Как работают металлоискатели: Принцип работы металлоискателя для поиска монет и металлолома

alexxlab | 16.08.2018 | 0 | Разное

Принцип работы металлоискателя для поиска монет и металлолома

Поисковое дело — увлекательное занятие, позволяющее не только отвести душу, но и немного подзаработать. Здесь никак не обойтись без поискового оборудования, особенно без металлоискателя. Ведь этот прибор как раз и позволяет найти самые непредсказуемые вещи из металла. Разберемся, что представляет собой металлодетектор и как он работает.

Принцип работы металлоискателяТак выглядит металлоискатель

Содержание

Что такое металлоискатель

Металлоискателем называется прибор, дающий возможность находить предметы из различных металлов в разных средах. Например, такого рода средами могут быть почва, стены построек, толща воды, тело живого существа и многое другое. Имеются несколько различных типов детекторов, которые ориентированы на поиск целей из определенной разновидности металлов. Для умения правильно им пользоваться необходимо ознакомиться с его устройством и знать принцип работы металлоискателя.

Также читайте: простой металлоискатель своими руками в домашних условиях.

Комплектующие и их назначение

Классический металлоискатель состоит из катушки, штанги, блока управления.

Катушка

Эта комплектующая состоит из заключенных в корпус двух видов антенн – принимающей и передающей. Чаще всего имеет вид пластиковой конструкции в форме круга или эллипса. Она соединяется с блоком управления при помощи кабеля. На конце кабеля имеется специальный разъем для возможности присоединения к блоку управления. Крепление ее на штанге выполнено через проушины при помощи винтов. Особое внимание уделяют герметичности как самой катушки, так и ее соединений с кабелем. Делается это во избежание попадания воды, грязи.

Подключение к блоку управления не герметично, поэтому требуется осторожность при работе.

Нижняя штанга

Чаще всего имеет вид пустотелой трубки, сделанной из металла, либо пластика. Она служит для крепления катушки для поиска, дает возможность регулировать угол наклона над поверхностью земли для более тщательного поиска. Также на ней есть специальное устройство для изменения высоты прибора и крепление для соединения с еще одной штангой.

Принцип работы металлоискателя

Конструкция металлоискателя

Средняя штанга

Используется для соединения с нижней штангой, на которой находится катушка, и с верхней с управляющим блоком. Некоторые виды металлоискателей предусматривают наличие двух штанг. На этом типе штанги также имеется возможность изменения высоты устройства.

Верхняя штанга

Зачастую выполняется в форме S для удобства использования прибора, но есть модели с полностью прямой штангой. На ней закреплены приборы управления, подлокотник с рукояткой.

Подлокотник

Используется для упора локтя оператора. Сделан из пластика и комплектуется липкой лентой для лучшей фиксации при длительной работе.

Принцип работы металлоискателяРазобранный металлодетектор

Управляющий блок

Обеспечивает выполнение всех функций устройства, обработку получаемых сигналов. К нему при помощи резьбового соединения подключается поисковая катушка. В профессиональных моделях в нем расположен отсек для батарей.

Рукоятка

Выполнена из материала с пористой структурой, уменьшающей скольжение рук и увеличивающей удобство захвата и удержания.

Принцип работы металлоискателя

Принцип действия любого металлоискателя заключается в следующем.

  1. Используемый в нем переменный ток создает вокруг катушки непостоянное магнитное поле, которое подвержено изменениям.
  2. Данное поле производит собственный изменяемый магнитный поток в найденном на доступном расстоянии металлическом предмете.
  3. В результате найденный объект приобретает свое магнитное поле, которое регистрируется катушкой приема и усиливается электронными устройствами.
  4. По типу сигнала прибор определяет вид найденного объекта и сообщает оператору путем подачи звукового сигнала, либо при помощи вибрации или цифровых значений на дисплее.

Принцип работы металлоискателя

Это интересно: металлоискатели для поиска монет.

Какие бывают металлоискатели

Классифицировать металлодетекторы можно следующим образом:

  • Простейшие модели, осуществляющие поиск при помощи приема и передачи.
  • Использующие импульс.
  • Использующие принцип индукции.
  • Генераторные металлодетекторы.

Прием-передача

Наиболее популярная и доступная категория относится к первому типу. Принцип действия такого металлоискателя очень прост: поиск производится посредством приема и передачи электромагнитного излучения. Основным компонентом является пара катушек для передачи и приема волн. Выпущенная направленная электромагнитная волна попадает в необходимую нейтральную среду. При появлении на ее пути препятствия из металла, она отражается от него, возвращается к металлодетектору, где регистрируется принимающей катушкой. При этом в наушниках у оператора раздается сигнал.

Принцип работы металлоискателя

Как работает металлоискатель индуктивного типа?

Его принцип работы аналогичный предыдущему варианту. Разница в том, что в его конструкции имеется только одна катушка с возможностью работы в двух режимах – прием и передача.

При поиске металлических предметов с помощью такого прибора, необходимо учитывать несколько его особенностей. Он чрезвычайно чувствителен к наличию в обыскиваемой среде, особенно на почве с высокой минерализацией.

При этом создается ряд помех, которые вызывают реакцию на себя детектора. Для того, чтобы этого избежать, перед началом работы проводят настройку прибора с указанием типа грунта на определенной местности.

Импульсный

Данный тип металлоискателей отличается от предыдущих практически полной нечувствительностью к минеральным солям в составе грунта. В их основе также лежит электромагнитная катушка. Ее применение основывается на создании электромагнитного поля, вихревых токов на металлическом предмете. Именно они регистрируются прибором. Такой способ работы имеет существенные недостатки при поиске одного вида металла.

Что можно найти при помощи металлоискателя

Металлодетектор — прибор, способный найти абсолютно любые изделия из цветных и черных металлов. Поисковики встречают такие находки, как монеты Царских времен или СССР (многие из них из серебра), ювелирные украшения из серебра и золота, военные артефакты, различный металлолом, посуда, личные вещи и многое другое. Такие находки станут для вас ценным напоминанием об удачном копе или возможностью немного пополнить свой бюджет.

Общие принципы работы металлоискателя — OffRoadRest.ru


Для успешного поиска ценностей желательно хотя бы в общих чертах понимать как работает металлоискатель и как он устроен. Толкового материала на эту тему мне найти не удалось; попадается либо пересказ одноименной статьи из Википедии, либо слишком заумные тексты и видео, которые совершенно непонятны неспециалисту. Поэтому постараюсь максимально просто и доступно изложить принцип работы металлоискателя, основываясь на скудной имеющейся информации. Итак, приступим.

Виды металлоискателей

В принципе нам этот пункт не особо интересен, т.к. нас интересуют только грунтовые металлодетекторы, предназначенные для поиска монет, кладов и прочих ценностей. Но помимо грунтовых существуют еще военные металлоискатели — миноискатели, а также досмотровые — ручные (у сотрудников охраны в аэропортах и вокзалах) и арочные (через которые мы проходим в тех же аэропортах и вокзалах). Как правило, военные и досмотровые металлодетекторы проще по конструкции, т.к. предназначены для поиска любых металлических предметов и дискриминация для них не важна. Поэтому не будем на них останавливаться.

Досмотровый и арочный металлоискательАрочный и ручной досмотровый металлодетекторы

К грунтовым условно также можно причислить т.н. подводные приборы, отличающиеся полностью герметичной конструкцией. В качестве примера можно привести любые приборы, допускающие полное погружение под воду: Minelab Excalibur 2, Garrett AT GOLD, Minelab CTX 3030, Garrett Sea Hunter Mark II и другие.

Досмотровый и арочный металлоискательMinelab Excalibur 2, Garrett AT GOLD, Minelab CTX 3030, Garrett Sea Hunter Mark II

Также стоит упомянуть про глубинные металлоискатели, предназначенные для поиска крупных металлических предметов на глубине несколько метров. Обычно они весьма массивные и имеют две катушки: приемную и передающую. Часто эти приборы не реагируют на мелкие цели вроде монеты и не обладают дискриминацией. Однако они способны реагировать не только на металл, но и на некоторые неоднородности в земле: пустоты, фундаменты и подобные, что при поиске, скажем клада, весьма полезно.

Глубинный металлоискательГлубинный металлодетектор

И еще такой немаловажный момент: металлодетектор может быть аналоговым или цифровым. Цифровые более распространены. Различаются подходом к обработке сигнала. Если в цифровом приборе сигнал от катушки обрабатывается процессором и после этого выводится на экран и в виде звука, то в аналоговом сигнал сразу выводится на динамик без сложной обработки. Соответственно, время отклика у аналогового прибора меньше, однако функциональность заметно слабее. Вообще вопрос выбора цифрового или аналогового металлоискателя заслуживает отдельного внимания, но сейчас не об этом.

Глубинный металлоискательАналоговый металлоискатель

Устройство металлоискателя

Тут все достаточно просто, если не углубляться в технические дебри. Взять к примеру простейший Garrett ACE 150, который состоит из: верхней штанги с подлокотником и рукоятью, пластиковой нижней штанги, электронного блока с экраном, органами управления, отделением для батареек и разъемами под катушку и наушники, и собственно катушки со шнуром. Конечно, конструкция других приборов может отличаться, но большинство металлодетекторов устроено похожим образом.

Глубинный металлоискательКонструкция Гарретт АСЕ150

Принцип действия металлоискателя

Работа металлодетектора основана на поиске металлических предметов в относительно нейтральной среде благодаря наличию у металла электропроводности. В качестве нейтральной среды в нашем случае является земля. Принцип работы достаточно прост: катушка излучает сигнал определенной частоты, этот сигнал отражается от металлического предмета, что фиксируется этой же катушкой. Далее отраженный сигнал обрабатывается электроникой и выводится на дисплей и динамик.

Принцип работы металлоискателя

При этом разные металлы обладают разной электропроводностью. Это свойство позволяет прибору «понимать» какой именно металл находится под катушкой. Т.е. на этом основана дискриминация — важнейшая функция металлодетектора.

Частота работы металлоискателя

Достаточно важный показатель любого прибора. Ее значение напрямую влияет на глубину поиска и размер искомых целей. Обычно чем ниже частота, тем глубже цепляет металлоискатель, но относительно крупные предметы. И наоборот, чем выше частота, тем более мелкие цели способен обнаружить прибор, но на сравнительно небольшой глубине. При прочих равных условиях конечно. Приборы начального уровня обычно работают на одной частоте. Например тот же Garrett ACE 150 использует частоту 6,5 кГц. А вот другой популярный прибор полупрофессиональног уровня — Minelab X-Terra 705 — уже использует 3 частоты: 3 кГц, 7,5 кГц и 18,75 кГц.

Принцип работы металлоискателяMinelab x-terra705

Вывод

Принцип работы металлоискателя достаточно прост и понятен, если особо не вдаваться в технические тонкости. Я постарался изложить все максимально просто и доступно. Возможно где-то я допустил неточность или в чем-то ошибся. Если так, буду рад поправкам и дополнениям в комментариях.


 

Читайте также:

Как копать только монеты, отсеивая мусор
Особенности копа с Garrett Ace 150
Что делать, если нашел клад
Ночной поиск монет
Как подключить любые наушники к металлоискателю

Металлоискатели, они же металлодетекторы: принципы работы и схемы

BFO металлоискатели на биениях, металлоискатели по принципу электронного
частотомера, импульсные металлоискатели.  Оптимальные частоты излучения.

Металлоискатель, он же металлодетектор - это электронный прибор, позволяющий обнаруживать металлические предметы в нейтральной или слабопроводящей среде за счёт наличия у этих предметов электрической проводимости.
Так, а кой же должна быть эта слабопроводящая среда, если мы знаем, что практически все материалы в той или иной степени проводят ток?
Ну, как минимум, на несколько порядков ниже, чем проводимость металлов. Золотой портсигар внутри танка, затонувшего в болоте, мы, само собой, не отыщем, а вот какую-нибудь железяку в грунте, воде, стене, древесине, чемодане, в чьём-либо организме, в конце концов, и т.д. и т.п. - это пожалуйста, добро пожаловать на металлодетекторное обследование.

Теперь - по какому принципу работают металлоискатели (металлодетекторы)?
Этих принципов работы несколько:

Металлоискатель по принципу "передача-приём" непрерывным сигналом.

Тут всё понятно и соответствует названию: Передающая катушка непрерывно стреляется переменным электро-магнитным полем в искомый металлический предмет, оказавший поблизости.
Под влиянием этого поля в предмете, выступающем в роли мишени, возникают электрические токи, которые, в свою очередь, создают собственное магнитное поле, с направленностью обратной магнитному полю передатчика.
Приёмная катушка регистрирует отражённый (или, как говорят, переизлучённый) от металлического предмета (мишени) сигнал. Далее этот сигнал усиливается и обрабатывается электроникой, предварительно отделив его от более мощного сигнала передатчика.
Чем больше предмет и чем он ближе расположен к катушкам, тем выше будет амплитуда переизлучённого сигнала.
Прибор данного типа подразумевают наличие как минимум двух катушек, одна из которых является передающей, а другая, приёмной. Мало того, необходимо позаботиться о таком выборе взаимного расположения катушек, при котором магнитное поле излучающей катушки в отсутствие посторонних металлических предметов наводит минимальный (в идеале - нулевой) сигнал в приёмной катушке (или в системе приёмных катушек).

Катушки металлоискателя
Рис.1

Существуют различные варианты взаимного расположения катушек, при которых не происходит непосредственной передачи сигнала из одной катушки в другую. Основные из них: катушки с перпендикулярными осями (Рис.1, а и б), а также вариант расположения приёмной катушки, скрученной в форме восьмёрки, внутри передающей (Рис.1 в).

Поскольку конструкция данных типов металлоискателей достаточно сложна, так как подразумевает наличие отдельных катушек на приём и передачу, широкого распространения в радиолюбительской практике она не нашла.

Совсем другое дело - металлоискатели, построенные на принципе биений, или так называемые BFO металлоискатели.

Принцип действия металлоискателя на биениях заключается в регистрации разности частот от двух генераторов, один из которых является стабильным по частоте, а другой содержит датчик - поисковую катушку индуктивности в своей частотозадающей цепи.
Прибор настраивается таким образом, чтобы в отсутствие металла вблизи датчика частоты двух генераторов совпадали или были очень близки по значению. Наличие металла вблизи датчика приводит к изменению индуктивности датчика и, как следствие, к изменению частоты соответствующего генератора. Это изменение, приведёт к изменению разностной частоты двух генераторов, которая выделяется специальным устройством (смесителем), на входы которого подаются сигналы обоих генераторов, а на выходе выделяется разностная частота, называемая частотой биений.
Разность частот может регистрироваться самыми различными путями, начиная от простейшего, когда сигнал разностной частоты прослушивается на головные телефоны, и кончая цифровыми способами измерения частоты.
Диапазоны рабочих частот BFO металлоискателей - 40-500 кГц.
При отсутствии металла в поле поисковой катушки разностная частота должна быть в пределах 500...1000 Гц.

