Однокатушечный индукционный металлоискатель: Кабельный датчик

Недостатком датчика описанной выше конструкции является сложность его изготовления при диаметре обмотки свыше ЗО(см). Предлагаемый ниже кабельный датчик может быть изготовлен диаметром до 1,5(м). Идея такого датчика не нова и заключается в использовании в качестве катушки датчика отрезка телефонного экранированного кабеля, согнутого в окружность и соответствующим образом распаянного. Жесткость конструкции такого датчика получается ниже, чем у дискового, однако, простота изготовления все оправдывает.

В отличие от дискового датчика, кабельный датчик обладает отрицательной плавучестью (тонет в воде), что удобно для подводных поисков. Кроме того, кабельный датчик большого диаметра может быть выполнен разборным! Для изготовления датчика необходим телефонный экранированный кабель марки ТПП-30 или ТПП-50, с 30-ю или 50-ю парами проводов соответственно. Из такого кабеля получится обмотка, состоящая из 60-ти или 100 витков. Внешний вид кабельного неразборного датчика приведен на рис.38.

Кабельный датчик. (Не связывать конструкцию с астрологической и национальной символикой

Рис.38. Кабельный датчик. (Не связывать конструкцию с астрологической и национальной символикой!:-)

Датчик состоит из отрезка кабеля - обмотки 1, стеклопластиковых раскосов 2 с винипластовыми креплениями 3 к обмотке 1, соединительной коробки 4 и кабеля 5. Конструкция ясна из рисунка, пояснения требует только способ распайки кабеля и устройство соединительной коробки, на чем и остановимся подробнее.

Для упрощения распайки кабеля необходимо сначала познакомиться с некоторыми особенностями его устройства, что значительно упростит дело. Проводники в отечественном кабеле ТПП (как и в телефонных кабелях многих других типов) свиты по парам. Один из проводников каждой пары является общим и имеет либо белый, либо красны» цвет изоляции. Остальные проводники имеют цвета: коричневый, желтый, зеленый, голубой, серый. Пары сгруппированы в кабеле по десяткам, каждая десятка обвита своей вискозной нитью. Каждая десятка имеет пять пар с белым общим проводом и пять - с красным. Таким образом, в каждой десятке каждая свитая пара проводов уникальна по сочетанию двух цветов.

Прежде чем начать распайку концов кабеля, необходимо аккуратно произвести их разделку (подготовку). Последняя заключается в разборке проводников кабеля по десяткам и по парам в пределах каждой десятки.

Так как шаг скручивания каждой пары достаточно велик (несведующий человек обычно и не замечает, что проводники скручены по парам), для успешной разборки проводников необходим свободный участок (запас) длиной не менее 0,5(м) с каждого конца заготовленного отрезка кабеля.

Разделку конца кабеля начинают со снятия изоляции, для чего на необходимой длине делают кольцевой надрез наружного пластикового покрытия. Надрезать пластик надо очень аккуратно, чтобы не порезать внутренние жилы кабеля (особенно неизолированный проводник, являющийся выводом экрана). После надрезания, небольшими изгибами в месте надреза (на излом) производят отделение участка внешней изоляции вместе с внутренним алюминиевым экраном. Для удобства, изоляцию надо снимать отрезками по 10-15(см).

После снятия внешней изоляции и экрана, но до разматывания защитной пленки (!), необходимо закрепить концы всех проводников (с помощью клейкой ленты или путем скручивания). Неизолированный проводник экрана свертывается отдельно в небольшую бухточку, чтобы не мешал. После этого можно размотать защитную пленку и разобрать пары кабеля по десяткам (каждая десятка обвита своей вискозной нитью).

Каждую десятку также фиксируют на конце липкой лентой или скручиванием, после чего пучки десяток можно развести в стороны. Пока кабель еще "свежий" после разделки концов, целесообразно разобрать каждую десятку по парам. Для этого, не освобождая от фиксации конец одной из десяток, путем ее продольного сжимания и аккуратного потряхивания и поворачивания, добиваются "рассыпания" пучка проводов на витые пары. Как уже указывалось выше, для этого необходимо иметь длину разделываемой части кабеля не менее 0,5(м).

Проводники в каждой паре скрепляются на конце небольшим кусочком липкой ленты (для каждой пары). В дополнительной маркировке нет необходимости, так как в пределах каждой десятки каждая пара уникальна по сочетанию цветов изоляции. После этого уже легко можно "вызвонить", то есть идентифицировать десятки на каждом конце кабеля, например, присвоив им номера (1,2,3 для 30-ти парного кабеля или 1-5 для 50-ти парного).

После такой предварительной подготовки можно приступать к распайке проводников. Распайку целесообразно проводить в несколько этапов - по десяткам пар. При этом из каждой десятки витых пар кабеля получится изолированная секция будущей обмотки датчика с 20 витками провода. В дальнейшем, отдельные секции включаются последовательно-согласно для образования обмотки с 60 или 100 витками. Распайку ведут согласно приведенной ниже схеме.

