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 недостатка 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” . Такой датчик можно рекомендовать тем радиолюбителям, которые испытывают затруднения при изготовлении проволочных датчиков, а также для подводного использования.