В качестве примера приведу схему простейшего компактного металлоискателя на микросхеме К175ЛЕ5 (Источник Яворский В. Металлоискатель на К176ЛЕ5. // Радио, 1999, №8, с. 65).

Схема металлоискателя
Рис.2

Схема содержит два генератора (опорный и поисковый). Поисковый генератор собран на элементах DD1.1, DD1.2, а опорный – на элементах DD1.3 и DD1.4.
Переменным резистором R2 плавно изменяют частоту поискового генератора в диапазоне частот, установленном подстроечным резистором R1. Частота генератора на элементах DD1.3 и DD1.4 зависит от параметров колебательного контура L1, С2.
Сигналы с обоих генераторов поступают через конденсаторы C3 и С4 на детектор, выполненный на диодах VD1 и VD2.
Нагрузкой детектора являются наушники BF1, на которых выделяется разностный сигнал в виде низкочастотной составляющей, преобразуемый наушниками в звук.
Параллельно наушникам включен конденсатор С5, который шунтирует их по высокой частоте. При приближении поисковой катушки L1 к металлическому предмету происходит изменение частоты генератора на элементах DD1.3, DD1.4, в результате меняется тональность звука в наушниках. По этому признаку и определяют, находится ли в зоне поиска металлический предмет.

Схема металлоискателя Схема металлоискателя
Рис.3

Катушка L1 размещается в кольце диаметром 200 мм, согнутом из медной или алюминиевой трубки с внутренним диаметром 8 мм. Между концами трубки должен быть небольшой изолированный зазор, чтобы не было короткозамкнутого витка. Катушка наматывается проводом ПЭЛШО 0,5. Через трубку необходимо протянуть любым способом максимальное число витков: чем больше, тем лучше.

Несмотря на бытующее мнение, что BFO металлоискатели не имеют чёткой селективности различных видов металлов, при наличии некоторого опыта, данным типом устройств можно-таки производить селекцию, анализируя и отфильтровывая сигналы на слух.

В теории чувствительность BFO металлоискателей должна быть таком же уровне, как и у устройств, построенных по принципу "передача-приём". Однако существует существенная проблема, снижающая чувствительность приборов данного типа. Проблема заключается в том, что два генератора, настроенные на очень близкие частоты, имеют тенденцию к паразитной взаимной синхронизации. А это, в свою очередь, не даёт возможности работы на низких начальных разностных частотах, на которых ухо имеет максимальную чувствительность к изменению тона звукового сигнала.

И тут, лёгким движением руки, BFO металлоискатель превращается в
Металлоискатель, работающий по принципу электронного частотомера.

Построенный по такому принципу электронный металлоискатель является несомненным родственником прибора "на биениях", но в отличие от него содержит один генератор с частотозадающей поисковой катушкой, а изменение частоты фиксируется электронным устройством, работающим по принципу частотомера. Помимо повышения чувствительности приборы данного класса, обладают и возможностью оценки знака приращения частоты, а соответственно и возможностью селекции чёрных/цветных металлов.

Простейшую реализацию подобной конструкции без селектора видов металлов предложил Адаменко М.В. в книге "Металлоискатели".
Схема металлоискателя
Рис.4

Предлагаемая конструкция является устройством, в основу которого положен принцип анализа девиации частоты опорного генератора под влиянием металлических предметов, попавших в зону действия поисковой катушки. Главными отличительными особенностями данного прибора можно считать интересное схемотехническое решение анализатора, выполненного на кварцевом элементе Q1, а также использование в качестве индикатора стрелочного прибора.

Основу схемы рассматриваемого металлодетектора (Рис.4) составляют измерительный генератор, буферный каскад, анализатор, детектор высокочастотных колебаний и индикаторное устройство.
Колебательный контур генератора высокой частоты, выполненного на транзисторе Т1, состоит из катушки L1 и конденсаторов С3-С6. Рабочая частота ВЧ-генератора зависит от девиации индуктивности катушки L1, которая одновременно является поисковой катушкой, а также от изменения ёмкостей подстроечного (С4) и регулировочного (С3) конденсаторов.
При отсутствии металлических предметов в зоне действия катушки L1 частота колебаний, возбуждаемых в ВЧ-генераторе, должна быть равна частоте кварцевого элемента Q1, то есть в данном случае - 1 МГц.
После того как в зоне действия поисковой катушки L1 окажется металлический предмет, её индуктивность изменится. Это приведёт к изменению частоты колебаний ВЧ-генератора. Далее сигнал ВЧ подаётся на буферный каскад, обеспечивающий согласование генератора с последующими цепями. В качестве буферного каскада используется эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе Т2.
С выхода эмиттерного повторителя сигнал ВЧ через регулировочный резистор R7 и кварц Q1 поступает на детектор, выполненный на диоде D2. Благодаря высокой добротности кварца малейший сдвиг частоты измерительного генератора будут приводить к уменьшению полного сопротивления кварцевого элемента. В результате на вход усилителя постоянного тока (база транзистора Т3) поступает сигнал, изменение амплитуды которого обеспечивает соответствующее отклонение стрелки индикаторного прибора.
Нагрузкой УПТ, выполненного на транзисторе Т3, является стрелочный прибор с током полного отклонения 1 мА. При замыкании выключателя S2 в цепь нагрузки включается генератор звукового сигнала, выполненный на транзисторе Т4.

Поисковая катушка L1 представляет собой кольцевую рамку, изготовленную из отрезка кабеля с внешним диаметром 8-10 мм (например, кабеля марки РК-50). Центральную жилу кабеля следует удалить, а вместо неё протянуть шесть жил провода типа ПЭЛ диаметром 0,1-0,2 мм и длиной 115 мм. Получившийся многожильный кабель необходимо согнуть на подходящей оправке в кольцо таким образом, чтобы между началом и концом образовавшейся петли остался зазор шириной примерно 25-30 мм.

Катушка металлоискателя
Рис.5

Конец провода, являющийся началом первого витка, следует припаять к экранирующей оплётке кабеля, начало второго витка - к концу первого и так далее. В результате получится катушка, содержащая шесть витков провода. При изготовлении катушки L1 нужно особенно следить за тем, чтобы не произошло замыкания концов экранирующей оплётки, поскольку в этом случае образуется короткозамкнутый виток.

Непосредственное налаживание металлодетектора следует начать с установки нужной частоты колебаний, формируемых ВЧ-генератором. Частота колебаний ВЧ должна быть равна частоте кварцевого элемента Q1. Для выполнения данной регулировки рекомендуется воспользоваться цифровым частотомером. При этом значение частоты сначала грубо устанавливается изменением ёмкости конденсатора С4, а затем точно - регулировкой конденсатора С3.
При отсутствии частотомера настройку ВЧ-генератора можно провести по показаниям индикатора PA1. Поскольку кварц Q1 является элементом связи между поисковой и индикаторной частями прибора, то его сопротивление в момент резонанса весьма велико. Таким образом, о точной настройке колебаний ВЧ-генератора на частоту кварца будет свидетельствовать минимальное показание стрелочного прибора PA1.Уровень чувствительности данного устройства регулируется резистором R8.

Ну и закончу я обзор весьма популярными среди радиолюбительского сообщества -
Импульсными металлоискателями.

Не будем отвлекаться на различные виды импульсных конструкций. Рассмотрим однокатушечный вариант с временным способом разделения излучаемого и отражённого сигналов.
После воздействия импульса магнитной индукции в искомом проводящем объекте возникает и некоторое время поддерживается (вследствие явления самоиндукции) затухающий импульс тока, обусловливающий задержанный по времени отражённый сигнал. Он и несёт полезную информацию, его и надо регистрировать.
Генератор импульсов тока формирует короткие импульсы тока миллисекундного диапазона, поступающие в излучающую катушку, где они преобразуются в импульсы магнитной индукции. Так как излучающая катушка имеет ярко выраженный индуктивный характер, всплески напряжения на ней могут достигать по амплитуде десятков-сотен вольт. В связи с этим, необходимо позаботиться: либо о блокировке входной цепи прибора на определённое время, либо об ограничении данного напряжения на входе приёмной части регистратора.
По истечении времени действия импульса тока в излучающей катушке и времени разрядки катушки в действие должен вступить блок обработки сигнала, предназначенный для преобразования входного электрического (отражённого от железяки) сигнала в удобную для восприятия человеком форму.

Приведу для примера простую и расхожую схему импульсного металлоискателя ПИРАТ.

Катушка металлоискателя Катушка металлоискателя Рис.6

Принцип работы этого металлоискателя основан на изменении времени затухания отражённого от металлического предмета импульса в поисковой катушке, которое увеличивается с приближением металлических предметов. Дискриминации в данном типе металлоискателя нет, цветной и чёрный металлы реагируют практически одинаково.
Прибор состоит из передающего блока (генератора импульсов на таймере NE555 и мощного ключа на полевом транзисторе) и приёмной части на операционном усилителе TL072.
По входу приёмника стоят встречно-параллельно включённые ограничивающие диоды, на входе второго каскада ОУ приёмника - фильтр, отсекающий импульсы, излучаемые передатчиком.
Поисковая катушка L1 намотана на оправку 180-200 мм и содержит 25-30 витков эмалированного провода диаметром 0.5-0.8 мм. Экранировать катушку не нужно.
Оптимальные параметры работы генератора на NE555 : частота 125-150 Гц, длительность импульса 125-150 мкс.
При соблюдении этих параметров аппарат потребляет минимальный ток и имеет максимальную чувствительность:
Потребляемый ток : 30-50 мА;
Чувствительность : Монета 25 мм — 20 см, крупные предметы — 150 см.
После сборки схемы наладить металлоискатель очень просто. Включаем питание и ждём окончания переходных процессов в течении 15 секунд, подбором резистора R11 добиваемся того, чтобы при среднем положении переменного резистора R12 в динамике не было слышно звука генератора, а слышались только редкие щелчки.
Поисковая катушка при настройке должна находиться вдали от металлических предметов. При приближении металла в динамике должен появляться звук с частотой работы таймера NE555.

И подытожим страницу информацией о том,
как частота металлоискателя влияет на качество поиска.

Условно частоты работы металлоискателей можно разделить следующим образом:
2-6 кГц — низкая частота;
6-15 кГц — средняя частота;
15-30 кГц — высокая частота;
от 30 кГц и выше — ну, очень высокая частота.

Низким частотам присущи следующие свойства: бóльшая способность проникать в глубину почвы, а потому и увеличенная глубина обнаружения, способность работать на почвах с высоким уровнем минерализации, способность хорошо справляться с задачей поиска целей с высокой проводимостью (медь, бронза, серебро).
Из недостатков: не очень хорошо подходят для поиска мелких объектов и поиска целей с низкой проводимостью, например, железа, никеля и т.д.

Высокие частоты обладают следующими свойствами: показывают отличные результаты при поиске мелких объектов, хорошо подходят для поиска целей с низкой проводимостью, обладают более высокой точностью, особенно при обнаружении целей, расположенных близко к поверхности.
Из недостатков: чувствительность к помехам, создаваемым высокоминерализованным грунтом, меньшая глубина обнаружения по сравнению с низкой частотой.

Средние частоты представляют собой компромисс между низкими и высокими. Средняя частота считается универсальной, подходящей под любой тип находок, поэтому практически все бюджетные одночастотные детекторы промышленного производства обладают стандартной рабочей частотой - 6-8 кГц.

 

Металлоискатель. Виды и работа. Применение и особенности

Металлоискатель – это электронное устройство, предназначенное для обнаружения скрытых металлических предметов за счет обнаружения их проводимости. С его помощью можно найти изделия из металла глубоко в грунте, дереве, под одеждой, в теле человека, пищевых продуктах и т.д. Эти приборы нашли свое применение в различных отраслях промышленности и повседневной жизни.

Где используется металлоискатель
Существует масса разновидностей металлоискателей, корпус которых адаптирован под определенные условия работы. В различных модификациях данные приборы применяются в следующих направлениях:
  • Поиск металла в грунте.
  • Обнаружение археологических ценностей.
  • Досмотр людей для допуска их на ответственные объекты.
  • Контроль качества пищевых продуктов на наличие в них металлической стружки.
  • В медицине для поиска стальных протезов и штифтов у больных, прибывающих в бессознательном состоянии, перед исследованием в МРТ.
  • В военном деле для обнаружения мин и скрытых боеприпасов.

С развитием технологий себестоимость производства металлоискателей существенно снизилась, поэтому данное оборудование стало более доступным для покупателей. Это посодействовало применению металлоискателей в развлекательных целях. Десятки тысяч людей во всем мире используют их для поиска в грунте ценных исторических предметов, таких как монеты, старинные изделия быта, а также остатков военной техники и боеприпасов, потерянных в боях. Также металлоискатели используют для поиска находящегося под землей металла с целью его дальнейшей сдачи на переплавку.

Принцип работы

Для обнаружения металлических предметов используются различные физические принципы, поэтому неудивительно, что металлоискатели по этому критерию разделяются на виды.

Они бывают следующими:
  • Индукционные.
  • Импульсные.
  • Частотные.
  • Реагирующие на изменение добротности.

Индукционный металлоискатель работает по принципу приема-передачи. В устройстве может быть одна или две катушки индуктивности. Одна работает как излучатель, а вторая служит приемником. В отдельных случаях обе роли выполняет одна катушка. Излучаемый сигнал проходит сквозь нейтральные предметы (почва, древесина и пр.) и при попадании на металл отбивается обратно, после чего фиксируется чувствительным элементом металлоискателя. Данное оборудование является относительно простым и зачастую может ремонтироваться в домашних условиях. Такие устройства обладают плохой чувствительности на определенных типах грунтов, поэтому эффективно далеко не во всех условиях.

Импульсные металлоискатели возбуждают в зоне поиска импульсные вихревые токи, после чего измеряют вторичное электромагнитное поле. Вихревые токи реагируют на затухающие электромагнитные поля, что обеспечивает более высокую чувствительность, чем у индукционного оборудования. Мощность индикации прибора отличается в зависимости от длины и массы обнаруженного предмета. Такие устройства нечувствительные к сложным грунтам с большой минерализацией. Их главным недостатком является большое потребление энергии, поэтому на одном заряде батареи добиться продолжительной автономной работы невозможно.

Частотный металлоискатель имеет в основе LC-генератор. Он выдает сигналы с различной частотой, которая меняется при приближении к металлическим объектам. Изменения в его работе фиксируются чувствительным оборудованием металлоискателя. Такие устройства имеют простую схему и часто собираются своими руками из недорогих покупных деталей. Их недостатком является малая чувствительность, поэтому оборудования работающего по данному принципу лучше избегать, если требуются сложные поиски.