ПАРЫ ОДНОГО КОНЦА КАБЕЛЯ (буквы обозначают цвета)

Распайку ведут согласно приведенной схеме

ПАРЫ ДРУГОГО КОНЦА КАБЕЛЯ

Перед спайкой проводников концы кабеля, там где кончается внешняя защитная пластиковая изоляция, максимально приближаются друг к другу. При этом из кабеля формируется окружность требуемого размера. Кабель и его концы закрепляется в таком положении. В соответствии с предложенной схемой распайки, выбирается один из проводников десятки с одного конца кабеля, один - с другого конца. Например, коричневый провод пары "белый- коричневый" с одного конца и белый провод аналогичной пары - с другого. Проводники обрезаются до длины 5 (см), зачищаются от изоляции, залуживаются и спаиваются вместе. Место спайки изолируется липкой лентой или с помощью тонкой термоусаживающейся трубки.

Таким образом производят распайку пар каждой десятки, а затем спаивают десятки между собой. Если придерживаться предложенной схемы, в итоге должна получиться обмотка с выводом начала в виде провода с белой изоляцией, и с выводом конца - в виде провода с серой изоляцией.

После распайки обмотки место спайки концов кабеля помещают в пластиковую соединительную коробку размерами 40х40х80 (мм). Внутренний объем такой коробки позволяет при небольшом уплотнении разместить спаяные концы 30-ти или 50-ти парного кабеля. Внутренний объем коробки заливается эпоксидной смолой или эпоксидным клеем. Заливка гарантирует надежную дополнительную изоляцию проводов кабеля, предохраняет их от обламывания, обеспечивает прочное механическое соединение концов кабеля.

В соединительной коробке выводы обмотки датчика подключают к концу гибкого кабеля, пропущенного через отверстие в коробке. В коробке также размещаются конденсаторы колебательного контура датчика и другие его элементы, если таковые предусмотрены схемой. Приведенный на рис.38 внешний вид соответствует неразборной конструкции кабельного датчика с внешним диаметром 40(см).

Кабельный датчик может быть без труда выполнен и гораздо большего диаметра. Основными ограничениями является способность оператора манипулировать таким датчиком при работе, а также транспортабельность датчика. Первое ограничение соответствует диаметру датчика не более 1,5(м) при весе до 5 (кг). Второе же ограничение побуждает выполнить конструкцию кабельного датчика разборной. На рис.39 изображена конструкция разборного кабельного датчика.

По своему принципу предлагаемая конструкция напоминает конструкцию складного зонта. Датчик состоит из кабельного кольца с соединительной коробкой, из 12-ти стеклопластиковых трубок - раскосов, двух центральных дисков и вспомогательных элементов крепления. Со стороны кабеля трубки - раскосы крепятся с помощью алюминиевых переходных втулок, закрепленных на кабеле скобами и винтами. Переходные втулки свободно вставляются внутрь трубокраскосов. Аналогичного назначения переходные втулки расположены также и на центральных дисках (по 6 на каждом). Однако, они закреплены с возможностью поворота в небольших пределах, чтобы трубки - раскосы могли двигаться при сборке датчика аналогично тому, как движутся спицы зонта при его открытии. Длина окружности датчика и длина трубок - раскосов подобраны так, чтобы в собранном состоянии кабель обмотки датчика находился в сильном натяжении (не менее 100(н)). При этом необходимо принять соответствующие меры для предотвращения разрыва и повреждения обмотки датчика: тщательно выполнить механическое соединение концов кабеля обмотки в кольцо в соединительной коробке, закруглить острые края переходных втулок в местах контакта с кабелем обмотки датчика и т.п.

Разборный кабельный датчик

Рис.39. Разборный кабельный датчик.

В разобранном состоянии датчик состоит из отдельных элементов: из кольца кабеля с закрепленными на нем переходными втулками, из 12-ти трубок - раскосов (их удобно хранить в отдельном чехле), из двух центральных дисков, а также из элементов, с помощью которых датчик фиксируется в рабочем состоянии - стягивающего винта с гайкой, центральной упорной втулки и ручки для переноски датчика или крепежного узла для стыковки со штангой.

Определенная хитрость заключается в способе складывания кабеля - обмотки датчика в разобранном состоянии. Кабель хоть и является гибким, но не до такой степени, как бельевая веревка. Он совершенно не допускает изгибов с малым радиусом закругления и продольного кручения.

Любое применение силы при складывании кольца кабеля может привести к разрыву внутренней фольги экрана и к другим повреждениям!

Кольцо кабеля складывается в три витка. Последовательность операций при складывании приведена на рис.40.

Последовательность складывания кольца кабеля датчика

Рис 40. Последовательность складывания кольца кабеля датчика.