Дисковий датчик

Дисковий датчик є традиційним для металошукачів на бієннях, для металошукачів за принципом "передача-прийом" з компланарним розташуванням котушок, також він зручний для індукційного металошукача. Датчик закріплюється на штанзі, див. рис.35.

Рис.35. Зовнішній вигляд дискового датчика на штанзі

Штанга може бути металевою або склопластиковою. Зручні телескопічні розсувні штанги. В аматорських цілях можна використовувати в якості штанги 2-3 коліна від телескопічної склопластикової вудки відповідної товщини.

Датчик має форму порожнього диска, виготовленого з пластмаси. Котушки, кріпильні та інші елементи розміщуються всередині. Нижче розглянута практична конструкція такого датчика з одною котушкою, запропонована автором (рис.36).

Датчик складається з верхньої та нижньої кришок 1 і 2, в якості яких використовуються поліетиленові кришки з набору пластикового посуду. Кришки з'єднані один з одним шляхом зварювання. Зварювання поліетиленових кришок здійснюється по буртику, що має на краю кожної кришки за допомогою паяльника зі спеціальною насадкою. Насадка на жалю паяльника для такого зварювання представляє собою "V"-образний в поперечному перерізі лоток. Внутрішньою поверхнею насадки-лотка розігріваються стикаючі краї кришок до плавлення в одному місці, після чого плавно переміщаючи паяльник з насадкою-лотком, обводять всю довжину окружності стикування країв кришок. Перш ніж виконувати таке зварювання остаточно, настійно рекомендується потренуватися на дослідних зразках. Необхідно буде вибрати потрібну температуру насадки-лотка (рекомендована потужність паяльника - 40Вт), швидкість переміщення лотка під час зварювання. Рекомендується паяльник з насадкою-лотком нерухомо закріпити, наприклад, у затисках, а зварювальні деталі тримати в руках. Для того, щоб розплавлений поліетилен не накопичувався в насадці-лотку і для отримання більш акуратного шва, рух

Рис.36. Конструкція дискового датчика

насадки-лотка по окружності необхідно узгодити з її зворотно-поступальними коливаннями амплітудою 2-5(мм). Описана операція зварювання поліетиленових деталей трудомістка, однак отримуваний в результаті герметичний, легкий і міцний корпус датчика виправдовує витрати.

Крім зварювання, додаткове кріплення кришок 1 і 2 здійснюється за допомогою центральної планки, виготовленої з вінілпласта. Вона кріпиться до нижньої кришки за допомогою гвинтів-саморізів. Після зборки датчика до центральної планки також привинчуються куточки підвісу датчика.

Основною "родзинкою" датчика є незвичайне для будь-яких інших конструкцій поєднання пінопласту та епоксидної смоли. З пінопласту виготовлений диск-наповнювач 3 датчика. Пінопласт може використовуватися практично будь-який. Широко доступний упаковочний та утеплювальний пінопласт (розсипчастий, легко кришиться руками на окремі кульки) навіть більш переважний, ніж твердий, оскільки має більш великі і навіть наскрізні пори, які заповнюються в подальшому епоксидною смолою. Диск 3 займає велику частину об'єму датчика і при малій масі надає йому необхідну жорсткість. Диск вирізають за допомогою розігрітої металевої нитки (від спіралі електронагрівального пристрою), підключеної до низьковольтного джерела живлення. Якщо є листовий пінопласт необхідної товщини, то з необхідних інструментів знадобиться лише лобзик або лезо безпечної бритви. У диску 3 вирізаються пази необхідної форми та розміру для центральної планки, для кабелю 8, для конденсаторів 6 та для інших елементів 7 електричної схеми датчика.

Обмотка 4 розміщена по зовнішньому краю диска 3 і залита епоксидною смолою 5. Обмотка намотується проводом необхідної марки та товщини на оправці діаметром, що перевищує діаметр диска 3 приблизно на 5(мм). Акуратно знята з оправки обмотка фіксується в 4-х місцях липкою стрічкою для надання їй форми тонкого кільця. Потім це кільце обмотують липкою стрічкою (краще використовувати паперову) шириною 5-10(мм), з максимальним натягом, див. рис.37. Обмотка липкою стрічкою повинна відбуватися так, щоб сусідні витки липкої стрічки мали достатній нахлест. Цей нахлест надає обмотці датчика необхідну жорсткість.

Рис.37. Обмотка котушки липкою стрічкою

Аналогічним способом поверх шару з липкою стрічкою наносять шар з алюмінієвої фольги, що служить екраном обмотки датчика. Для цього фольга нарізається на смуги шириною близько 10(мм). Для запобігання утворенню короткозамкнутого витка, що знижує добротність контуру, обмотка з фольги повинна займати не всю поверхню кільця обмотки датчика - від фольги залишаються вільними невеликий ділянка довжиною 1-2(см). Щоб фольга не розмоталася, останні її витки фіксуються липкою стрічкою. Відвід від екрана виконується одножильним луженим проводом без ізоляції. Провід закріплюють вузлом або за допомогою липкої стрічки на початку намотування фольги екрану, а потім також з натягом намотують поверх екрана до його іншого кінця. Залишений кінець проводу закріплюють липкою стрічкою і залишають для підключення вільний його кінець довжиною 5-10(см). В завершення, кільце обмотки датчика обмотують зверху липкою стрічкою по всій поверхні, випустивши назовні виводи обмотки та екрана.

Описана технологія виготовлення екранованих котушок датчиків металошукачів доступна для повторення в аматорських умовах. Вона не вимагає таких трудомістких процедур, як просочення обмоток (епоксидною смолою, парафіном тощо), а механічна жорсткість обмотки при цьому виходить високою, особливо при заливці епоксидною смолою ззовні.

Збірка датчика відбувається в наступній послідовності. На нижню кришку 2 датчика з внутрішньої її сторони встановлюють центральну планку, встановлюють пінопластовий диск 3 та обмотку 4, через отвори у верхній кришці 1 та центральній планці пропускають кабель 8 та роздільно його кінець. Потім встановлюють інші елементи електричної схеми датчика - конденсатори, резистори тощо і виконують їх розпайку з виводами кабелю та обмотки котушки датчика. Терморезистор компенсації при цьому доцільно встановлювати в безпосередній близькості з обмоткою. Для зручності радіоелементи можна змонтувати на невеликій макетній друкованій платі.

Після цього датчик встановлюють на горизонтальній поверхні і пінопластовий диск 3 прижимає вантажем, щоб не спливав в епоксидній смолі. Потім виробляють заливку датчика смолою або епоксидним клеєм з затверджувачем. Здатність смоли або клею до затвердіння необхідно перевірити заздалегідь, щоб не зіпсувати датчик! Заливати датчик рекомендується до країв нижньої кришки 2. Не рекомендується працювати з епоксидною смолою при температурі нижче +15°С, оскільки затвердіння може затягнутися на кілька днів, і вище +25°С у зв'язку з бурхливим протіканням реакції затвердіння з виділенням великої кількості тепла, яке може деформувати датчик.

Після затвердіння смоли кабель 8 укладають у вирізаний під нього в диску 3 паз, герметизують його вихід у отвір верхньої кришки 1 силіконовим герметиком і встановлюють верхню кришку на місце, закріпивши її гвинтами-саморізами на центральній планці разом з куточками підвісу. На завершення, виробляють зварювання верхньої та нижньої кришок корпусу датчика описаним раніше способом.