Изготовление металлической двери по чертежам. Изготовление металлической двери своими руками О воздушном отоплении

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Металлические печи имеют перед ряд несомненных достоинств и столь же существенных недостатков. К первым относятся меньшая на порядок и более цена, высокий КПД, небольшой вес, высокая прочность и развитая технология обработки исходного материала – металла. К вторым – отсутствие «дыхания», ограниченный срок службы, повышенная опасность и короткая теплоотдача после протопки. Эти факторы дают некоторые следствия, на которых следует остановиться подробнее, прежде чем начинать разбор собственно металлических печей.

Достоинства

Металл – куда более податливый материал, чем керамика, но сопоставим с ней по прочности. Металл можно плавить и лить, сверлить, резать, гнуть, ковать, он после формовки детали не требует обязательных дополнительных расходов энергии на ее обжиг. Способов производства и обработки металла известно множество, а их научная и производственная база огромна. Поэтому, создавая металлическую печь, можно практически без ограничений применять разнообразные теоретико-конструкторские ухищрения для улучшения ее технико-эксплуатационных параметров без существенного увеличения цены. Если предельный в среднем за сезон КПЛ кирпичных печей составляет около 70%, то для металлической 85-90% не диковина.

Примечание: исходя из современных экологических условий, нужно стремиться получить КПД печи не менее 70%

Удельная, на единицу поперечного сечения, прочность кирпича и вообще керамики с уменьшением толщины детали резко падает, а у металла наоборот, возрастает. В результате такие важные показатели печи, как вес и себестоимость на единицу генерируемого тепла, у металлических печей в 10-20 раз и более ниже, чем у кирпичных. Хорошую новую металлическую печь для обогрева 100 кв. м жилой площади можно приобрести за $250-300, а б/у за $50.

Кроме того, металлическая печь – цельная конструкция, ее можно транспортировать готовой к употреблению, наклонить, толкнуть, ударить, даже уронить, не приведя в негодность. Т.е., металлическая печь мобильна. На месте эксплуатации она не требует фундамента, а ее установка сводится к выводу дымохода в дымовой канал здания. По миновании надобности печь можно убрать и определить на хранение до следующего случая.

Теплопроводность металла высока, а общая теплоемкость печи из него вследствие ее небольшой массы невелика. Поэтому металлическая печь быстро прогревается и так же быстро нагревает помещение. Этот же фактор дает высокий КПД: в кирпичной печи до 20% энергии топлива вылетает в трубу во время протопки, пока в массивном теле печи не наладится внутренний теплообмен и она не начнет аккумулировать тепло.

Далее, металлическое изделие физически более однородно, чем кирпичная кладка, и не пористо. Металлическая печь не отсыревает, не боится долгих перерывов в топке, не требует разгонных протопок после простоев. Фактическое отсутствие, вследствие высокой теплопроводности металла, внутренних тепловых потоков в теле печи, обуславливает быстрое догорание в ней дымовых газов в малом объеме пространства, что облегчает встраивание в печь варочной поверхности и водогрейных устройств.

Наконец, что немаловажно для частных владельцев, заводскую печь из металла можно заранее сертифицировать по пожарной безопасности как готовое изделие. Получить разрешение пожарников на ее использование в таком случае неизмеримо проще как по нервам, так и по деньгам. Есть модели металлических печей промышленного производства, вообще не требующие оформления в МЧС, лишь бы в здании имелся отдельный от вентиляции газоход.

Недостатки

Самый главный недостаток печей из металла – отсутствие «дыхания». Кирпичная печь по мере остывания вбирает в себя пары влаги, а при протопке отдает их в воздух. Поэтому в доме с кирпично-печным отоплением относительная влажность воздуха сама собой поддерживается в оптимальных для здоровья пределах. Металлическую печь можно заставить немного «дышать», облицевав кирпичом, стеатитом («мыльным камнем», талькохлоритовым сланцем), базальтовым или гипсокартоном, но эффект будет слабее, прочность печи снизится, а ее мобильность вовсе пропадет.

Из-за малой общей теплоемкости теплоотдача печи после протопки не превышает 2-3 час. Металлическую печь нужно или все время топить, или выполнять в виде . И то, и другое – постоянный очаг огня. При установке печи в жилом помещении это дает круглосуточную опасность угара. Кроме того, металлическая печь во время работы может раскаляться докрасна, а это создает пожарную и травмоопасность. Поэтому МЧС самодельные металлические печи сертифицирует с большим скрипом и то, только предназначенные для установки в изолированные нежилые помещения.

Третий существенный недостаток металлических печей – небольшой, сравнительно с кирпичными, срок службы. Химически металл куда как менее стоек, чем керамика, а при высокой температуре он еще активнее реагирует со способными повредить его веществами. Срок службы печи из металла при регулярной топке редко превышает 20 лет; правда, это окупается уменьшением расходов на топливо и возможностью замены печи без ремонта здания.

О металле для печи

Как видим, именно физико-химические свойства металла для печи для печи во многом определяют ее качества. Будет печь приобретаться готовая или изготовляться самостоятельно, первейшее внимание следует обратить именно на него.

Суррогаты

В популярных источниках можно встретить описания печек из… алюминиевого молочного бидона. Но для более-менее приемлемого КПД печи необходимо дожигать дымовые газы. При этом развивается температура не менее 400 градусов Цельсия, а в печах, удовлетворяющих требованиям экологии, не менее 600. Температура плавления алюминия – 660 по Цельсию; температурный предел прочности – 140 для конструкционного алюминия и 160-210 для алюминиевых сплавов. На этом вопрос об алюминиевых печах можно считать закрытым.

Обычная сталь

Температурный предел прочности и стойкости обычных конструкционных сталей около при длительном воздействии около 400 градусов; при 2-х часовом 600. Сталь на печи идет толщиной от 4 мм. Но и в этом случае о регулярном пользовании говорить нельзя: в морозных краях, где нужна интенсивная топка, печка может прогореть до окончания зимы. Некоторое исключение представляют собой печи длительного горения, отдельные их конструкции позволяют избежать длительного нагрева корпуса печи свыше 600 градусов, а сильно раскаленные детали в них массивные и заменяемые. Такие печи чаще всего и делают своими руками; некоторые популярные конструкции будут описаны далее.

Жаропрочные стали

Металлические печи промышленного производства выполняются из жаропрочной и жаростойкой стали. Современные спецстали толщиной 1,5-3 мм позволяют получить срок службы печи до 20 и более лет, небольшой ее вес, а сочетание теплоемкости с теплопроводностью печных сталей при правильном конструктивном исполнении гарантирует высокий КПД, до 80%. Фирменные стальные печи в продажу идут сертифицированными по требованиям МЧС, по пожаро- и травмобезопасности вполне пригодны для дома. Их установка чаще всего возможна просто на пол и требует только подключения к дымоходу. В большинстве случаев снабжаются варочной поверхностью и маломощным водогрейным регистром ГВС.

Конструкция таких печей на первый взгляд доступна для повторения. Но, чтобы сделать подобную самому, даже располагая материалом, нужно владеть как минимум достаточно сложной технологией TIG/MIG сварки и дорогим оборудованием для нее. Попытки варить жаропрочную нержавейку кустарными способами бессмысленны : после переплавки под дугой сталь теряет свои качества и печка трескается по швам быстрее, чем прогорит жестяная буржуйка.

Тем не менее, сделать печь самостоятельно с использованием жаропрочных сталей вполне возможно , и это намного повысит ее надежность и долговечность. Речь идет о воздухораспределительных устройствах печей длительного горения типа «Слобожанки», подробнее см. далее. Дорогого материала потребуется немного, можно подобрать и обрезки. А соединения в данном случае можно выполнять на усах, заклепках или в фальц.

Чугун

Чугун в печи одновременно и металл, и не металл. От металла в нем остается невысокая стоимость и возможность аккуратно, не роняя и не ударяя, перемещать печку. С кирпичом чугун роднит не только хрупкость, но и малая для металла теплопроводность в сочетании с неплохой теплоемкостью. Именно чугунные печи могут греть после протопки до 3-х часов, но и прогреваются минут 40 как минимум.

Чугун на печи идет толщиной 6-25 мм. Тоньше нельзя, печка окажется слишком хрупкой. Но толще тоже нельзя, температурный коэффициент расширения (ТКР) у чугуна вполне металлический, и при «кирпичной» толщине стенок печь потрескается при протопке. Поэтому чугунные печи тяжелы, ставить их прямо на пол нельзя, нужно разобрать его настил до стяжки и нарастить ее до уровня пола. И «кирпичные» качества чугунной печи проявляются только при обогреве небольших, до 60 куб. м, помещений. В больших из-за малой теплопроводности стенок КПД печи будет ничтожным.

Чугун не дышит, как кирпич, но его химическая стойкость приближается к таковой керамики. Перерывов в топке и сырости воздуха чугун, как металл, не боится. Поэтому чугунные печи целесообразно использовать для обогрева хозяйственных помещений с нежной мелкой живностью: птичников, крольчатников, небольших теплиц.

Чугун, как известно, после отливки в заводских условиях кустарной механической обработке не подлежит. Все, что может сделать самодельщик с чугунной печкой – покрасить купленную . Покраска печей, кстати, тоже работа не из простых, см. далее.

Выбор схемы и типа

Что есть печь?

Раз уж речь дошла до печей как таковых, определимся, с чем же мы имеем дело; в классификации печей путаницы больше, чем ясности. Например, пламенную канальную печь считают печью с принудительной циркуляцией дымовых газов, а колпаковую – со свободной. Но какая в ней свобода дымовым газам, если уйти вверх им мешает свод колпака и тот же колпак, поглощая их тепло, заставляет их опуститься к дымоходу, расположенному внизу самым противоестественным образом? Единственное отопительно-варочное устройство с совершенно свободной циркуляцией – костер на земле.

С другой стороны, определение «принудительный» предполагает наличие наддува или дымососа, или того и другого. Наконец, использование тепла одного и того же источника в одном и том же устройстве в разное время возможно в разных целях. А источником тепла и его передатчиком куда следует не обязательно должно быть топливо и дымовые газы.

Поэтому печь мы определим как устройство, в котором поток тепла от компактного его источника направляется к приемнику тепловой энергии техническими средствами в пределах одного цельного устройства без использования отдельных линий теплопередачи. Под это определение подойдут и кухонный дровяной камелек, и плавильная электродуговая печь, и муфельная лабораторная, и походная солнечная.

Бытовые печи

Нас интересуют бытовые отопительно-варочные печи. Посмотрим на них сначала в общем, а затем учтем особенности нашего материала – металла. Основные схемы устройства бытовых печей показаны на рис.

Камерная

На левой поз. схема древнейшей печи как таковой – камерной. В ней дымовые газы от топки перепускаются в газовую камеру, где и догорают, за счет естественной циркуляции. Также естественным способом к горящему топливу подтекает наружный воздух. В сущности, это костер в пещере.

В современных промышленных камерных печах и специалисту трудно бывает узнать их первобытного предка, но с бытовыми проще, здесь топка с камерой дожигания объединены в один модуль – горнило. Для эффективного дожигания камера должна быть сводчатой. «Первобытные» камерные печи при некоторых усовершенствованиях могут быть весьма эффективными. Пример – дожившая до наших дней .

Канальная

На средней поз. – канальная печь. Дымовые газы, сначала догорая, а затем постепенно остывая, проходят по каналам между перегородками, отдавая тепло телу печи. Возможно, поэтому канальную печь и считают «принудительной», путь газов в ней организован физически. Пока такая печь внутри не прогреется хотя бы до 400 градусов, дожигания вовсе нет, а затем оно растягивается от топки до дымохода, и добиться тут КПД свыше 60% очень сложно.

Колпаковая

Справа – колпаковая печь. Дымовые газы в ней задерживаются под сводом колпака, пока не догорят, а затем вдоль его стенок опускаются вниз, отдавая остатки тепла. При растопке нужно для начала дожигания прогреть только небольшой участок свода колпака, поэтому колпаковая печь может обеспечить КПД свыше 70%

Применительно к металлу

Отношение теплопроводности металла к его теплоемкости в десятки раз выше, чем у кирпича. Поэтому металл – препаршивейший накопитель тепла. Поглощая его, он быстро нагревается до высокой температуры, а затем так же быстро остывает.

Но если точно учесть свойства материала, металлические отопительные печи можно сделать и по классическим схемам, причем добиться от них более высоких параметров, т.к. потери тепла на прогрев печи при протопке минимальны. А высокая связность металлической конструкции позволяет применить принципы сжигания топлива, для кирпичных печей или вовсе неосуществимые, или осуществимые с большим трудом. Основные схемы металлических бытовых печей приведены на рис.

