Схемы металлоискателей MD4U

Датчик для АКА DD

Итак, с чего началось эта разработка: в моем «арсенале» сейчас ветеран - Гроза – 3 с «родным» датчиком «кольцо», «гостевой» Квазар Ф3 с зоопарком разнообразных датчиков и основной ходовой прибор – Сорекс Про, с датчиками 15” 3кГц (практически не используемый), и основным (пока) датчиком 6х10” 7кГц. Поскольку сорекс покупался давно – ВЧ датчики были еще «не в моде», потому такой выбор был, но с ходом времени я как – то утвердился во мнении – что пусть не основным, но ВЧ датчик надо иметь.
Опять же – копарь я не удачливый, потому в полях бываю не часто (или наоборот – нечасто, потому и неудачливый:)), времени на выезды мало. Нет у меня и каких – то мест постоянного копа – да и конкуренция в центре Беларуси лютая, все что есть на картах – выбито неоднократно, одна надежда на перепашки, ошибки коллег – конкурентов, да тщательный подбор датчиков. Мало ли – может с высокой частотой там еще не ходили, потому пропустили что – нибудь…
Поэтому задача свелась к следующему ТЗ на разработку второго основного датчика для АКА Сорекс:
1) Частотой около 13-15кГц, достаточной для средних веков, металлопластики (обидно, понимаешь, – крестики за столько лет находил считанные разы!), имперки, и с шансом на золото/пляж (хоть я туда и не ходок пока, но мысли есть).
2) Форма эллипс, DD, для сужения полосы захвата – чтобы не теряться на среднемусорном месте - размер, близкий к АКА 6х10” (она мне в поле очень глянулась), но лучше чуть поглубже - сделаем чуть пошире – 7". Длина 10” – нормальная, можно даже чуть удлинить.
3) Одинаково эффективная по глубине на всю длину датчика – для малого перекрытия махов и большей «ометаемой» за время поиска площади (мы же помним – времени на коп у меня очень мало, за сезон не больше 15- 20 часов набирается). Вот у 6х10 на концах эллипса зона пересечения катушек сужается, там чуйка поменьше чем в центре, заметно. То есть для поиска без пропусков – надо перекрывать предидущий мах на 30-40%. А это все драгоценное время…Посему – делаем форму катушек – вытянутым эллипсом, срезанным по острым вершинам, тогда зона пересечения (а значит и максимальной чуйки) – будет примерно одинаковой по всей длине датчика. И перекрытие маха нужно будет делать на 15-20%. Нормально..
4) Для термической и механической стабильности применим следующие «фичи»: - вакуумформованный корпус из белого АБС – будет у меня «блондинка», запас по высоте корпуса для двойного, сверху и снизу, тканевого армирования заливки, заливка для снижения ТКР – вся с микросферой, это еще и снизит вес датчика.
5) Для основного датчика – вес не более 500г, лучше – меньше. Ну тут все известно – плотная увязка катушек, заливка с микросферой, пенопластовые вставки – без фанатизма.
Что у нас тогда получается? А получается – примерный аналог очень неплохого штатного датчика заслуженно легендарного Fisher F75 DD 7x11” 13кГц.
Что ж, начнем, потихоньку.

Корпус 260х174 (7х11).
Длина намотки 600мм.
Частота планировалась без разноса (реально получилось около 350 Гц, некритично), ТХ - 14,61 кГц, RX – 14,25 кГц.
1) Моделирование формы в T-FLEX, прога на чпу, фрезеровка формы из МДФ 19мм, фрезеровка и вклейка ушей, термовакуумная формовка корпуса. Глубина под катушки получилась 16/19 мм, одна катушка (RX) ложиться в углубление 19, вторая – верхняя (ТХ) ляжет в параллельной плоскости на глубине 16, что положительно скажется на сведении.
2) Вклейка ушей (вставки из 2х слоев текстолита + ткань ХБ и усиления под них тканью с пропиткой. 5мл эпоксидки. Внимание! Сверлить уши под болт надо после вклейки ушей и отверждения эпоксидки – в моем корпусе после монтажа гермоввода это будет неудобно! Сверлить – с «подпором» - деревянной вставкой между ушей! Иначе – на выходе сверло порвет АБС (у меня так и случилось, забыл про подпор – некритично, но досадно).
3) Сверление под гермоввод PG7, припайка провода экрана – 0,22 обожженый, зашкуренный, луженый, «буквой S» - с подпайкой в центре отвода экрана.
4) Заграфичивание графитом на цапоне, с разрывами, верх корпуса защищен от графита скотчем. Лучи – перемычки - усилители жесткости корпуса не экранировались.
5) Изоляция + армировка корпуса тканью на эпоксидке поверх экрана. 10-15мл эпоксидки. Вклейка и монтаж гермоввода.
6) Намотка катушек, с увязкой нейлоновой нитью, с шагом около 30мм, подбор контурных конденсаторов, установка обмоток в корпус с фиксацией пенопластовыми клиньями – прижимами, с вырезами под катушки. В зонах пересечения катушек ТХ – РХ между ними проложено два слоя ткани. Для облегчения сведения и уменьшения влияния на систему кабеля и конденсаторов контуров – они расположены вне зоны пересечения катушек, внутри катушки RX.
В теории – датчики на АКА мотают одинаковым алюминиевым проводом, с одинаковым количеством витков.. но это не догма. Можно и по – другому.
Вот как получилось у меня, провод - медь:
TX – 66 витков провод 0,315 – сопротивление 10,7 ом, индуктивность 2,5мГ. По проге С – 0,047, реальная по Ф3 – 14,61кГц, максимальный ток 76мА, добротность 12,8.
RX – 89 витков провод 0,22 – сопротивление 25 ом, индуктивность 7,3мГ. По проге С – 0,016, реально -0,022, частота по генератору 14,25кГц.

Из форума:
При резонансе RX ниже ТХ - лучше давятся верхние гармоники (ступеньки) и зеркальные, гармониковые каналы приема.
- так и получилось, разнос 350Гц
Сопротивление катушек АКА от 6 до 15 Ом.
Датчик 6х10 7кГц «родной», мои замеры:
6736Гц RX, сопротивление 10,3 Ом. – У меня получилось почти так же по сопротивлению.

7) Сборка – спайка датчика по схеме, монтаж кондеров, предварительное сведение до десятков мВ по осциллографу. Заделка конца кабеля от протекания эпоксидки – клеем ПВА.
Заливка эпоксидкой с микросферой для фиксации катушек. Оставлена свободно для сведения центральная часть TX. 20мл эпоксидки.
9) Вторичное сведение датчика. Свелось до 7-11мВ. Есть точка перехода через ноль по флиндту, минимальный уровень разбаланса по квазару Ф3 – 230мВ. Перепайка выводов приемного контура – получился двойной сигнал, датчик «размазывает». Вернул как было.
10) Заливка для окончательной фиксации катушек эпоксидкой с микросферой, вклейка пенопластовых вставок и тканевых свертышей в лучах корпуса. 30 мл эпоксидки.
11) Вторая заливка под экран – эпоксидкой с микросферой, армировка тканью. Проверка сведения – 230мВ (на токе 40мА). Выведена петля и отвод для экрана. 40-45мл эпоксидки.
12) Вклейка луженки экрана на точки термоклея, подпайка его к отводу. Защита скотчем края корпуса от выхода экрана наружу. Экранирование.
13) Вклейка на быструю эпоксидку площадки из ткани в месте петли. Досведение петлей и доводчиком – петелька изолированного провода «восьмеркой» 3х1 витков. Свел до 230 мВ на половине тока – 37мА, на максимальном токе 71мА – 450мВ. Вообще – разбаланс здесь взялся – из кабеля датчика, осциллограф подключенный напрямую на обмотку RX – показал минимальное сведение практически в ноль. Но поскольку величина разбаланса с кабелем – вполне приемлимая что для Квазара, а тем более для Сорекса (там динамический диапазон выше) – кабель менять не стал. Хоть и подключен он там «по феншую» – проводники ТХ «диагонально» сечению кабеля.
14) Финишная заливка (около 50 мл эпоксидки с микросферой..итого всего около 160-180мл, с отвердителем – масса смолы около 200грамм..)
15) Проверка – баланс не ушел, сверление ушей (надо было по п.2), обрезка корпуса – шлифовкой на ленте настольного шлифстанка.