Металлоискатели, которые фиксируют добротность колебательного контура, работают тоже от LC-генератора. Добротность контура снижается при уменьшении расстояния между катушкой и металлическим предметом. То же самое касается и амплитуды колебаний на самом генераторе. Подобные устройства очень экономичные в плане потребления заряда, поэтому отличаются большой автономностью.

Классификация по выполняемым задачам
По выполняемым задачам металлоискатели принято классифицировать на следующие виды:
  • Грунтовые.
  • Военные.
  • Досмотровые.
  • Глубинные.
  • Магнитометры.

Каждая разновидность адаптирована под определенные условия применения и отличается разной чувствительностью. В связи с этим сравнивать эффективность каждой разновидности между собой неправильно, поскольку их предназначение между собой не пересекается.

Грунтовые

Грунтовые являются самыми распространенными. Они применяются для поиска закрытых в почве кладов, металлолома, старинных монет и потерянных ювелирных изделий. Обычно они работают по индукционной технологии. Данное оборудование может настраиваться для реакции на определенный металл. Самые простые устройства имеют глубину чувствительности в твердых грунтах около 20 см. Более дорогостоящие профессиональные устройства реагируют на объекты находящиеся под слоем грунта высотой в 1 м. Такими устройствами пользуются как профессиональные археологи, так и любители. Довольно часто подобные металлоискатели можно встретить на морских пляжах, поскольку их применяют для поиска потерянных отдыхающими монеток и ювелирных изделий. Специально для этих целей существует влагонепроницаемая модификация металлоискателя, которая может работать под водой, ища предметы на дне.

Военные

Военный металлоискатель также называют миноискатель. Его предназначение заключается в поиске закрытых в грунте мин. Обычно данное оборудование работает по принципу приема-передачи и оснащается двумя катушками. Одна излучает сигнал, а вторая реагирует на колебания, которые получаются в случае его отображения от металлических предметов. Данное оборудование обладает высокой надежностью, но малым диапазоном настройки. Глубина чувствительности такого оборудования аналогична обычным металлоискателям, которые используют археологи и любители. При этом миноискатель не может реагировать на специфические металлы, которые не используются для производства мин. Они чувствительны к стали и никак не отреагируют на находящиеся в грунте золотое кольцо.

Досмотровые

Досмотровые металлоискатели используются службами безопасности для обнаружения на теле человека или в его вещах металлических предметов. Эти устройства можно встретить в аэропортах, при входе в суд, метро и т.д. Данное оборудование зачастую настроено для реакции на крупные металлические предметы. Оно пропускает легкий металл, такой как пряжка поясного ремня или ключи, издавая слабый тихий звуковой сигнал. В том же случае если на досматриваемом имеются тяжелые изделия из металла, прибор дает громкое предупреждение. После этого осуществляется досмотр человека уполномоченным лицом. Главная цель данного оборудования – это обнаружение холодного и огнестрельного оружия.

Самым распространенным досмотровым металлоискателем является оборудование арочного типа. Оно представляет собой металлическую рамку, размером с дверной проем, сквозь которую проходит человек. Рамка реагирует на крупные металлические предметы и предупреждает дежурного.

Кроме арок к группе досмотровых металлоискателей относятся ручные приборы. Они являются довольно компактными и по размеру идентичный обычным бытовым фенам для высушивания волос. С помощью данного оборудования осуществляется поиск предметов на теле или в багаже. Для этого нужно провести по всей поверхности тела или по вещам чувствительной стороной корпуса прибора осуществляя сканирование без пропусков. Чувствительность оборудования обычно не превышает больше 25 см от предмета. Ручной досмотровый металлоискатель требует больше времени на проверку, поэтому используется только при индивидуальном досмотре, поскольку потоковая проходимость людей при применении подобного оборудования будет снижена.

Глубинные

Глубинный металлоискатель обнаруживает объекты на глубине до 3 м. Это довольно массивное оборудование, представляющее собой широкую рамку, на краях которой установлены катушки. Данное оборудование работает по принципу приема-передачи. Первая катушка создает мощный сигнал с большой проникающей способностью, который способен достигнуть изделия из металла сквозь высокий столб грунта, песка, глины или другой породы. Поскольку катушки располагается далеко друг от друга, то принимающая не реагирует на издаваемый направленный сигнал вниз, но при этом может воспринимать отбитые волны.

Подобное оборудования редко применяется любителями поиска металлолома, поскольку вряд ли кто-то захочет откапывать изделие весом 0,5 кг, которое находится на глубине 2 м. Глубинные металлоискатели используются спасателями и профессиональными археологами. Особенность данного оборудования в том, что оно может реагировать не только на металл, но и находящиеся под землей объекты строительства. В частности это фундаменты, поскольку они обычно сделаны из камня. Также металлоискатель глубинного типа способен зафиксировать уплотнение почвы или переход с одной породы на другую.

Магнитометр

Магнитометр представляет собой самую компактную разновидность металлоискателей. Это очень маленькие и чувствительные приборы, которые имеют сканирующую головку меньше ладони. Такие устройства применяются для поиска цветных и драгоценных металлов, таких как золото, алюминий, медь и пр.

Похожие темы:

Как работают металлоискатели


Как работают металлоискатели

  Металлодетекторы (МД) - замечательные машины. Многие люди пользующиеся МД, полны энтузиазма, расхваливая особенности своих любимцев, перед тем, как отправиться на поиски сокровищ. Цель этой статьи - попытаться разъяснить все те "загадки", которые порой происходят при неумелом обращении с прибором. Нужно ли знать принципы работы детектора для того, чтобы эффективно его использовать? Конечно, нет (при условии что вы внимательно читаете инструкцию - прим.переводчика). Может ли такое знание в будущем позволить вам полнее использовать возможности вашего прибора? Наверняка да, но лишь при некотором усердии и тренировках. Ведь самый лучший детектор работает настолько хорошо, насколько грамотно его применяют.

Сверх Низкие Частоты. Схема передатчик-премник

ПЕРЕДАТЧИК

  Внутри поисковой рамки металлодетектора (которую также называют поисковой головкой, катушкой, антенной) находится намотанный провод, называемый передающей катушкой. Электрический ток, протекая по ней, создает электро-магнитное поле. Направление тока меняется несколько тысяч раз в секунду на противоположное, и характеристика "рабочая частота" говорит о том, сколько раз в секунду ток движется по часовой и против часовой стрелки.

  Когда ток протекает в одном направлении возникает магнитное поле, направленное в землю, когда направление тока изменяется на противоположное, то и магнитное поле будет направлено уже от земли (как южный и северный полюса у школьного магнита). В любом металлическом (и даже электропроводящем) объекте, оказавшемся поблизости, под влиянием такого изменяющегося магнитного поля возникнут электрические токи, во многом аналогичные тем, что возникают в обмотке генератора, вращающейся в постоянном магнитном поле. НаведЈнный ток, в свою очередь, создаст собственное магнитное поле, с направленностью обратной магнитному полю передатчика. ПРИЕМНИК

  Внутри рамки есть еще одна - приемная - катушка, расположенная таким образом, чтобы максимально нейтрализовать влияние передающей катушки, для чего используются специальные методы. А вот поле от металлического предмета оказавшегося поблизости, будет наводить в приемной катушке ток, который можно усилить и обработать электроникой, предварительно отделив от более мощного сигнала передатчика. Суммарный принятый сигнал обычно появляется с некоторой задержкой относительно излученного сигнала. Эта задержка вызвана тем, что проводящие материалы обладают свойствами сопротивляться как самому протеканию электрического тока (резистивностью), так и изменению величины уже протекающего в них тока (индуктивностью). Мы называем эту видимую задержку "фазовым сдвигом". Максимальный фазовый сдвиг будут производить объекты, которые по большей части индуктивны - это большие, толстые предметы, сделанные из отличных проводников, таких как золото, серебро и медь. Меньший фазовый сдвиг характерен для объектов, которые по природе своей резистивны - это более мелкие, более тонкие объекты либо предметы, сделаные из материалов с худшей проводимостью.

  Те материалы, которые плохо проводят электрический ток или совсем его не проводят, также могут вызывать сильный сигнал в приемнике. Такие материалы называются ферромагнетиками. Ферромагнитные тела сильно намагничиваются, будучи помещенными во внешнее поле (например, скрепка которая прицепляется к поднесенному магниту). Сигнал в приЈмнике покажет минимальный либо нулевой фазовый сдвиг. Многие типы почвы содержат мельчайшие крупинки железосодержащих минералов, которые на детекторе будут определяться как ферромагнетики. Металлические отливки (например, кованые гвозди) и стальные предметы (пивные пробки) обнаружат как ферромагнитные, так и проводящие свойства.

  Следует также отметить, что здесь описываются схемы детекторов "индуктивного баланса" иногда называемые схемами СНЧ - сверхнизкой частоты (ниже 30 кгц). В настоящее время это наиболее популярная технология включаюшая в себя также и схемы НЧ - низкой частоты (30…300 кГц).

ДИСКРИМИНАЦИЯ

  Поскольку сигнал принятый от любого металлического предмета проявит свой характерный фазовый сдвиг, то можно классифицировать различные типы объектов и различать их. Например, серебряная монетка даЈт значительно больший фазовый сдвиг, нежели алюминиевая пуговица, поэтому можно так настроить детектор, что он будет подавать звуковой сигнал в первом случае и молчать во втором, либо идентифицировать предмет на дисплее, либо отклонять стрелку микроамперметра. Процесс распознавания металлических объектов называется дискриминацией (распознаванием, разделением). Самая простая форма дискриминации позволяет прибору подавать звуковой сигнал когда рамкой проводят над объектом, фазовый сдвиг сигнала от которого превышает среднюю величину (настраиваемую). К сожалению, аппараты с таким типом дискриминатора не будут срабатывать на некоторые монеты и большую часть ювелирных изделий, если уровень дискриминация настроен достаточно высоко (для игнорирования обычного алюминиевого хлама типа пуговиц или крышечек от лекарств).

  Более полезная схема - это так называемый дискриминатор с выделением диапазона (notch discriminator). Такого типа схемы реагируют на объекты в пределах определенного диапазона (например, диапазон "никелевые монетки и кольца") и не будут реагировать на фазовые сдвиг сигнала выше этого диапазона (пуговицы, крышечки от лекарств) так и ниже него (железо, фольга). Более продвинутые детекторы этого типа можно настроить так, что для каждого из нескольких диапазонов он будет либо реагировать либо наоборот игнорировать сигналы фазового сдвига внутри него. Например прибор White's Spectrum XLT дает возможность программировать 191 вариант различных диапазонов.

  Детекторы металлов могут быть оборудованы различными устройствами считывания информации: цифровой дисплей, индикация на стрелочном приборе, и другие, помогающие идентифицировать объект. Мы называем эту характеристику ВИД (визуальный индикатор дискриминации) и главная ее функция - дать оператору возможность принять информированное решение о том, стоит ли приниматься за раскопки, не полагаясь только на звуковой сигнал. Но большинство, если не все МД, оборудованые ВИД, имеют также и звуковую систему распознавания.

  Тип металлического объекта можно предсказать по коэффициенту отношения его индуктивности к его собственной резистивности. При заданной частоте передатчика этот коэффициент можно вычислить по задержке (фазовый сдвиг) сигнала, приходящего от объекта. Электронная схема, называемая фазовым детектором, может измерить эту задержку фазы. Обычно используется два таких фазовых демодулятора, пиковые величины сигнала на которых они производят измерения, сдвинуты друг относительно друга на 1/4 длины волны передатчика или на 90 градусов. Мы называем эти два канала X и Y , соответственно. Третий демодулирующий канал, называемый G, может быть настроен так, что его отклик на любой сигнал с постоянным фазовым сдвигом относительно импульсов передатчика (например, почва) может быть уменьшен до нуля, невзирая на амплитуду этого сигнала. Это нужно для того, чтобы разделить две составляющие сигнала - отклика от почвы и от объекта , и определить наиболее вероятный тип объекта.

  Некоторые МД используют микропроцессор для обработки этих трех каналов и определения наиболее вероятного типа обьекта. Соотношение показаний каналов X и Y, вне зависимости от значения канала G (), есть некоторое число. Мы можем найти это отношение с хорошим разрешением - лучше, чем 500 к 1 по всему диапазону встречающихся материалов, от феррита до чистого серебра. Сигнал от железных объектов чувствителен к ориентации, поэтому численная характеристика может сильно меняться, когда рамка движется над ними. Графические дисплеи, откладывающие отношение X/Y по горизонтальной оси, а амплитуду принятого сигнала по вертикальной, очень полезны для отбраковывания металлического мусора от более ценных предметов. Мы называем такой тип дисплея "сигмаграф" (SigmaGraph). ОТСТРОЙКА ОТ ЗЕМЛИ (ground balance)

  Как прежде было сказано, большинство почв являются железосодержащими. Они также могут иметь свойства электропроводности из-за присутствия солей, растворенных в подпочвенной воде. Поэтому сигнал, получаемый МД от почвы может быть в 1000 раз сильнее сигнала от металлического предмета, зарытого в землю на достаточную глубину. К счастью, фазовый сдвиг принимаемого сигнала от почвы остаЈтся достаточно постоянным в пределах некоторой площади поверхности Земли. Можно так сконструиировать детектор, что даже когда сигнал от земли сильно изменяется - например, при поднимании и опускании рамки, или при прохождении оператора по насыпи или над ямой, показания МД будут оставаться неизменными. Про такой МД говорят, что он "отстроен от земли". Хорошая отстройка от земли делает возможным определить с большой точностью как расположение объекта, так и оценить глубину его залегания. Если вы выбираете режим "все металлы" - без дискриминации сигналов по фазовому сдвигу - хорошая отстройка от земли особенно важна.

  В простейшей форме отстройка от земли выглядит так: оператор поднимает и опускает рамку металлоискателя, вращая ручку настройки и добиваясь равенства показаний индикатора. Хотя этот метод достаточно эффективен, он может показаться утомительным, а для некоторых пользователей и достаточно сложным. Более дорогие модели МД производят отстройку от земли автоматически, обычно в два приема: первый - с поднятой, а второй - с опущеной головкой. Самые "умные" приборы будут осуществлять подстройку постоянно, так, что вы даже не заметите этого при переходе с одного на другой тип почвы. Это так называемая "следящая отстройка от земли" ( tracking ground balance). Хорошие детекторы с такой функцией позволяют настроившись раз, провести весь оставшийся день в поисках без дополнительных подстроек. Но, предупреждаем: большинство МД, которые продаются под вывеской "автоматическая" или "следящая отстройка от земли", на самом деле просто настроены производителем на некоторый фиксированный уровень баланса земли. Это слегка напоминает ситуацию, если бы вам приварили педаль газа электросваркой к полу автомобиля в положении "средний газ" и сообщили, что на ваш автомобиль установлена современная система "круиз-контроль".