Камерная

Металлическая камерная печь – на поз А. Узнаете? . Ее предки, комнатные печи, появились в начале XIX в, но отличались редкостной прожорливостью; впрочем, и топливо тогда стоило гроши. Разруха после революции в России заставила «бывших спецов» усовершенствовать буржуйку, тогда же она и получила свое название. Доработано было следующее:

• Для регулировки мощности по погоде в горнило встроили колосниковую решетку с поддувалом и его дверцей.
• Дымоход сделали невысоким, до 2,5-3 м от уровня колосниковой решетки.
• Диаметр дымохода взяли примерно 7-9 мм на 1 кВт тепловой мощности, в пересчете на современные единицы измерения.
• Начальный отрезок дымохода около 1-1,5 м сделали вертикальным и укутали теплоизоляцией.
• Далее следовал горизонтальный кусок дымохода – боров – длиной не менее 2,5 м, его вывели в форточку и нарастили обеспечивающим тягу вертикальным отрезком тоже в 1-1,5 м.

Роль свода горнила на минимальной топке играл первый вертикальный изолированный участок дымохода – газовый экономайзер, в нем догорали дымовые газы. На максимале пропускная способность дымохода оказывалась меньше, чем объем генерируемых в топке газов. В горниле при этом возникал вихрь, обеспечивающий основное дожигание, и печка становилась саморегулирующейся: газы уходили в трубу, только полностью догорев. Теплоотдача в комнату примерно на 25% обеспечивается нагретым телом печи и на 75% конвекцией от раскаленного борова. На выходе дымохода температура газов выше 100 градусов, поэтому выпадение конденсата (см. далее) исключено. Прочистка дымохода от сажи требуется не более 1 раза в год и не сложна, поскольку дымоход разборный. КПД печи – до 60% на сухих дровах или угле.

Канальная

Буржуйку несложно приспособить и под канальную схему , но сходство с кирпичной канальной печью остается только внешнее. Во-первых, из-за высокой теплопроводности металла от развитого лабиринта газоходов толку не будет, поэтому от него остается только одно горизонтальное колено. И роль его совсем иная: перегородка отделяет от топки камеру дожигания. Необходимый для него вторичный воздух поступает либо сквозь щели в конфорке на варочной поверхности, либо через отдельный воздушный дроссель-регулятор. Выход в дымоход – горизонтальный. Эти усовершенствования дали следующее:

1. КПД благодаря сосредоточенному в одном месте дожиганию вырос до 70-80%
2. Удельная по объему тепловая мощность печи выросла в 2-3 раза.
3. Печь не критична к величине тяги и вообще к параметрам дымохода, как обычная буржуйка: усилилась тяга, усилится горение в топке, но и разрежение в дожигателе. Вторичного воздуха в него пройдет больше и газы все равно догорят полностью.
4. Поскольку основное тепло генерируется в дожигателе, печь может работать в режиме как пламенного, так и длительного горения.
5. Теплопередача через тонкую металлическую перегородку от топки в дожигатель сразу же обеспечивает в нем температуру вспышки не догоревших газов, поэтому печь входит в режим практически мгновенно, что еще повышает ее КПД.
6. Раздельная регулировка подачи воздуха в топку и дожигатель позволяет настроить печь практически под любой вид твердого топлива.
7. Мощность печи можно регулировать не величиной загрузки топлива, а подачей воздуха. В буржуйке возможность регулировки мощности воздухом весьма ограничена, не более чем в 2-2,5 раза.
8. Температура варочной поверхности благодаря однородности термохимических процессов в дожигателе держится в пределах 250-300 градусов, что вполне подходяще для готовки.
9. Высокая интенсивность тепловыделения в печи позволяет организовать быстрый и равномерный прогрев помещения конвекцией.
10. На выходе в дымоход можно поставить теплообменник ГВС, не опасаясь ухудшения параметров печи и усиленного осаждения сажи.
11. На хорошем древесном топливе или угле прочистка дымохода требуется всего раз в 4-5 лет.

Современные отопительно-варочные бытовые печи малой (до 12-15 кВт) мощности почти все строятся именно по такой схеме. При самостоятельном изготовлении из жаропрочной стали нужно сделать дожигатель, в виде открытого сверху корыта (перегородка + боковые стенки). На корпус печи при этом пойдет обычная сталь от 4 мм, а на варочную плиту – чугун или сталь от 8 мм. Плиту нужно делать съемной, особенно стальную, т.к. от жара и термохимии в дожигателе она продержится год-два.

Длительного горения

Использование эффективной колпаковой схемы применительно к металлу заставило отказаться от пламени: никакой металлический колпак не поглотит, не перегревшись, столько тепла, сколько оно выделяет. Пришлось переводить печки в режим тления, это заодно позволило довести время теплоотдачи до 60-72 час от одной загрузки дров или до 20-30 суток (!) на угле. На печах длительного горения далее мы остановимся подробнее, а упрощенная, без системы подачи воздуха и технологических люков, схема такой показана на :

• Топливная масса 1 тлеет в тонком поверхностном слое 2, сюда же тем или иным способом подается воздух.
• В процессе тления заметную роль играет пиролиз, термическое разложение твердого топлива на горючие летучие компоненты.
• Сгорание летучих происходит в пространстве под крышкой печи («колпаке») 3, здесь выделяется до 60% тепла.
• Если необходимо получить КПД печи более 70%, ее снабжают газовой рубашкой 4, здесь дымовые газы догорают обычным способом. Необходимый для этого воздух подсасывается на перевале из топливной камеры в газовую рубашку.

Печи длительного горения при простой конструкции могут обеспечить КПД до 80% и более, а температура в любом их месте редко превышает 600 градусов. Поэтому самодельные печи из металла, кроме , большей частью выполняются по этой схеме. Принимаясь за такую конструкцию, нужно учесть следующее:

1. Хотя печи длительного горения работают на любом твердом топливе от опилок до угля, расчетные (или выверенные на опытной конструкции) параметры они покажут только на том топливе, под которое разработаны. К примеру, КВ на угле греют как и на дровах, до 3-х суток. Специальный угольный котел, тоже медленного горения, на том же количестве угля – до 20. А на дровах он работать вообще не способен.
2. Продуктами полного сгорания органического топлива являются углекислый газ и вода, независимо от степени его обводненности; этот процесс сродни образованию метаболической воды в живых организмах. Газы в дымоход печей длительного горения уходят сильно остывшими, т.к. КПД печи высок, а температура в топке невысока. Поэтому в дымоходе образуется обильный конденсат, весьма токсичный, и конструкция дымохода должна содержать в себе его сборник с возможностью слива.
3. Печи длительного горения не терпят влажного топлива; как известно, влажное не тлеет, сколько воздуха к нему ни подавай.
4. Догружать топливо в печь до полного прогорания предыдущей загрузки нельзя за одним исключением, см. далее. Открывать крышку или загрузочный люк недогоревшей печи смертельно опасно: пиролизные газы химически агрессивны и ядовиты!

Примечание: непосредственно над зоной тления корпус печи раскаляется докрасна, но это не препятствует изготовлению его из обычной стали. По мере выгорания раскаленный пояс смещается вниз и длительность воздействия на металл предельной температуры не превышает допустимых 3-х часов.

Корпус печи можно сделать из любой подходящей круглой стальной емкости, напр. из бочки. Но окружить его герметичной газовой рубашкой уже сложнее. В любом случае такая печка греет преимущественно излучением, что не очень хорошо. Выход – окружить корпус печи, на расстоянии 70-80 мм от него, водогрейным регистром ГВС в виде змеевика или кольцеобразного бака. Усилится конвекция и будет горячая вода в душ и на кухню. Нужно только предусмотреть накопительный бак емкостью примерно от 10 л/кВт, иначе система вскипит.

Масляно-пиролизная

Такой эффективный термохимический процесс как пиролиз не мог не получить самостоятельного развития у гораздых на эксперименты самодельщиков. У них же, как правило, образуются некоторые запасы бросовых тяжелых горючих жидкостей, напр. отработки. Так появилась на свет металлическая пиролизная , .

Масло горит в баке, куда через дроссель – регулятор мощности (он же – заправочное отверстие) подается первичный воздух. Горение слабое, оно нужно только для испарения топлива. Его пары поднимаются в пиролизную колонну – трубу с перфорированными стенками; в отверстия перфорации проходит вторичный воздух. В зону смешивания он поступает в избытке.

В зоне пиролиза колонны пары топлива горят, но тепло от этого большей частью расходуется на разложение топлива до легких летучих компонент, которые сгорают в зоне сгорания; здесь выделяется примерно 35% полезного тепла. Другие 35%, от ускользнувших от пиролиза тяжелых остатков, выделяются в дожигателе.

В дожигателе внутри находится неполная перегородка, горизонтальная или вертикальная. Зачем она? В зоне сгорания колонны вследствие избытка кислорода развивается высокая, до 1000 градусов, температура. При этом образуются эндотермические окислы азота. Они токсичны и на их образование уходит много энергии топлива.

При температуре выше 700 градусов окислы азота устойчивы и в зоне кислородного дожигания тяжелых радикалов останутся как были. Если дать им быстро остыть, они проскочат пик неустойчивости своей фазовой диаграммы и улетят в трубу, унося КПД печи. Чтобы оксиды азота распались сами, выделив потраченную на них энергию, их нужно задержать в зоне с температурой 450-600 градусов. Именно она и образуется за перегородкой перед выходом в дымоход. Почему? Там возникает вихрь.

Примечание: КПД печей на отработке толком никто не измерял. Известен только расход топлива на отопление стандартного гаража 4х7х2,2 м. Он равен 1,5-2,5 л/час.

Иногда гаражную буржуйку делают с круглым поддувалом диаметром по внешнему диаметру колонны масляной печки и ставят на высокие ножки. От масляной пиролизной печи оставляют бак с колонной, а самую колонну выполняют в виде дуги с горизонтальным выходом. Тогда, по мере накопления отработки, буржуйку используют как дожигатель пиролизной печи. Выход колонны вставляют в поддувало, и готова масляная буржуйка. Закончилась отработка – топим снова дровами/углем.

Примечание: дозаправлять печь на отработке в принципе можно, но опасно. Вообще эти печи – зажигательная бомба замедленного действия с запалом, установленным на неизвестный срок. Пожарными правилами их использование в быту запрещено и в широкую продажу они не поступают.

Об экранировании печей

Стальная печь в работе сильно нагревается и греет в значительной мере тепловым (инфракрасным, ИК) излучением. Для жилых помещений это нежелательно: в лицо пышет, а спина мерзнет. Их предпочтительно греть конвекцией. Кроме того, о раскаленную печку можно сильно обжечься.

Как превратить ИК в поток теплого воздуха? Очень просто: окружить печь с боков экраном из металлического листа на расстоянии 70-100 мм от печи и с таким же зазором от пола.

Можно встретить утверждения: мол, железный экран бесполезен, металл для ИК все равно что стекло. Во-первых, металл начинает пропускать электромагнитное излучение от рентгена и выше по частоте. Во-вторых, не как оконное, а как молочное стекло, частично и рассеянно. А для ИК любой металл непрозрачен, но отражает диффузно примерно их половину. На фото в ИК лист металла выглядит светло-серым.

Допустим, от печи на экран падает поток ИК единичной мощности. 0,5 его отразится обратно, а остальные 0,5 экран излучит в обе стороны, обратно и наружу. Итого наружу выйдет всего четверть. Это грубая схема, если экран сильно нагревается и его температура приближается к температуре печи, доля наружного излучения возрастает; до 1 при равенстве температур.

При расчете экрана его нужно согласовать с теплоемкостью и вязкостью воздуха, чтобы тепло между экраном и печью породило интенсивную конвекцию, а та остудила экран. При указанных выше размерах наружная температура экрана не превысит 70 градусов и теплоотдача конвекцией составит не менее 85% тепловой мощности печи.

Примечание: экран лучше делать раздвижным вширь, в виде 2-х Г-образных половин, и на отдельных ножках. Тогда, отодвигая/придвигая боковины, можно регулировать зазор между ним и печью сообразно режиму топки.

Внутренняя перегородка в печи экранировать будет плохо, т.к. температуры в топке и дожигателе близки. Но излучение вверх от варочной поверхности не опасно и конвекции не подавляет. Спереди экранировать просто нельзя: там дверцы и подход к печи. Осталось решить, что делать с излучением вниз от днища печи, нечего ему зря греть огнеопасный пол.

Эта проблема решается также без особых сложностей: зольник углубляем вниз от дверцы поддувала и выкладываем на сухую, без раствора, кирпичом. Можно засыпать кирпичным боем или песком, но тогда при выемке золы придется выгребать и выбрасывать засыпку. Если свести все эти способы в одно, получится схема экранирования, показанная на рис. выше.

Экранирование для бани

Удельная, на единицу объема помещения, мощность банных печей в 3-5 раз выше, чем комнатных, и стены нормальной бани деревянные, плохо проводящие тепло. Поэтому быстрый прогрев бани можно обеспечить только лишь конвекцией, с одной стороны. С другой – металлическая банная печка дает слишком жесткий жар все по той же причине, что не дышит. Исходя из этого, экран печи для бани делаем кирпичный; достаточно кладки в полкирпича на . Нужно только первый ряд выложить с промежутками для обеспечения конвекции, как показано на рис. справа.

