsse, optische Anzeige und Telefonbuchsen) befinden sich an der Oberseite des Generators und des Empfängers.

In Übersee- Rohr- und Draht-Detektoren hat sich die Installation mit vertikalen Erreger- und horizontalen Empfangsrahmenantennen durchgesetzt. Beim Bewegen einer solchen Anlage entlang eines Profils senkrecht zur Kabel- oder Pipelinetrasse stellt sich die Kurvenänderung des sekundär induzierten Signals als asymmetrisch heraus und weist zwei Extremwerte (Maximum und Minimum) und bei phasenempfindlicher Anzeige zwei Maxima unterschiedlicher Stärke außerhalb der Kabeltrasse (Pipeline) auf. Gleichzeitig ist es zur Bestimmung der Route erforderlich, das Profil zweimal in entgegengesetzte Richtungen zu durchlaufen und Messungen am Boden vorzunehmen (den mittleren Abstand zwischen zwei Markierungen zu bestimmen). Dieses Gerät ist frei von diesem Nachteil: Durch die Lage der Rahmenantennen in einem Winkel von 45 0 und 135 0 zum Horizont können Sie maximale Messwerte direkt über der Spur des Objekts erhalten und Objekte, die parallel zueinander liegen, in kleinen Abständen in der horizontalen Ebene (etwa 1 Meter) aufteilen 2 m ).

Schematische Darstellung

Die elektronische Einheit besteht aus einem Generator, der in die Erregerschleifenantenne geladen ist, und einem Verstärker mit einer Empfangsschleifenantenne. Letzteres umfasst auch eine Kompensationseinrichtung, die dazu dient, das primär induzierte Signal (dh das Signal, das direkt von der Erregungsantenne zur empfangenden Antenne induziert wird) fein zu kompensieren. Der Eingang der Kompensationseinrichtung ist direkt mit dem Generator verbunden. Beide Einheiten werden mit Batterien betrieben, die sich in der Generatoreinheit befinden. Die Generatoreinheit (1) besteht aus einem Hauptoszillator (T 1 ), einer Anpassungsstufe (T2), zwei Verstärkerstufen (T3, T4, T5) und einem Abschlussleistungsverstärker (T6, T7). Der auf eine Frequenz von 12 kHz abgestimmte Hauptoszillator ist nach einem Dreipunktschema mit kapazitiver Kopplung aufgebaut. Die Spule L1 des Schwingkreises ist auf einen Kern vom Typ TCHK-55P gewickelt und hat eine Induktivität von etwa 25 mg . Die Anzahl der Windungen beim Auf- und Abfahren wird während der Einstellung ausgewählt.

Um den Einfluss der Parameter des Transistors T 1 auf die Erzeugungsfrequenz zu verringern, wurde eine teilweise Verbindung der Schaltung mit der Kollektorschaltung hergestellt. Die Versorgungsspannung des Hauptoszillators wird durch die Zenerdiode D 1 stabilisiert. Der auf dem Transistor T2 montierte Emitterfolger eliminiert die Auswirkung von Laständerungen auf den Hauptoszillator. Der Thermistor R 5 behält die notwendige Stabilität der Ausgangsspannung im Betriebstemperaturbereich bei. Transformator Tr 1 - passend. Die Voranschluß- und Ausgangsstufen des Verstärkers bestehen aus T4-T7-Transistoren in einer Gegentaktwandlerschaltung. Die Anregungsschleifenantenne ist über den Kondensator C9 mit den Transistoren T6, T7 verbunden. Die Dioden D2-D5 dienen dazu, den thermischen Durchbruch der Transistoren T6, T7 mit einem Temperaturanstieg zu verhindern; Zum Schutz dieser Transistoren im Kurzschlussfall des Verstärkerausgangs dient die Sicherung Pr1 mit einem Nennstrom von 0,15 a. Vom Ausgang des Generators wird die Spannung über einen Spannungsteiler und einen Transformator Tp2 an den Eingang der Kompensationseinrichtung angelegt. Zur Erleichterung der elektrischen Kompensation kann ein Polaritätsschalter Tp 2 in das Gerät eingegeben werden. Die Erregerschleifenantenne BP wird durch Teilschalten an die Ausgangsimpedanz des Generators angepasst. Um die abgestrahlte Leistung zu erhöhen und die nichtlineare Verzerrung des Erregungssignals zu reduzieren, wird die BP-Antenne bei der Betriebsfrequenz auf Resonanz abgestimmt. Um den Generator vor unsachgemäßem Einschluss von Batterien zu schützen, ist eine Diode D 6 eingebaut. Mars-Batterien (373) werden in der Netzteilbatterie verwendet, um sicherzustellen, dass der Sucher etwa 50 Stunden lang funktioniert. Bei Unterbrechungen erhöht sich die Lebensdauer der Elemente. Der Empfang des Suchers (siehe das Diagramm in Abb. 2) besteht aus der Kompensationseinrichtung des Verstärkers und dem Anzeigeblock.