ДИНАМИЧЕСКИЙ И СТАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМЫ
(motion/non-motion modes)

  Хотя сигнал от земли может быть значительно сильнее сигнала от объекта, все же сигнал от земли стремиться оставаться неизменным или изменяться очень плавно во время движения рамкой. С другой стороны, сигнал от объекта возрастает резко до пикового значения и затем спадает в момент, когда рамка проходит над ним. Это открывает возможности использовать технику распознавания объекта не по амплитуде полученного сигнала, а по скорости его изменения. Такой режим работы МД называется "динамическим" (motion mode). Наиболее важный пример использования такого принципа - это динамическая дискриминация (motion discrimination). Если мы хотим выделить полезные сигналы, достаточные для идентификации объекта , недостаточно произвести только лишь отстройку от земли. Нужно посмотреть на объект под двумя различными углами, примерно так, как для определения расстояния мы решаем триангуляционную задачу, выбирая более чем одну точку наблюдения. Отстроившись от земли в одной точке, а в другой мы получаем некую комбинацию сигнала земли и объекта. И динамический режим используется для того, чтобы минимизировать этот остаточный сигнал от земли. В настоящее время все дискриминаторы и ВИД детекторы требуют для эффективного распознавания металлов постоянного передвижения рамки. Это не такой уж большая беда, поскольку в процессе поиска всЈ равно нужно двигаться.

  Если вы обнаружили объект в режиме динамической дискриминации, то, вероятно захотите поточнее определить его местоположение, чтобы не копать впустую. Если ваш детектор оборудован глубиномером, вы захотите измерить и глубину залегания. Для точного определения положения и глубины залегания используется режим "все металлы" (all metal mode). Дискриминация тут не нужна, соответственно и рамкой двигать не нужно, за исключением тех движений, которые выводят рамку на точно на центр объекта. Если выражаться точнее - не важна скорость, с которой вы перемещаете рамку в этом режиме. Поэтому режим "все металлы" часто называют "статическим" (non-motion mode) (а также "нормальным режимом" (normal mode) или "режимом постоянного тока" (D.C.mode)).

  Есть несколько пунктов в рекламных буклетах приборов, которые могут сбить вас с толку. Некоторые МД снабжены функцией "автоподстройка порога срабатывания" АПС (SAT-self ajustment threshold), которая медленно увеличивает и уменьшает мощность аудио выхода, обеспечивая тихий, но различимый звук "порога". Это позволяет сгладить изменения, вызванные переменой типа почвы или плохой отстройкой от земли. "Автоподстройка порога " может быть быстрой или медленной в зависимости типа детектора и его настройки, но честно говоря, АПС сильно смахивает на динамический режим работы. Поэтому вы можете прочитать рекламу о "детекторах которые имеют настоящий статический режим" (true non-motion mode), что по сути означает режим "все металлы" без автоподстройки порога. Другая вещь, которая может иногда сбить с толку: некоторые дискриминаторы позволяют так настроить порог, что дискриминатор начинает реагировать на все металлы. Другими словами - это дискриминатор который не дискриминирует. Это нечто отличное от описанного выше режима "все металлы". Такой режим часто называется "нулевой диск" (Zero disk).

МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ

  Микропроцессор это сложная электронная схема, выполняющая все логические арифметические и управляющие функции, необходимые для построения компьютера. Последовательность инструкций, записанных в памяти процессора, называется программой и выполняется процессором последовательно, одна за одной, со скоростью до нескольких миллионов действий в секунду. Использование микропроцессоров в современных МД открывает такие возможности, о которых несколько лет назад нельзя было и мечтать. В прошлом, добавление новых полезных функций в МД означало появление новых кнопок и переключателей. С какого-то момента размеры, стоимость и сложность управления таким прибором выходили за разумные рамки. Микропроцессор, жидко-кристаллический экран и простейшая клавиатура стали решением проблемы. Практически неограниченное число новых функций может быть встроено в прибор без изменения внешнего вида. Дополняется лишь встроенная система меню, и, следуя инструкциям на экране , практически любой человек может разобраться и настроить прибор в соответствии со своим желанием. Таким образом, один и тот же МД может быть настроен под любого оператора.

  А что, если вы не хотите заниматься всеми этими настройками? Вот тут и проявляется вся гениальность микропроцессорного управления - вам и не нужно этого делать. При включении аппарата все параметры устанавливаются в некоторые заранее установленные величины, так что новичок или случайный пользователь может даже и не догадываться о всех дополнительных возможностях прибора. И что совсем замечательно - простым перебором меню вы можете выбрать режимы поиска монет, общего просмотра, археологического поиска, и т.д. - и микропроцессор выполнит все необходимые настройки, так как это было выверено многолетним опытом ветеранов поискового дела. Добавим к этому, что мощная программная поддержка улучшила звуковые функции приборов для определения нужных металлов, а изображения на ЖК мониторе в различных формах ускоряют и упрощают работу оператора.

ВЫВОДЫ ПО СНЧ ПРИБОРАМ

  Хотя СНЧ приборы изготовляются уже более 10 лет, улучшения в производительности постоянно происходят. Появляются всЈ более "умные" и простые в использовании приборы . Будьте уверены, что пока существуют ненайденные сокровища, разработка новых улучшеных приборов будет вестись, насколько совершенными не казались бы уже существующие.

Импульсная индукция

ПЕРЕДАТЧИК

  Устройство поисковая катушка или рамки МД с импульсной индукцией очень проста сравнительно с СНЧ приборами. Единственная катушка с намотанным проводом используется как для передачи , так и для приема. Передающая схема состоит из простого электронного ключа, который закорачивает эту катушку на короткое время на батарею питания. Сопротивление катушки очень мало поэтому по катушке может протекать ток силой в несколько ампер. Хотя сила тока велика, но время его протекания очень коротко. Электронный ключ подаЈт импульс тока в катушку, затем обрывает его и затем опять включается для подачи следующего импульса. Скважность, те отношение времени за которое ток передается к времени когда ток выключен составляет обычно около 4%. Это предохранят передатчик и катушку от перегрева и уменьшает разряд батареи. Скорость повторения импульсов (частота передатчика) типичного МД с импульсной индукцией составляет примерно 100 герц. Разные модели МД используют частоты от 22 герц до нескольких килогерц. Чем ниже частота передачи тем больше излучаемая мощность.

  На более низких частотах достигается большая глубина и чувствительность обнаружения предметов сделанных из серебра, однако при этом падает чувствительность к никелю и сплавам золота. Такие приборы имеют замедленную реакцию , поэтому требуют очень медленного перемещения рамки.

  Более высокие частоты повышают чувствительность к никелю и сплавам золота, однако менее чувствительны к серебру. Возможно они не проникают так глубоко как более низкие частоты что касается серебра, прие этом можно премещать рамку более быстро. Это позволяет обшарить большую площадь за заданный период времени и также такие приборы более чувствительны к главным пляжным находкам - изделиям из золота.

  Рамка приборов с импульсной индукцией, с которой мы начали этот раздел, состоит из единственной катушки провода, которая служит и для передачи, и для приЈма. Передатчик действует подобно катушке зажигания автомобиля. Каждый импульс тока в передающей катушке создаЈт магнитное поле. Когда ток обрывается, магнитное поле вокруг катушки внезапно исчезает, но в этот момент импульс напряжения противоположной полярности и большой амплитуды появляетсмя на выводах катушки. Этот выброс напряжения называется противодействующей электро-движущей силой, или противо-ЭДС. В автомобиле это именно то высокое напряжение, которое поджигает искру в свече зажигания. В нашем случае МД с импульсной индукцией амплитуда выброса ниже - обычно от 100 до 130 вольт в пике. По длительности импульс очень небольшой - 30 миллионных долей секунды (30 микросекунд). Он называется "отраженным импульс".

ПРИЕМНИК

  От величины электрического сопротивления катушки с проводом зависит время затухания этого электрического импульса. Полное отсутствие сопротивления, или напротив при очень высокая его величина заставит импульс "звенеть". Это похоже на бросание резинового мячика на очень твердую поверхность, на которой он отскакивает многократно, прежде чем успокоится окончательно. При достаточном электрическом сопротивлении время затухания импульса укорачивается и отраженный импульс "сглаживается". Это аналогично бросанию резинового мячика в подушку. Про катушку детектора с импульсной индукцией говорят, что она критично заглушена, когда отраженный импульс быстро затухает до нуля без "звона" . Чрезмерное или недостаточное подавление будет вносить нестабильность в работу и маскировать хорошо проводящие металлы такие, как золото и уменьшать глубину обнаружения.

  Когда металлический предмет находится поблизости от поисковой катушки он запасает в себе некоторую часть энергии импулься, что приведЈт к затягиванию процесса затухания этого импульса до нуля. Изменение в ширине отраженного импульса измеряется и сигнализирует о присутствии металлического объекта. Для того чтобы выделить сигнал такого объекта, мы должны измерить ту часть импульса где он спадает к нулю (хвост). На входе приемника с катушки стоит резистор и ограничивающий диодная схема, которые обрезают напряжение входного импульса до величины 1 вольт , чтобы не перегружать вход схемы. Сигнал в приемнике сосотоит из импульс от передатчика и отраженного импульса. Обычно усиление приемника составляет 60 децибел. Это означает, что область где отраженный сигнал спадает до нуля можно увеличить в 1000 раз.

СХЕМА СТРОБИРОВАНИЯ

  Усиленный сигнал от приемника поступает в схему, измеряющую время спадения напряжения до нуля. Отраженный импульс преобразуется в последователность импульсов. Когда металлический предмет приближается к катушке, форма импульса передатчика не изменится , а вот отраженный импульс станет немного длиннее. Увеличение длительности "хвоста" импульса всего на несколько миллионных долей секунды (микросекунды) достаточно для того, чтобы определить наличие металла под катушкой. На этот отраженный импульс накладываются импульсы (стробы), синхронизованные с началом импульса передатчика, и на выходе электронной схемы получается серия стробов, количество которых пропорционально длине "хвоста" импульса. Наиболее чувствительный импульс расположен максимально близко к концу хвоста там, где напряжение совсем близко к нулю. Обычно это временная область около 20-ти микросекунд после выключения передатчика и начала отраженного импульса. К сожалению, это так же область где работа МД с импульсной индукцией становится неустойчивой. По этой причине большинство моделей МД с импульсной индукцией продолжают вырабатывать стробирующие импульсы еще 30-40 микросекунд после полного затухания отраженного импульса.

ИНТЕГРАТОР

  Далее стробированный сигнал должен быть преобразован в напряжение постоянного тока. Это выполнятся схемой - интегратором, который усредняет последовательность импульсов и преобразует их в соответствующее напряжение, которое возрастает, когда объект близко от рамки и уменьшается когда когда обьект удаляется. Напряжение дополниетльно усиливается и управляет схемой звукового контроля. Период времени, в течение которого интегратор собирает входящие стробы постоянная времени интегратора- (ПВИ) определяет то, насколько быстро МД реагирует на металлический объект. Большая ПВИ (порядка секунд) имеет преимущество в уменьшении шума и упрощении настройки детектора, но при этом требует очень медленного перемещения рамки, поскольку объект может быть пропущен при быстром движении. Малая ПВИ (порядка десятых долей секунды) быстрее реагирует на цель, что позволяет быстрее двигать рамкой, но помехоустойчивость и стабильности работы ухудшаются.

ДИСКРИМИНАЦИЯ

  МД с импульсной индукцией не способны к такой же степени дискриминации как СНЧ приборы. За счет измерения увеличивающегося периода времени между окончанием импульса передатчика и точкой, в которой отраженный импульс рассасывается до нуля (задержки) , можно отфильтровать объекты состоящие из определенных металлов. На первом месте по этой характеристике стоит алюминиевая фольга, затем мелкие никелевые монетки, пуговицы и золото. Некоторые монеты могут быть вычислены по очень длинному хвосту импульса, однако железо таким образом НЕ определяется. Было сделано много попыток создать МД с импульсной индукцией, способный определять железо, однако все эти попытки имели очень ограниченный успех . Хотя железо и дает длинный "хвост", однако серебро и медь имеют такие же характеристики. Столь длительная задержка плохо влияет на определение глубины залегания. Содержание минералов в почве также будет удлинять отраженный импульс, изменяя точку, в которой объект определяется или отвергается. Если постоянная интегрирования настроена так, что золотое кольцо не определяется в воздухе, это же кольцо может "засветиться" в грунте, насыщенном солями. Таким образом, почва, насыщеная солями, изменяет всЈ, что относится к времени задержки и избирательной способности МД с импульсной индукцией.

ОТСТРОЙКА ОТ ЗЕМЛИ

  Отстройка от земли является очень критичной для СНЧ приборов, но не для МД с импульсной индукцией. В среднем почва не запасает какого-либо значительного количества энергии от поисковой катушки и обычно сама не даЈт никакого сигнала. Почва не будет маскировать сигнал от закопанного объекта и даже напротив, минерализация почвы слегка удлиняет сигнал пропорционально увеличению глубины залегания предмета. По отношению МД с импульсной индукцией часто применяется термин "автоматическая отстройка от земли" (automatic ground balance) они обычно не реагируют на избыточную минерализацию почвы не требуют внешней подстройки для разных типов почвы.

  Исключением является один из наиболее неприятных компонентов грунта - магнетит (Fe3O4), или магнитный оксид железа. Он вызывает перегрузку входных катушек детекторов СНЧ типа, сильно уменьшая их чувствительность, Детекторы с ИИ будут работать но могут показывать ложные цели, если поднести катушку слишком близко к земле. Можно свести до минимума этот вредный эффект , удлинив время задержки между окончанием импульса передатчика и началом стробирования. Настраивая эту постоянную времени можно отстроиться от помех, вызванных минерализацией грунта.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ И РУЧНАЯ НАСТРОЙКА

  Большинство МД с импульсной индукцией имеют ручную настройку. Это означает что оператор должен крутить настройку до тех пор пока не послышиться шелкающий или зудящий звук в наушниках. Если почва в районе поиска изменяется от "черного" до нейтрального песка или от сухой почвы до морской воды, в этом случае подстройка необходима. Если этого не делать, можно потерять в глубине обнаружения и пропустить некоторые объекты . Ручная настройка очень затруднительна при использовании короткой ПВИ, поэтому многие приборы с ручной настройкой имеют длинную ПВИ и требуют медленного перемещения рамки.

  Нет проблем с использованием МД с импульсной индукцией для подводного поиска, поскольку при этом поисковую катушку не перемещают быстро. При использовании в полосе прибоя, катушка будет находится то в воде, то под водой, и при таких условиях использование приборов с ручной настройкой может вас сильно разочаровать, поскольку придется непрерывно подстраивать порог срабатывания. Некоторые операторы в таком случае сразу настраивают прибор чуть ниже порога срабатывания. Но это может привести к уменьшению глубины обнаружения , при изменении характеристик почвы.

