Альтернативные датчики для
металлоискателя Кощей-18М(ВМ8043)
Часть 5. Печатный датчик
Работа
над этим проектом была начата нами более двух лет назад. Основной предпосылкой для создания такого датчика было желание
упростить изготовление и настройку датчиков для Кощея-18М, т.к. эти операции при изготовлении
проволочных датчиков оказались по силам не всем радиолюбителям. За это
время была проделана серьезная работа по
моделированию, макетированию и полевым испытаниям. Был найден наиболее
оптимальный вариант датчика и подготовлено его серийное производство. В
настоящее время такое серийное производство освоено фирмой Мастер Кит и печатные
датчики для Кощея-18М(ВМ8043) появятся в мастеркитовских каталогах в самое ближайшее время.
Собственно
сам датчик представляет собой многослойную печатную плату диаметром 254мм. В
центре имеется отверстие диаметром 56мм. Обмотки всех катушек, а также
электростатические экраны выполнены в виде печатных проводников в разных слоях
платы. Такая плата имеет массу всего около 170гр.
Подключение
датчика не составляет проблем – благодаря конструктивным решениям, такой датчик
не нуждается в дополнительных компенсирующих RC цепях. Ниже показан вариант
подключения для 7-ми и 10-ти контактных разъемов с помощью кабеля AWM2919.
А здесь показан вариант подключения с помощью кабеля UNITRONIC LIYCY_CY 3x0.25
Крепление
датчика к штанге осуществляется с помощью пластикового кронштейна. На этом же
кронштейне крепится гермоввод кабеля. Как правило, печатный
датчик не нуждается в дополнительной балансировке. Но от партии к партии возможен
небольшой технологический разбаланс, который можно
легко устранить укладкой разделанных выводов
кабеля в полости под кронштейном. Поэтому сразу после подпайки кабеля желательно
проконтролировать баланс. Для этого нужно подключить датчик к прибору, включить
сервисный режим и проверить баланс при усилении равном 8. Если разбаланс по шкалам X и Y менее ±30%, можно прикручивать кронштейн. Если больше, то
нужно аккуратно с помощью деревянной палочки (зубочистки и т.д.) переложить
выводы кабеля RX1,RX2,TX1,TX2 в полости под кронштейном, наблюдая
за состоянием баланса. Эти выводы выполняют ту же роль, что и настроечная петля
в проволочном датчике.
После
достижения баланса кронштейн аккуратно прижимается к датчику и крепится с
помощью нержавеющих саморезов.
Затем полость под кронштейном желательно заполнить эпоксидным компаундом. Это придаст узлу
дополнительную механическую прочность, зафиксирует кабельные выводы и обеспечит
герметичность, что актуально, например, для подводных поисков. Для этого между “ушами”
сверлится технологическое отверстие диаметром 5-6мм, через которое
закачивается компаунд.
Компаунд представляет собой смесь эпоксидного клея с наполнителем (аэросилом или обычной мукой), разведенная до густоты
сметаны. Отвердитель в нужной пропорции тоже не забываем добавить. Для закачки
компаунда удобно использовать медицинский одноразовый шприц (без иглы) объемом
10-20 куб. см.
После
застывания компаунда датчик практически готов к использованию.
Последняя
операция, которую нужно выполнить – это фазовая калибровка тракта. Подключаем
датчик к Кощею-18М и выполняем фазовую
калибровку вместе с этим датчиком.
Делаем это тем же способом, который описан в предыдущих главах. Для частоты
7кГц получаем фазовый сдвиг 111.0 градуса, для 14кГц – 160.4 градусов. Эти
цифры могут отличаться в небольших пределах для разных партий датчиков. Далее включаем
поисковые режимы, подносим к датчику различные типовые мишени и убеждаемся в
том, что прибор их обнаруживает и правильно распознает.
Выводы
При лабораторных испытаниях были получены следующие параметры:
Масса датчика(включая кабель и пластиковый болт) – 360гр.
Дальность обнаружения 5коп. СССР по воздуху (в селективном режиме) – 30см.
Потребление на частоте 7кГц – 159мА.
Потребление на частоте 14кГц – 84мА.
Электрический баланс сохраняется в диапазоне температур -17…+60 градусов Цельсия.
Из приведенных цифр видно, что глубина обнаружения 5-ти копеечной монеты такая же, как у 20-ти сантиметрового проволочного датчика. При этом печатный датчик обладает рекордно низкой массой и отличной термостабильностью. К важным положительным свойствам этого датчика нужно также отнести его работоспособность в морской воде. Подробнее об этом можно почитать здесь.
Очевидных недостатков у этого датчика два. Первый – это сравнительно высокая стоимость, обусловленная стоимостью многослойной печатной платы. Второй недостаток – это слабоватая механическая защита. Для серьезной эксплуатации такой датчик желательно дополнительно проклеить сверху и снизу стеклотканью или тонким стеклотекстолитом.
Отдельно следует остановиться на своеобразной селективности такого датчика. Дело в том, что этот датчик практически не чувствует мелкие фольгообразные объекты на частоте 7кГц. А вот на частоте 14кГц чувствительность к таким объектам уже почти такая же, как у проволочного датчика. Однозначно назвать это достоинством или недостатком нельзя. Иногда это хорошо – например, при поисках на замусоренных местах. Иногда плохо – например, при поисках очень мелких монет (т.н. “чешуи”). Поэтому при поисках следует учитывать эту особенность.
Подводя итог, можно сказать, что печатный датчик вполне достойно вписался в дружную семью “альтернативных датчиков” J. Такой датчик можно рекомендовать тем радиолюбителям, которые испытывают затруднения при изготовлении проволочных датчиков, а также для подводного использования.