Экранирование для дачи

Дачный домик тоже невелик, зимой пустует и греть его до банной температуры не нужно. Поэтому дачную печку можно, в принципе, экранировать, как банную. Но лучше не полениться, установить на чердаке накопительный бак ГВС, а печь для дачи окружить, как экраном, ее водогрейкой, см. рис. слева. Вода поглощает ИК полностью, и пока народ тянет к печке зазябшие на огороде руки, а потом уплетает бутерброды, на варочной поверхности вскипит чайник, а в баке накопится достаточно воды для душа.

Примечание: экранирование пода печи изнутри теплоемким материалом дает здесь дополнительное преимущество – под печку можно засунуть обувь на просушку, не боясь, что она пересохнет и потрескается.

Развитием идеи экрана-конвектора стало появление печей-калориферов. Они изначально конструируются так, чтобы возможно большая часть тепла превратилась в энергию движения нагретого воздушного потока. Для этого конвектор встраивают в топку или выполняют точно рассчитанный экран заодно с телом печи.

Известнейшая модель такого рода – или просто буллер (левая и средняя поз. на рис.) В РФ буллеры выпускаются по лицензии под маркой «Бренеран». Особенности буллера таковы:

• Булерьян – исключительно длительного горения. Пламенный режим является для нее аварийным, а все попытки приспособить буллеры к любому другому виду топлива пока были безуспешны.
• Топливно-режимная привередливость позволила подавать воздух в топку через один дроссель. Воздух в дожигатель поступает частично в смеси с дымовыми газами, частично через перфорированную перегородку между топкой и дожигателем.
• Хорошо продуманная конструкция и оптимальная конфигурация всей печи позволяют осуществлять регулировку мощности в широких пределах, в 10-12 раз.
• Округлая в разрезе топка и встроенный в нее на 2/3 вглубь конвектор из батарей труб обеспечивают мощную конвекцию (6 куб. м/мин на 1 кВт мощности топки) без существенного ухудшения КПД печи.
• Температура выходящего из батарей воздуха и наружной поверхности печи не превышает 70 градусов.
• При уменьшении мощности дросселем температура выходящего воздуха падает быстрее, чем его поток, т.е. на меньшей мощности буллер греет так же быстро, но слабее.

Длительность теплоотдачи булерьяна с одной полной загрузки топлива 8-12 час. Серийные буллеры выпускаются на мощность 10-200 кВт. КПД буллера около 60% Окружив печку экраном, его можно повысить до 66-67%, при этом температура наружной поверхности экрана будет около 55 градусов. Температура внутри буллера нигде не превышает 600 градусов, поэтому его вполне возможно изготовить самому из обычной стали, но делать с кондачка нельзя.

Секрет буллера – в точном внутреннем балансе тепла и воздуха. Отнять на конвекцию слишком мало тепла – печь даст мало горячего, пересушенного воздуха. Отнять много – топливо не прогорит как следует, образуется много золы, сажи, КПД печи упадет. Точно так же и с воздухом: конфигурация и соотношение размеров всех деталей печи обеспечивают автоматические перераспределение воздушных потоков внутри соответственно режиму горения. Но шаг вправо, шаг влево – опять зола, сажа, прожорливость и мало тепла.

Поэтому самому рассчитать буллер, руководствуясь начальными сведениями о теплотехнике, лучше и не пытаться. Можно повторить проверенную конструкцию, но точно выдерживая размеры, соблюдая инструкции и следуя спецификациям. Длина и конфигурация дымохода не критичны, но в нем необходим сборник конденсата, т.к. температура отходящих газов невысока.

Буллеры обычно применяются для отопления производственных помещений, в которых необходим равномерный по объему прогрев до комфортной или технологической температуры: теплиц, оранжерей, питомников теплолюбивых животных. Однако, установив буллер подходящей мощности в подвале, можно обеспечить воздушное отопление частного дома практически любой площади: большое количество сопел конвектора (от 7 до 23-25) позволяет организовать равномерную раздачу тепла по комнатам. Сопла батарей печи элементарно сопрягаются с воздуховодами из дешевого тонкостенного гофра, а устроить в доме систему воздушных каналов проще и дешевле, чем смонтировать трубы и регистры водяного отопления. Кроме того, отпадает необходимость в сложной, дорогой, энергозависимой и требующей ухода обвязке водяного котла.

В России от буллера отпочковалось немало сходных конструкций; одна из самых известных – линейка печей «Профессор Бутаков», правая поз. на рис. «Бутаковы» многотопливны, их КПД выше, чем у буллера, есть варочная поверхность, но здесь, в статье для самодельщиков, о них стоит упомянуть лишь вскользь: конструкция из спецстали рассчитана исключительно на промышленное производство. Кроме того, «Бутаковы» могут хорошо греть только 1 комнату: к выходу их батарей подключить воздуховоды очень сложно.

О воздушном отоплении

Воздушное отопление оптимально для индивидуальных домов в 1-2 этажа. Этажность дома стремительно пожирает его эффективность, поэтому оно вышло из обихода еще в тесных средневековых городах, хотя богатые усадьбы в древности отапливались именно воздухом.

Широкому его внедрению в частный сектор препятствует фактически только отсутствие узаконенных норм, правил, рекомендаций и методик инженерного расчета. Однако для самодельщиков с жилкой экспериментатора это плюс: раз не запрещено, значит, можно, лишь бы сам буллер был сертифицирован. Делай, как хочешь и умеешь, не боясь санкций: за что наказывать, если его в законе вовсе нет?

Медленные самоделки

Если в буржуйке и ее сородичах нет частей, грубое или небрежное изготовление которых совершенно испортило бы печь, то уже буллер дает пример того, что с печами длительного горения нужно поосторожнее. В них есть узлы, небольшая ошибка в исполнении которых сделает печь не только плохой, но и опасной. Поэтому на печках медленного горения остановимся подробнее; 2 популярных и 1 перспективная конструкции показаны на рис.

Поз. А – знаменитая бубафоня , самоделка на основе латвийского сланцевого котла Stropuva. Она относится к печам с закрытой зоной тления, поэтому ее КПД под 70%, а с газовой рубашкой свыше 75%. Воздух сквозь гнет-«блин» подается в центр зоны горения. Повышенный КПД обусловлен тем, что пиролизные газы догорают еще под гнетом, поэтому он должен быть или из спецстали, или толстым, 8-12 мм. Вторая особенность как следствие закрытого горения – бубафоню в крайнем случае можно догружать на ходу. Вонью шибанет, но не отравишься.

Удельная мощность бубафони около 0,3 кВт на 1 куб. дм топлива, что неплохо. Но самое топливо – опилки, стружка, мелкий горючий мусор, причем сухой. На дровах и угле КПД резко падает: длительность теплоотдачи остается такой же, 6-8, до 12 час. «Кормить» бубафоню качественным высокоэнергоемким топливом можно, если не полениться и сделать «блин» с изогнутыми профилированными лопастями. Это также увеличит возможность догрузки: проворот гнета при подъеме/опускании не собьет горения и повторного розжига печи не потребуется.

На поз. Б1-Б3 не менее популярная печь открытого горения «Слобожанка» . Ее конструкция элементарна, к размерам и пропорциям не критична, от кастрюли до бочки. Печь может работать на бросовом топливе, дровах, угле, трофобрикетах. Конкурировать в бубафоней «Слобожанке» мешают 3 обстоятельства:

1. Догрузка на ходу невозможна, снимать крышку в недогоревшей печи смертельно опасно.
2. Вследствие открытого горения удельная тепловая мощность в 2-3 раза ниже, чем в печах с закрытой зоной горения.
3. Воздухораспределительная шахта из обычной стали толщиной 6 мм при регулярной интенсивной топке прогорает до окончания отопительного сезона, а корпус из 3 мм стали служит 2-3 года вследствие активной химической коррозии в газовой подушке.

Увеличить долговечность и удельную мощность «Слобожанки» можно, сделав жаровой корпус из спецстали. Воздухораспределителей делают несколько прямо в стенках корпуса (его развертка на поз. Б2). Но тогда приходится окружать печь воздушной рубашкой с перегородками да еще и делать кольцевое поддувало, поз. Б3. Для самодельщика такая конструкция слишком сложна, а в производстве нерентабельна. Поэтому «Слобожанки» выпускают лишь мелкими сериями мелкие же фирмы, а кое-каким спросом они пользуются только в южных регионах как печи для эпизодического отопления подсобных помещений.

Примечание: для печей с газовой рубашкой сборник конденсата придется заглубить в пол, а накопившийся выкачивать, т.к. в печах с газовой рубашкой выход в дымоход нижний.

На поз. В – схема печи, когда-то выпускавшейся советской военной промышленностью для обогрева казарм малых удаленных гарнизонов. Обладала высокой удельной мощностью; печка размером с бочку грела помещение в 150-160 кв. м. с потолком 4 м. Всеядна, в ней горело все, от сучанского антрацита до свежих бытовых отходов. Догрузка – на ходу без ограничений: грибок на воздуховоде/воздухораспределителе не давал свежей порции топлива похоронить зону тления, а сквозь массу топлива выходили уже полностью догоревшие газы. Из жаропрочной стали был сделан только перфорированный конус, соединением в фальц.

Ныне эта печь, похоже, забыта. Вероятная причина – громоздкость и неэстетичность всей системы. В штатную ее комплектацию помимо печи входили 3 секции по 2 м газовоздушных теплообменных регистров, каждый в виде оребренного пучка из 5 двухдюймовых тонкостенных труб. Попытки заменить их буржуечным дымоходом приводили к тому, что боров раскалялся до оранжевого, а печь начинала «плеваться» газом из-под крышки.

Установка металлической печи

Прежде чем браться за любую печь, нужно определиться с местом ее установки. Первое правило при этом, если печь конвекционная, ее можно ставить где угодно. Если же печка греет преимущественно излучением, ее нужно ставить подальше от наружных стен , иначе поднявшийся температурный градиент между помещением и улицей приведет к большим теплопотерям и съест добрую долю КПД печи.

Далее, прикидываем вес печи, приходящийся на единицу площади ее проекции на пол. Если весовая нагрузка не превышает 150 кг/кв. м, то все ОК, печку можно ставить прямо на пол. Если нагрузка в пределах 150-400 кг/кв. м, настил пола придется разобрать и ставить печь на стяжку. Установка металлических печей, как правило, разбора настила пола и устройства фундамента не требует. В хозяйственных помещениях с земляным или любым другим полом без стяжки под печь нужно положить железобетонную плиту толщиной не менее 7 см. Вынос плиты за пределы контура проекции печи не менее 0,6 м во все стороны.

От стен бетонных или покрытых огнеупорной штукатуркой на вермикулите печь должна отстоять не менее чем на 0,6 м. От обычных оштукатуренных стен без обоев – не менее чем на 0,8 м. Если декоративная отделка стены любая горючая или способна разлагаться при нагреве (краска, пластик, обои), печь к ней нельзя придвигать ближе 1,2 м. Использование стационарных металлических печей для отопления деревянных строений правилами пожарной безопасности допускается в исключительных случаях по особому разрешению.

Теперь, если печь заводская и в доме предусмотрен дымоход, остается положить тепло- и пожарную изоляцию (см. ниже), подключить печь к дымоходу и, не производя ни малейшей топки, вызвать пожарного инспектора для освидетельствования. Оно, как правило, ограничивается мелкими замечаниями, и после уплаты госпоборов разрешение на эксплуатацию печи выдается. Обойдется вся эта процедура примерно в $150 и около месяца времени.

Если дымохода нет, его отдельно, до установки печи, нужно сделать и узаконить у пожарников и в СЭС. В случае с фирменной покупной печью это проще: к спецификации на хорошую печь обязательно прилагаются и ТУ на дымоход к ней. Выполнив его по требованиям, можно смело идти к пожарникам: после освидетельствования и уплаты чего следует в казну нужные бумаги будут выданы. С «левым» дымоходом дело хуже, для его строительства нужен утвержденный проект. Бесплатно проконсультируют, где его заказать и что в нем должно быть, в местном филиале ВНИИ ПО (ВНИИ Пожарной Охраны МЧС). Плохо тут то, что филиалы или отделения ВНИИ ПО есть только в довольно больших городах (от 150 тыс. примерно), а онлайновых консультаций они не дают.

И совсем плохо получается, если печка полностью самодельная: ее для узаконивания придется сначала сертифицировать в том же ВНИИ ПО. Причем с печами длительного горения, любыми на жидком топливе и газовыми туда можно и не соваться: они сертифицируются только заводские. Закона о наказаниях за самодельные печи нет, так что за «левую» не оштрафуют. Но, если имущество застраховано, то одно лишь наличие такой печи, хоть бы она вдали в кладовке холодная валялась, делает случай не страховым. А буде какое-то «вдруг что» причинило ущерб соседям, то лучше сразу расплатиться полюбовно, в суде крыть нечем будет.