  Автоматическая настройка (SAT- self adjusting Threshold) дает значительное преимущество при поиске в и над соленой водой или на почве с высоким содержанием солей. Она позволяет использовать детектор на максимальной чувствительности без постоянной подстройки. Это улучшает стабильность работы, помехозащищенность и позволяет использовать больший коэффициент усиления. МД с импульсной индукцией не излучают сильные отрицательные сигналы как СНЧ приборы. Поэтому они не зашкаливают на ямах с минералами. Необходимо непрерывно перемещать рамку металлоискателя оснащенного системой автоподстройки, поэтому если вы останавливаете рамку, настройка сбивается или прибор перестает реагировать.

АУДИО КОНТРОЛЬ

  Схемы звуковой сигнализации МД с импульсной индукцией распадаются на две категории: с изменяющейся частотой и изменяющейся громкостью. Схемы с изменяющейся частотой, построенные на основе генератора управляемого напряжением, хороши для регистрации небольших предметов, поскольку изменение в частоте легче уловить на слух, чем изменение в громкости, особенно при небольшом уровне громкости, особенно для приборов с ручной подстройкой порога. Однако звук похожий на пожарную сирену быстро утомляет, а некоторые люди не способны различать высокие тона. Один из хороших вариантов - это механическая вибрация, которая первоначально использовалось для подводных аппаратов. Такой прибор издает кликающие звуки и вибрацию которая нарастает до жужжания при обнаружении объекта. Сигналы такого механического прибора легко распознать и они не заглушаются системой подачи воздуха. Многие люди предпочитают более традиционный звуковой тон с нарастанием громкости, а не частоты. Такие системы звукового контроля работают хорошо в приборах, с быстрым перемещением рамки, те в приборах с автоматической подстройкой, при этом они звучат аналогично приборам с СНЧ.

ВЫВОДЫ ПО МД С ИМПУЛЬСНОЙ ИНДУКЦИЕЙ

  Это специализированные инструменты. Они мало пригодны для поиска монет в городских условиях, поскольку не могут отфильровать железный (ферросодержащий м) мусор. Могут быть использованы для археологических поисков в сельской местности, где нет железного мусора в больших количествах. Они предназначены для поисков на максимальной глубине в экстремальных условиях , таких как побережья морей или места, где земля сильно минерализирована. Такие МД показывают отличные результаты в подобных условиях и в целом сравнимы с СНЧ приборами, особенно по их способностям отстраиваться от таких грунтов и "пробивать" их на максимальную глубину.
Источник: shems.h2.ru

Какой принцип работы металлоискателя

Металлоискатель применяется для поисков различных типов металла. Но мало кто знает, как же он устроен. Разберемся, какие принципы лежат в работе металлоискателя, в чем его отличие от металлодетектора и какие типы металлоискателей известны.  

Металлоискатель и металлодетектор: есть ли разница?

Строго говоря, оба эти понятия обозначают одно и то же. Зачастую, их используют как синонимы. Правда, в сознании говорящего и слушающего при произнесении слова «металлоискатель» чаще возникает картинка человека, ищущего клад в лесу с длинным инструментом с датчиком на конце. А в случае с «металлодетектором» сразу представляются магнитные рамки в аэропорту и люди со специальными ручными датчиками, реагирующими на металл. Как видим, для обывателя различие заключается только в представлении. 

Если же обратиться к истокам, то будет ясно, что металлоискатель — это просто русский эквивалент английского термина «metal detector», а «металлодетектор», в таком случае» - всего лишь транслитерированный перевод.  

Однако, в профессиональной среде русскоязычных людей, которые часто пользуются этими приборами существует представление о четком различии между ними. Металлодетектором называют недорогой прибор, способный лишь обнаружить наличие или же отсутствие металла в определенной среде. Соответственно, металлоискатель — это прибор похожего назначения, но его преимущество заключается в том, что с помощью него дополнительно возможно определить тип металлического объекта. Цена такого инструмента на несколько порядков выше. По целям эти приборы совпадают, однако характер их выполнения различен. Поэтому на вопрос «чем отличается металлоискатель от металлодетектора» можно ответить с полной уверенностью, что это различие лежит в сфере дополнительного функционала, оставляя при этом неизменными цели и задачи, относящиеся к такой технике.

Но для удобства будем придерживаться всем понятной точки зрения. Обозначим аппарат, использующийся для поиска в грунте или под водой термином «металлоискатель», а «металлодетекторами» будем называть ручные досмотровые и специальные арочные устройства, применяющиеся в работе различными охранными службами.

Как работает металлоискатель

Однозначно ответить на этот вопрос довольно сложно. Существует масса различных вариантов устройства этого прибора. И найти «свой» среди всего многообразия потенциальному покупателю бывает непросто.

Самый распространенный — электронный прибор, функционирующий на определенных частотах, способен обнаруживать металлические объекты соответственно заданным параметрам в так называемой нейтральной или же слабопроводящей среде. Понятно, что он реагирует на проводимость материалов, из которых изготовлены предметы. Прибор такой конструкции называется импульсным. Это когда излучаемый прибором и отраженный предметом сигналы передаются через некоторые доли секунд. Именно они и фиксируется техникой. Кратко описать принцип работы импульсного металлоискателя можно так: импульсы генератора тока, как правило, за миллисекунды поступают в излучающую катушку, где трансформируются в импульсы магнитной индукции. На импульсных составляющих генератора образуются резкие скачки напряжения. Они отражаются в приемной катушке (в более сложных типах устройств у одной катушки есть способность выполнять обе функции) за определенные промежутки времени. Потом сигналы поступают по каналу связи на блок обработки и понятными символами выводятся для последующего восприятия их человеком.

Но нужно быть внимательным, ведь у такого популярного типа техники существует ряд недостатков:

  1. Трудность дифференциации обнаруженных объектов по типу металла;
  2. Большая амплитуда напряжения;
  3. Техническая сложность коммутации и генерации;
  4. Наличие радиопомех.

 

Другие типы металлоискателей по принципу работы

Такие приборы состоят из большинства известных моделей. Некоторые из них уже сняты с производства, однако до сих пор применяются на практике.

  1. BFO (Beat Frequency Oscillation). В основе — подсчет и фиксация разницы частоты колебаний. В зависимости от типа металла (черного или цветного) частота то повышается, то понижается. Такие приборы теперь не выпускаются, они устарели. Но произведенные ранее модели все еще работают. Характеристики такого металлоискателя оставляют желать лучшего. У него небольшая глубина обнаружения, сильная зависимость результатов поиска от типа грунта (малоэффективен на кислых, минерализованных почвах), низкая чувствительность.
  2. TR (Transmitter Reciver). Оборудование типа «прием-передача». Также относится к устаревшим. Проблемы такие же, как и у предыдущего типа (не работает на минерализованных грунтах) за исключением глубины обнаружения. Она является довольно большой.
  3. VLF (Very Low Frequency). Зачастую такой аппарат сочетает две схемы действия: «прием-передачу» и низкочастотное исследование. В ходе работы прибор анализирует сигнал по фазам. Его преимущества в высокой чувствительности, способности искать черные и цветные металлы на глубине. Но вот объекты, залегающие у поверхности ему обнаружить значительно труднее.
  4. PI (Pulse Induction). В основе — процесс индукции. Принцип работы металлоискателя заключен в катушке. Она — это сердце датчика. Появление внутри электромагнитного поля посторонних токов от металлических предметов активизирует отраженный импульс. Он достигает катушки в виде электрического сигнала. При этом аппарат четко воспринимает минерализованную и соленую почву с металлами. Токи, от солей достигают датчика гораздо быстрее и не отображаются графически или звуковом. Такой металлоискатель считается наиболее чувствительным из всех. Для ведения поисков на морском дне — это самый эффективный вариант устройства.
  5. RF (Radio Frequency / RF two-box). Представляет собой прибор «прием-передача», только работающий на высоких частотах. Имеет две катушки (катушка приема и соответственно, катушка передачи). В основе работы этого металлоискателя лежит нарушение индукционного баланса: катушка, работающая на прием, фиксирует сигнал, который отражается от объекта. Изначально этот сигнал был послан катушкой-передачи. Характеристики такого металлоискателя делают возможным его применение с целью поиска неглубоко находящихся месторождений руд, полезных ископаемых на больших глубинах или же обнаружения крупных предметов. По глубине пробивания не имеет себе равных (от 1 до 9 метров в зависимости от типа почвы). Часто используется в промышленности. Копатели и кладоискатели не оставляют его без внимания. Существенный минус такого прибора — это его неспособность к обнаружению мелких предметов типа монет.

Принцип работы металлоискателя для поиска цветного металла особо не отличается от остальных. Он также зависит от типа и конструкции аппарата. При правильной настройке можно обнаружить цветной металл. Различия между ним и черным состоят лишь в том, что вихревые токи, отражающиеся от предмета из цветного металла, затухают дольше.      

Чем еще отличаются металлоискатели?

Помимо внутренней «начинки» различия между металлоискателями имеются и в других моментах. Во-первых, они представлены в разных ценовых категориях. Есть приборы более дешевые и массовые, есть и те, которые можно отнести к премиум-классу.

Также уже в описании металлоискателей видна разница в выводе информации для доступа к ней пользователя. Аппараты могут быть запрограммированные на отображение графического информирования (выводится на специальном дисплее), звуковыми устройствами, сообщающими об обнаружении или отсутствии объекта (отличаются тем, что издают разные частоты). В более дорогих моделях могут быть представлены дисплеи с целыми шкалами дискриминационных значений.

Отличается и сама информация. Например, самые недорогие модели просто сообщают пользователю о том, есть металл или нет. Аппараты чуть подороже определяют какой это металл — черный или цветной. Самые дорогие модели могут предоставить полную информацию: сведения о глубине предмета, вероятностное отношение в процентах относительно металла, тип объекта.   

 

Все виды металлоискателей

Приборы различаются по: принципу работы, выполняемым задачам, примененным элементам. О принципах уже написано выше, поэтому посмотрим, какими они бывают по задачам:

1.     Глубинный;

2.     Грунтовой;

3.     Магнитометр;

4.     Миноискатель.

По элементам могут быть микропроцессорными и аналоговыми.

Про характеристики

Различные аппараты характеризуются вариативностью параметров.

 Принцип действия металлоискателя и его рабочая частота — классифицирующие параметры. Определяют тип прибора, например, профессиональный или грунтовой.  Чувствительностью определяется глубина. Целеуказание позволяет настраивать прибор на заданный размер цели. Тип металла вычисляет дискриминатор. Вес, тут все просто: тяжелым прибором неудобно пользоваться длительное время. Тип почвы указывается при балансировке показателей грунта.

Работа с металлоискателем. Особенности

Нужно предварительно изучить свой прибор, его слабые места. Не следует гнаться за самыми последними моделями. Если у пользователя нет элементарных навыков и понимания того, как аппарат устроен, то ему не поможет никакой даже самый «навороченный» металлоискатель.

В каждой ценовой категории есть свои лидеры. Их и нужно выбирать, так как это модели, проверенные поколениями кладоискателей. Умение работать с прибором достигается только практикой. Пробуя раз за разом, человек начинает правильно расшифровывать те сигналы, которые подает ему техника. А от правильной расшифровки зависит основной вопрос: копать или не копать?

Например, зная какие элементы установлены внутри вашего металлоискателя, можно точно понять как работать с металлоискателем. Если это катушка-моно, то ее электромагнитное излучение выглядит конусообразным. Следовательно, при поисках есть «слепые зоны». Чтобы их устранить, нужно следить за тем, чтобы каждый проход с прибором перекрывал на 50 % предыдущий. Зная такие мелочи, можно наиболее эффективно применять металлоискатель. 

Работа с металлоискателем предполагает получение определенного результата. Для этого необходимо, чтобы металлоискатель отвечал некоторым простым, но совершенно необходимым требованиям:

  1. Принцип работы металлоискателя должен позволять ему чувствовать металлические предметы на максимальной глубине;
  2. Обязательно должно быть разделение на черный и цветной металл;
  3. На приборе должен быть установлен оперативный процессор, обеспечивающий быструю работу. Это важно для распознания двух близлежащих объектов.

 

Как же правильно работать с металлоискателем? Начать необходимо с настройки прибора. Как правило, если мы хотим найти какой-то определенный объект, то и настройки нужно устанавливать соответствующие. Но есть 2 общих правила, соблюдение которых точно будет полезно новичкам.

  1. Снизить пороговое значение по параметру чувствительности. Так как повышение этого показателя зачастую приводит к усилению помех, то новичкам лучше пожертвовать способностью прибора обнаруживать предметы, лежащие рядом, чтобы точнее локализовать какую-то одну цель.
  2. Использовать параметр дискриминации «все металлы».

Это были указаны только некоторые общие сведения относительно того, как правильно пользоваться металлоискателем. Остановимся на этом подробнее. Самое главное –никогда не спешить! Площадь поисков разбивается на зоны, участки. Каждый из них следует медленно, внимательно проходить. Улавливатель необходимо держать как можно ближе к земле; работа металлоискателем должна быть плавной, без рывков. Аккуратно водите прибором из стороны в сторону. Если в земле обнаружен металл, то, как правило, вы услышите звуковой сигнал: четкий — свидетельство обнаружения небольшого предмета правильной формы, нечеткий, прерывистый -  форма обнаруженного объекта неправильная. Научиться определять размеры находки и глубину ее залегания по звуку можно только опытным путем. Тип найденного металла классифицируется по шкале (аппарат отражает электрический импульс, а процессор исходя из этих данных вычисляет плотность материала, из которого изготовлен предмет).

 Есть два режима: динамический (основной) и статический, они влияют на то, как правильно работать металлоискателем Статический — это независимое перемещение катушки над объектом; применяется для точного определения центра цели. Исследование территории происходит по определенной схеме:

  1. Катушка должна быть параллельна земле;
  2. Важно сохранять постоянное расстояние между землей и катушкой;
  3. Делать маленькие шаги. Не пропускать участки!
  4. Скорость движения должна составлять около полуметра в секунду;
  5. Высота прибора над землей — 3 или 4 см.

Поиски ведутся в динамическом режиме. При обнаружении стабильного сигнала переключайте аппарат в статический режим: крестообразными движениями водите над предполагаемым местом; там, где сигнал приобретает максимальную громкость и копайте. Обратно переключите металлоискатель в динамический режим. Копайте на половину штыка, подрезая ровный квадратный или круглый ком. Если объект все еще находится в яме, копайте дальше. Из дерна извлекать находку лучше методом половинного деления. После завершения поисков обязательно укладывайте дерн обратно в яму! Теперь вы точно знаете, как пользоваться металлоискателем.     

Немного о металлодетекторах

Принципы работы металлодетекторов абсолютно такие же, как и у металлоискателей, различия имеются только в средах использования и мощности катушки. Из-за этого эффективность металлодетекторов меньше, в грунте они бы ничего не смогли обнаружить. Основными видами металлодетекторов являются: ручной досмотровый (дальность обнаружения до 25 метров) и арочный (рамочный).

