Пристрій пошуку підземних електромереж

Прилад призначений для пошуку електромереж змінного струму під землею та в каналах бетонних та цегляних будівель, їх місцезнаходження та глибину залягання.

В вимкнені кабельні лінії перед пошуком траси слід подати напряження звукової частоти достатньої потужності, а кінець лінії тимчасово замкнути, також слід вчинити при можливому механічному пошкодженні, електромагнітне поле в пошкодженому місці завжди в кілька разів вище, ніж в исправному ділянці лінії.

Принцип дії приладу основується на перетворенні електромагнітного поля електромережі частотою 50 Гц в електричний сигнал, рівень якого залежить від напряження та струму в проводнику, а також від відстані до джерела випромінювання та екрануючих факторів грунту або бетону.

Схема приладу складається з датчика електромагнітного поля BF1, попереднього посилювача на транзисторі VT1, посилювача потужності DA1 та вихідного контрольного пристрою, що складається з звукового аналізатора на навушниках ВA1, світлового піксельного індикатора HL1 та гальванічного приладу індикації потужності - PA1. Для зниження спотворень сигналу електромагнітного поля в схемі посилювачів введені ланцюги негативного зворотного зв'язку. Використання на виході потужного посилювача низької частоти дозволяє підключати навантаження будь-якого опору та потужності.

В схему введені установчі резистори та регулятори, що дозволяють оптимізувати режим роботи схеми приладу. Приладом можна оцінити глибину залягання електромережі від поверхні землі.

Для електроживлення схеми приладу достатньо джерела струму типу «Крона» на 9 вольт або КБС на напряження 2 * 4,5 вольта.

Для усунення випадкової розрядки елементів живлення в схемі використовується подвійне вимкнення: розмикання плюсової шини живлення при вимиканні навушників BA1.

Електромагнітний датчик BF1 використовується від високоомних телефонних навушників типу ТОН -1 зі знятою металевою мембраною. Він підключений до попереднього посилювача на транзисторі VT1 через роздільний конденсатор C2. Конденсатор С3 знижує рівень високочастотних перешкод, особливо радіо-перешкод. Посилювач на транзисторі VT1 має зворотний зв'язок по напряженню з колектора на базу через резистор R1, при підвищенні напряження на коллекторі підвищується напряження на базі, транзистор відкривається і напряження колектора знижується. Питання на посилювач подається через резистор R2 навантаження з фільтром C1, R4. Резистор R3 в ланцюзі емітера транзистора VT1 змішайте характеристику транзистора і за рахунок негативного рівня напряження дещо знижує посилення при пиках сигналу. Попередньо посилений сигнал електромагнітного поля через конденсатор С4 гальванічної розв'язки потрапляє на регулятор посилення R5 і далі через резистор R6 і конденсатор С6 на вхід (1) аналогової мікросхеми посилювача потужності DA1. Конденсатор С5 знижує частоти більше 8000 Гц для кращого сприйняття сигналу.

Посилювач потужності звукової частоти на мікросхемі DA1 з внутрішнім пристроєм захисту від коротких замикань в вантажі та перевантаження дозволяє з хорошими параметрами посилити вхідний сигнал до величини достатньої для роботи вантажу потужністю до 1 ватта.

Спотворення в сигналі, що вносяться посилювачем в процесі роботи залежать від значення негативної зворотної зв'язку. Ланцюг ОС складається з резисторів R7,R8 та конденсатора C7. Резистором R7 можливо підстроїти коефіцієнт зворотної зв'язку виходячи з якісних показників сигналу.
Конденсатор С9 та резистор R8 усувають самовозбуждення мікросхеми на низьких частотах.

Через роздільний конденсатор С10 посилений сигнал поступає на навантаження ВА1, індикатор рівня РА1 та світлодіодний індикатор HL1.
Електродинамічні навушники підключаються до виходу посилювача через роз'єм XS1 та XS2, перемичка в XS1 замкне ланцюг подачі напряження живлення з батареї GB1 на схему. Світловий індикатор HL1 контролює наявність перевантаження вихідного сигналу.

Гальванічний прилад РА1 вказує на рівень сигналу в залежності від глибини залягання електромережі та підключений до виходу посилювача через роздільний конденсатор С11 та умножник напряження на діодах VD1-VD2.

В приладі пошуку електромереж немає дефіцитних радіодеталей: приймач електромагнітного поля BF1 можна виконати з малогабаритного согласуючого трансформатора або електромагнітної котушки.
Резистори типу С1-4 або МЛТ 0,12, конденсатори типу КМ, К53.
Транзистор обратної проводимості КТ 315 або КТ312Б. Діоди імпульсні на струм до 300 мА.
Іноземний аналоги мікросхеми DA1 - TDA2003.
Прилад рівня РА1 використаний від індикатора рівня запису магнітофонів на струм до 100мкА.
Світлодіод HL1 будь-якого типу. Навушники ВА1 - ТОН-2 або малогабаритні від плеєрів.

Правильно зібране пристрій починає працювати одразу, поклавши датчик електромагнітного поля на мережевий шнур включеного паяльника встановіть резистором R7 максимальну гучність сигналу в навушниках, при 
середньому положенні регулятора R5 «Посилення».

Усі радіодеталі схеми розташовані на друкованій платі крім датчика BF1, він встановлений в окремій металевій коробочці. Батарея живлення - КБС закріплена ззовні корпусу на скобці. Усі корпуси з радіокомпонентами закріплені на алюмінієвій тросточці.

Випробування приладу пошуку електромереж можна почати не виходячи з дому, достатньо включити світло однієї з ламп та уточнити траси в стіні та стелі від вимикача до лампи, а потім перейти на пошук траси під землею у дворі дому.

Рекомендація: датчик BF1 закріпити на алюмінієвій тросточці, відкритою частиною вниз. Регулятор гучності R11 знаходиться в проводі навушників.

Література:
1. І.Семёнов Вимірювання великих струмів. «Радіомир» №7 /2006 рік с.32
2. Ю.А.Мячин 180 аналогових мікросхем. 1993р.
3. В.В.Мукосєєв та І.Н. Сидоров Маркування та обозначення радіоелементів. Довідник. 2001р.
4. В.Коновалов. Прилад пошуку електропроводів - Радіо,2007,№5 С41.
5. В.Коновалов. А. Вантеєв Пошук підземних електромереж, Радіомир №11, 2010, С16.