Die Hauptdämpfung des primären Signals, das in der Empfangsrahmenantenne PR induziert wird, ist auf seine orthogonale und symmetrische Anordnung in Bezug auf die Erregerrahmenantenne BP zurückzuführen. Eine Kompensationsvorrichtung, die mit der PR- Antenne an den Verstärkereingang angeschlossen ist, dient dazu, das verbleibende Primärsignal auf einen Pegel zu bringen, der mit dem sekundären induzierten Signal vergleichbar ist, das erscheint Der Sucher nähert sich den gewünschten Metallobjekten. Die Einstellung der Amplitude und der Phase der Kompensationsspannung wird durch variable Widerstände R1 bzw. R4 durchgeführt. Der Verstärker enthält sechs Stufen: den Eingang des Transistors T 1 , aperiodische (T2) Resonanz (T3), Begrenzer (T4), zwei aperiodische (T5 und T6). Die Verbindung zwischen den Transistoren T2, T3 und T5, T6 ist direkt. In dem Anzeigeblock werden zwei Arten von Anzeigen verwendet: visuell (durch Mikrometer) und akustisch (durch Ton in Handys). Der visuelle Anzeigekanal weist einen Detektor (Diode D 1 ) auf, an den ein Mikrometer mit 100 Mikrometer Durchmesser angeschlossen ist, der akustische Anzeigekanal besteht aus einem Verstärker (Transistor T7), einem Detektor (Diode D2) und einem Multivibrator (Transistoren T8, T9). Die Basisspannung T8 wird angelegt, die detektierte Diode D2. Seine konstante Komponente ist die Vorspannung an der Basis von T8, wobei sich die vom Multivibrator erzeugte Frequenz ändert und folglich die Tonhöhe der Telefone.

Die Empfindlichkeit des Verstärkers kann mit dem Schalter P 1 und einem stufenlos regelbaren Widerstand R 37 grob eingestellt werden, und die Empfindlichkeit des akustischen Anzeigekanals ist mit einem Widerstand R 26 variabel. Die Kaskade des Transistors T 4 ist das minimale Signal des resultierenden Signals (sekundäres und nicht kompensiertes primäres Signal). Ein solcher Begrenzer ermöglicht die Verwendung eines nicht kompensierten Primärsignals, dessen Amplitude mit der Amplitude des Sekundärsignals vergleichbar oder größer ist. Infolgedessen werden unregelmäßige Interferenzen (z. B. gepulst) wirksam unterdrückt. Wenn es einen Begrenzer gibt, können zusätzlich die Anforderungen an die Kompensationstiefe des Primärsignals gelockert werden. Schließlich erlaubt der Begrenzer, die Empfindlichkeit des Verstärkers gegenüber kleinen Änderungen des sekundären Signals zu erhöhen und die Einstellung der Kompensationseinrichtung zu erleichtern.

Aufbau

Das Gerät besteht aus einem Gehäuse, in dem sich die Antennen des Anregungs- und Empfangsgerüsts in einem Winkel von 45 ° zum Horizont befinden. die Halterung, in der das Gehäuse mit Antennen untergebracht ist, sowie Blöcke des Verstärkers und des Generators; Generatorblock mit Spannungsversorgung, Verstärkerblock mit Kompensationseinrichtung. Der Fall, in dem die Erreger- und Empfangsrahmenantennen fixiert sind, besteht aus Glasfaserdicke 4 mm in Form eines Zylinders mit einem Innendurchmesser 260 mm und Länge 700 mm . Um die Steifigkeit innerhalb des Körpers zu erhöhen, sind auch zwei Ringe aus Fiberglas hergestellt, die senkrecht zum Generator des Zylinders angeordnet sind. Der Körper wird durch Verkleben von Fiberglas mit Epoxidharz hergestellt. Anstelle von Glasfaser können andere Massenschichten (zum Beispiel Vinylkunststoff) verwendet werden.

Die Erreger- und Empfangsrahmenantennen werden an beiden Enden entlang ihrer Achse in den Zylinder eingeführt und mit Klammern gesichert. Antennen an Halterungen und Schrägen am Körper werden mit Schrauben befestigt; Nach dem Einstellen des Geräts werden die Befestigungspunkte mit Epoxidharz gefüllt. Antennenabstand entlang Zylinderachse (Abstand zwischen den Mittelpunkten) sollte ungefähr sein 450 mm . Die zylindrischen Erreger- und Empfangsantennenrahmen sind aus PCB gefertigt und mit Bakelit-Lack imprägniert. Der durchschnittliche Durchmesser der Wickelantenne 225 mm . Die Ringnut zum Stapeln der Antennenspulen hat Abmessungen (im Querschnitt) von 18 x 18 mm. Auf seine innere Oberfläche wird eine Kupferschicht durch elektrochemische Abscheidung aufgebracht, die als statische Abschirmung dient. Die Empfangsantenne enthält 800 Windungen aus PEL-Kabel 0,1, die aufregend sind - 400 Windungen (Tippen Sie auf die 10. Windung) des PEV-2 0,6. Von außen sind die Rahmenwindungen mit Kupfer- oder Messingband abgeschirmt. Um die durch die Bildschirme verursachten Verluste zu reduzieren, sollten Sie an 1-2 Stellen des Bildschirms enge Schlitze (Schlitze) lassen. Die Halterung, auf der sich die Geräteknoten befinden, besteht aus dickem Sperrholz. Seine Rückwand hat zwei Vorsprünge zum Befestigen der Riemen, die die Rückseite des Bedieners bedecken. An dieser Wand befinden sich Halterungen, an denen das Gehäuse mit Antennen abgelegt wird, die von Riemen gezogen werden. Die vordere Wand der Halterung hat links ein Scharnier und rechts eine Verriegelung, mit der der Bediener die Halterung anbringen und die vordere Wand schließen kann. Die Tragegurte sind an der Halterung befestigt, so dass die Belastung der Schultern des Bedieners aus den Blöcken an der Vorderwand der Halterung und dem Gehäuse mit Antennen an der Rückwand gleichmäßig verteilt wird. An den Seitenwänden der Halterung sind Kabel von der Erregerantenne zur Empfangsantenne befestigt. Der Generator des Geräts ist in einem Metallgehäuse montiert. Im unteren Abteil dieses Gebäudes befindet sich eine Batterie mit 15 Elementen des Typs 373 ("Mars"). Um den Zugang zum Batteriefach zu ermöglichen, ist der untere Deckel abnehmbar. Es hat eine Gummidichtung. Die obere Abdeckung (auch abnehmbar und versiegelt) dient als Frontplatte des Generators. Es ist an der Getinaksovaya-Platine befestigt, die hauptsächlich aus Teilen des Generators besteht. Auf der oberen Abdeckung des Generators befinden sich: Schalter Bk 1 ; Buchsenteil des Steckverbinders zum Verbinden des Generators mit der Rahmenantenne und der Verstärkereinheit; Sicherungshalter Pr1. Der Verstärker ist in einem separaten Metallgehäuse montiert und auf zwei parallel angeordneten getinaksovy-Leiterplatten montiert. Boards sind auf Gestellen an der oberen (vorderen) Platte angebracht. Dazwischen befindet sich ein elektrostatischer Bildschirm aus Folie getinaksa. Auf der Platine, die sich näher an der Frontplatte befindet, befinden sich die Details der ersten vier Verstärkerstufen und auf der zweiten Platine - den anderen Stufen. Bretter können an den Scharnieren geschwenkt werden, so dass alle Teile zugänglich sind. Auf der Vorderseite des Verstärkers befinden sich: Mikrometer; Steckerfuß; Verstärkersteuerungen; Kopfhöreranschlüsse. Die Wickeldaten der Transformatoren und die Drossel von Generator und Verstärker sind in Tabellenform aufgeführt. Um die Installation vor Feuchtigkeit zwischen der Frontplatte des Verstärkers und seinem Gehäuse zu schützen, sind Gummidichtungen angebracht.

Anpassung

Das Gerät ist in der folgenden Reihenfolge aufgebaut: Zuerst Schleifenantennen, dann einen Kompensator und schließlich einen Generator und einen Verstärker. Die Abstimmung der Schleifenantennen wird auf die Einstellung ihrer relativen Position reduziert, um ein minimales primäres Signal zu erhalten, das in einigen zehn Mikrovolt gemessen wird. Gefunden wurde die optimale Position der Antenne durch das Ausgießen der Befestigungselemente mit Epoxidharz starr fixiert. Um die erforderliche Tiefe der Unterdrückung des Primärsignals (etwa 100.000-fach) zu erhalten, können Sie kleine Einstellrahmen oder Metallplatten in der Nähe der Empfangsschleifenantenne verwenden. Nach der Einstellung werden sie auch mit Epoxidharz gegossen. Die Einstellung des Kompensators reduziert sich auf eine weitere Reduzierung des Primärsignals am Verstärkereingang durch sequentielle Einstellungen der variablen Widerstände R1 und R4. Die Einstellung des Generators und des Verstärkers weist keine besonderen Merkmale auf und wird daher hier nicht beschrieben. Bei richtiger Konfiguration sollte der Generator des Geräts die folgenden Parameter aufweisen: Betriebsfrequenz 12 kHz ± 60 Hz; Instabilität im Temperaturbereich –20 0 - +50 0 С - ± 120 Hz; Der Q-Faktor des aufregenden Rahmens beträgt etwa 30; Wirkleistung, die im spannenden Rahmen zugewiesen wird - nicht weniger als 0,8 W; Instabilität der Ausgangsspannung im Temperaturbereich -20 0 - +50 0 С - nicht schlechter als ± 5%. Die Verstärkerparameter sollten wie folgt sein: Abstimmfrequenz 12 kHz ± 120 Hz; Die relative Instabilität der Abstimmfrequenz im Temperaturbereich von -20 0 bis +50 0 С beträgt etwa ± 2%, und der Verstärkungsfaktor beträgt etwa das Zweifache.