Коротко описать, как работает ручной металлодетектор, можно так: устройство абсолютно готово к работе при включении, настройка не требуется, при обнаружении металла импульс постоянного тока фиксируется, включается звук и индикация.
технические характеристики, принцип работы металлоискателя

Для новичка металлоискатель — это специальный прибор, способный найти металлические предметы под землей. Однако, на самом деле, не все так просто. Земля таит в себе массу железосодержащего мусора. Как найти в нем на самом деле ценную вещь? Прочитав эту статью, вы узнаете все о металлоискателях и сможете подобрать устройство, которое станет незаменимым помощником в поиске спрятанных сокровищ.

Общая характеристика

Металлоискатель — это прибор, который обнаруживает металлические предметы в нейтральной среде. Под нейтральной средой подразумевается земля, вода, стены здания, организм живого существа и т.д. Современные металлоискатели не только сигнализируют о найденном металле, но и способны классифицировать его.

Именно поэтому, правильное название прибора — металлодетектор.

Существуют металлодетекторы, которые ориентированы на обнаружение только цветных, черных или драгоценных металлов. Способности современных металлодетекторов практически безграничны. В умелых руках — этот инструмент настоящий помощник, в неумелых — практически бесполезная вещь. Для того, чтобы новичку научится эффективно использовать это устройство, необходимо разобраться с принципами его работы.

Металлодетекторы – принцип действия

Фото с сайта izeurope24.ru

Фото с сайта izeurope24.ru

Все металлодетекторы можно разделить на несколько типов:

  • устройства типа «прием-передача»
  • импульсные
  • индукционные
  • генераторные

Большинство моделей средней ценовой категории являются приборами «прием-передача». Принцип работы металлоискателя такого типа достаточно прост, он основывается на передаче и приеме электромагнитного излучения. Главной частью устройства этого типа являются две катушки. Передающая катушка излучает волну, поисковая — принимает.

Передающая катушка излучает электромагнитные волны, которые свободно проходят сквозь нейтральную среду. В случаях, когда на пути электромагнитной волны встречается металлический предмет, они отражаются от него, и прибор получает отраженную волну. Срабатывает сигнал, который информирует оператора о нахождении цели.

Принцип действия металлоискателя индукционного типа идентичен устройствам типа «прием-передача». Главное отличие — в конструкции присутствует только одна катушка, которая одновременно и посылает, и принимает сигнал.

Особенностью металлодетекторов этих двух типов является чувствительность к минерализации грунта. Высокое содержание солей создает помехи, на которые реагирует детектор. Поэтому прибор перед работой необходимо настроить, указав тип грунта окружающей среды.

В отличии от предыдущих, импульсные металлоискатели нечувствительны к минерализации грунта. В основе своей конструкции они также имеют катушку. Ее электромагнитное поле создает на поверхности металлического предмета вихревые токи. Именно их и улавливает прибор. Однако такой принцип работы, понижает возможности детектора к дискриминации, что может стать существенным недостатком при работе с одним типом металла.

Читаем, как правильно выбрать металлоискатель

Генераторные металлодетекторы бывают разных видов. Но у всех них в основе конструкции находится LC-генератор. Такие устройства являются мало чувствительными, также зачастую они предназначены для поиска металла только одного вида.

Особенности технических характеристиках

При выборе металлодетектора необходимо четко понимать в какой среде он будет работать. Также важно учитывать, какой размер предмета и на какой глубине он будет искать. Металлодетекторы, технические характеристики которых позволяют легко обнаружить монету под трехметровым слоем грунта могут не увидеть ее на поверхности, и наоборот.

Фото с сайта izeurope24.ru

Фото с сайта izeurope24.ru

Рассмотрим основные технические характеристики, на которые следует обратить внимание при покупке:

  • принцип действия
  • рабочая частота (кГц)
  • чувствительность (см)
  • дискриминатор
  • балансировка грунта
  • целеуказание
  • вес
  • дополнительные функции

Принцип действия и рабочая частота дают основную характеристику возможностей устройства. Они показывают к какому типу можно отнести прибор: от простого грунтового до профессионального. Без специальных навыков настройки, профессиональный металлодетектор мало чем отличается от более простых моделей, поэтому новичкам лучше начинать с бюджетных грунтовых металлоискателей. Эффективности их работы будет достаточно для успешного поиск ценностей.

Чувствительность — показывает на какой глубине устройство способно найти предмет, размером с монету. Посмотрев в технический паспорт, можно увидеть две цифры — минимальную и максимальную глубину обнаружения. Зачастую, этот показатель варьируется от 10-50 см до 60-150 см. Однако есть глубинные модели, созданные для обнаружения предметов под 5-ти метровым слоем земли.

Дискриминатор — позволяет металлодетектору реагировать только на определенный вид металла. Знаете ли вы сколько железосодержащего мусора можно найти под землей? Фольга от сигаретных пачек, алюминиевые банки, крышечки от бутылок — детектор реагирующий на все это, значительно добавляет работы оператору. Настроив дискриминатор, можно пропускать весь этот мусор и сосредоточится на поиске только золота, или только меди.

Благодаря дискриминатору, можно значительно упростить работу оператора, поэтому на этот показатель следует обратить особое внимание. Чем больше количество программ заложено в память дискриминатора, тем легче работать с металлоискателем.

Балансировка грунта — позволяет настроить устройство на тот тип почвы, в котором находится мишень. Перепады минерализации грунта могут давать ложные сигналы, что затрудняет работу прибора. Большинство детекторов настраивают этот показатель автоматически.

Целеуказание можно отнести к дополнительным функциям. Суть этой программы сводится к настройке поиска на определенный размер мишени.

Все вышеперечисленные технические характеристики помогают понять возможности металлодетектора. Однако успешность его работы зависит от настроек, которые вносит пользователь. Рассмотрим их подробнее.

Как настроить металлоискатель

Настройка металлодетектора — вещь тонкая. Она зависит от типа цели, модели детектора и многих сопутствующих факторов. Невозможно дать одну определенную формулу. Оператор подбирает настройки индивидуально, практикуясь и экспериментируя. Однако общие принципы все же существуют:

  1. Чувствительность — чем выше задан параметр, тем глубже устройство может обнаружить мишень. Однако с повышением этого показателя возрастает уровень помех, поэтому задавать максимум не рекомендуется. Если поиск проводится на замусоренной территории, несколько близлежащих целей смазывают сигнал и затрудняют поиск. В таких случаях новичкам рекомендуется снизить порог чувствительности. Тогда прибор не будет реагировать на близко расположенные предметы, что позволит более точно локализовать цель поиска.
  2. Дискриминация — очень важный показатель. От успешности его настройки напрямую зависит результат работы. Современные приборы имеют запрограммированные режимы и интуитивно понятный интерфейс. Необходимо выбрать необходимый режим, исходя из модели устройства. Однако следует обратить внимание, что точность работы дискриминатора на больших глубинах снижается. Поэтому для новичка лучше пользоваться режимом «Все металлы». Это позволит не пропустить ценную находку.

Остальные настройки зависят от конкретной модели металлодетектора. Среди них встречаются баланс грунта, целеуказание, звуковой сигнал. Наиболее важной из них является балансировка грунта, однако она чаще всего настраивается автоматически. Остальные показатели настраиваются согласно инструкции и возможностей конкретного металлодетектора.

Как пользоваться металлоискателем

Фото с сайта www.garrett-shop.ru

Фото с сайта www.garrett-shop.ru

Правильно выбранный и настроенный металлодетектор — только половина дела. Для успешной работы необходимо научится ним правильно пользоваться.Во время работы лучше не спешить. Разделите площадь поиска на зоны и плавно ведите улавливатель как можно ближе к земле, двигая его вправо и влево. Обнаружив цель, детектор подает звуковой сигнал. Если он четкий, значит обнаружен небольшой предмет в виде монеты, а если прерывистый — вы нашли предмет неправильной формы. С опытом придет умение определять по звуку размер находки и глубину ее залегания.Услышав звуковой сигнал, необходимо посмотреть на экран прибора. Перемещение указателя вправо позволяет классифицировать тип найденного металла. Если взять центр за 0, то перемещение стрелки к 8-12 указывает на золото, 26-28 — на медь.

В заключение можно сказать, что при поиске ценностей, металлодетектор является всего лишь вспомогательным прибором. Успешность работы больше зависит от умений и везения самого пользователя. Если вы твердо хотите стать профессиональным кладоискателем, пробуйте, набирайтесь опыта, и, возможно, однажды отыщите настоящий клад.

Более подробно можно увидеть на обучающем видео, как пользоваться металлоискателем.

 

Как работают металлоискатели - Объясните, что Материал

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 1 ноября 2019 года.

Бипл Бип! Bleep Bleep! Есть ли что-нибудь более захватывающее, чем находить сокровища? Миллионы людей по всему миру имеют веселье с использованием металлоискателей, чтобы раскрыть ценные реликвии похоронены под землей. Точно такая же технология работает в наших военных и службы безопасности, помогая сохранить мир, раскрывая ружья, ножи и мины.Металлодетекторы основаны на наука об электромагнетизме. Давайте узнаем, как они работают!

Фото: этот морской пехотинец США использует металлоискатель Garrett для поиска скрытого оружия. Фото Тайлер Хилл любезно предоставлено Корпусом морской пехоты США.

Когда магнетизм встретил электричество

Фото: блестящий физик Джеймс Клерк Максвелл. Публичное фото любезно предоставлено Wikimedia Commons.

Если вы когда-либо делали электромагнит, обмотав катушку провода вокруг гвоздя и подключив его к батарее, вы будете знать, что магнетизм и электричество подобны старая супружеская пара: всякий раз, когда вы найдете одну, вы всегда найдете другую, не очень далеко.

Мы воплощаем эту идею в хорошее практическое использование каждую минуту каждого дня. Каждый раз, когда мы используем электрический прибор, мы полагаемся на связь между электричеством и магнетизмом. Электричество мы используем исходит от электростанций (или, все чаще из возобновляемых источников как ветряные турбины), и это сделано генератор, который на самом деле просто большой барабан из медной проволоки. Когда провод вращается на высокой скорости через магнитное поле электричество «магически» генерируется внутри него, и мы можем использовать эту силу для наших собственных целей.Электрические приборы мы используем (во всем от стирки машины к пылесосам) содержат электродвигатели, которые работают с точностью до генераторы: когда в них течет электричество, оно генерирует магнитное поле в катушке проволоки, которая сталкивается с полем постоянный магнит, и это то, что заставляет мотор вращаться. (Ты можешь найти многое другое об этом в нашей статье об электродвигателях.)

Короче говоря, вы можете использовать электричество, чтобы сделать магнетизм и магнетизм сделать электричество.Фантастически умный шотландский физик по имени Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) подытожил все это в 1860-х годах когда он написал четыре обманчиво простые математические формулы (теперь известные как уравнения Максвелла). Один из них говорит, что всякий раз, когда есть изменяющееся электрическое поле, вы также получаете изменяющееся магнитное поле. Другой говорит, что когда есть изменяющееся магнитное поле, вы получаете меняющееся электрическое поле. Максвелл действительно говорил, что электричество и магнетизм - это две части одного и того же: электромагнетизм.Зная это, мы можем точно понять, как металл детекторы работай.

Как электромагнетизм приводит металлодетектор в действие

Фото: разработан этот усовершенствованный сквозной детектор в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории использует волновое изображение для обнаружения пластикового и керамического оружия не подобраны обычными металлоискателями. Фото любезно предоставлено Министерством энергетики США.

Artwork: Компактный металлоискатель в современном стиле был изобретен Чарльзом Гарреттом в начале 1970-х годов.Вы можете ясно видеть две катушки (которые я покрасил в красный и синий цвета). Коробка (оранжевая) в верхней части ручки (зеленая) содержит схему управления, включая батарею (не показана), громкоговоритель (24), переключатель громкости (27), управление чувствительностью (28) и переключатель включения / выключения ( 29). Эта иллюстрация взята из патента США 3 662 255 Чарльза Гарретта, выданного в 1972 году, любезно предоставленного Бюро по патентам и товарным знакам США.

Различные металлоискатели работают по-разному, но вот наука за одним из более простых видов.Металлоискатель содержит катушка проволоки (обернута вокруг круглой головки в конце ручка), известная как катушка передатчика. Когда течет электричество через катушка, вокруг нее создается магнитное поле. Как вы подметаете детектор над землей, вы заставляете магнитное поле двигаться слишком. Если вы перемещаете детектор по металлическому объекту, перемещение Магнитное поле влияет на атомы внутри металл. На самом деле это изменяет способ, которым электроны (крошечные частицы "вращаются" вокруг эти атомы) двигаться.Теперь, если у нас есть изменяющееся магнитное поле в металл, призрак Джеймса Клерка Максвелла говорит нам, что мы также должны иметь электрический ток тоже движется туда. Другими словами, металлоискатель создает (или «индуцирует») некоторую электрическую активность в металле. Но тогда Максвелл говорит нам еще кое-что интересное: если у нас электричество движется в кусок металла, он должен также создать некоторый магнетизм. Итак, когда вы переместить металлоискатель на кусок металла, магнитное поле исходящий от детектора вызывает появление другого магнитного поля металл.

Это второе магнитное поле вокруг металла, которое обнаруживает детектор. У металлоискателя есть вторая катушка провода в его голове (известный как приемная катушка), которая подключена к цепи, содержащей громкоговоритель. Как вы двигаете детектор о над куском металла, магнитное поле, создаваемое металлом, прорезает катушку. Сейчас если вы перемещаете кусок металла через магнитное поле, вы делаете поток электричества через него (помните, так работает генератор). Итак, когда вы перемещаете детектор по металлу, электричество течет через приемную катушку, заставляя громкоговоритель щелкнуть или подать звуковой сигнал.Привет Presto, металлоискатель сработал, и вы что-то нашли! Чем ближе вы перемещаете катушку передатчика к куску металла, тем Чем сильнее магнитное поле, создаваемое катушкой передатчика, тем сильнее Магнитное поле, которое металл создает в приемной катушке, тем больше тока, что течет в громкоговоритель, и громче шум.

Итак, спасибо, Джеймс Клерк Максвелл, за то, что помог нам увидеть, как работают металлоискатели - используя электричество для создания магнетизма, который создает больше электричества где-то еще.

Какие бывают металлоискатели разных типов?

Как мы видели выше, магнитные поля создаются изменением электрических полей, которые колеблются в определенном частота. Различные частоты дают лучшие или худшие результаты в зависимости от того, какой металл, который вы ищете, как глубоко в земле вы ищете, из какого материала сделана земля (песок или почва или что-то еще) и так далее.

