6.4 ДИСКОВЫЙ ДАТЧИК

Дисковый датчик является традиционным для металлоискателей на биениях, для металлоискателей по принципу "передача-прием" с компланарным расположением катушек, также он удобен для индукционного металлоискателя. Датчик закрепляется на штанге, см. рис.35.

Рис.35. Внешний вид дискового датчика на штанге.

Штанга может быть металлической или стеклопластиковой. Удобны телескопические раздвигающиеся штанги. В любительских целях можно использовать в качестве штанги 2-3 колена от телескопической стеклопластиковой удочки подходящей толщины.

Датчик имеет форму полого диска, изготовленного из пластмассы. Катушки, крепежные и прочие элементы размещаются внутри. Ниже рассмотрена практическая конструкция такого датчика с одной катушкой, предложенная автором (рис.36).

Датчик состоит из верхней и нижней крышек 1 и 2, в качестве которых используются полиэтиленовые крышки из набора пластиковой посуды. Крышки соединены друг с другом путем сварки. Сварка полиэтиленовых крышек осуществляется по буртику, имеющемуся на краю каждой крышки с помощью паяльника со специальной насадкой. Насадка на жало паяльника для такой сварки представляет собой "V"-образный в поперечном сечении лоток. Внутренней поверхностью насадки-лотка разогревают соприкасающиеся края крышек до расплавления в одном месте, после чего плавно перемещая паяльник с насадкой-лотком, обходят всю длину окружности соприкосновения краев крышек. Прежде чем выполнять такую сварку начисто, настоятельно рекомендуется потренироваться на опытных образцах. Необходимо будет выбрать нужную температуру насадки-лотка (рекомендуемая мощность паяльника - 40Вт), скорость передвижения лотка во время сварки. Рекомендуется паяльник с насадкой-лотком неподвижно закрепить, например, в тисках, а свариваемые детали держать в руках. Для того, чтобы расплавленный полиэтилен не накапливался в насадке-лотке и для получения более аккуратного шва движение

Рис.36. Конструкция дискового датчика.

насадки- лотка по окружности необходимо совместить с ее возвратно-поступательными колебаниями амплитудой 2-5(мм). Описанная операция сварки полиэтиленовых деталей трудоемка, однако получаемый в результате герметичный, легкий и прочный корпус датчика оправдывает затраты.

Кроме сварки, дополнительное крепление крышек 1 и 2 осуществляется с помощью центральной планки, изготовленной из винипласта. Она крепится к нижней крышке с помощью винтов-саморезов. После сборки датчика к центральной планке также привинчиваются уголки подвески датчика.

Основной "изюминкой" датчика является необычное для любых других конструкций сочетание пенопласта и эпоксидной смолы. Из пенопласта изготовлен дискнаполнитель 3 датчика. Пенопласт может использоваться практически любой. Широко доступный упаковочный и утеплительный пенопласт (рыхлый, легко крошится руками на отдельные шарики) даже более предпочтителен, чем твердый, так как имеет более крупные и даже сквозные поры, заполняемые в дальнейшем эпоксидной смолой. Диск 3 занимает большую часть объема датчика и при малой массе придает ему необходимую жесткость. Диск вырезают с помощью раскаленной металлической нити (от спирали электронагревательного прибора), подключенной к низковольтному источнику питания. Если имеется листовой пенопласт необходимой толщины, то из необходимых инструментов понадобится только лобзик или лезвие безопасной бритвы. В диске 3 вырезаются пазы необходимой формы и размера для центральной планки, для кабеля 8, для конденсаторов 6 и для других элементов 7 электрической схемы датчика.

Обмотка 4 размещена по внешнему краю диска 3 и залита эпоксидной смолой 5. Обмотка наматывается проводом необходимой марки и толщины на оправке диаметром, превышающем диаметр диска 3 приблизительно на 5(мм). Аккуратно снятая с оправки обмотка закрепляется в 4-х местах липкой лентой для придания ей формы тонкого кольца. Затем это кольцо обматывается липкой лентой (лучше использовать бумажную) шириной 5-10(мм), с максимальным натяжением, см. рис.37. Обмотка липкой лентой должна происходить так, чтобы соседние витки липкой ленты имели достаточный нахлёст. Этот нахлёст придает обмотке датчика требуемую жесткость.

Рис.37. Обмотка катушки липкой лентой.

Аналогичным способом поверх слоя из липкой ленты наносится слой из алюминиевой фольги, служащей экраном обмотки датчика. Для этого фольга нарезается на полосы шириной около 10(мм). Для предотвращения образования короткозамкнутого витка, снижающего добротность контура, обмотка из фольги должна занимать не всю поверхность кольца обмотки датчика - от фольги оставляется свободным небольшой участок длиной 1-2(см). Чтобы фольга не размоталась, последние ее витки закрепляются липкой лентой. Отвод от экрана выполняется одножильньш луженым проводом без изоляции. Провод закрепляют узлом или с помощью липкой ленты в начале намотки фольги экрана и затем также с натяжением наматывают поверх экрана до его другого конца. Оставшийся конец провода закрепляют липкой лентой и оставляют для подключения свободный его конец длиной 5-10(см). В завершение, кольцо обмотки датчика обматывают сверху липкой лентой по всей поверхности, выпустив наружу выводы обмотки и экрана.

Описанная технология изготовления экранированных катушек датчиков металлоискателей доступна для повторе- ния в любительских условиях. Она не требует таких трудоемких процедур, как пропитка обмоток (эпоксидной смолой, парафином и т.п.), а механическая жесткость обмотки при этом получается высокой, особенно при заливке эпоксидной смолой снаружи.

Сборка датчика происходит в следующей последовательности. На нижнюю крышку 2 датчика с внутренней ее стороны устанавливают центральную планку, устанавливают пенопластовый диск 3 и обмотку 4, через отверстия в верхней крышке 1 и центральной планке продевают кабель 8 и разделывают его конец. Затем устанавливают остальные элементы электрической схемы датчика - конденсаторы, резисторы и т.д. и производят их распайку с выводами кабеля и обмотки катушки датчика. Терморезистор компенсации при этом целесообразно устанавливать в непосредственной близости с обмоткой. Для удобства, радиоэлементы можно смонтировать на небольшой макетной печатной плате.

После этого датчик устанавливают на горизонтальной поверхности и пенопластовый диск 3 прижимают грузом, чтобы не всплывал в эпоксидной смоле. Затем производят заливку датчика смолой или эпоксидным клеем с отвердителем. Способность смолы или клея к отверждению необходимо проверить заранее, чтобы не испортить датчик! Заливать датчик рекомендуется до краев нижней крышки 2. Не рекомендуется работать с эпоксидной смолой при температуре ниже +15°С, так как отверждение может затянуться на несколько суток, и выше +25°С ввиду бурного протекания реакции отверждения с выделением большого количества тепла, которое может деформировать датчик.

После затвердевания смолы кабель 8 укладывают в вырезанный под него в диске 3 паз, герметизируют его выход в отверстие верхней крышки 1 силиконовым герметиком и устанавливают верхнюю крышку на место, закрепив ее винтами-саморезами на центральной планке вместе с уголками подвески. В заключении, производят сварку верхней и нижней крышек корпуса датчика описанным ранее способом.