Эпоксидка – брал ЭД20 с отвердителем ПЭПА, покупал «в развес» на фирме Поликарбо, Минск. Рекомендую. Хорошая смола, покупал три года как, до сих пор отлично работает. Дозировал шприцами по обьему, 10х1, за ночь схватывается как миленькая. Микросферы в заливку брал по разному, где нужна была пропитка армирующей ткани или смола заливала катушки – там пожиже, для пропитки обмоток и армировки, на обьемную заливку – погуще, почти до потери текучести. Армировка – х/б ткань средней плотности. По всей площади датчика плюс пропитанные смолой «рулончики» в лучах датчика. Да, знаю что кошерней было бы стеклоткань – но я ее не люблю, работать с той что у меня - мука сплошная – расползается, формуется так себе, ну и стеклянные волокна – обрезки эти – дрянь та еще. Исчешешься весь. А х/б ткань с эпоксидной пропиткой – вполне себе выход из положения, это было проверено еще с времен почти былинных – на моем первом нормально работающем Wolkshturm. Заодно – армировка в моем датчике работает как проставка между катушками и графитовым экраном сверху и снизу, чтобы исключить случайное замыкание на экран и уменьшить наводки между экраном и обмотками.
В оригинальных датчиках АКА армировки вроде нет – но там и корпус другой, литой, пожестче. Армировка моего датчика – это как бы попытка приблизить жесткость вакуумноформованного корпуса к литому.
Масса с кабелем и разъёмом - 460г после обрезки корпуса.
Много это или мало? – Посмотрим на прочие датчики:
Датчики АКА в облегченной заливке:
6х10"Н 14Кгц - 360гр.
10"С 7КГц - 520гр.
9х12"Н 14КГц - 570гр.
15"С 3КГц - 740гр.
Аналоги в том же размере:
катушка DD 7х11" Gold Hunter Frogman B75 – 500гр.
Катушка Fisher 11" DD для F70, F75 – 515г
Nokta Makro RC29 7x11" DD – 600гр.
То есть по массе – меньше аналогов того же размера на 40 – 140гр. Неплохо..
Испытания:
Еще на столе в процессе сведения на Квазаре Ф3 стало понятно – датчик в целом получается. Даже в неблагоприятной электромагнитной обстановке – барьер 4-5 уже убирает ложняки. Чуйка на 5 копеек СССР – 25-26см четкого дискрима на токе 40мА, максимальный ток – 75мА добавляет еще несколько сантиметров. Датчик вполне может работать и на квазаре – что радует, по разьему я собирал Квазар – совместимым с АКА по разьему датчика. «Недостаточный» для Квазара разнос частот компенсируется - малым (для Квазара) количеством витков приемной катушки, без потери стабильности.
На «Сорексе» датчик определился с частотой 15,5кГц – ну это нормально, прибор при определении датчика сам добавляет сдвиг по частоте, для НЧ и ВЧ - разный, в моем случае добавилось 900Гц, разнос с RX получился 1.25кГц.
Немного понервничал при БГ после адаптации датчика – автобаланс не работал, вектор баланса был вообще вертикален! Но в ручном режиме тут же наклацал сдвиг базовой фазы F0 до -89 градусов, вышел кнопкой пина для сохранения настроек, потом снова нажал БГ – все, вектор горизонтален, автобаланс работает. Выдохнул…
И первые ощущения: датчик тихий, стабильный, механически жесткий – практически не ложнячит даже на стерне, при усилении 5 и чуйке 19 из 21. Полоса захвата – как и ожидалось, примерно одинаковая по чуйке по всей длине датчика, пинпойнтинг удобный, центр цели хорошо определяет. Крестить сигнал конечно надо, все ж DD есть DD. Специально монетки не закапывал, но на прихваченной с собой 5 копеек СССР по воздуху получилось что – то около 30-32см четкого дискрима. Погулял с часа полтора по месту бывшего фольварка – ни одной монетки, это не удивляет – место хоженое – перехоженое, но мелкой цветной жбони полкармана собралось. Крупное железо оцветняется, но это нормально и с НЧ датчиками. На ближние крупные цели – перегруз такой же как и у штатной катушки. Вес катушки комфортный, часами можно ходить. Нагрев на солнце минимальный, блондинка жеж. В общем – получилось неплохо, могу уже рекомендовать для повторения.