Хотя все металлоискатели работают в целом одинаково, превращая электричество в магнетизм и обратно опять же, они бывают трех основных типов.Самые простые подходят для всех видов общего назначения. металлоискание и охота за сокровищами. Их называют VLF (очень низкие частоты) детекторы , потому что они используют одна фиксированная частота обнаружения обычно составляет около 6–20 кГц (как правило, менее 30 кГц). Вы также натолкнетесь на детекторы PI (импульсная индукция) , которые используют более высокие частоты и импульсные сигналы. Как правило, они могут поднимать вещи глубже, чем детекторы VLF, но они не такие разборчивые и ничего, как обычно используется.Третий тип известен как детектор FBS (полнополосный спектр) , который использует несколько частот одновременно, так что, по сути, это немного похоже на использование нескольких слегка настроенных детекторов одновременно.

Как глубоко пойдет металлодетектор?

К сожалению, нет точного ответа на этот вопрос, потому что это зависит от всех факторов, в том числе:

  • Размер, форма и тип заглубленного металлического предмета: на глубине легче найти большие предметы, чем мелкие.
  • Ориентация объекта: объекты, спрятанные в земле, как правило, легче найти, чем объекты, спрятанные так, чтобы их концы были направлены вниз, отчасти потому, что это создает большую целевую область, а также потому, что это делает скрытый объект более эффективным при отправке своего сигнала обратно на детектор ,
  • Возраст объекта: вещи, которые были похоронены в течение длительного времени, с большей вероятностью окислились или подверглись коррозии, что затрудняет их поиск.
  • Природа окружающей почвы или песка вы ищете.
  • Тип детектора и частота (или частоты), которые он использует.

Вообще говоря, металлоискатели работают на максимальной глубине около 20–50 см (8–20 дюймов).

Где используются металлоискатели?

Металлоискатели используются не только для поиска монет на пляже. Вы можно увидеть их в проходных сканерах в аэропортах (предназначенных для остановки люди, несущие оружие и ножи на самолеты или в другие безопасные места, такие как тюрьмы и больницы) и во многих видах научных исследовательская работа.Археологи часто осуждают неподготовленных людей, использующих металл детекторы для нарушения важных артефактов, но при правильном использовании и С уважением, металлоискатели могут быть ценными инструментами в исторических исследованиях.

Фото: этот датчик типа палочки, называемый SuperScanner и изготовленный металлоискателями Garrett, используется для проверки посетителей медицинской клиники в Афганистане. Он работает от встроенной 9-вольтовой батареи, которая обеспечивает около 60 часов непрерывной работы. Если вы найдете металл, детектор сообщит вам с комбинацией мигающих светодиодов и дребезжащего шума.Это 42 см (16,5 дюйма) в длину и весит 500 г (17,6 унции). Такие детекторы стоят около 200 долларов. Фото Кристофера Полюбоваться любезно предоставлено армией США.

Кто изобрел металлоискатели?

Металлодетекторы, по-видимому, датируются расстрелом президента США Джеймса Гарфилда в июле 1881 года. Одна из пуль, нацеленных на президента, попала в его тело и не была обнаружена. Пионер телефонной связи Александр Грэм Белл быстро соединил электромагнитное устройство для определения металла, называемое индукционным балансом, на основе более раннего изобретения немецкого физика Генриха Вильгельма Дава.Хотя пуля не была найдена, а президент позже умер, устройство Белла работало правильно, и многие считают его самым первым электромагнитным металлическим локатором.

Работа: Слева: найди эту пулю! На этом наброске Уильяма А. Скинкля из иллюстрированной газеты Фрэнка Лесли от 20 августа 1881 года показано довольно много врачей (!), Использующих индукционный баланс Белла для обнаружения пули, потерянной в теле президента. В комнате слева находится оборудование, расположенное на столешнице, которое помечено как «прерыватель», «конденсатор» и «батарея» (коробки в задней части стола).Вы можете просто разобрать провода, которые простираются вокруг нижней части картины до президентской кровати справа. Предположительно, Александр Грэхем Белл говорит по телефону бородатый человек? Предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Портативные металлоискатели были изобретены немецким инженером-электронщиком Герхардом Фишером (который он также написал «Фишер»), когда он жил в Соединенных Штатах, и он подал заявку на патент на эту идею в январе 1933 года. Он назвал свое изобретение «Металлоскоп». «метод и средство для указания присутствия захороненных металлов, таких как руда, трубы или тому подобное» - и вы можете увидеть это на чертеже здесь.В том же году он основал исследовательскую лабораторию Fisher, которая и по сей день остается ведущим производителем металлоискателей. Доктор Чарльз Л. Гарретт, основатель Garrett Electronics, в начале 1970-х годов впервые применил современные электронные металлоискатели. После работы в НАСА над программой посадки на Луну «Аполлон» Гарретт обратил свое внимание на свое хобби - любительскую охоту за сокровищами - и его компания произвела революцию в этой области с помощью ряда инноваций, включая первый компьютеризированный металлоискатель с цифровой обработкой сигналов, запатентованный в 1987 году. ,

Artwork: Металлоскоп, запатентованный Герхардом Фишером (Fisher) в 1937 году, который я раскрасил, чтобы было легче следить. Катушка передатчика находится в красной коробке спереди; приемная катушка находится в синей коробке сзади. Передатчик использует неслышимые сигналы 30000 Гц; Приемник посылает звуковые сигналы (с частотой около 500 Гц) в наушники, как в современном металлоискателе. Катушки передатчика и приемника установлены под прямым углом друг к другу, поэтому приемник не принимает сигналы непосредственно от передатчика.Произведение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Как насчет неметаллических детекторов ?

Охотники за сокровищами всегда будут ценить металлоискатели, подобные этим, потому что исторически ценные вещи обычно делались из металла. Но в мире безопасности уже недостаточно полагаться на металлоискатели в качестве нашей единственной линии защита. Например, люди, которым нравится провозить оружие через систему безопасности, хорошо осведомлены что им придется пройти через металлоискатели, и они, вероятно, попробуют альтернативы, такие как керамика, пластиковые или углеродистые ножи.Хотя авторитетные производители стараются убедиться, что в ручки «неметаллических» ножей, именно по этой причине ничто не может помешать кому-нибудь заточить кусок пластика импровизировать нож, как полиция неоднократно нашел. Как же тогда мы обнаруживаем неметаллические угрозы?

Одним из решений, принятых аэропортами, является использование сканеров миллиметрового диапазона (MMS) для обнаружения металлических и металлических объектов. По сути, они работают как более безопасные версии рентгеновских аппаратов: волны проходят сквозь одежду, но отражаются от наших тел, и любое скрытое оружие (металлическое или иное) отображается в виде картинок на экране.Рентгеновские аппараты используют очень мощное излучение (с длинами волн примерно в нанометрах или миллиардных долях метров), что может быть опасно, если ваше тело поглощает слишком много из них. Как следует из их названия, сканеры миллиметровых волн используют гораздо более длинные волны размером 1–10 мм (примерно в 10 раз меньше, чем микроволны, посылаемые и принимаемые мобильными телефонами), интенсивность которых в раз намного меньше, чем , и поэтому создают мало или нет риска для здоровья людей.

,

Как работают металлоискатели | База знаний

Поиск

Поиск

Поиск

Отмена
  • Язык
  • Стать дилером
  • Countermine
  • Войти
  • Поиск
  • английский english.jpg
  • Change Language To French Language французский язык
  • Change Language To Russian Language русский
  • Change Language To Arabic Language арабский
.
Как работает металлоискатель? (На простом английском)

Задумывались ли вы, как работают металлоискатели? В этой статье вы узнаете, как эти машины находят ценные монеты, защищают солдат и делают наши аэропорты более безопасными (без математического уравнения в поле зрения).

Что-то удивительное в перспективе поиска зарытых сокровищ. У этого есть врожденная привлекательность, которая, вероятно, является причиной, почему обнаружение металла стало таким популярным хобби. Если вы один из миллионов людей, которые используют металлодетекторы для обнаружения скрытых монет и других потенциально ценных реликвий, вы точно поймете, что я имею в виду!

Конечно, металлоискатели не просто для удовольствия.Эта технология имеет множество применений, в том числе обнаруживающих мин, в зонах военных действий и , предотвращающих попадание опасных предметов на самолеты .

Несмотря на то, что подробности о том, как металлодетекторы находят металл, не могут быть загадкой для многих людей, они все еще остаются загадкой для многих людей. На самом деле все относительно просто - и все начинается с принципа электромагнетизма .

(Быстрые) основы электромагнетизма

A coil around an iron core

Я обещал, что это будет "простой английский" справочник по металлоискателям, но важно немного понять физику того, почему эти машины работают.

Электромагнетизм звучит пугающе, но это всего лишь комбинация электричества и магнетизма .

Мы полагаемся на электроэнергию практически для любой деятельности в наши дни. Будь мы в Интернете, смотрим телевизор, пользуемся феном или готовим еду, мы все знаем, насколько важно электричество для современной жизни.

Что некоторые люди не понимают, так это то, что мы также полагаемся на магнетизм - просто менее очевидным способом. Чтобы создать электричество, генератор вращает барабан из медного провода через магнитное поле.Это генерирует электричество внутри провода - магнитное поле создало электричества. Отношения также работают в обратном порядке, как работают электродвигатели.

Другими словами, электричество может создавать магнетизм, а магнетизм - электричество.

Точно, как работает генератор, выходит за рамки этой статьи (вот полезное руководство, если вы хотите узнать больше). Но главное, что нужно помнить, это то, что магнетизм и электричество взаимосвязаны. Всякий раз, когда вы получаете один, вы также найдете другой .

И, если вы всегда находите две вещи вместе, имеет смысл говорить о них, как будто они едины. Отсюда и название «электромагнетизм».

Есть еще одна концепция, которую важно понять. Изменение магнитного поля на вызывает изменение электрического поля на . То же самое относится и к электричеству: изменяющееся электрическое поле генерирует изменяющееся магнитное поле .Это короткая версия одного из известных уравнений Максвелла

. Самое главное для этой статьи, это также объясняет, почему работают металлоискатели.

Как VLF-детектор использует электромагнетизм

Итак, мы знаем, что магнитные поля генерируют электрические поля, и что верно и обратное. Мы также знаем, что изменяющиеся электрические и магнитные поля создают изменяющиеся поля другого типа.

Как это относится к металлоискателям?

Существуют различные типы металлоискателей, поэтому они не все работают одинаково.Начнем с одного из самых распространенных детекторов, известного как Very Low Frequency (VLF) .

A detector in the ground

Эти типы детекторов содержат две катушки: катушку , катушку , катушку , катушку и катушку приемника , .

Как следует из названия, передающая катушка «передает» магнитное поле вокруг детектора. Это достигается путем подключения батареи, которая пропускает переменный электрический ток через катушку (помните, что электричество генерирует магнитные поля).«Рабочая частота» современного детектора - это то, как часто направление тока меняется.

Отличительной особенностью магнитных полей является то, что они не подвержены влиянию почвы или грязи, поэтому они проходят сквозь них. Если детектор находится достаточно близко к металлическому объекту, постоянно переключающееся магнитное поле воздействует на атомы в металле , что заставляет электроны двигаться . Это эффективно создает изменяющееся электрическое поле , которое создает изменяющееся магнитное поле вокруг металла .

Другими словами, акт перемещения металлического детектора рядом с металлом вызывает новое магнитное поле, окружающее металл.

Здесь вам пригодится приемная катушка . Когда приемная катушка движется через новое магнитное поле, окружающее металл, в катушке генерируется электрический ток. Катушка подключена к громкоговорителю, что приводит к звуковому сигналу или щелчку.

В техническом примечании провод приемника должен быть расположен так, чтобы на него не влияло магнитное поле катушки передатчика.Невыполнение этого условия будет означать, что любой сигнал от металла будет затоплен большим и близким током катушки передатчика. Если вы хотите узнать больше о том, как работает схема, есть много схем в Интернете.

Приятный бонус в том, что чем ближе вы к металлу, тем сильнее магнитное поле и, следовательно, больше электрический ток. Вот почему звуковой сигнал громче, когда вы находитесь рядом с объектом.

Как VLF обнаруживает различные типы металла

VLF металлоискатели могут сделать обоснованное предположение относительно того, какой металл был обнаружен (алюминий, золото, железо и так далее).Как они достигают этого, хотя?

Способность различать различные металлы обусловлена ​​принципом с фазовым сдвигом .

Не вдаваясь в подробности, частота катушки передатчика отличается от частоты, обнаруженной катушкой приемника. Это потому, что каждый тип металла имеет различное электрическое сопротивление, которое влияет на то, насколько легко электричество протекает через него.

Зная сопротивление каждого материала и, следовательно, сдвиг фаз, детектор может определить, какой тип металла находится ниже уровня земли.Это называется дискриминацией в металлообнаружении.

В качестве дополнительного преимущества многие детекторы VLF также позволяют фильтровать металлы, которые вы не хотите находить. Это достигается с помощью ручки для установки определенного порога сдвига фазы. Если вы хотите определить определенный диапазон, некоторые детекторы VLF позволят вам создать меток (или диапазонов сдвига фаз) или даже несколько меток.

Другие компоненты

Как вы можете заметить, просто взглянув на них, современные металлоискатели - это гораздо больше, чем просто две катушки провода и батарея.Другие важные функции включают в себя:

  • Блок управления - Здесь хранится большинство важных вещей. Блок управления содержит батарею, динамики, цифровой процессор и любые элементы управления, которые могут иметь детектор.
  • Вал - Для более удобного определения металла у потребительских моделей имеется длинный стержень, поэтому вы можете стоять прямо. Большинство валов регулируются.
  • Поисковая головка - Поисковая головка содержит катушки (или одну катушку в зависимости от типа).Он обычно имеет овальную форму и иногда известен как антенна, петля или поисковая катушка.
  • Стабилизатор - Стабилизатор крепится к верхней части устройства и помогает удерживать его в устойчивом положении при движении антенны по земле. Он не найден на всех моделях, но может облегчить поиск в контролируемом движении.

Помимо этих компонентов, большинство металлоискателей имеют разъем для наушников и панель дисплея.

Кто изобрел металлоискатель?

Можно утверждать, что происхождение металлоискателя восходит к Джеймсу Максвеллу, который открыл уравнения, необходимые для их работы.Только в конце 19 века ученые начали использовать эти важные теории для создания машин для обнаружения металла. Первая «портативная» модель была изобретена французом по имени Гюстав Трув в 1874 году, в то время как Александр Грэхем Белл изобрел машину для обнаружения пули, заложенной в президента Джеймса Гарфилда несколько лет спустя.

Лишь в 1920-х годах разработка металлоискателей начала набирать обороты. Первый патент на металлоискатель был присужден Герхарду Фишеру в 1925 году, хотя он был усовершенствован различными изобретателями на протяжении многих лет.Например, лейтенант Йозеф Станислав Косацкий усовершенствовал конструкцию в более практичную машину, хотя и значительно более тяжелую, чем современные машины. Сегодня топовые модели имеют такие функции, как компьютеризированный дизайн и технология интегральных микросхем, которые позволяют пользователю точно настраивать параметры обнаружения.