Наконец, если все эти перипетии пройдены, кладем изоляцию: не менее 4 мм асбеста или базальтового картона, а на него лист железа толщиной от 1,5 мм. Вынос изоляции за контур печи не менее 50 мм по бокам и сзади и не менее 300 мм перед топкой. Если печь экранирована, вынос считается от контура экрана. Теперь к пожарникам, как уже сказано, и, по устранении указанных инспектором недостатков и выдаче разрешения можно топить.

Чертежи для примера

Комнатную буржуйку и буллер, вообще говоря, проще купить. Поэтому для примера даем чертежи 2-х востребованных конструкций: малой банной буржуйки, на 40-50 куб. м помещения, с водогрейкой, и гаражной печи на отработке. Для буржуйки нужен стальной или алюминиевый накопительный водяной бак от 100 л без теплоизоляции, а для масляной печи – дымоход от 4,5 м высоты со сборником конденсата. Материал и там, и там – обычная сталь 4 мм.

Видео: пример самостоятельного изготовления банной печки из металла

О печах-каминах

Для печи-камина эстетика важнее теплотехники. Применительно к металлической – лучше всего купить готовую каминную топку, а творческие способности применить в дизайнерском плане. В продаже имеются специальные камин-кассеты, или каминокассеты, см. рис. справа. От обычной топки они отличаются встроенными дымосборником и дожигателем. Каминокассета стоит дороже простой топки, но это окупается упрощенными требованиями к дымоходу, а оребрение на дожигателе позволяет устроить воздушное отопление комнаты. Встраивать камин-кассету можно куда угодно, ее внешняя поверхность нагревается не выше 70 градусов. Оформления в МЧС не требуется.

Чем красить печь?

Голый металл плохо смотрится даже в гараже или сарае и более, чем крашеный, подвержен коррозии. Но обычная краска для печи не подойдет, она держит не более 140-160 градусов. Итак, чем покрасить металлическую печь?

Для покраски горячих поверхностей пригодны эмали кремнийорганические и органосиликатные. Кто знает, что кремний по-латыни silicium, не удивляйтесь. В кремнийорганических соединениях атомы водорода (а не углерода, как часто неверно думают) частично или полностью замещены кремнием. А в органосиликатах кремнийсодержащий наполнитель замешан на органическом связующем, которое при высыхании испаряется.

Кремнийорганические эмали жаростойки до 800 градусов Цельсия в течение 5-12 час, но стоят дороже, чем органосиликатные, примерно 180 руб./кг против 150. Жаростойкость органосиликатов 250-350 градусов. С учетом того, что расход на единицу площади кремнийорганики больше, а сама она тяжелее, стоимость готового покрытия примерно вдвое выше. На скол, по прибору УП-1, органосиликаты прочнее кремнийорганики также примерно вдвое.

Исходя из этого, собственно печь лучше красить кремнийорганикой, а ее экран – органосиликатами. По химической стойкости они равноценны. Качество и цена у зарубежных и отечественных производителей различаются мало. Из отечественных хорошо зарекомендовали себя «Церта» и КО-828; из зарубежных – норвежские Jotun.

Как красить

Термостойкие эмали по металлу наносятся только на чистую обезжиренную поверхность из пульверизатора в теплом сухом помещении. Красить кистью и валиком нельзя. Наносят обязательно в 2 слоя; второй после полного высыхания предыдущего. По спецификациям на эмали их можно наносить и в морском тумане при минусовой температуре, но только в электростатическом поле на специальном оборудовании. До 3-й степени (без заметного отлипа) эмали высыхают за 20 мин – 3 час, но для полной готовности держать жар изделие нужно выдержать не менее 7 суток. Ускорять сушку феном или подтопкой печи недопустимо, покрытие отслоится.

С чего начать?

Так какую же печку лучше делать первой? Без сомнения – комнатную буржуйку с дожигателем и варочной поверхностью . Вдруг пропадет электричество, закончится газ или уголь, а подвоза не будет, она всегда выручит. Дома она не займет много места в кладовке, а на даче может быть и стационарной. Потом, по мере потребности, та же буржуйка без особых сложностей обрастет усовершенствованиями.

Что касается простых на первый взгляд печей длительного горения, то они высокоэффективны как раз потому, что их теплотехника с термохимией весьма сложны. Приниматься за печь-долгогрейку следует, только набравшись опыта.

Вывод: где металл хорош

В быту металлические печи используются более как альтернативные аварийные источники тепла. Вторая обширная область их применения – периодический обогрев подсобных и хозяйственных помещений, в т.ч. дачных домиков. Для постоянного обогрева производственных помещений оптимальны печи-калориферы.

В жилых помещениях роль металлических печей преимущественно декоративная, в качестве готовых покупных печей-каминов. Как стационарные отопительные печи для обогрева домов они подходят плохо по требованиям безопасности.

Металлоискатель или металлодетектор предназначен для обнаружения предметов, по своим электрическим и/или магнитным свойствам отличающихся от среды, в которой они находятся. Попросту говоря, он позволяет находить металл в земле. Но не только металл, и не только в грунте. Металлодетекторами пользуются службы досмотра, криминалисты, военные, геологи, строители для поиска профилей под обшивкой, арматуры, сверки планов-схем подземных коммуникаций, и люди многих других специальностей.

Металлоискатели своими руками чаще всего делают любители: кладоискатели, краеведы, члены военно-исторических объединений. Им, начинающим, и предназначена в первую очередь данная статья; описанные в ней устройства позволяют найти монету с советский пятак на глубине до 20-30 см или железяку с канализационный люк примерно в 1-1,5 м под поверхностью. Однако этот самодельный приборчик может пригодиться и на хозяйстве при ремонте или на стройке. Наконец, обнаружив в земле центнер-другой брошенной трубы или металлоконструкций и сдав находку в металлолом, можно выручить приличную сумму. А подобных сокровищ в земле российской точно больше, чем пиратских сундуков с дублонами или боярско-разбойничьих кубышек с ефимками.

Примечание: если вы не сведущи в электротехнике с радиоэлектроникой, не пугайтесь схем, формул и специальной терминологии в тексте. Самая суть излагается попросту, и в конце будет описание прибора, который можно сделать за 5 мин на столе, не умея не то что паять, а проводки скрутить. Но он позволит «пощупать» особенности поиска металлов, а возникнет интерес – придут и знания с навыками.

Немного больше внимания по сравнению с остальными будет уделено металлоискателю «Пират», см. рис. Этот прибор достаточно прост для повторения начинающими, но по своим качественным показателям не уступает многим фирменным моделям ценой до $300-400. А главное – он показал отличную повторяемость, т.е. полную работоспособность при изготовлении по описаниям и спецификациям. Схемотехника и принцип действия «Пирата» вполне современны; по его настройке и методике использования имеется достаточно руководств.

Принцип действия

Металлоискатель действует по принципу электромагнитной индукции. В общем схема металлоискателя состоит из передатчика электромагнитных колебаний, передающей катушки, приемной катушки, приемника, схемы выделения полезного сигнала (дискриминатора) и устройства индикации. Отдельные функциональные узлы часто объединяют схемотехнически и конструктивно, напр., приемник и передатчик могут работать на одну катушку, приемная часть сразу выделяет полезный сигнал и т.п.

Катушка создает в среде электромагнитное поле (ЭМП) определенной структуры. Если в зоне его действия оказывается электропроводящий предмет, поз. А на рис., в нем наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые создают его собственное ЭМП. В результате структура поля катушки искажается, поз. Б. Если же предмет не электропроводящий, но обладает ферромагнитными свойствами, то он искажает исходное поле за счет экранирования. В том и другом случае приемник улавливает отличие ЭМП от исходного и преобразует его в акустический и/или оптический сигнал.

Примечание: в принципе для металлоискателя не обязательно, чтобы предмет был электропроводящим, грунт – нет. Главное, чтобы их электрические и/или магнитные свойства отличались.

Детектор или сканер?

В коммерческих источниках дорогие высокочувствительные металлодетекторы, напр. Терра-Н, нередко называют геосканерами. Это неверно. Геосканеры действуют по принципу измерения электропроводности грунта по разным направлениям на разной глубине, эта процедура называется боковым каротажем. По данным каротажа компьютер строит на дисплее картинку всего, что в земле, включая различные по свойствам геологические слои.

Разновидности

Общие параметры

Принцип действия металлодетектора возможно воплотить технически разными способами соответственно назначению прибора. Металлоискатели для пляжного золотоискательства и строительно-ремонтного поиска внешне могут быть похожи, но существенно отличаться по схеме и техническим данным. Чтобы правильно сделать металлоискатель, нужно четко представлять себе, каким требованиям он должен удовлетворять для данного рода работы. Исходя из этого, можно выделить следующие параметры поисковых детекторов металла:

1. Проницание, или проникающая способность – максимальная глубина, на которую распространяется ЭМП катушки в грунте. Глубже прибор ничего не обнаружит при любом размере и свойствах объекта.
2. Величина и размеры зоны поиска – воображаемая область в земле, в которой объект будет обнаружен.
3. Чувствительность – способность обнаруживать более или менее мелкие предметы.
4. Избирательность – способность сильнее реагировать на желательные находки. Сладкая мечта пляжных старателей – детектор, который пищит только на драгоценные металлы.
5. Помехоустойчивость – способность не реагировать на ЭМП посторонних источников: радиостанций, грозовых разрядов, ЛЭП, электротранспорта и др. источников помех.
6. Мобильность и оперативность определяются энергопотреблением (на сколько батареек хватит), массогабаритами прибора и размерами зоны поиска (сколько можно «прощупать» за 1 проход).
7. Дискриминация, или разрешающая способность – дает оператору или управляющему микроконтроллеру возможность по реакции прибора судить о характере найденного объекта.

Дискриминация, в свою очередь, параметр составной, т.к. на выходе металлоискателя наличествует 1, максимум 2 сигнала, а величин, определяющих свойства и расположение находки, больше. Тем не менее, с учетом изменения реакции прибора во время приближения к объекту, в нем выделяются 3 составляющих:

• Пространственная – свидетельствует о расположении объекта в зоне поиска и глубине его залегания.
• Геометрическая – дает возможность судить о форме и размерах объекта.
• Качественная – позволяет строить предположения о свойствах материала объекта.

Рабочая частота

Все параметры металлоискателя связаны сложным образом и многие взаимосвязи взаимоисключающие. Так, напр., понижение частоты генератора позволяет добиться большего проницания и зоны поиска, но ценой увеличения энергопотребления, и ухудшает чувствительность и мобильность вследствие возрастания размеров катушки. В целом же каждый параметр и их комплексы так или иначе привязаны к частоте генератора. Поэтому первоначальная классификация металлоискателей строится по диапазону рабочих частот:

1. Сверхнизкочастотные (СНЧ) – до первых сотен Гц. Абсолютно не любительские приборы: энергопотребление от десятков Вт, без компьютерной обработки по сигналу ни о чем судить нельзя, для перемещения нужен автотранспорт.
2. Низкочастотные (НЧ) – от сотен Гц до нескольких кГц. Просты схемотехнически и конструктивно, помехоустойчивы, но мало чувствительны, дискриминация плохая. Проницание – до 4-5 м при энергопотреблении от 10 Вт (т. наз. глубинные металлодетекторы) или до 1-1,5 м при питании от батареек. Реагируют острее всего на ферромагнитные материалы (черный металл) или большие массы диамагнитных (бетонные и каменные строительные конструкции), поэтому иногда называются магнитодетекторами. К свойствам грунта мало чувствительны.
3. Повышенной частоты (ПЧ) – до нескольких десятков кГц. Сложнее НЧ, но требования к катушке невысоки. Проницание – до 1-1,5 м, помехоустойчивость на троечку, хорошая чувствительность, удовлетворительная дискриминация. Могут быть универсальными при использовании в импульсном режиме, см. ниже. На обводненных или минерализованных грунтах (с обломками или частицами скальных пород, экранирующих ЭМП) работают плохо или вовсе ничего не чуют.
4. Высокой, или радиочастоты (ВЧ или РЧ) – типичные металлоискатели «на золото»: отличная дискриминация на глубину до 50-80 см в сухих непроводящих и немагнитных грунтах (пляжный песок и т.п.) Энергопотребление – как в пред. п. Остальное – на грани «неуда». Эффективность прибора во многом зависит от конструкции и качества исполнения катушки (катушек).

Примечание: мобильность металлоискателей по пп. 2-4 хорошая: от одного комплекта солевых элементов («батареек») АА и без переутомления оператора можно работать до 12 час.

Особняком стоят импульсные металлоискатели. У них первичный ток в катушку поступает импульсами. Задав частоту следования импульсов в пределах НЧ, а их длительность, которая определяет спектральный состав сигнала, соответствующей диапазонам ПЧ-ВЧ, можно получить металлодетектор, совмещающий в себе положительные свойства НЧ, ПЧ и ВЧ или перестраиваемый.

Метод поиска

Насчитывается не менее 10 методов поиска предметов с помощью ЭМП. Но такие, как, скажем, метод непосредственной оцифровки ответного сигнала с компьютерной обработкой – удел профессионального применения.

Самодельный металлоискатель схемотехнически строят более всего следующими способами:

• Параметрическим.
• Приемо-передающим.
• С накоплением фазы.
• На биениях.

Без приемника

Параметрические металлоискатели в некотором роде выпадают из определения принципа действия: в них нет ни приемника, ни приемной катушки. Для детекции используется непосредственно влияние объекта на параметры катушки генератора – индуктивность и добротность, а структура ЭМП значения не имеет. Изменение параметров катушки ведет к изменению частоты и амплитуды вырабатываемых колебаний, что фиксируется разными способами: измерением частоты и амплитуды, по изменению тока потребления генератора, измерением напряжения в петле ФАПЧ (системы фазовой автоподстройки частоты, «подтягивающей» ее к заданному значению) и др.

Параметрические металлоискатели просты, дешевы и помехоустойчивы, но пользование ими требует определенных навыков, т.к. частота «плывет» под влиянием внешних условий. Чувствительность у них слабая; более всего используются как магнитодетекторы.

С приемником и передатчиком

Устройство приемопередающего металлоискателя показано на рис. в начале, к пояснению принципа действия; там же описан и принцип работы. Такие приборы позволяют добиться наилучшей эффективности в своем диапазоне частот, но сложны схемотехнически, требуют особо качественной системы катушек. Приемопередающие металлоискатели с одной катушкой называются индукционными. Их повторяемость лучше, т.к. проблема правильного расположения катушек относительно друг друга отпадает, но схемотехника сложнее – нужно выделить слабый вторичный сигнал на фоне сильного первичного.

Примечание: в импульсных приемопередающих металлоискателях от проблемы выделения также удается избавиться. Объясняется это тем, что в качестве вторичного сигнала «ловят» т. наз. «хвост» переизлученного объектом импульса. Первичный импульс вследствие дисперсии при переизлучении расплывается, и часть вторичного импульса оказывается в промежутке между первичными, откуда ее несложно выделить.

До щелчка

Металлоискатели с накоплением фазы, или фазочувствительные, бывают либо однокатушечными импульсными, либо с 2-мя генераторами, работающими каждый на свою катушку. В первом случае используется тот факт, что импульсы при переизлучении не только расплываются, но и задерживаются. Во времени сдвиг фаз нарастает; когда он достигает определенной величины, дискриминатор срабатывает и в наушниках раздается щелчок. По мере приближения к объекту щелчки становятся чаще и сливаются в звук все более высокого тона. Именно на этом принципе построен «Пират».

Во втором случае техника поиска та же, но работают 2 строго симметричных электрически и геометрически генератора, каждый на свою катушку. При этом вследствие взаимодействия их ЭМП происходит взаимная синхронизация: генераторы работают в такт. При искажении общего ЭМП начинаются срывы синхронизации, слышимые как те же щелчки, а затем тон. Двухкатушечные металлоискатели со срывом синхронизации проще импульсных, но менее чувствительны: проницание их в 1,5-2 раза меньше. Дискриминация в обоих случаях близка к отличной.

Фазочувствительные металлодетекторы – любимые инструменты курортных старателей. Асы поиска настраивают свои приборы так, что точно над объектом звук снова пропадает: частота следования щелчков переходит в ультразвуковую область. Таким способом на ракушечном пляже удается находить золотые серьги размером с ноготь на глубине до 40 см. Однако на грунте с мелкими неоднородностями, обводненном и минерализованном, металлоискатели с накоплением фазы уступают прочим, кроме параметрических.

По писку

Биения 2-х электросигналов – сигнал с частотой, равной сумме или разности основных частот исходных сигналов или кратных им – гармоник. Так, напр., если на входы специального устройства – смесителя – подать сигналы с частотами 1 МГц и 1 000 500 Гц или 1,0005 МГц, а к выходу смесителя подключить наушники или динамик, то услышим чистый тон 500 Гц. А если 2-й сигнал будет 200 100 Гц или 200,1 кГц, случится то же самое, т.к. 200 100 х 5 = 1 000 500; мы «поймали» 5-ю гармонику.

В металлоискателе на биениях действуют 2 генератора: опорный и рабочий. Катушка колебательного контура опорного маленькая, защищенная от посторонних влияний, или его частота стабилизирована кварцевым резонатором (попросту – кварцем). Контурная катушка рабочего (поискового) генератора – поисковая, и его частота зависит от наличия предметов в зоне поиска. Перед поиском рабочий генератор настраивают на нулевые биения, т.е. до совпадения частот. Полного нуля звука как правило не добиваются, а настраивают до очень низкого тона или хрипа, так удобнее искать. По изменению тона биений судят о наличии, величине, свойствах и расположении объекта.

Примечание: чаще всего частоту поискового генератора берут в несколько раз ниже опорной и работают на гармониках. Это позволяет, во-первых, избежать вредного в данном случае взаимного влияния генераторов; во-вторых, точнее настроить прибор, в-третьих, вести поиск на оптимальной в данном случае частоте.

Металлоискатели на гармониках в общем сложнее импульсных, однако работают на любом грунте. Правильно изготовленные и настроенные, они не уступают импульсным. Об этом можно судить хотя бы по тому, что золотоискатели-пляжники никак не сойдутся во мнениях, что же лучше: импульсник или на биениях?

Катушка и прочее

Самое распространенное заблуждение начинающих радиолюбителей – абсолютизация схемотехники. Мол, если схема «крутая», то все будет тип-топ. Относительно металлоискателей это вдвойне неверно, т.к. их эксплуатационные достоинства сильнейшим образом зависят от конструкции и качества изготовления поисковой катушки. Как выразился некий курортный старатель: «Находимость детектора должна тянуть карман, а не ноги».

При разработке прибора его схему и параметры катушки подгоняют друг к другу до получения оптимума. Определенная схема с «чужой» катушкой если и заработает, то до заявленных параметров не дотянет. Поэтому, выбирая прототип для повторения, смотрите прежде всего описание катушки. Если оно неполное или неточное – лучше строить другой прибор.

О размерах катушки

Большая (широкая) катушка эффективнее излучает ЭМП и глубже «просветит» грунт. Ее зона поиска шире, что позволяет уменьшить «находимость ногами». Однако, если в зоне поиска окажется крупный ненужный предмет, его сигнал «забьет» слабый от искомой мелочи. Поэтому желательно брать или делать металлодетектор, рассчитанный на работу с катушками разного размера.

Примечание: типичные диаметры катушек 20-90 мм для поиска арматуры и профилей, 130-150 мм «на пляжное золото» и 200-600 мм «на большое железо».

Монопетля

Традиционный тип катушки детектора металла т. наз. тонкая катушка или Mono Loop (одинарная петля): кольцо из многих витков эмалированного медного провода шириной и толщиной раз в 15-20 меньше среднего диаметра кольца. Достоинства катушки-монопетли – слабая зависимость параметров от типа грунта, сужающаяся книзу зона поиска, что позволяет, двигая детектор, точнее определять глубину и расположение находки, и конструктивная простота. Недостатки – малая добротность, отчего в процессе поиска «плывет» настройка, подверженность помехам и расплывчатая реакция на объект: работа с монопетлей требует значительного опыта пользования данным конкретным экземпляром прибора. Самодельные металлоискатели начинающим рекомендуется делать с монопетлей, чтобы без особых проблем получить работоспособную конструкцию и приобрести с ней поисковый опыт.

Индуктивность

При выборе схемы, чтобы убедиться в достоверности обещаний автора, и тем более при самостоятельном конструировании или доработке, нужно знать индуктивность катушки и уметь ее рассчитывать. Даже если вы делаете металлоискатель из покупного набора, индуктивность все равно нужно проверить измерениями или расчетом, чтобы не ломать потом голову: почему, все вот вроде исправно, а не пищит.

Калькуляторы для расчета индуктивности катушек имеются в интернете, но компьютерная программа все случаи практики предусмотреть не может. Поэтому на рис. дана старая, десятилетиями проверенная номограмма для расчета многослойных катушек; тонкая катушка – частный случай многослойной.

Для расчета поисковой монопетли номограммой пользуются следующим образом:

• Берем величину индуктивности L из описания прибора и размеры петли D, l и t оттуда же или по своему выбору; типичные значения: L = 10 мГн, D = 20 см, l = t = 1 см.
• По номограмме определяем количество витков w.
• Задаемся коэффициентом укладки k = 0,5, по размерам l (высота катушки) и t (ширина ее) определяем площадь сечения петли и находим площадь чистой меди в ней как S = klt.
• Поделив S на w, получим сечение обмоточного провода, а по нему – диаметр провода d.
• Если получилось d = (0,5…0,8) мм, все ОК. В противном случае увеличиваем l и t при d>0,8 мм или уменьшаем при d<0,5 мм.

Помехоустойчивость

Монопетля хорошо «ловит» помехи, т.к. устроена точно так же, как рамочная антенна. Увеличить ее помехоустойчивость можно, во-первых, поместив обмотку в т. наз. экран Фарадея (Faraday shield): металлическую трубку, оплетку или обмотку из фольги с разрывом, чтобы не образовался короткозамкнутый виток, который «съест» все ЭМП катушки, см. рис. справа. Если на исходной схеме возле обозначения поисковой катушки есть пунктирная линия (см. схемы далее), то это значит, что катушка данного прибора обязательно должна быть помещена в экран Фарадея.

Также обязательно экран соединяется с общим проводом схемы. Тут таится подвох для новичков: заземляющий проводник нужно подключать к экрану строго симметрично разрезу (см. тот же рис.) и подводить его к схеме также симметрично относительно сигнальных проводов, иначе помехи все-таки «пролезут» в катушку.

Экран поглощает и некоторую долю поискового ЭМП, что снижает чувствительность прибора. Особенно этот эффект заметен в импульсных металлоискателях; их катушки вообще нельзя экранировать. В таком случае увеличения помехозащищенности можно добиться, симметрируя обмотку. Суть в том, что для удаленного источника ЭМП катушка – точечный объект, и э.д.с. помех в ее половинах подавят друг друга. Симметричная катушка может понадобиться и схемно, если генератор двухтактный или индуктивная трехточка.

Однако симметрировать катушку привычным радиолюбителям бифиллярным способом (см. рис.) в данном случае нельзя: при нахождении в поле бифиллярной катушки проводящих и/или ферромагнитных предметов ее симметрия нарушается. Т.е., помехоустойчивость металлоискателя пропадет как раз тогда, когда она больше всего нужна. Поэтому симметрировать катушку-монопетлю нужно перекрестной намоткой, см. тот же рис. Ее симметрия не нарушается ни при каких обстоятельствах, но мотать тонкую катушку с большим количеством витков перекрестным способом – адский труд, и тогда лучше сделать корзиночную катушку.

Корзинка

Корзиночные катушки имеют все достоинства монопетель в еще большей степени. Вдобавок, катушки-корзинки стабильнее, их добротность выше, а то, что катушка плоская – двойной плюс: чувствительность и дискриминация возрастут. К помехам корзиночные катушки менее восприимчивы: вредные э.д.с. в перекрещивающихся проводах гасят друг друга. Единственный минус – для катушек-корзинок нужна точно сделанная жесткая и прочная оправка: общая сила натяжения многих витков достигает больших величин.

Корзиночные катушки конструктивно бывают плоскими и объемными, но электрически объемная «корзинка» эквивалентна плоской, т.е. создает такое же ЭМП. Объемная корзиночная катушка еще менее чувствительна к помехам и, что важно для импульсных металлоискателей, дисперсия импульса в ней минимальна, т.е. легче поймать дисперсию, вызванную объектом. Преимущества оригинального металлоискателя «Пират» во многом обусловлены тем, что его «родная» катушка – объемная корзинка (см. рис.), однако ее намотка сложна и трудоемка.

Новичку самостоятельно лучше мотать плоскую корзинку, см. рис. ниже. Для металлоискателей «на золото» или, скажем, для описанных далее металлоискателя-«бабочки» и простого приемопередающего 2-катушечного хорошей оправкой будут негодные компьютерные диски. Их металлизация не повредит: она очень тонкая и никелевая. Непременное условие: нечетное, и никак иначе, число прорезей. Номограмма для расчета плоской корзинки не требуется; расчет ведут таким образом:

• Задаются диаметром D2, равным внешнему диаметру оправки минус 2-3 мм, и берут D1 = 0,5D2, это оптимальное соотношение для поисковых катушек.
• По формуле (2) на рис. вычисляют количество витков.
• По разности D2 – D1 с учетом коэффициента плоской укладки 0,85 вычисляют диаметр провода в изоляции.

Как не надо и надо мотать корзинки

Некоторые любители берутся самостоятельно мотать объемные корзинки способом, показанным на рис. ниже: делают оправку из изолированных гвоздей (поз. 1) или саморезов, мотают по схеме, поз. 2 (в данном случае, поз. 3, для количества витков, кратного 8; через каждые 8 витков «узор» повторяется), затем запенивают, поз. 4, оправку вытаскивают, а лишнюю пену обрезают. Но вскоре оказывается, что натянутые витки порезали пену и вся работа пошла всмятку. Т.е., чтобы намотать надежно, нужно отрезки прочного пластика вклеить в отверстия основы, и только тогда мотать. И помните: самостоятельный расчет объемной корзиночной катушки без соответствующих компьютерных программ невозможен; методика для плоской корзинки в данном случае неприменима.

ДД катушки

ДД в данном случае значит не дальнодействие, а двойной или дифферециальный детектор; в оригинале – DD (Double Detector). Это катушка из 2-х одинаковых половин (плеч), сложенных с некоторым пересечением. При точном электрическом и геометрическом балансе плеч ДД поисковое ЭМП стягивается в зону пересечения, справа на рис; слева – катушка-монопетля и ее поле. Малейшая неоднородность пространства в зоне поиска вызывает разбаланс, и появляется резкий сильный сигнал. ДД-катушка позволяет неопытному искателю обнаружить мелкий глубокий хорошо проводящий предмет, когда рядом с ним и выше залегла ржавая банка.

Катушки ДД четко ориентированы «на золото»; все металлоискатели с маркировкой GOLD комплектуются ими. Однако на мелко-неоднородных и/или проводящих грунтах они или вовсе отказывают, или часто дают ложные сигналы. Чувствительность ДД катушки очень высока, но дискриминация близка к нулевой: сигнал или предельный, или его вовсе нет. Поэтому металлодетекторы с ДД катушками предпочитают искатели, которых интересует только «находимость на карман».

Примечание: подробнее о ДД катушках можно будет узнать далее в описании соответствующего металлоискателя. Мотают плечи ДД или внавал, как монопетлю, на специальной оправке, см. далее, или корзинками.

Как крепить катушку

Готовые каркасы и оправки для поисковых катушек продаются в широком ассортименте, но с накрутками продавцы не стесняются. Поэтому многие любители делают основу катушки из фанеры, слева на рис.:

Несколько конструкций

Параметрические

Самый простой металлоискатель для поиска арматуры, проводки, профилей и коммуникаций в стенах и перекрытиях можно собрать по рис. Древний транзистор МП40 безо всякого меняется на КТ361 или его аналоги; чтобы применить транзисторы pnp, нужно поменять полярность батарейки.

Этот металлоискатель – магнитодетектор параметрического типа, работающий на НЧ. Тон звука в наушниках можно менять, подбирая емкость С1. Под влиянием объекта тон понижается, в отличие от всех прочих типов, поэтому изначально нужно добиваться «комариного писка», а не хрипа или ворчания. Прибор отличает проводку под током от «пустой», на тон накладывается гул 50 Гц.

Схема – импульсный генератор с индуктивной обратной связью и стабилизацией частоты LC-контуром. Контурная катушка – выходной трансформатор от старого транзисторного приемника или маломощный «базарно-китайский» низковольтный силовой. Очень хорошо подходит трансформатор от негодного источника питания польской антенны, в его же корпусе, срезав сетевую вилку, можно собрать и все устройство, тогда запитать его лучше от литиевой батарейки-таблетки на 3 В. Обмотка II на рис. – первичная или сетевая; I – вторичная или понижающая на 12 В. Именно так, генератор работает с насыщением транзистора, что обеспечивает ничтожное энергопотребление и широкий спектр импульсов, облегчающий поиск.

Чтобы превратить трансформатор в датчик, его магнитопровод нужно разомкнуть: снять каркас с обмотками, убрать прямые перемычки сердечника – ярма – а Ш-образные пластины сложить в одну сторону, как справа на рис., затем надеть обмотки обратно. При исправных деталях прибор начинает работать сразу; если нет – нужно поменять местами концы любой из обмоток.

Параметрическая схема посложнее – на рис. справа. L с конденсаторами С4, С5 и С6 настраивается на 5, 12,5 и 50 кГц, а кварц пропускает на измеритель амплитуды 10-ю, 4-ю гармоники и основной тон соответственно. Схемка более на любителя попаять на столе: возни с настройкой много, а «чутье», как говорят, никакое. Приводится только для примера.

Приемопередающий

Гораздо чувствительнее приемопередающий металлоискатель с ДД катушкой, который можно без особого труда сделать в домашних условиях, см. рис. Слева – передатчик; справа – приемник. Там же описаны свойства разных типов ДД.

Этот металлоискатель – НЧ; поисковая частота около 2 кГц. Глубина обнаружения: советский пятак – 9 см, консервная жестянка – 25 см, канализационный люк – 0,6 м. Параметры «троечные», но можно освоить методику работы с ДД, прежде чем переходить к более сложным конструкциям.

Катушки содержат по 80 витков провода ПЭ 0,6-0,8 мм, намотанных внавал на оправку толщиной 12 мм, чертеж которой показан на рис. слева. Вообще прибор к параметрам катушек не критичен, были бы точно одинаковы и расположены строго симметрично. В целом, хороший и дешевый тренажер для тех, кто хочет освоить любую технику поиска, в т.ч. «на золото». Хотя чувствительность этого металлоискателя и невысока, но дискриминация очень хорошая несмотря на использование ДД.

Для налаживания прибора сначала вместо L1 передатчика включают наушники и по тону в них убеждаются, что генератор работает. Затем закорачивают L1 приемника и подбором R1 и R3 устанавливают на коллекторах VT1 и VT2 соответственно напряжение, равное примерно половине напряжения питания. Далее R5 выставляют ток коллектора VT3 в пределах 5..8 мА, размыкают L1 приемника и все, можно искать.

С накоплением фазы

Конструкции в этом разделе показывают все преимущества метода накопления фазы. Первый металлоискатель преимущественно строительного назначения обойдется очень недорого, т.к. его самые трудоемкие части сделаны… из картона, см. рис.:

Наладки прибор не требует; интегральный таймер 555 – аналог отечественной ИМС (интегральной микросхемы) К1006ВИ1. Все преобразования сигнала происходят в ней; способ поиска – импульсный. Единственное условие – динамик нужен пьезоэлектрический (кристаллический), обычный динамик или наушники перегрузят ИМС и она скоро выйдет из строя.

Индуктивность катушки – около 10 мГн; рабочая частота – в пределах 100-200 кГц. При толщине оправки в 4 мм (1 слой картона) катушка диаметром 90 мм содержит 250 витков провода ПЭ 0,25, а 70-мм – 290 витков.

Металлоискатель «Бабочка», см. рис. справа, по своим параметрам уже близок к профессиональным приборам: советский пятак находит на глубине 15-22 см в зависимости от грунта; канализационный люк – на глубине до 1 м. Действует на срывах синхронизации; схема, плата и вид монтажа – на рис. ниже. Учтите, здесь 2 отдельные катушки диаметром 120-150 мм, а не ДД! Пересекаться они не должны! Оба динамика – пьезоэлектрические, как и в пред. случае. Конденсаторы – термостабильные, слюдяные или высокочастотные керамические.

Свойства «Бабочки» улучшатся, а настроить ее будет проще, если, во-первых, намотать катушки плоскими корзинками; индуктивность определяется по заданной рабочей частоте (до 200 кГц) и емкостям контурных конденсаторов (по 10 000 пФ на схеме). Диаметр провода – от 0,1 до 1 мм, чем больше, тем лучше. Отвод в каждой катушке делается от трети витков считая от холодного (нижнего по схеме) конца. Во-вторых, если отдельные транзисторы заменить 2-х транзисторной сборкой для схем дифусилителей К159НТ1 или ее аналогами; выращенная на одном кристалле пара транзисторов имеет совершенно одинаковые параметры, что важно для схем со срывом синхронизации.

Для налаживания «Бабочки» нужно точно подогнать индуктивности катушек. Автор конструкции рекомендует раздвигать-сдвигать витки или подстраивать катушки ферритом, но с точки зрения электромагнитной и геометрической симметрии лучше будет подключить параллельно емкостям по 10 000 пФ подстроечные конденсаторы на 100-150 пФ и крутить их при настройке в разные стороны.

Собственно налаживание несложно: только что собранный прибор пищит. Поочередно подносим к катушкам алюминиевую кастрюльку или пивную банку. К одной – писк становится выше и громче; к другой – ниже и тише или вовсе замолкает. Здесь чуть-чуть добавляем емкости подстроечника, а в противоположном плече убираем. За 3-4 цикла можно добиться полной тишины в динамиках – прибор готов к поиску.

Еще о «Пирате»

Вернемся к прославленному «Пирату»; он импульсный приемопередающий с накоплением фазы. Схема (см. рис.) очень прозрачна и может считаться классикой для данного случая.

Передатчик состоит из задающего генератора (ЗГ) на том же 555-м таймере и мощного ключа на Т1 и Т2. Слева – вариант ЗГ без ИМС; в нем придется выставить по осциллографу частоту следования импульсов 120-150 Гц R1 и длительность импульса 130-150 мкс R2. Катушка L – общая. Ограничитель на диодах D1 и D2 на ток от 0,5 А спасает усилитель приемника QP1 от перегрузки. На QP2 собран дискриминатор; вместе они составляют сдвоенный операционный усилитель К157УД2. Собственно «хвостики» переизлученных импульсов накапливаются в емкости С5; когда «резервуар переполняется», на выходе QP2 проскакивает импульс, который усиливается Т3 и дает щелчок в динамике. Резистором R13 регулируется скорость заполнения «резервуара» и, следовательно, чувствительность прибора. Еще о «Пирате» можно узнать из видео:

Видео: металлоискатель “Пират”

а об особенностях его настройки – из следующего ролика:

Видео: настройка порога металлоискателя “Пират”

На биениях

Желающие ощутить все прелести процесса поиска на биениях со сменными катушками могут собрать металлоискатель по схеме на рис. Его особенность, во-первых, экономичность: вся схема собрана на КМОП-логике и в отсутствие объекта потребляет очень маленький ток. Второе – прибор работает на гармониках. Опорный генератор на DD2.1-DD2.3 стабилизирован кварцем ZQ1 на 1 МГц, а поисковый на DD1.1-DD1.3 работает на частоте около 200 кГц. При настройке прибора перед поиском нужную гармонику «ловят» варикапом VD1. Смешение рабочего и опорного сигналов происходит в DD1.4. Третье – этот металлоискатель пригоден для работы со сменными катушками.

ИМС 176-й серии лучше заменить на такие же 561-й, ток потребления уменьшится, а чувствительность прибора возрастет. Заменять старые советские высокоомные наушники ТОН-1 (лучше ТОН-2) на низкоомные от плеера просто так нельзя: они перегрузят DD1.4. Нужно либо поставить усилитель вроде «пиратского» (C7, R16, R17, T3 и динамик на схеме «Пирата»), либо использовать пьезодинамик.

Настройки после сборки этот металлоискатель не требует. Катушки – монопетли. Их данные на оправке толщиной 10 мм:

• Диаметр 25 мм – 150 витков ПЭВ-1 0,1 мм.
• Диаметр 75 мм – 80 витков ПЭВ-1 0,2 мм.
• Диаметр 200 мм – 50 витков ПЭВ-1 0,3 мм.

Проще не бывает

Теперь выполним данное вначале обещание: расскажем, как сделать, ничегошеньки не смысля в радиотехнике, металлодетектор, который ищет. Металлоискатель «проще простого» собирается из радиоприемника, калькулятора, картонной или пластиковой коробки с откидной крышкой и отрезков двухстороннего скотча.

Металлоискатель «из радио» импульсный, однако для обнаружения объектов используется не дисперсия и не запаздывание с накоплением фазы, а поворот магнитного вектора ЭМП при переизлучении. На форумах об этом устройстве пишут разное, от «супер» до «отстой», «разводка» и слов, которые на письме употреблять не принято. Так вот, чтобы получилось если не «супер», но хотя бы вполне работоспособное устройство, его составные части – приемник и калькулятор – должны удовлетворять определенным требованиям.

Калькулятор нужен самый раздрянной и дешевый, «альтернативный». Делают такие в оффшорных подвальчиках. О нормах на электромагнитную совместимость бытовой техники там понятия не имеют, а если о чем-то таком и слыхали, то чхать хотели от души и свысока. Поэтому тамошние изделия являются довольно мощными источниками импульсных радиопомех; их дает тактовый генератор калькулятора. В данном случае его строб-импульсы в эфире используются для зондирования пространства.

Приемник нужен тоже дешевый, от подобных производителей, без всяких средств повышения помехоустойчивости. В нем должен быть АМ диапазон и, что абсолютно необходимо, магнитная антенна. Поскольку приемники с приемом коротких волн (КВ, SW) на магнитную антенну редко продаются и стоят дорого, придется ограничиться средними волнами (СВ, MW), но зато это облегчит настройку.