Модель и прогу в Артакам не могу выложить из - за ограничения форума, а вот вектор в DXF для повторения - держите, в архиве:

Маленькое пояснение - что есть "доводчик" баланса:

это от такая плоская катушечка, провод 0,2-0,3мм эмалированный, концы спаяны, три витка намотаны с большим шагом на любом подходящем коническом предмете (на конце шариковой ручки например), чтобы при сжатии полученной "пружинки" образовалась эдакая плоская катушка. По замыслу - в ней наводится ток ТХ, а во второй половинке "восьмерки - из одного витка - наведенный ток излучает поле противоположного знака - за счет перекрута восьмерки посередине. Перемещая по поверхности датчика в месте пересечения катушек, ей можно вертеть баланс датчика гораздо удобнее и в большем диапазоне, чем это может сделать феррит, и в отличии от феррита - делать это можно гораздо точнее, изгибая провод восьмерки уже прихваченной местами клеем. И кроме того - в отличии от того же феррита - "доводчик" - плоский, его проще спрятать в заливку или просто пришлепнуть куском ткани на эпоксидке после сведения.
Не бог весть какой "велосипед", доводку "восьмеркой" можно увидеть на рентгене некоторых фирменных датчиков - но вот асимметричной ее я еще не видел, ну в в целом - оказалось очень удобно.

Наверно сложнее и муторней столько написать, чем сделать. Зачёт!

Не увидел в описании, какой кабель использовали.

Я каждый свой новый датчик так делаю. Издержки образования - инженер - технолог, это иногда диагноз.
Есть несколько моментов, просто уже вбитых, как - то:
- Без внятного ТЗ - результат х.з.
- всегда документировать шаги и этапы, чтоб если а) все получится - мог повторить, и не только ты сам, б) не получится - понять почему чтобы потом не топтать те же грабли.
- внимание к деталям, материалам, режимам, расходам... технология это главный источник экономии.. Но это уже оффтоп.
Кабель - 4х0.35 в общем экране. Примерно такой же применяют в АКА, только потоньше.
По делу - потестил сегодня еще раз этот свой датчик 7х11 15кГц и АКА 6х10 7 кГц, по воздуху, дома на одних и тех же целях. Монеты 5 копеек ссср, монеты 3 и 5 копеек Н2, свинцовая пломба, крестик алминиевый, еще там что - то.. Так вот - по нашей "стандартной" цели - 5 копеек ссср - датчики одинаковые почти. 32 см четкого дискрима - на обоих датчиках при одинаковых настройках.
Но - есть ньюанс! Форма самодельного датчика себя оправдала - на 6х10 АКА разница между чуйкой по центру и острым концам эллипса - не менее 5 см, а в моем "квадратише" - около 1 см всего, трудно даже уловить на глаз. Значит, меньше пропусков на глубине, меньше нужно перекрытие махов.
Еще - чуйка на свинец у 14 кГц заметно выше оказалась. Ожидаемо. По меди - так же, даже может на 1см меньше.

Фото для сравнения: блондинка 15кГц и брюнетка 7кГц.

Хорошо видна разница в ширине катушек по концам датчика - что и обусловило преимущество "блондинки" в глубине захвата по длине датчика.
Под изолентой на "брюнетке" - доводочный кусочек феррита, надо бы заменить на проволочный "доводчик", да все руки не доходят.

Забейте вы на этого флиндта ,и на разрывы в графитовом экране тоже забейте.
Они,если и нужны,только для собственного самоуспокоения.

Насчет флиндта согласен применительно некоторых приборов, начет зазоров - вы не правы.

В архиве по ссылке - вся инфа по датчику. Техпроцесс, вектор, модель, фото.
Пользуйтесь.
https://disk.yandex.ru/d/hKiZI_wvT1ZDKw

Вы можете отключить эти сообщения.