Существуют ли разные типы?

Существуют различные типы металлоискателей, и одним из наиболее важных для обнаружения увлечений является детектор с индуктивностью импульсов (PI) .

В отличие от VLF-детекторов, они обычно имеют только одну катушку, которая действует как передатчик и приемник. Короткие импульсы тока пропускаются через один провод, который создает магнитное поле. Как только импульс переключается, поле коллапсирует, что вызывает всплеск электричества, что приводит к другому короткоживущему току.

Если детектор находится рядом с металлическим предметом, схема выборки детектора регистрирует противоположное магнитное поле. Он может обнаружить металл, так как второй импульс (называемый отраженным импульсом ) занимает больше времени, чтобы исчезнуть.

Хотя технология импульсной индукции обеспечивает большую глубину и достойную чувствительность к золоту, есть несколько недостатков.

Большинство детекторов PI не подходят для использования в городских районах, поскольку они не могут идентифицировать или игнорировать железный «мусор». Это потому, что они имеют плохую дискриминацию по сравнению с VLF. Они лучше для охоты в сельской местности, хотя и могут обеспечить более глубокий поиск. Они также отлично подходят для пляжей и других сред, содержащих высоко проводящий материал.

Существуют также металлоискатели с частотой биений (BFO) .Это самые дешевые и наименее сложные. Они не так точны, как детекторы VLF или PI, и не обеспечивают такой же уровень контроля.

Помимо детекторов PI, BFO и VLF, существует множество других для различных отраслей промышленности. Например, многие промышленные детекторы имеют конструкцию с тремя катушками. Эта конфигурация позволяет инструментам обнаруживать крошечные кусочки металла.

Насколько глубокими могут быть объекты?

Это сложный вопрос. В общем, максимальная глубина составляет около 20-30см .Максимальная глубина детектора может варьироваться в зависимости от нескольких факторов:

  • Тип и размер объекта - Чем больше объект, тем больше магнитное поле и тем глубже его можно обнаружить. Металлы, которые создают более сильные магнитные поля (например, железо), также легче обнаружить.
  • Тип детектора - Различные типы детекторов могут обнаруживать металлы на разных глубинах. Даже среди детекторов одного типа используемые технология и частота могут влиять на максимальную глубину обнаружения.
  • Помехи - Все, что может проводить электрический ток, может мешать показаниям металлоискателей. Это включает в себя кабели, трубы и линии электропередач.
  • Тип почвы - Если почва содержит материалы с естественной проводимостью, это может затруднить обнаружение объектов.

Кроме того, некоторые металлические предметы вызывают увеличение проводимости окружающей почвы с течением времени. Это называется гало .

Для чего можно использовать детекторы?

Example of an airport detector

Металлоискатели используются для различных целей и бывают разных форм.Вот некоторые из наиболее распространенных:

  • Сканирование безопасности - Одним из наиболее очевидных применений металлоискателей является обеспечение безопасности в аэропортах. Все пассажиры проходят через порталы, в которых используются детекторы как импульсного, так и переменного тока, в то время как портативные модели могут использоваться персоналом для поиска объектов. Современные детекторы не просто обнаруживают металл, они также могут указывать приблизительные размеры. Подобные системы используются в зданиях и мероприятиях безопасности.
  • Промышленные детекторы - Металлоискатели являются жизненно важным инструментом во многих отраслях промышленности, в том числе в пищевой, пластмассовой, горнодобывающей, фармацевтической и многих других.Например, в пищевой промышленности детекторы могут предупреждать персонал о пищевых продуктах, загрязненных металлом от оборудования.
  • Археология - Археологи используют металлодетекторы уже более 50 лет, так как он отлично подходит для поиска таких вещей, как огневые рубежи на военных объектах. Однако многим археологам не нравятся любители, поскольку, как только артефакт найден и откопан, контекст теряется без более детального исследования.
  • Любители - Любители металлоискателей ищут широкий спектр артефактов и предметов.Некоторые из наиболее распространенных включают монеты, золото, исторические предметы и ценные современные предметы (такие как ожерелья). Обнаружение металла превратилось в популярное хобби с клубами по всему миру для изучения и сравнения находок.

Звучит весело, но разве они не дороги и сложны в использовании?

Металлоискатели могут выглядеть пугающе для новичка, но они не должны быть сложными - или даже дорогими. Это правда, что современные детекторы становятся все более совершенными, но во многих случаях вы можете начать, только зная основы.Некоторые из лучших детекторов для начинающих относительно дешевы и позволяют охотиться за артефактами, монетами и другими предметами с большим шансом на успех.

Если вы заинтересованы в выборе хобби, нажмите кнопку ниже, чтобы просмотреть мой список лучших металлоискателей, или посмотрите мой список начинающих детекторов здесь. Будьте осторожны - обнаружение металла может вызвать привыкание!

Как работает металлоискатель?

Обнаружение металла может быть очень увлекательным и увлекательным хобби. Если вам повезет, это может быть даже очень прибыльное приключение. Каждый год все больше и больше металлоискателей появляются на рынке, чтобы удовлетворить спрос на любителей, которые либо хотят заняться делом, либо модернизировать имеющееся у них оборудование.

Современное оборудование становится очень сложным, если не сказать больше. Для тех из вас, кто является новичком в этом увлекательном хобби или думает о том, чтобы попробовать его, вы, возможно, не совсем знакомы с тем, как именно работает металлоискатель.Эта статья даст вам обзор того, как на самом деле работают металлоискатели, а также предоставит дополнительную помощь и знания об этих инновационных машинах.

И прежде чем двигаться дальше, взгляните на нашу интерактивную таблицу ниже, чтобы взглянуть на некоторые из лучших металлоискателей, доступных на рынке сегодня:

Очень краткий урок истории

Один из первых Известное использование металлоискателя было сделано на скорую руку известным изобретателем Александром Грэмом Беллом.Он был с президентом Джеймсом А. Гарфилдом, когда его застрелили и умирал.

Garrett Sea Hunter MK-II Garrett Sea Hunter MK-II

Медицинская бригада, обслуживающая президента, не могла найти, где пуля попала в его тело. Грэхем Белл быстро собрал устройство, основанное на принципах «индукционного баланса», которые впервые были предложены немецким физиком по имени Генрих Вильгельм Дав.

Устройство не помогло спасти жизнь президентам. Но он действительно работал так, как изначально задумано.

Анатомия металлоискателя

Чтобы узнать больше о том, как работают металлоискатели, вам необходимо ознакомиться с их ключевыми компонентами.Хотя все металлоискатели не всегда выглядят одинаково, в большинстве случаев они работают по одним и тем же принципам, поэтому все они имеют детали, которые выполняют сходные функции.

Вот четыре основных компонента, которые обычно имеет каждый детектор:

  • Вал - это центральный элемент детектора, к которому прикреплены все различные компоненты, которые он имеет. Они часто регулируются, поэтому вы можете использовать их для вашего роста.
  • Стабилизатор - это приспособление, которое добавляется к металлоискателю для удобства его использования.И как видно из названия, он стабилизирует металлоискатель, когда вы перемещаетесь с ним.
  • Блок управления - это место, где находятся мозг и мощность машины. Блок управления состоит из батареи, микропроцессора, устройств управления, считывания и динамиков.
  • Антенна - это нижняя часть детектора, которая обычно имеет круглую или эллиптическую форму. Его также часто называют именами, такими как поисковая катушка, поисковая головка и петля.Он содержит катушку (и), которые необходимы устройству для обнаружения металлов.

Знание компонентов и того, что делает каждый из них, действительно поможет вам, когда придет время задуматься о том, чтобы купить металлоискатель для себя, своего друга или семьи или даже своего ребенка.

our-top-picks-1 our-top-picks-1

Ниже, пожалуйста, взгляните на некоторые из самых продаваемых металлоискателей, доступных в настоящее время на Amazon:

Принцип работы детектора

Металлоискатели - это сложное оборудование, но главное в них как они работают, несколько просто.

Когда вы находитесь на заднем дворе или на пляже, и когда вы перемещаете детектор по земле, вы в какой-то момент натолкнетесь на заглубленный металлический предмет. В этот момент ваш металлоискатель отправит вам звуковой сигнал, чтобы предупредить вас об этом факте.

Bounty Hunter Quick Silver Bounty Hunter Quick Silver

Но как металлодетектор вообще почувствовал металлический предмет под поверхностью?

Хорошо, металлоискатели работают, передавая магнитное поле, а затем анализируя это поле, когда оно возвращается из окружающей среды, в которую был передан сигнал (земля, в случае обнаружения металла).

Катушка на детекторе действует как передатчик, а передаваемое им магнитное поле генерируется электричеством, проходящим через катушку. Магнитное поле, которое передает ваш детектор, заставляет электричество течь в металлический объект, когда переданное магнитное поле вступает в контакт с ним.

Вторая катушка, расположенная в поисковой головке, действует как приемник. Он обнаружит это изменение в магнитном поле, которое происходит, когда пораженный металлический объект поглощает его, и электричество начинает течь через него (это происходит путем измерения переменного напряжения). Когда пораженный металлический объект вызывает изменение в магнитном поле, это гораздо более слабый, чем тот, который изначально был разослан вашим металлоискателем.

Приемная катушка передает эту информацию на блок управления металлоискателя с помощью прилагаемого кабеля. Более слабый возвращаемый сигнал магнитного поля сначала усиливается, и когда он достигает блока управления, устройство будет отправлять различные звуковые сигналы на гарнитуру, которая поставляется с металлоискателем (или наушниками, которые вы купили отдельно).

Кроме того, большинство металлоискателей также имеют дисплей со стрелочным индикатором, который также определяет изменение магнитного поля.Как только вы привыкнете к звуковым тональным сигналам и движению игл, вы лучше поймете, какой именно тип металла вы обнаружили под земной поверхностью. Некоторые детекторы на самом деле имеют встроенную технологию, которая помогает вам легко различать некоторые металлы, которые находятся под землей.

Технология обнаружения металла

Существует два основных типа технологии обнаружения металла, которые используются металлоискателями для любителей.Вот немного о них, а также о плюсах и минусах каждого из них:

Это, как правило, менее дорогой тип металлодетекторной технологии. У них есть две отдельные катушки в поисковой головке, которые действуют в комбинации, чтобы обнаружить металлы в земле.

VLF очень популярен среди опытных охотников за сокровищами, потому что они могут различать различные типы металлов, встроенных в землю. Это имеет тенденцию быть очень точным и чувствительным в своих показаниях. Очень низкочастотный металлоискатель также лучше всего подходит для обнаружения драгоценных металлов, таких как золото, которые испускают чрезвычайно низкий металлический импульс.

Это новейшая из двух технологий, которые в основном используются в металлоискателях. Это также тип технологии, которая используется в детекторах по соображениям безопасности, например, в аэропортах и ​​муниципальных судах.

Импульсная индукция может обнаруживать металлические объекты, которые находятся под землей глубже, чем детекторы ОНЧ. Большинство из них работают только с одной катушкой. Устройства, использующие импульсную индукцию, чрезвычайно точны при обнаружении металлов под землей, но испытывают затруднения при различении видов металлов, которые они обнаруживают.Они также имеют тенденцию быть более дорогостоящими, чем устройства VLF.

Тем не менее, импульсная технология идеально подходит для использования в местах, где в земле много минералов.

Почему размер и частота катушки имеют значение

Почему существуют разные размеры катушек металлоискателя?

Общее правило: чем больше размер катушки, тем глубже она будет обнаруживать металлические предметы. И хотя это полезная информация, которую нужно знать, есть и другое правило, связанное с этим: катушка, которая позволяет глубже измерять глубину, также не будет такой же точной, как металлоискатель с меньшей катушкой.

Частоты действуют очень похожим образом. Низкие частоты проникают дальше в землю, но имеют меньшую чувствительность к более мелким проводящим металлам, таким как золото. Высокочастотные детекторы очень хороши для обнаружения даже небольших проводящих металлов, но они , а не , смогут воспринимать их так глубоко в земле, как могут более низкие частоты.

Следует также отметить, что многие металлоискатели, которые предназначены для поиска золота, используют более высокие частоты.

Есть ли водонепроницаемые металлоискатели?

Да, водонепроницаемые детекторы распространены, и вы чаще всего их найдете возле пляжа или других водоемов.Но будьте осторожны - если производитель заявляет, что его детектор является водонепроницаемым, это не означает, что вы можете погрузить его в воду. Существует большая разница между водонепроницаемым детектором, на который можно брызгать небольшим количеством воды, и детектором, с помощью которого можно нырять с кораблекрушений.

Ключом здесь является оценка глубины детектора. Если он говорит о водонепроницаемости до 10 футов, вы не хотите погружать его надолго. С другой стороны, если модель говорит, что ее водонепроницаемость до 250 футов, то можно заняться дайвингом с этой моделью (учтите, что вам понадобятся специальные наушники для подводного использования).

Не забывайте

Очень важно, чтобы антенна (поисковая головка) была максимально параллельна земле при использовании детектора. Чем больше угол его наклона, тем больше земли, через которую должен проникнуть сигнал, чтобы обнаружить кусок металла. Это затруднит обнаружение любых металлов, находящихся в земле.

Лучшие места для поиска драгоценных металлов

Пляжи являются одними из лучших мест для поиска металлических предметов, поскольку приливы и отливы, как правило, открывают (а затем снова покрывают) их снова и снова.

Исторические места, такие как поля битвы, - это места, где детективы могут обнаружить множество предметов истории, таких как оболочки снарядов, пули и другие безделушки, оставленные солдатами.

Многие люди теряют ценные вещи, такие как обручальные кольца и браслеты, когда участвуют в мероприятиях в местном парке или зоне отдыха.

  • Слегка пройденные участки глуши

В глуши часто встречаются такие вещи, как металлические наконечники стрел, безделушки и другие предметы, которые время прошло (и которые теперь имеют ценность).Некоторые из ваших лучших находок произойдут в тех местах, где вы меньше всего этого ожидаете.

Церкви были не только местом поклонения в старые времена, но и местом для ведения бизнеса поблизости. Многие любители металлообнаружения нашли ценные монеты возле старых церквей.

Мы упоминали, что некоторые модели детекторов предназначены для использования под водой. Если у вас есть один из них, возможно, вам повезет найти старые монеты и другие памятные вещи возле кораблекрушений.

Заключительные мысли

Теперь, когда вы понимаете, как работает металлоискатель, вы будете знать, на что обращать внимание при покупке того, который соответствует вашим потребностям.Также рекомендуется прочитать или посмотреть видео о том, как люди используют свои детекторы для поиска определенных типов металлов. Знание является ключом к успеху в поиске ваших целевых металлов. Лучший металлоискатель в мире не принесет вам пользы, если вы не знаете, как его использовать.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, «лайкните» нас на нашей новой странице Discover Detecting Facebook!

Вы также могли бы, как:
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *