Макеев Леонид Александрович. Ультразвуковой течеискатель своими руками

Ультразвуковой течеискатель

своими руками

0x01 graphic

За основу разработки был взят течеискатель из журнала "Радио", 1969г., N 10, стр. 46 - 48. Схема сделана на более современной электронной базе, поэтому получилась проще и лучше.

Назначение.

Делался для поиска утечек фреона в холодильных установках, но в принципе годится и для других целей, где нужно пользоваться ультразвуковым контролем. Работает хорошо, НО в деле опробовать не успели по причине его кражи из машины.

Технические параметры

Напряжение питания: 5 - 15в ("Крона")

Ток потребления: 10 ма (20 часов от Кроны)

Контроль разряда батареи: ручной. При питания ниже 5-ти вольт и нажатии кнопки светодиод не светится. Пора менять батарейку.

Органы управления

Ручка громкости - VOLUME

Ручка чувствительности - SENSITIVITY

Контроль разряда батареи - кнопка

Выключатель

0x01 graphic

Рис. 1 Схема. Изображение сохранить в комп, там хорошее качество.

-----------------------------------------

0x01 graphic

Рис. 2 Цоколёвка ИС 1

--------------------------------------------

Конструкция

Аппарат собран в корпусе G1202G (BC) c батарейным отсеком из ударопрочного пластика ABS. Размеры: 111х83х38 мм. Корпус изнутри обязательно экранировать. Экран из алюминиевой фольги с липким слоем шириной 50мм, продаётся в хозтоварах. Наушники закрытого типа, дабы работать в зашумлённом помещении, разъём ДЖЕК 6,3. Микрофон выносной, на проводе 1,5 метра. Провод должен быть с хорошим экраном и небольшой собственной ёмкостью: большая ёмкость шунтирует микрофон. У меня провод от эстрадного микрофона, гибкий и прочный, две жилы в общем экране, ёмкость 85 пф/метр. Купил в магазине муз. инструментов.

ВНИМАНИЕ!

В целях экономии батарейки в аппарате отсутствует постоянная индикация включения, только при контроле батареи. Не забывайте выключать питание после работы.

Детали

Микрофон - MA40S4R, ультразвуковой пъезо микрофон, резонансная частота 40 кГц, собственная ёмкость 2550 пф.
Внимание.

Прошу не путать с MA40S4S - это ультразвуковой передатчик. Внешне выглядят одинаково, но у приёмника повыше чувствительность.

ИС1 -К157УД2, сдвоенный ОУ (стерео, малошумный), корпус DIP 14, используется только один канал.

ИС2 - TDA 2822M, маломощный низковольтный стерео усилитель, корпус DIP 8, используется один канал.

Д - диод Шоттки, 1N 5817.

Т1 - транзистор КТ 3102Е, малошумящий

Стабилитрон - BZX55C4V3 на 4,3 в.

Кнопка контроля питания - любая малогабаритная, без фиксации.

Наушники - любые закрытого типа, сопротивлением 16 ом, включены моно, в параллель.

Катушка индуктивности L1.

В чашечном (броневом) сердечнике Ф 11х 6,5мм, предположительно М2000 НМ1-16 Ч 11.

L1 = 14 мГн, 120 вит. провод ПЭЛ - 0,1мм.

Настройка

Для настройки потребуется генератор синуса и осциллограф, оба с подходящим диапазоном. Не знаю, наверное можно эмулировать эти приборы в компе, у меня они просто на столе стоят.

Схема: классический резонансный усилитель на LC-контуре с последующим прямым детектированием АМ-сигнала.

Схема, собранная правильно, без ошибок работает сразу. Общий коэффициент усиления тракта на 40 кГц более 100 дб.

Единственная, но относительно сложная настройка - настройка контура L1 С1 на резонансную частоту микрофона 40 кГц. Резонанс контура очень острый, крутизна фронтов большая, Q = 100. При С1 = 1н расчетная индуктивность 15,8 мГн, но индуктивность лучше делать поменьше, а затем увеличивать С1 с 1н до резонанса 40 кГц. Конденсатор в контуре должен быть с минимальным ТКЕ. Для настройки можно взять КПЕ от старого приёмника.

Можно предварительно настроить контур отдельно, а затем вставить его в схему. Но потом всё-таки лучше подстроить всё в сборе.

В собранную схему прямо на микрофон через резистор 10к с генератора подаётся сигнал 40 кгц, амплитудой 1 мв синуса. Резистором SENSITIVITY устанавливаем минимальную чувствительность. С помощью осцилла производится покаскадная настройка, как в обычном усилителе. Вообще, надо иметь ввиду, что схема склонна к самовозбуждению, поэтому осциллограф нужен, чтобы видеть возможное самовозбуждение на 40 кгц при большом усилении. Щуп осцилла надо подключать к схеме через резистор 1к. Желателен контроль тока потребления: при возбуждении ток резко возрастает. Можно ещё и наушники надеть.

