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METALLROHRDETEKTOR

METALLROHRDETEKTOR

Das Gerät ermöglicht das Auffinden von Erdkabeln und Metallpipelines aller Art in einer Tiefe von 1,5 - 1,5 m. 2 m , um einzelne Metallobjekte (Rohrabschnitte, Schachtabdeckungen, Bleche von mindestens 250 X) (in gleicher Tiefe) zu erkennen 250 mm ) und auch die Position der erkannten Objekte im Plan mit einem Fehler von bis zu 20 zu bestimmen 30 cm .

Strukturell besteht der Sucher aus zwei Hauptknoten einer Induktionsanlage mit zueinander orthogonalen (entlang der Achse beabstandeten) Anregungs- und Empfangsrahmenantennen und einer Elektronikeinheit, die einen Generator und einen Empfänger umfasst. Rahmenantennen sind in einem starren Zylinder mit einem Durchmesser angeordnet 260 mm und Länge 700 mm aus Fiberglas. Sie haben einen elektrostatischen Schirm in Form einer Kupferschicht, die auf der äußeren Oberfläche des Kunststoffrahmens aufgebracht ist. Die elektronische Einheit und der Zylinder sind auf einer starren Halterung montiert, die mit Tragegurten versehen ist. Einstellorgane (Schalter, Potentiometer sowie Anschlüsse, eine optische Anzeige und Telefonbuchsen) sind auf den oberen Platten des Generators und Empfängers angebracht.

In Übersee- Rohr-und-Draht-Detektoren hat sich die Installation mit vertikal spannenden und horizontalen Empfangsrahmenantennen durchgesetzt. Wenn eine solche Anlage entlang eines Profils senkrecht zur Kabel- oder Pipelinetrasse bewegt wird, erweist sich die Änderung der Kurve des sekundären induzierten Signals als asymmetrisch und hat zwei Extremwerte (Maximum und Minimum und mit phasenempfindlicher Anzeige zwei Maxima) verschiedener Größen abseits der Kabelstrecke (Pipeline). Um die Route zu bestimmen, ist es gleichzeitig notwendig, das Profil zweimal in entgegengesetzte Richtungen zu führen und Messungen auf dem Boden durchzuführen (den mittleren Abstand zwischen zwei Markierungen zu bestimmen). Dieses Gerät ist frei von diesem Nachteil: aufgrund der Lage der Rahmenantennen in einem Winkel von 45 0 und 135 0 zum Horizont, ermöglicht es Ihnen, maximale Messwerte direkt über der Spur des Objekts zu erhalten, sowie Objekte, die parallel sind, in kleinen Abständen in der horizontalen Ebene zu teilen 2 m ).

Schematische Darstellung

Die elektronische Einheit besteht aus einem Generator, der auf der Anregungsrahmenantenne geladen ist, und einem Verstärker mit einer Empfangsrahmenantenne. Letzteres umfasst auch eine Kompensationseinrichtung, die dazu dient, das primär induzierte Signal (dh das Signal, das direkt von der Anregungsantenne zu der Empfangsantenne induziert wird) fein (Feinabstimmung) zu kompensieren. Der Eingang der Kompensationseinrichtung ist direkt mit dem Generator verbunden. Beide Einheiten werden von Batterien versorgt, die sich in der Generatoreinheit befinden. Die Generatoreinheit (Fig. 1) besteht aus einem Hauptoszillator (T 1 ), einer Anpassungsstufe (T2), zwei Verstärkerstufen (T3, T4, T5) und einem Endstufenverstärker (T6, T7). Der Hauptoszillator, der auf eine Frequenz von 12 kHz abgestimmt ist , wird gemäß einem Dreipunktschema mit kapazitiver Kopplung zusammengebaut. Die Spule L1 des Schwingkreises ist auf einen Kern vom Typ TCHK-55P gewickelt und weist eine Induktivität von etwa 25 mg auf . Die Anzahl der Windungen des Wickelns und Zurückziehens wird während der Einstellung ausgewählt.

