Ph 12

Technik

Metalldetektor


Metalldetektoren werden für vielfältige Zwecke eingesetzt. Hier einige Beispiele:

  • Aufsuchen von Metallgegenständen, die eingemauert sind.
  • Minensuche
  • Schatzsuche
  • Passagierkontrolle am Flughafen

 

Es gibt verschiedene Prinzipen nach denen die Detektoren arbeiten. Beim sogenannten BFO-Detektor (Beat-frequenzy-detector) wir das Schwebungsprinzip angewandt.

Der BFO-Detektor besteht aus zwei Schwingkreisen mit der jeweiligen Versorgungseinheit, einer Mischstufe und einer akustischen Verstärkereinheit (z.B. Kopfhörer).

Die beiden Schwingkreise haben (nahezu) die gleiche Eigenfrequenz. Die Spule des linken Kreises (Suchspule) befindet sich an der Spitze des Detektors. In der Mischstufe werden die Signale der beiden Kreise überlagert. Als Überlagerungsfrequenz (Schwebungsfrequenz) ergibt sich zunächst Null.

Befindet sich nun ein metallischer Gegenstand in der Nähe der Suchspule, so ändert sich deren Induktivität und damit auch die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 1 (je nach detektiertem Material kann L erhöht bzw. vermindert werden). Durch die Überlagerung der Signale aus den beiden Schwingkreisen in der Mischstufe entsteht eine Schwebung mit der Frequenz fs.

Diese Schwebungsfrequenz ist z.B. im Kopfhörer wahrnehmbar.


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Aufgabe:
Die Resonanzfrequenz der beiden Schwingkreise liegt bei 900,0 kHz. Berechnen Sie die Schwebungsfrequenz fs, wenn sich bei der Detektion eines metallischen Gegenstandes die Induktivität der Spule 1 um 2,00 % vermindert.

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