После настройки резонанса, резистором SENSITIVITY устанавливаем максимальную чувствительность и подстроечником 1к так же устанавливаем максимальную чувствительность, при которой не будет самовозбуждения схемы.

Пробуем, что получилось.

Внимание!

1. Во избежание самовозбуждения неиспользуемого канала К157УД2, следует замкнуть выводы 5 и 9 (на схеме не показаны).

2. Корректирующую цепочку (4,7 ом, 0,1мкф) с выхода ИС2, надо паять как можно ближе к 1-му выводу.

О громкости

При использовании наушников на 32 ома, может оказаться недостаточно громкости (не обязательно). В этом случае в микросхеме ИС2 следует включать оба канала по мостовой схеме.

Проверка.

Проверить можно обычной газовой зажигалкой без пламени. Или просто потереть друг об друга сухие пальцы (щепоткой) на расстоянии 0,5 - 1 метр от микрофона, в наушниках будет слышен громкий шорох. Подуть через плотно сжатые губы. Занятный звук получается, если пустить тоненькую (капельную) струйку воды в пустую ванну: как ядрами по башке. Хорошо "шумят" импульсные электронные схемы в мониторах, телевизорах, светодиодных лампах с драйверами.

Примечание.

В связи с особенностью детектирования УЗ-сигнала, шипение и шорохи получаются немного резкие (т.н. дробовый шум), зато хорошо заметные на слух. Можно на втором канале К157УД2 сделать линейный детектор, звук будет приятнее и помягше (примерно как в ТИАМ-3, см. Приложение), но при малом сигнале будет сливаться с шумами усилителя. Я выбрал первый вариант, тот, что на схеме.

Оформление микрофона

Микрофон помещён в пластиковую полипропиленовую трубку (для водопровода) диаметром 20 х 13мм, длиной 15 см. Во избежание повреждений микрофон заглублён от торца на 10 мм. Можно и глубже затолкать, получится направленный. Собственно микрофон в трубке по окружности обёрнут тонким поролоном, можно фетром. Микрофонный провод, выходящий из трубки, хорошо закрепить.

Ноябрь, 2017 г., Екатеринбург

По отзывам холодильщиков, повторивших эту конструкцию.

Аппарат хорошо зарекомендовал себя в работе с холодильными установками в магазинах, супермаркетах, а так же с чиллерами. Вполне хватает чувствительности и громкости. Кроме того, аппаратом хорошо прослушиваются "гремящие" подшипники.

0x01 graphic

Фото, присланное благодарным пользователем.

Кстати, подобной штуковиной искали утечку воздуха на нашем МКС, когда американка просверлила дырку в нашем сортире.

https://www.youtube.com/watch?v=f4Z6J0G2low

0x01 graphic

Но мне кажется моя конструкция удобней: микрофон на проводе, можно подлезть в труднодоступные места. Интересно, сколько Роскосмос отвалил за эту штуковину? Я бы свою за полцены уступил, даже без торга. :))

ПРИЛОЖЕНИЯ

Демонстрация отечественного аналога

Течеискатели ультразвуковые акустические УТ-2А и ТИАМ-3. за 17 т.р. ??

https://www.youtube.com/watch?v=igOzAW46N-0

TUD-1 Ультразвуковой детектор утечек и электрических разрядов за 47 тыс. туб.

https://www.youtube.com/watch?v=bOr7LynrnqY

Смотреть на отрезке 1.40 - 2.30 минут. Ну, у меня прям скажем, в разы получше будет. И подешевле.

P.S.

О пользе этой штуковины.

У нас в доме с некоторых пор начались проблемы с холодной водой. Моешься в душе, соседи открыли холлодную воду, давление упало, на тебя кипяток пошёл. Очень неприятно. В Управляющей Компании объяснили, что стояки засрались, надо менять по всему дому. И счёт за замену выкатили под 2 лимона. Я в трубах ни чё не понимаю, поэтому скооперировался со знакомым слесарем, и мы полазили в подвале. Прослушал течеискателем трубы с хол. водой и нашёл конкретное место шума. Оказалось, ребятки из УК врезали в трубу так называемую "дроссельную шайбу". Это такая шайба с калиброванным отверстием, дабы ограничить расход потребляемой жильцами воды. Специально ограничить.

После этого разговор с УК перешёл в уголовную плоскость: сознательное вредительство, мошенничество, вымогательство денег у жильцов. Ребята из УК быстро одумались и шайбу убрали. Теперь моюсь в душе и радуюсь: всё хорошо. И не за 2 лимона.

Комментарии: 10, последний от 19/09/2020. © Copyright Макеев Леонид Александрович (dyplodoc@gmail.com) Размещен: 30/11/2017, изменен: 20/03/2020. 11k. Статистика. Статья: Естествознание, Изобретательство Полезные самоделки для здоровья, быта, досуга Иллюстрации/приложения: 5 шт. Скачать FB2		Оценка: *6.7813** Ваша оценка:
Аннотация: Бывает полезен

Макеев Леонид Александрович: другие произведения.

Ультразвуковой течеискатель своими руками