Um den Einfluss der Parameter des Transistors T 1 auf die Erzeugungsfrequenz zu reduzieren, wurde eine Teilschaltung der Schaltung an die Kollektorschaltung angelegt. Die Versorgungsspannung des Master-Oszillators wird durch die Zener-Diode D1 stabilisiert. Der Emitterfolger , der an dem Transistor T2 zusammengebaut ist, beseitigt den Effekt von Laständerungen an dem Hauptoszillator. Der Thermistor R5 behält die notwendige Stabilität der Ausgangsspannung im Betriebstemperaturbereich bei. Transformator Tr 1 - passend. Die Vor-End- und Ausgangsstufen des Verstärkers werden auf T4-T7-Transistoren unter Verwendung einer Gegentakt- Transformatorschaltung hergestellt. Die anregende Rahmenantenne ist über einen Kondensator C 9 mit den Transistoren T6, T7 verbunden. Die Dioden D2-D5 dienen dazu, einen thermischen Durchbruch der Transistoren T6, T7 bei einer Erhöhung ihrer Temperatur zu verhindern; Um diese Transistoren im Falle eines Kurzschlusses des Verstärkerausgangs zu schützen, dient die Pr1-Sicherung mit einem Nennstrom von 0,15 a. Vom Ausgang des Generators wird die Spannung über einen Spannungsteiler und einen Transformator Tp 2 an den Eingang der Kompensationseinrichtung angelegt. Um die elektrische Kompensation zu erleichtern, kann ein Polaritätsschalter Tp 2 in das Gerät eingegeben werden. Die Erregerbandantenne BP ist durch Teilschaltung auf die Ausgangsimpedanz des Generators abgestimmt. Um die Strahlungsleistung zu erhöhen und die nichtlineare Verzerrung des Anregungssignals zu reduzieren, wird die BP-Antenne auf Resonanz bei der Betriebsfrequenz abgestimmt. Um den Generator vor dem unkorrekten Einschluss von Batterien zu schützen, ist eine Diode D6 installiert. Mars-Batterien (373) werden in der Stromversorgungsbatterie verwendet, um sicherzustellen, dass der Sucher für ungefähr 50 Stunden kontinuierlich arbeitet. Während der Arbeit mit den Pausen erhöht sich die Lebensdauer der Elemente. Der Empfang des Suchers (siehe das Diagramm in Fig. 2) besteht aus der Kompensationseinrichtung des Verstärkers und des Anzeigeblocks.

Die Hauptdämpfung des Primärsignals, die in der Empfangsrahmenantenne PR induziert wird, ist aufgrund ihrer Position orthogonal und symmetrisch in Bezug auf die Erregerrahmenantenne BP. Eine Kompensationseinrichtung, die mit der PR- Antenne an den Verstärkereingang angeschlossen ist, dient dazu, das restliche Primärsignal auf ein Niveau zu bringen, das mit dem sekundärinduzierten Signal, das erscheint, vergleichbar ist Der Suchende nähert sich den gewünschten metallischen Objekten. Das Einstellen der Amplitude und Phase der Kompensationsspannung wird durch variable Widerstände R 1 bzw. R 4 ausgeführt. Der Verstärker enthält sechs Stufen: der Eingang am Transistor T1, aperiodisch (T2) resonant (T3), Begrenzer (T4), zwei aperiodisch (T5 und T6). Die Verbindung zwischen den Transistoren T 2 , T3 und T5, T6 ist direkt. Im Block der Indikatoren werden zwei Arten von Indikationen verwendet: visuell (durch Mikroamperemeter) und akustisch (durch Ton in Telefonen). Der optische Anzeigekanal weist einen Detektor (Diode D 1 ) auf, an den ein 100 Mikrometer Mikroamperemeter 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 an die detektierte Diode D2 angelegt. Seine konstante Komponente ist die Vorspannung an der Basis von T8, mit einer Änderung, in der sich die Frequenz ändert, die durch den Multivibrator erzeugt wird, und folglich die Tonhöhe des Tons in den Telefonen.

Die Empfindlichkeit des Verstärkers kann grob mit dem Schalter P1 und einem stufenlos einstellbaren Widerstand R37 eingestellt werden, und die Empfindlichkeit des akustischen Anzeigekanals ist variabel mit dem Widerstand R26 . Die Kaskade am Transistor T4 ist das Minimalsignal des resultierenden Signals (sekundär und unkompensiert primär). Ein solcher Begrenzer erlaubt die Verwendung eines unkompensierten Primärsignals, dessen Amplitude vergleichbar oder größer als die Amplitude des Sekundärsignals ist. Infolgedessen wird eine irreguläre Interferenz (z. B. gepulst) wirksam unterdrückt. Zusätzlich, wenn ein Begrenzer vorhanden ist, können die Anforderungen an die Kompensationstiefe des Primärsignals gelockert werden. Schließlich ermöglicht der Begrenzer, die Empfindlichkeit des Verstärkers für kleine Änderungen des Sekundärsignals zu erhöhen und die Einstellung der Kompensationsvorrichtung zu erleichtern.

Bau

Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse, in dem die Anregungs- und Empfangsrahmenantennen in einem Winkel von 45 ° zum Horizont angeordnet sind; die Halterung, die das Gehäuse mit Antennen aufnimmt, sowie Blöcke des Verstärkers und des Generators; Generatorblock mit Netzteil, Verstärkereinheit mit Kompensationsgerät. Der Fall, in dem die Anregungs - und Empfangsrahmenantennen befestigt sind, besteht aus Glasfaser mit einer Dicke von 4 mm in Form eines Zylinders mit einem Innendurchmesser 260 mm und Länge 700 mm . Um die Steifigkeit im Inneren des Körpers zu erhöhen, sind auch zwei Ringe aus Fiberglas, senkrecht zum Generator des Zylinders angeordnet. Der Körper wird durch Kleben von Glasfaser mit Epoxidharz hergestellt. Anstelle von Glasfaser können andere Massenschichten (z. B. Vinylkunststoff) verwendet werden.

Im Inneren des Zylinders entlang seiner Achse sind die anregenden und empfangenden Rahmenantennen an beiden Enden eingefügt und mit Klammern befestigt. Antennen an Halterungen und Abschrägungen am Körper sind mit Schrauben befestigt; Nach dem Setzen der Befestigungspunkte des Geräts Epoxidharz einfüllen. Antennenabstand entlang Zylinderachsen (der Abstand zwischen ihren Zentren) sollte ungefähr sein 450 mm . Zylinder der Erreger- und Empfangsantennen von zylindrischer Form werden aus PCB hergestellt und mit Bakelitlack imprägniert. Der durchschnittliche Durchmesser der Wicklungsantenne 225 mm . Die Ringnut zum Stapeln der Antennenspulen hat Abmessungen (im Querschnitt) von 18 x 18 mm. Eine Kupferschicht, die als statischer Schirm dient, wird auf ihrer inneren Oberfläche durch elektrochemische Abscheidung abgeschieden. Die empfangende Antenne enthält 800 Windungen des PEL-Drahts 0.1, aufregende - 400 Umdrehungen (Abgriff von der 10. Umdrehung) Drähte des PEV-2 0.6. Von außen sind die Rahmenwicklungen mit Kupfer- oder Messingband abgeschirmt. Um die Verluste der Bildschirme zu reduzieren, sollten an 1-2 Stellen des Bildschirms schmale Schlitze (Schlitze) gelassen werden. Die Halterung, auf der sich die Geräteknoten befinden, besteht aus dickem Sperrholz. Seine Rückwand hat zwei Vorsprünge zum Befestigen der Gürtel, die den Rücken des Bedieners abdecken. An dieser Wand sind Halterungen, wo der Koffer mit Antennen verlegt ist, durch Gurte gezogen. Die vordere Wand der Halterung hat ein Scharnier auf der linken Seite und eine Verriegelung auf der rechten Seite, die es dem Bediener ermöglicht, die Halterung anzubringen und dann die vordere Wand zu schließen. Die Tragegurte sind an der Halterung befestigt, so dass die Last auf den Schultern der Bedienperson von den an der Vorderwand der Halterung befindlichen Blöcken und dem Gehäuse mit an der Rückwand befindlichen Antennen gleichmäßig verteilt wird. An den Seitenwänden der Halterung sind Kabel von der Anregungsantenne zur Empfangsantenne befestigt. Der Generator des Geräts ist in einem Metallgehäuse montiert. Im unteren Abteil dieses Gebäudes befindet sich eine Batterie von 15 Elementen des Typs 373 ("Mars"). Um den Zugang zum Batteriefach zu ermöglichen, ist die untere Abdeckung abnehmbar. Es hat eine Gummidichtung. Die obere Abdeckung (auch abnehmbar und abgedichtet) dient als Frontplatte des Generators. Es ist an der Getinaksovaya-Platine, die hauptsächlich Teile des Generators montiert ist. Auf der oberen Abdeckung des Generators sind platziert: Schalter Bk 1 ; ein Buchsenteil zum Verbinden des Generators mit der Erregungsschleifenantenne und der Verstärkereinheit; Sicherungshalter Pr1. Der Verstärker ist in einem separaten Metallgehäuse montiert und auf zwei parallel angeordneten gettinaksovy Platinen montiert. Die Boards sind auf Racks an der oberen (vorderen) Platte angebracht. Zwischen ihnen gibt es einen elektrostatischen Bildschirm, der aus Folie getinaksa gemacht ist. Auf der Platine, die sich näher an der Frontplatte befindet, befinden sich die Details der ersten vier Verstärkerstufen und auf der zweiten Platine die restlichen Stufen. An den Scharnieren können die Platten geschwenkt werden, so dass alle Teile zugänglich sind. Auf der Frontplatte des Verstärkers sind platziert: Mikroamperemeter; Verbindersockel; Verstärkersteuerungen; Kopfhöreranschlüsse. Die Wicklungsdaten der Transformatoren und die Drossel des Generators und Verstärkers sind tabellarisch dargestellt. Zum Schutz der Installation vor Feuchtigkeit zwischen der Frontplatte des Verstärkers und seinem Körper platziert Gummidichtungen.

Anpassung.

Das Gerät wird in der folgenden Reihenfolge aufgestellt: zuerst Rahmenantennen, dann ein Kompensator und schließlich ein Generator und ein Verstärker. Die Abstimmung der Rahmenantennen wird auf die Einstellung ihrer relativen Position reduziert, um das minimale Primärsignal zu erhalten, das in Dutzenden von Mikrovolt gemessen wird. Die optimale Position der Antennen gefunden sind starr durch Gießen von Befestigungselementen mit Epoxidharz fixiert. Um die erforderliche Unterdrückungstiefe des Primärsignals (ca. 100.000 Mal) zu erhalten, können Sie kleine Einstellrahmen oder Metallplatten in der Nähe der Empfangsantenne verwenden. Nach dem Abbinden werden sie ebenfalls mit Epoxidharz ausgegossen. Die Einstellung des Kompensators wird durch sequentielle Einstellungen der variablen Widerstände R 1 und R 4 auf eine weitere Reduzierung des Primärsignals am Verstärkereingang reduziert. Die Einstellung des Generators und des Verstärkers weist keine speziellen Merkmale auf und wird daher hier nicht beschrieben. Bei richtiger Konfiguration sollte der Generator des Geräts folgende Parameter haben: Betriebsfrequenz 12 kHz ± 60 Hz; Instabilität im Temperaturbereich -20 0 - +50 0 С - ± 120 Hz; Q-Faktor des spannenden Rahmens - etwa 30; Wirkleistung, die im anregenden Rahmen zugewiesen ist - nicht weniger als 0,8 W; Ausgangsspannung Instabilität 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 -20 0 - +50 0 С beträgt etwa ± 2% und der Verstärkungsfaktor beträgt etwa 2-mal.