1. Разворачиваем коробку с крышкой в книжку.
2. На тыльные стороны калькулятора и радио наклеиваем полоски скотча и закрепляем оба устройства в коробке, см. рис. справа. Приемник – желательно в крышке, чтобы был доступ к органам управления.
3. Включаем приемник, ищем настройкой на максимальной громкости вверху АМ диапазона (диапазонов) участок, свободный от радиостанций и как можно более чистый от эфирных шумов. Для СВ это будет в районе 200 м или 1500 кГц (1,5 МГц).
4. Включаем калькулятор: приемник должен загудеть, захрипеть, зарычать; в общем, дать тон. Громкость не убираем!
5. Если тона нет, осторожно и плавно подстраиваемся, пока не появится; это мы поймали какую-то из гармоник строб-генератора калькулятора.
6. Потихоньку складываем «книжку», пока тон не ослабеет, не станет более музыкальным или вовсе не пропадет. Скорее всего это случится при развороте крышки около 90 градусов. Таким образом мы нашли положение, в котором магнитный вектор первичных импульсов ориентирован перпендикулярно оси ферритового стержня магнитной антенны и она их не принимает.
7. Фиксируем крышку в найденном положении пенопластовым вкладышем и резинкой или подпорками.

Примечание: в зависимости от конструкции приемника возможен обратный вариант – для настройки на гармонику приемник кладут на включенный калькулятор, а затем, раскладывая «книжечку», добиваются смягчения или пропадания тона. В таком случае приемник будет ловить отраженные от объекта импульсы.

А что же дальше? Если вблизи раскрыва «книжки» окажется электропроводящий или ферромагнитный предмет, он станет переизлучать зондирующие импульсы, но их магнитный вектор повернется. Магнитная антенна их «почует», приемник опять даст тон. Т.е., мы уже что-то нашли.

Нечто странное напоследок

Есть сообщения еще об одном металлоискателе «для полных чайников» с калькулятором, только вместо радио нужны якобы 2 компьютерных диска, CD и DVD. Еще – пьезонаушники (именно пьезо, по уверениям авторов) и батарейка «Крона». Откровенно говоря, выглядит данное творение техномифом, вроде приснопамятной ртутной антенны. Но – чем черт не шутит. Вот вам видео:

попробуйте, если желаете, авось что-то там и отыщется, и в предметном и в научно-техническом смысле. Удачи!

В качестве приложения

Схем и конструкций металлоискателей насчитываются сотни, если не тысячи. Поэтому в приложение к материалу даем еще список моделей, кроме упомянутых в тесте, имеющих, как говорится, хождение в РФ, не чрезмерно дорогих и доступных для повторения или самосборки:

• Клон.
8 оценок, среднее: 4,88 из 5)

Это по плечу даже начинающему мастеру, если он умеет обращаться со сварочным аппаратом.

Конечно, сложная модель у вас сразу же не получится, а вот изготовить и установить базовую модель входной двери – вполне даже доступно.

Значимость входной двери трудно недооценить.

Это не только первый и основной рубеж, препятствующий проникновению нечистых на руку граждан в ваше жилище, но и одна из ключевых деталей интерьера жилого дома.

Шумоизоляция и регулировка температуры воздуха в помещении – это еще две функции входной металлической двери.

И если вы начинаете в квартире капитальный ремонт, то вопрос о том, чтобы поставить новую входную металлическую дверь, решается одним из первых.

Приобретенная в магазине готовая дверь вовсе не гарантирует, что в ней отсутствуют скрытые дефекты, да и цены там не всегда по карману, регулировка ее будет сложна, а шумоизоляция вас наверняка не устроит.

Ну что же, самостоятельно изготовленные фасонные двери у вас еще впереди, а начнем мы с самого простого.

Как и в других случаях, изготовление металлической двери начинается с бумажной работы, иными словами нам предстоит создать чертеж.

Чтобы чертеж был точным и соответствующим действительности, вам предстоит определиться с размерами.

Предлагаемая для ознакомления конструктивная схема входной двери познакомит вас с названиями и расположением основных узлов и элементов.

Готовим схему

Чертеж входной металлической двери – это масштабная схема дверного полотна, по которой будет выполняться сборка и монтаж изделия, с нанесенными на нее размерами дверной коробки, местами расположения ребер жесткости, петель.

Вооружаемся рулеткой и снимаем замеры с дверного проема.

Стандартным считается размер двери 90 х 200 см, если фактические размеры проема значительно больше данных, имеет смысл установить отдельный блок сверху или сбоку дверного полотна.

Боковой блок можно сделать глухим или распашным, а верхний – закрыть листовым железом, застеклить или зарешетить.

Все это также наносим на наш чертеж.

Размеры дверной коробки должны быть на 2 см меньше дверного проема – это будет монтажный зазор, в котором выполняется регулировка установки блока во избежание перекосов. Ниже показана схема металлической двери в разрезе.

Чаще всего дверь крепится на 2-4 петли, количество их зависит от веса, который имеет ваша конструкция.

Петли бывают наружные и скрытые, второй вариант более сложен в изготовлении и требует определенных навыков.

Поскольку мы с вами пытаемся изготовить «дверь для начинающих», то остановимся на первом варианте.

Для равномерного распределения нагрузки, петли нужно сделать на равном расстоянии между собой, а самая верхняя и нижняя петли должны располагаться на расстоянии 15 см от края двери.

Ребра жесткости вы можете сделать в любом направлении – горизонтально, вертикально или сеточкой, а также по диагонали – тут все на ваше усмотрение.

Ребра нужно сделать так, чтобы они не проходили в местах, где будет выполняться монтаж замка, глазка, дверной ручки.

Количество ребер определяете сами, оно должно обеспечивать несгибаемость двери под собственным весом, иначе через некоторое время двери потребуется ремонт.

Итак, чертеж готов.

Готовим материалы и инструменты

Определившись с размерами, готовим набор инструментов, которые нам потребуются при работах, подсчитываем количество необходимых материалов и отправляемся в магазин.

Предлагаем вам примерный перечень инструментов:

• сварочный аппарат;
• дрель;
• набор отверток или шуруповерт;
• болгарка;
• струбцины;
• напильники или шлифовальная машинка;
• козлы или дверной стол для сборки;
• измерительные инструменты (уголок; рулетка и т.д.);
• строительный уровень.

Для металлической двери стандартного размера потребуются:

• стальной лист толщиной 2-3 мм – 100 х 200 см;
• металлический уголок 3;2 х 3;2 см – 6 п.м. (для дверной рамы);
• профильная труба 5 х 2;5 см – около 9 п.м. (для дверной коробки и ребер жесткости);
• металлические пластины 40 х 4 см толщиной 2-3 мм – минимум 4 штуки (для крепления дверной коробки к стенам);
• дверные петли;
• замок;
• фурнитура;
• анкерные болты;
• антикоррозионное покрытие;
• краска по металлу;
• монтажная пена.

Фурнитуру и замок выбирайте на свой вкус. Производители предлагают большой выбор замков, самыми надежными из которых считаются трехсторонние.

Замок с ригелями на три стороны, конечно, сложнее установить, зато и взломать его тоже непросто.

Если вы изготавливаете металлическую дверь для подсобного помещения (сарая), то допускается сделать облегченный экономичный вариант – в этом случае для ребер жесткости вместо профильной трубы применяется толстый арматурный прут.

Сборка двери

Работа по сборке металлической двери производится в несколько этапов.

Собираем коробку

Из профтрубы надо изготовить заготовки для коробки, уголки срезаем вовнутрь под углом 90°, выкладываем уголок прямоугольником, закрепляем струбцинами и прихватываем сваркой.

После проверяем перпендикулярность сторон угольником, а также замеряем расстояние между противоположными по диагонали парами углов и сравниваем, полученные замеры должны быть равными.

Если имеется перекос, то потребуется дополнительная регулировка. Если все в порядке, то выполняем окончательную сварку и шлифовку швов.

Эта же схема чуть позже будет применяться нами для сборки дверного каркаса.

Привариваем к коробке металлические крепежные пластины.

Собираем дверное полотно

Здесь нам потребуется новый замер – снимаем размеры по внутренним стенкам дверной коробки.

Отступив по 7-10 см с каждой стороны, получаем фактические размеры каркаса нашей металлической двери.

Напиливаем из уголков отрезки нужной длины и производим предварительную обработку, аналогично заготовке для дверной коробки.

Укладываем подготовленные уголки вовнутрь готовой коробки, образуя прямоугольник, и проводим контрольный промер правильности конструкции.

При необходимости производим подгонку и завариваем стыки наглухо.

Переходим к изготовлению дверного полотна, для чего стальной лист укладываем на стол (козлы), сверху размещаем готовую раму и чертим контур нужных размеров, отступая от внешних краев рамы примерно на 10 см.

Обрезаем лист по контуру, шлифуем места срезов и привариваем его к каркасу.

Будьте внимательнее, во избежание деформации не делайте сварку сплошным неразрывным швом.

Намного функциональнее выполнять сварку отрезками длиной около 30 мм с промежутками 15-20 мм в направлении от центра к краям изделия.

Не торопитесь, периодически давайте двери остыть, иначе могут появиться скрытые дефекты, и ремонт двери придется делать уже через короткий срок.

Дверное полотно укладываем на стол наружной стороной вниз, поверх нужно установить дверную коробку.

Используя подкладки толщиной 2-5 мм по всему периметру, делается регулировка положения коробки относительно рамы.

В этот зазор позже будет выполнен монтаж уплотнительной ленты, которая повысит такие качества двери, как шумоизоляция.

На готовом дверном полотне делаем пропилы под внутренний замок и, при необходимости, под глазок, просверливаем отверстия для крепления дверной ручки, тщательно зашлифовываем края отверстий.

Размер пропила для замка должен быть таким, чтобы его установка была без люфта, но обеспечивала доступ к замку, если потребуется ремонт.

Врезать сам замок и выполнять монтаж фурнитуры мы будем чуть позже.

Если вы используете навесной замок, то нужно установить на одном уровне дверного полотна и коробки накладки для него.

Крепим на дверную раму половины дверных петель с пазами, вторые части петель (со штифтами, направленными вверх) привариваем в соответствующих местах к дверной коробке так, чтобы они располагались на одной оси, шлифуем места сварки.

Некоторые петли оснащены отверстиями для смазки, в таком случае их монтаж должен обеспечивать доступ к технологическим отверстиям и возможность снять дверь, если нужно будет сделать ремонт.

Протираем металлическую конструкцию от пыли и стружки, чтобы после окраски не появились скрытые дефекты, наносим антикоррозионную защиту, поверх которой после высыхания можно выполнить колеровку, либо сделать декоративную отделку.

Более подробно и наглядно ознакомиться с процессом изготовления входной металлической двери вы можете с помощью расположенного ниже видео.

Монтируем дверь

Дверную коробку помещаем в проем и проводим регулировку с помощью отвеса и уровня, чтобы в ближайшее время не пришлось делать ремонт.

Добившись правильного положения коробки, производим монтаж, закрепляя стальные петли к стене при помощи анкеров, навешиваем дверное полотно на петли.

Проверяем – если установка выполнена правильно, то металлическая дверь будет закрываться и открываться без перекосов, не зацепляясь за дверную коробку, а петли будут двигаться без усилий.

На заключительном этапе выполняется монтаж глазка, врезка замка и установка ручки.

Замок и ручка крепятся к двери болтами так, чтобы в последующем можно было без проблем выполнять их ремонт или замену.

Выполнив монтаж замка, натираем торцевые стороны ригелей мелом и делаем отметки на дверной коробке. Вырезаем металл по получившимся меткам, образуя пазы для ригелей.

Для дополнительной защиты замка от возможного взлома привариваем отрезок уголка к дверному полотну в местах выхода ригелей, также имеет смысл сделать усиление дверного полотна в месте монтажа замка, приварив с его внутренней стороны стальной лист толщиной 6 мм.

На этом же этапе выполняется регулировка работы замка, плотности закрывания двери.

Еще одно видео для тех, кто делает ремонт, дает очень актуальные рекомендации о том, как правильно укрепить дверь и врезать замок, как проходит его регулировка.

Теперь можно приступать к окончательной отделке.

В самом начале статьи уже упоминалось о том, что металлическая дверь на входе в дом должна выполнять некоторые функции, такие как шумоизоляция, предотвращение попадания в помещение посторонних запахов и воздуха низкой температуры снаружи.

Наиболее практичным, эффективным и дешевым изолирующим материалом для отделки дверей общепризнан обыкновенный пенопласт.

Режем пенопласт на куски нужного размера и укладываем их без просветов в пространство дверного полотна между ребрами жесткости.

Для лучшей герметизации воспользуемся монтажной пеной, которой заделаем пространство между пенопластом и ребрами жесткости, вокруг замка, а также запеним внутреннее пространство ребер жесткости через предварительно просверленные отверстия.

Шумоизоляция также отлично обеспечивается минватой.

С внутренней стороны металлическую дверь можно обшить деревянными рейками, панелями МДФ или другим отделочным материалом, а по периметру дверного полотна проклеиваем уплотнительную ленту.

Запениваем монтажные зазоры между дверной коробкой и откосами дверного проема. Наша конструкция готова к эксплуатации!

Теперь вы можете быть уверены в том, что скрытые дефекты в этой конструкции отсутствуют, качество входной металлической двери – 100%, а выполнение работ своими руками позволило, выполняя ремонт, сэкономить немалую сумму из семейного бюджета.

Монтаж входной металлической двери нам демонстрируют мастера в данном видео уроке.

В одноатомном состоянии при обычных условиях находятся только благородные газы. Остальные же элементы не суще­ствуют в виде индивидуальном, так как имеют возможность взаимодействовать между собой или с другими атомами. При этом образуются более сложные части­цы.

Вконтакте

Совокупность атомов может образовать следующие частицы:

• молекулы;
• молекулярные ионы;
• свободные радикалы.

Типы химического взаимодействия

Взаимодействие между атомами называют химической связью. Основой являются электростатические силы (силы взаимодействия электричес­ких зарядов), которые действуют между атомами, носителями этих сил являются ядро атома и электроны.

Электронам, находящимся на внешнем энергетическом уровне, отведена основная роль в образовании химических связей между атомами. Они наиболее удалены от ядра, а, следовательно, связаны с ним наименее прочно. Их называют валентными электронами.

Частицы взаимодействуют между собой различными способами, что приводит к образованию молекул (и веществ) разного строения. Различают следующие типы химической связи:

• ионная;
• ковалентная;
• вандерваальсова;
• металлическая.

Говоря о различных типах химического взаимодействия между атомами, стоит помнить о том, что все типы одинаково основаны на электростатическом взаимодействии частиц.

Металлическая химическая связь

Как видно из положения металлов в таблице химических элементов, они, в большинстве своём, обладают небольшим числом валентных электронов. Электроны связаны со своими ядрами достаточно слабо и легко отрываются от них. В результате этого образуются положительно заряженные ионы металла и свобод­ные электроны.

Эти электроны, свободно перемещающиеся в кристаллической решётке, называют «электронным газом».

На рисунке схематично изображено строение вещества металла.

То есть в объёме металла атомы постоянно превращаются в ионы (их называют атом-ионами) и наоборот ионы постоянно принимают электроны из «электронного газа».

Механизм образования металлической связи можно записать в виде формулы:

атом M 0 - ne ↔ ион M n+

Таким образом, металлы представляют собой положительные ионы, которые расположены в кристаллической решётке в определённых положениях, и электроны, которые могут достаточно свободно перемещаться между атом-ионами.

Кристаллическая решётка представляет «скелет» , остов вещества, а электроны перемещаются между её узлами. Формы кристаллических решёток металлов могут быть различными, например:

• объёмно-центрическая кубическая решётка характерна для щелочных металлов;
• гранецентрическую кубическую решётку имеют, например, цинк, алюминий, медь, другие переходные элементы;
• гексагональная форма типична для щёлочноземельных элементов (исключением является барий);
• тетрагональная структура - у индия;
• ромбоэдрическая - у ртути.

Пример кристаллической решётки металла показан на картинке ниже .

Отличия от других видов

Отличается металлическая связь от ковалентной по прочности. Энергия металлических связей меньше , чем ковалентных в 3−4 раза и меньше энергии ионной связи.

В случае с металлической связью, нельзя говорить и о направленности, ковалентная связь строго направлена в пространстве.

Такая характеристика, как насыщаемость также не характерна для взаимодействия между атомами металлов. В то время как ковалентные связи являются насыщаемыми, то есть количество атомов, с которыми может произойти взаимодействие, строго ограничено количеством валентных электронов.

Схема связи и примеры

Процесс, происходящий в металле можно записать с помощью формулы:

К - е <-> К +

Al - 3e <-> Al 3+

Na - e <-> Na +

Zn - 2e <-> Zn 2+

Fe - 3e <-> Fe 3+

Если описывать более подробно, металлическую связь, как образуется этот тип связи, необходимо рассматривать строение внешних энергетических уровней элемента.

В качестве примера можно рассмотреть натрий. Имеющийся на внешнем уровне единственный валентный 3s электрон может свободно перемещаться по свободным орбиталям третьего энергетического уровня. При сближении атомов натрия, происходит перекрывание орбиталей. Теперь уже все электроны могут перемещаться между атом-ионами в пределах всех пререкрывшихся орбиталей.

У цинка на 2 валентных электрона приходится целых 15 свободных орбиталей на четвёртом энергетическом уровне. При взаимодействии атомов эти свободные орбитали будут перекрываться, как бы обобществляя электроны, которые по ним перемещаются.

У атомов хрома валентных электронов 6 и все они будут участвовать в образовании электронного газа и связывать атом-ионы.

Особый вид взаимодействия, который характерен для атомов металлов, определяет ряд объединяющих их свойств и отличающих металлы от других веществ. Примерами таких свойств являются высокие температуры плавления, высокие температуры кипе­ния, ковкость, способность отражать свет, высокая электро­проводность и теплопроводность.

Высокие температуры плавления и кипения объясняются тем, что катионы металла прочно связаны электронным газом. При этом прослеживается закономерность, что прочность связи увеличивается с увеличением количества валентных электронов. Например, рубидий и калий являются легкоплавкими веществами (температуры плавления 39 и 63 градуса Цельсия, соответственно), по сравнению с, например, хромом (1615 градусов Цельсия).

Равномерностью распределения валентных электронов по кристаллу объясняется, например, такое свойство металлов, как пластичность - смещение ионов и атомов в любых направле­ниях без разрушения взаимодействия между ними.

Свободное перемещение электронов по атомным орбиталям объясняет и электропроводность металлов. Электронный газ при наложении разности потенциалов переходит из хаотического движения к движению направленному.

В промышленности часто используют не чистые металлы, а их смеси, называемые сплавами. В сплаве свойства одного компонента обычно удачно дополняют свойства другого.

Металлический тип взаимодействия характерен как для чистых ме­таллов, так и для их смесей - спла­вов, находящихся в твёрдом и жидком состояниях. Однако, если металл перевести в газообразное состояние, то связь между его атомами будет ковалентная. Металл в виде пара состоит и отдельных молекул (одно- или двухатомных).

Вызвала большой интерес среди радиолюбителей. И это не удивительно, ведь по техническим характеристикам тот металлоискатель не уступал многим промышленным аппаратам среднего ценового уровня, а по своей простоте сборки и настройки превосходил их.

За несколько месяцев схема металлоискателя была многократно повторена многими радиолюбителями, даже не очень опытными, и практически всегда на форуме оставляли самые положительные отзывы о нём. В отдельных случаях, конечно возникали проблемы с настройкой, что вызывало немало вопросов и долгих обсуждений на конференции, поэтому было решено систематизировать всю информацию по данному металлоискателю и вместе с обновлённой схемой разместить здесь.

Принципиальная находится в архиве в виде файла sPlan. Как видно из схемы, некоторым изменениям подвергся входной каскад на LM358, появилась возможность кнопкой поменять фазу сигнала, добавлен светодиодный индикатор отклика от цели в земле, который позволяет визуально определить железо - цветмет и добавлен один транзистор в УНЧ. Теперь туда смело можно ставить обычный малогабаритный 8-ми Омный динамик. Именно его рекомендуется использовать для звукоизлучения, так как наушники будут мешать продираться через кусты, а ЗП-шка слишком тиха для поиска на берегу шумных рек и морей.

Корпус металлоискателя каждый делает из чего есть под рукой. Главное, чтоб он был достаточно прочный, влагонепроницаемый и желательно из металла. Дополнительная экранировка будет совсем не лишней, ведь в металлоискателе стоят очень чувствительные ОУ. Сзади стоят два тюльпана для подключения поисковых катушек качественным экранированным проводом.

Питание металлоискателя 12В, но вполне допустимо снизить его и до 8. Выбирая источник питания учтите, что вам придётся ходить с ним на природе целый день, поэтому батарея должна держать часов 10. В авторском варианте, естественно с немного худшей чувствительностью, аппарат работал даже от двух старых литий-ионных аккумуляторов от мобильного телефона. Ток потребления металлоискателя около 50мА, так что в отдельных случаях можно поставить и 9-ти вольтовую крону, но такого питания хватит на 2 часа работы, не больше.

Для заряда аккумуляторов выведено гнездо, на которое и подаётся питание с зарядного устройства или в простейшем случае с БП через резистор. Обязательно установите регулятор громкости, ведь иногда придётся искать в обстановке секретности (в тылу врага), ориентируясь только по светодиодам. С другой стороны передней панели находится регулятор Trash - порог. С его помощью выставляют момент, когда металлоискатель перестаёт пищать сам по себе, и звук появляется только при наличии металла в пределах видимости поисковой катушки.

Об изготовлении катушки металлоискателя было написано немало, добавлю только некоторую свежую информацию. Начинаем с изготовления шаблона для намотки.

Материал любой подходящий (ДВП, фанера, оргстекло, пластик и т.д), изготавливается из 5 мм фанеры. Кромки готового шаблона обрабатываем и оклеиваем скотчем, чтоб шаблон не приклеился к катушке. Готовый шаблон зажимаем осью в тиски и мотаем на него 80 витков провода, пропитывая каждые 20 витков цапонлаком. Пропитывать эпоксидкой можно на свой страх и риск, на многих форумах пишут о том что попадаются партии смолы с разной электро проводностью, что сказывается на параметрах катушки не в лучшую сторону. После высыхания, разбираем шаблон, снимаем катушку и ""утягиваем"" ее ""талию"" фум лентой. Применение изоленты считаю нецелесообразным так как изолента имеет липкую сторону и может сместить витки - цапонлак не эпоксидка.

Далее экранируем фольгой (я применяю фольгу на лавсане извлеченную из антенного кабеля типа RG-6U, куска длиной 2 метра вполне хватает на 2 катушки), затем обматываем луженым проводом, а сверху изолентой или фум лентой. В результате получаем абсолютно идентичные по параметрам, геометрии и добротности катушки, что немаловажно для балансного металлоискателя, так как балансники очень критичны к геометрии катушек. Затем настраиваем катушки в резонанс и начинаем сводить в ""0"". Следует помнить что для данной модели сведение в абсолютный ""0"" нежелательно - пропадет дискриминация, так что достаточно разбаланса в 0,2-0,6 милливольт, хоть глубина обнаружения и снизится на пару сантиметров. Сведя катушки, фиксируем их между собой цианакрилатом и нитками, сушим. Теперь приступаем к изготовлению корпуса датчика.

Самым оптимальным и дешевым, по моему мнению, является датчик изготовленный из потолочной плитки. Делаем шаблон, нарезаем заготовок и выклеиваем корпус. Щечки катушкодержателя не советую делать из оргстекла - очень хрупкое, лучше применить стеклотекстолит, а еще лучше - пластиковые вкладыши, которые путейцы под рельс на шпалу кладут (только поезд под откос не пустите). На выходе имеем вполне приличные, легкие и дешевые в изготовлении, поисковые датчики металлоискателя.

В качестве несущих трубок, можно использовать телескопическую малярную штангу, урезанную до нужного размера. Пойдёт и раздвижной черенок от китайской швабры, или китайского трехколенного подсака для рыбной ловли.

Про настройку контуров тоже было немало сказано. Предоставим слово гостям форума: Поисковую катушку на передачу я включил как последовательный колебательный контур, а на приём как параллельный колебательный контур. Настраивал первой передающую катушку, подключил собранную конструкцию датчика к металлоискателю, осциллограф параллельно катушке и по максимальной амплитуде подобрал конденсаторы. После этого осциллограф подключил на приёмную катушку и по максимальной амплитуде подобрал конденсаторы на RX. Настройка контуров в резонанс занимает, при наличии осциллографа, несколько минут. Далее сведение в ноль. Проще припаять на выход 1-го каскада стрелочник (чувствительный вольтметр) и наложив катушки внахлёст примерно 1см сдвигать - раздвигать. А стрелка покажет точку нуля. Она может быть довольно точная и поймать её сразу нелегко. Но она есть. Если всё-же не получается, попробуйте перевернуть одну из катушек.

Схему металлоискателя можно и нужно проверить сначала без катушек. Для этого мысленно разобъём её на блоки, которые настраиваем и запускаем по отдельности:

Формирователь двухполярного напряжения на U6A - делает из 12В +-6В.
Кварцевый генератор частоты на 561ЛА7 - создаёт 32768Гц.
Делитель частоты на 561ТМ2 - делит 32768Гц на 4, получаем 8192Гц на выводах 1,2,12,13.
Генератор тонального сигнала для динамика на U6B - генерирует писк на выводе 4.
Управляемый усилитель звука на Q5, Q6, Q7 - усиливает звук генератора U6B, если есть сигнал отклика с U2B.
Усилители сигнала отклика цели U1B, U2A, U2B - малое напряжение отклика разгоняют до нескольких вольт, что позволяет засвечивать светодиод и включать усилитель.

Конечно здесь рассмотрены не все возможные вопросы, поэтому уточняйте дополнительную информацию по настройке металлоискателя на форуме. А мне остаётся отдельно поблагодарить Электродыча - за хороше описание конструкции катушки, slavake - за нарисованную новую схему, и всех остальных участников форума - за проявленный интерес к металлоискателю.

Обсудить статью СХЕМА МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЯