erstellt  25.12.2016
Metalldetektor
  • Was ist ein Metalldetektor ?
  • Wozu braucht man Metalldetektoren ?
  • Wie funktioniert ein Metalldetektor ?
Ein Metalldetektor ist ein Mess oder Prüfgerät mit dem man Metall orten kann.
Man benötigt Metalldetektoren um z.B um Minen im Untergrund aufzuspüren, oder Sicherheitspersonal benutzt sie zum erkennen ob jemand Waffen bei sich trägt.
Funktionsweise
Im einfachsten Fall erzeugt ein Oszilator unter Zuhilfenahme einer Induktivität (Spule) eine bestimmte Frequenz.
Kommt nun diese Spule in der Nähe eines Metall Objektes, verändert sich die fest eingestellt Frequenz , diese Änderung kann man im einfachsten Fall mit einen in der Nähe liegenden Empfänger hörbar machen.
Etwas Professioneller ist es wenn man zwei Oszillatoren mit jeweils einer Induktivität hat. Während die Induktivität eines Oszillators mit der Suchspule arbeitet und der andere Oszilator eine feste Referenzspule hat die nicht vom erfassten Metall beeinflusst wird.Zu erst wird eine feste Frequenz mit N1 , L1 und C1 erzeugt.
Dann wird noch eine Frequenz mit N2,L2 und C2 erzeugt wobei L2 die Suchspule ist, die sich dann bei Annäherung an Metall in ihrer Induktivität leicht ändert.
Diese beiden Frequenzen werden dem Baustein N3 zugeführt der daraus ein Differenzsignal erzeugt.
Da das Differenzsignal stets kleiner als die Frequenzen der beiden Oszillatoren ist, können die beiden Oszillatoren auch im nicht hörbaren Bereich also über 20 KHz liegen, das Differenzsignal liegt dann auf jeden Fall im hörbaren Bereich,und kann über  einem Verstärker direkt ausgegeben werden.

Logik des Cmos 4093
Input1
Input2
Output
L
L
H
L
H
H
H
L
H
H
H
L

Betrachten wir den Signalverlauf am Baustein N3 so erkennt man an Pin 5 das Signal vom ersten Oszillator und an Pin 6 das Signal vom zweiten Oszillator, wahrend am Ausgang des Baustein N3 am Pin 4 das Invertierte Differenzsignal der beiden Eingangs Signale ansteht.
Die Funktion des Baustein N3 lässt den Ausgang (Pin 4) immer auf Plus stehen außer wenn beide Eingangssignale (Pin 5 und 6) gleichzeitig auf Plus liegen.

Anders sieht das Signal aus wenn sich die beiden Eingangs Signale um einen geringen Betrag zeitlich verschoben haben.
Diese zeitliche Verschiebung findet dann statt wenn die Suchspule mit etwas aus Metall bestehendes gedämpft wird.
Das Ausgangssignal verändert dann in Form einer geänderten  Pulsbreite.
Dies Pulsbreite kann man jetzt in einem Lautsprecher hörbar machen, oder mann kann beispielsweise die Zeit der Pulsbreite messen.
Die beiden Eingangsfrequenzen  wählt man normalerweise so hach das sie außerhalb des menschlichen Hörvermögen und damit nicht störend sind.



aktualisiert 09.02.2019