Как работают металлоискатели: Реагируют не только на металл. Как работают металлодетекторы – Москва 24, 15.09.2017

alexxlab | 29.01.2019 | 0 | Разное

Содержание

Реагируют не только на металл. Как работают металлодетекторы – Москва 24, 15.09.2017

Что будет, если человек с кардиостимулятором пройдет через металлодетектор, и правда ли, что при проверке в аэропорту нас облучают? О том, как работают рамки, читайте в материале портала Москва 24.

Фото: портал Москва 24/Александр Авилов

Немного истории

Первый металлоискатель был изобретен в США в XX веке. Изначально прибор разрабатывался для предотвращения воровства металлических деталей с заводов.

Шотландский физик, изобретатель одного из первых телефонов Александр Грэхэм Белл использовал металлоискатель, чтобы обнаружить пули в груди американского президента Джеймса Гарфилда в 1881 году. Однако эта попытка оказалась провальной, поскольку тело президента находилось на металлической кровати, и это вводило металлоискатель в заблуждение.

Использовать детекторы в сфере безопасности стали благодаря компании Garrett Metal Detectors, которая в преддверии Олимпийских игр 1984 года впервые представила досмотровые рамочные и ручные металлодетекторы.

Как работают металлодетекторы

Фото: портал Москва 24/Александр Авилов

Металлодетекторы созданы для определения и классификации присутствующего металла в карманах человека или в багаже. Среди детекторов выделяют: грунтовые, военные, подводные, глубинные, досмотровые (арочные или рамочные) и магнитометр.

Металлодетекторы очень чувствительны и могут реагировать не только на металл

Станислав Виноградов

Преподаватель кафедры общей физики МФТИ

По словам преподавателя кафедры общей физики МФТИ Станислава Виноградова, металлодетектор чувствует изменения переменного электромагнитного поля, которые вносит металл внутри рамки.

“В зависимости от конструкции он (металлодетектор. – портал Москва 24) “откликается” либо на изменение частоты, на которую настроен, либо на появление отраженного от металла электромагнитного сигнала, либо на изменение амплитуды колебаний тока в рамке”, – пояснил эксперт.

В целом устройство очень чувствительное: оно может реагировать не только на металл, но даже просто на человеческое тело, которое является проводником тока, добавил Виноградов.

Как отметил физик, чувствительность настраивается на определенное количество металла. Некоторые металлодетекторы могут реагировать и на тип металла, но это разработки последних лет, которые повсеместно еще не используют.

Вредны ли детекторы в аэропортах

Фото: портал Москва 24/Лидия Широнина

Наверняка многие замечали, что перед рамками, например, в метро есть объявление о том, что люди с кардиостимуляторами могут не проходить через детекторы. Преподаватель физики МФТИ объяснил в беседе с порталом Москва 24, что в кардиостимуляторах есть металлические детали, поэтому на них металлоискатель реагирует так же, как на часы и мелочь в кармане. Однако при прохождении рамки могут сбиться настройки на медицинском аппарате.

Вообще ЭКС (кардиостимулятор) чувствителен ко всем электромагнитным и магнитным полям. Отмечались случаи, когда человек реагировал даже на магниты на холодильнике или на те, что используются для закрытия обложек планшетов.

При воздействии магнитного поля на аппарат человек ощущает покалывание в пальцах при прикосновении к магнитам.

Облучают только багаж

Станислав Виноградов

Преподаватель кафедры общей физики МФТИ

Что же касается облучения в аэропортах, то Станислав Виноградов уверен, что никакого вреда для человека при этом не происходит.

“Облучающие детекторы в основном используются для проверки багажа. Но их работа в отличие от металлоискателей построена уже на другом принципе: происходит просвечивание рентгеном, подобно тому, что проводят обычно в рентгеновском кабинете. Такие устройства “видят” колебания плотности под одеждой: если предмет плотный, то он плохо пропускает рентгеновские лучи и будет виден темным на экране”, – пояснил эксперт.

Принцип работы металлоискателя

Принцип работы металлоискателя

Принцип работы металлоискателя

Как известно, металлоискатель способен обнаруживать присутствие металлических предметов, абсолютно не контактируя с ними. Информирование оператора о наличии металла происходит с помощью специальных сигналов: звука, перемещения стрелки, изменения в показателях индикатора и т.д.

В зависимости от принципа работы можно выделить такие виды металлоискателей:

1. Металлоискатель с электронным частотомером

Принцип работы такого металлоискателя основывается на оценке электронным частотомером частоты измерительного генератора, когда сам датчик еще находится вдали от мишени. Полученное значение «запоминается»  регистром. После чего, в процессе поиска интересующих объектов, электронный частотомер занимается беспрерывным измерением частоты принимающего генератора. Из полученных данных вычитается показатель эталонной частоты, а результат выводится на экран индикации.


Схема метал детектора с электронным частотометром

2. Металлоискатель на биениях

Принцип работы металлоискателя на биениях основывается на совокупности разности частот, исходящих от двух генераторов. Один из этих генераторов имеет стабильную частоту, а в систему второго входит датчик, представляющий собой катушку индуктивности. Если металлические предметы не располагаются вблизи металлоискателя, значения частот генераторов в приборе практически совпадают. Наличие же металла возле датчика приводит к резкому изменению частоты генератора.


Схема метал детектора на биениях

Регистрация разности частот может происходить самыми различными путями. Простейшим способом является прослушивание сигнала с помощью головных телефонов или громкоговорителя. Также часто используются цифровые способы измерения колебания частот.

3. Металлоискатели с принципом работы «передача-прием»

Принцип работы такого металлоискателя заключается в регистрации сигнала, который отразился от металлического предмета. Возникновение отраженного сигнала является результатом воздействия магнитного поля с переменным потоком катушки прибора на мишень (предмет из металла). При этом, в структуру прибора входит, как минимум, две катушки, одна из которых «отвечает» за передачу сигнала, а другая – за его прием.

Работа металлоискателя «передача-прием» основывается на определенном взаимо расположении катушек, исключающем воздействие одной на другую.  Таким образом, если посторонние металлические предметы отсутствуют, излучающая катушка наводит нулевой сигнал на систему приемной. Появление же металлических предметов вблизи катушек приводит к возникновению специального сигнала.

4. Одно катушечный индукционный металлоискатель

Конструкция датчика данного прибора включает в себя только одну катушку, следящую за частотными изменениями. Если вблизи с металлоискателем появляется мишень, возникает отраженный сигнал. В катушке его «наводит»  дополнительный электрический сигнал. Оператору потребуется только выделить этот сигнал. Зарегистрировать отраженный сигнал можно методом вычисления из присутствующего в катушке электрического показателя сигнал аналогичной фазы, частоты, амплитуды, что наблюдался в условиях отсутствия металла поблизости.

В целом, одно катушечный индукционный металлоискатель сочетает в себе характеристики приборов, работающих на биении с аппаратами принципа «передачи-приема». Таким образом, одно катушечный металлоискатель отличается высокой чувствительность и простотой конструкции.

5. Импульсный металлоискатель

Импульсный металлоискатель характеризуется высокой чувствительностью и может использоваться для поиска различных предметов даже на большой глубине. В основу работы такого металлоискателя положен временной метод разделения сигналов излучения и отражения. Такой метод очень часто применяется в эхо- и радиолокации импульсного типа.

Генератором импульсов формируется импульсы тока кратковременного диапазона, которые впоследствии поступают в излучающую катушку. Здесь уже происходит их преобразование в импульсы магнитной индукции. Поскольку генератор импульсов, т.е. излучающая катушка, имеет индуктивный характер, на импульсных фронтах возникают «перегрузки» в форме перепадов в напряжении. Данные всплески могут достигать амплитудных показателей в десятки, а то и сотен вольт. Однако, все же, лучше не использовать защитные ограничители, т.к. может произойти затягивание фронта импульсного тока и магнитной индукции. В результате, усложнится процесс отделения сигнала отражающего типа.


Схема импульсного метал детектора

Следует отметить, что излучающая и приемная катушка могут располагаться в абсолютно произвольном порядке. Это обусловлено тем, что проникновение излучаемого сигнала и влияние на катушку отраженного разнесены по определенным временным промежуткам. Кроме этого, одна и та же катушка может выполнять любую из ролей: как принимать сигнал, так и отражать его.

6. Магнитометры

Магнитометры – приборы, предназначением которых является изменением показателей магнитного поля. При этом, магнитометры могут использоваться и в качестве металлоискателей.

Это возможно благодаря тому, что магнитное поле Земли может искажаться различными материалами с ферромагнитными свойствами, например, железом. Обнаружение таких объектов происходит путем регистрации отклонений от исходного для определенной местности модуля магнитного поля. В результате, можно наблюдать некоторую магнитную неоднородность (аномалии), которые как раз и могут быть вызваны предметами из металла.

В отличие от рассмотренных выше металлоискателей, магнитометры охватывают больший диапазон обнаружения железных предметов. Наверное, многим приходилось слышать о нахождении с помощью магнитометра, например, автомобиля, расположенного на расстоянии 10 метров от оператора. В тоже время, главным недостатком магнитометров является их неспособность обнаруживать предметы, изготовленные из цветных металлов. К тому же, магнитометр может реагировать не только на железо, но и на так званые естественные магнитные аномалии. Это могут быть, к примеру, залежи минералов или отдельные минералы и т.д.


Схема магнитометра

7. Радиолокаторы

Принцип работы любого радиолокатора основывается на методе изучения электромагнитной энергии, ее отражения и прием от различных объектов, находящихся в воздухе, на море или земле. Отраженный сигнал принимается для дальнейшей обработки и анализа. В результате, можно безошибочно определить местонахождение интересующего объекта, его скорость  и траекторию движения.

Радиолокаторы обладают целым рядом неоспоримых преимуществ. Так, они позволяют работать с достаточно большими расстояниями. Сигнал, который был отражен можно считать таковым, что полностью подчиняется законам геометрической оптики, а его ослабления пропорционально лишь второй степени расстояния. В тоже время, серьезным недостатком радиолокатора является то, что излучая электромагнитные волны, он позволяет обнаружить свое местонахождение.

Однако сейчас интенсивно ведется поиск методов, помогающих скрыть сигнатуры радиолокаторов и вполне возможно, что в скором времени удастся избавить от указанного недостатка.

Также рекомендуем ознакомиться с Лампово-полупроводниковый УМЗЧ.

Похожие статьи:

Армейский металлоискатель

принцип работы, виды и модификации

Несложно догадаться, что металлоискатель — МИ — или металлодетектор — МД — нужен для того, чтобы обнаружить металл. В грунте, под водой, в стене, на теле или даже в теле человека. Попробуем разобраться, как работает металлоискатель.

Немного истории. В 1881 году откровенный псих Шарль Гито выстрелил в спину Президента США Джеймса Гарфилда из револьвера «Бульдог». Гарфилд бы вполне пережил ранение, если бы пулю нашли и извлекли вовремя. Врачи пытались нащупать её пальцами, но безуспешно.

Небезызвестный изобретатель телефона Александр Белл приволок к постели Гарфилда свой металлоискатель. Однако, поиск пули не увенчался успехом — в суматохе никому и в голову не пришло заменить железную кровать на деревянную. Металлоискатель Белла давал постоянные сработки на большую массу чёрного металла, не замечая сравнительно маленькой револьверной пули. Гарфилда не спасли, а о металлоискателе Белла забыли.

С появлением противопехотных и противотанковых — то бишь сухопутных — мин, нужда в их обнаружении заставила военных напрячь инженеров, а те выдали на-гора приборы, которые могли бы обнаружить металлические корпуса смертоносных закладок. До этого единственным миноискателем был щуп — заточенный шомпол, привязанный к ручке от швабры. Сапёр полагался на своё чутьё и внимательность — нехарактерные неровности, следы снятия дёрна и прочие минно-взрывные хитрости.

Читай также: Подробная статья о поиске по войне, рекомендации по оборудованию, обзор находок, особенности копа

Виды металлоискателей

По назначению

В зависимости от того, где ищем металл, МД делятся на:

  • грунтовые;
  • подводные;
  • досмотровые.

Многие выделяют в отдельное назначение пинпоинтеры — металлоискатели для точного обнаружения мелких целей. Но досмотровый металлоискатель и многие подводные — и есть суть пинпоинтеры.

По способу обработки сигнала

МД делятся на аналоговые и цифровые. Вторые явно прогрессивнее, но до недавнего времени не отличались быстродействием — поисковый детектор уже прошёл над целью, а металлоискатель только что отреагировал. Современные цифровые металлоискатели такого себе не позволяют, выдают звуковой сигнал и высвечивают vDI (визуальный индикатор дискриминации) вовремя. Слава труду, и элементная база, и микропрограммное обеспечение в последнее время шагнули вперёд достаточно далеко.

Аналоговый металлоискатель по сравнению с цифровым имеет ряд недостатков. В частности, только последовательная дискриминация, бедная звуковая индикация, практически отсутствующая визуализация копаемых сигналов.

Читай также: Garrett Pro-Pointer AT: характеристики, тесты, сравнение с другими моделями, отзывы владельцев

Базовый принцип работы металлоискателя

Все металлоискатели работают примерно одинаково. Они излучают и регистрируют. Излучают они электромагнитные волны. А регистрируют либо их возмущение, либо отражённый сигнал.

Досмотровые металлоискатели создают вихревые токи и регистрируют их возмущение. А возмущение строгих вихревых токов вызывают металлические предметы. Пинпоинтеры и маленькие подводные металлоискатели работают ровно так же.

Грунтовые металлоискатели могут быть построены по нескольким схемам или принципам.

 

 

Transmitter-receiver

Первый и наиболее часто встречающийся — TR или VLF. Основан такой принцип работы металлоискателя на испускании волны определённой частоты одной антенной и приёма отражённого сигнала другой. Частота у таких металлоискателей не очень велика, что и нашло отражение в названии. VLF расшифровывается как Very Low Frequency или Очень Низкая Частота.

Принцип действия VLF/TR металлоискателя похож на принцип работы эхолота. Испустили сигнал в одной точке пространства, приняли в другой. Именно поэтому металлоискателем нужно махать.

Приёмная и передающая антенны могут располагаться, например, одна внутри другой, образуя окружности с общим центром, то есть, концентрические. И катушка тоже называется концентрической. Другой распространённый тип катушки — DoubleD. Две эллипсовидные рамки располагаются со смещением по короткой стороне.

Совершенно необязательно, что VLF-металлоискатель — это катушка. Бывают и другие конструктивы. Например, как у White’s ТМ 808 — приёмная и передающая антенны разнесены в пространстве, поэтому им можно не махать.

Такие металлоискатели умеют различать металлы под катушкой. В зависимости от целей под катушкой меняется характер «ответки». Анализируя разные характеристики ответного сигнала, металлодетекторы различают цели основании либо проводимости металлов, либо индуктивных свойств.

Поэтому, если вам встретится термин IB — это оно и есть баланс индукции — пусть он вас не смущает. Это не способ обнаружения, а способ различения. Кстати, есть приборы, которые анализируют и проводимость и индуктивность. Это, например, знаменитый «трактор» —  Minelab E-Trac.

Анализ проводимости же какой-то отдельной устоявшейся аббревиатуры не имеет.

VLF-металлоискатели видят монету — например, советский пятак — на глубине в сантиметров 20-30 в грунте. Выдающиеся модели могут обнаруживать монеты глубже. Например, польский Rutus Alter 71 гарантировано выцепляет пятак и с глубины 35 см. А бывает, что и поглубже находит.

Pulse Induction

Принцип действия металлоискателя PI или Pulse Induction — испускание одиночного импульса и анализ ответки от него. Но происходит этот анализ с частотой от сотен до десятков тысяч раз в секунду. Кстати, по-русски такая технология называется импульсной.

Антенна у импульсных МД одна — она же и приёмная, и передающая. Махать таким металлоискателем не обязательно. Но при работе с катушкой проводки дают возможность искать в более широкой полосе. А вот рамки просто носят.

Импульсники плохо различают металлы. Почти никак. Зато пробивают значительно более мощный слой грунта по сравнению с VLF.
PI — одна из схем, по которой строятся глубинные металлоискатели. Можно копать и монеты, но вот отличить монету от пивной пробки импульсник сможет навряд ли. Поэтому с импульсниками копают шурфы на полях сражений, ищут пушечные ядра, каски и прочие достаточно крупные военные реликвии на глубинах от полуметра.

Читай также: Minelab Excalibur II: особенности, возможности, тесты, примеры находок, отзывы владельцев

Radio Frequency

Ещё один металлоискатель, которым не нужно махать — это прибор, построенный на принципе RF. Устройство металлоискателя с одной стороны банально, с другой оригинально — у него всегда две антенны. Но передающая ориентирована параллельно грунту. А принимающая обязательно отстоит от передающей минимум на метр и расположена перпендикулярно грунту.

Достаточно просто взглянуть на Fisher Gemini 3, чтобы понять, насколько он не похож на тот же Garrett Ace 250. Особенно разница видна при, например, трассировании трубопроводов, которое делают вдвоём, когда приёмную и передающую антенну переносят отдельно друг от друга.

Металлоискатель RF не видит мелкий металломусор. Он не различает металлы — и железо, и золото звенит одинаково. Зато может найти водопроводную трубу на глубине в 3 метра. Или самолёт в болоте. Или металлическую печку-буржуйку в давно засыпанном блиндаже. Или колодец. Или туннель — в общем, монетки с ним не копают, у него другие задачи.

Частотный диапазон металлоискателя

У металлоискателей есть поисковая частота — на ней работает поисковый детектор. Этот вопрос редакция уже разбирала в отдельной статье. Рабочие частоты VLF-приборов начинаются буквально с 1 кГц. И заканчиваются, например, на 100 кГц.

А вот о частоте звука, который издаёт металлоискатель, были лишь отдельные упоминания. Напомним, что человеческое ухо воспринимает частоты от 20 Гц до 20 кГц плюс-минус.

Аналоговый прибор плавно меняет частоту звука в зависимости от характера цели — обычно так настраивают схему инженеры-конструкторы. У цифровых звуки прошиты по сегментам шкалы дискриминации, либо есть полифония — это когда каждый VDI звучит своим тоном.

Продвинутые цифровые приборы позволяют настраивать аудиоотклик по сегментам шкалы дискриминации. Кладоискатель может слушать только приятные звуки, избегая «бесячих». Некоторые цифровые МД позволяют отдельно настраивать отклик на железо не только по частоте, но и по громкости. Этот звук металлоискателя называется Iron Audio.

Читай также: Minelab E-trac: подробный обзор, отзывы, сравнение с конкурентами, тесты с видео

Базовая комплектация металлоискателя

Обычно базовая комплектация, что автомобиля, что металлоискателя, включает в себя только то, без чего эксплуатация невозможна. Для обычного привычного грунтового металлоискателя TR это:

  • блок управления;
  • штанга;
  • катушка с кабелем и крепежом.

Это набор, с помощью которого уже можно ходить. Подлокотники также часто включаются в базовую комплектацию, если являются конструктивной частью штанги. Могут быть МД и без подлокотников — например, Bounty Hunter Junior. Элементы питания или аккумуляторы, если они типового размера, в базовую комплектацию часто не включаются.

Базовая комплектация зависит также и от уровня и статуса модели. Например, металлоискатели Rutus это наглядно демонстрируют. У младшей модели Ultima почти нет допов, у средней — Argo — их значительно больше. А уж у старшей — Alter 71 — отсыпано щедрой рукой. Тут и чехлы, и тренчики, и сумка типа «грыжа» — в общем, укомплектовали кладоискателя.

Комплектации типа «Pro» всё-таки обычно содержат какое-то дополнительное оборудование — наушники, катушки, пинпоинтер.

Модификации металлоискателя

Прогресс не стоит на месте. И металлоискатели тоже развиваются, у них появляются новые функции.

У многих цифровых приборов есть возможность прошивки — то есть обновления микропрограммного обеспечения. Блок управления загружает в себя новую программу и улучшает свой функционал, добавляет новые программы поиска и режимы, даёт ещё большие возможности управления железом металлоискателя.

 

Часто модификациям подвергаются кустарные и самодельные металлоискатели. Особенно те, схемы которых выложены в интернет, программы тоже. Любой знающий радиолюбитель может взять их за основу и модифицировать в соответствии со своими внутренними убеждениями.

Отдельно стоит выделить тюнинг серийных моделей. Обычно он заканчивается на новых катушках, в том числе альтернативных производителей — Nel, MarsMD, Detech. Но есть и любители поковырять схему. Например, приколхозить регулятор к тем же аськам, которые верещат, как потерпевшие, на постоянной громкости.

Читай также: АКА Сорекс: особенности, возможности, тесты с видео, примеры находок и отзывы владельцев

Достоинства и недостатки металлоискателей

Нет универсальных металлоискателей. Которые одинаково хорошо ищут затонувшие в болотах самолёты и мелкие самородки золота. То, что является достоинством для одних — например, обнаружение металлической мелочи для монетника — благо, то не нужно другим. Например, глубиннику мелочь обнаруживать незачем. Он и не «видит» предметов меньше, например, консервной банки.

Вообще говоря, любой параметр металлоискателя — палка о двух концах и важно найти правильный баланс. Например, чрезмерная чувствительность оборачивается ложными срабатываниями. Повышенная глубина поиска — расходом батарей. Причём ослабление волны идёт по кубу расстояния, значит, рассуждая условно, чтобы увеличить глубину вдвое, нужно повысить мощность излучателя в 8 раз.

Но есть и недостатки, единственная компенсация которых — это цена. К таким, например, относится отсутствие отстройки от грунта. Единожды настроенный на какой-то средний грунт металлоискатель будет давать ложные сработки на высокоминерализованных почвах. И пропускать цели в низкоминерализованных.

Как настроить металлоискатель

Настройки металлоискателя зависят от целей поиска. Обычно у металлодетектора настраиваются следующие параметры:

  • дискриминация;
  • чувствительность;
  • баланс грунта;
  • пороговый звук или threshold;
  • частота — не у всех металлоискателей;
  • аудиоотклик.

Программы поиска у цифровых металлоискателей позволяют сократить время на настройки. Ибо программа — это установка ровно тех же параметров, что и вручную, нажатием одной кнопки. Настройки в программе выполнены опытными инженерами. Дополнительную тонкую настройку копарь выполняет
самостоятельно.

Отдельно остановимся на частоте. Для выбора частоты иногда нужно и поменять катушку. Например, так работают «тёрки» — знаменитая Minelab X-terra 705 и её младшие сёстры.

Другие металлоискатели, например, уже знакомый нам Rutus Alter 71 позволяет менять частоту в диапазоне от 4,4 до 18,4 кГц с шагом 0,2 кГц безо всякой замены катушки.

Читай также: Rutus Ultima: подробный обзор, сравнение с другими моделями, тесты, находки, отзывы

Что находят любители металлопоиска

Обычно кладоискатели что ищут, то и находят. Как говорят сами копари, «ищем по войне» или «копаем монеты». Но, разумеется, металлоискатель не читает мысли хозяина, а реагирует на любой металл под катушкой, кроме исключённого пользователем.

Итак, есть определённая прослойка пользователей, которая живёт за счёт сдачи лома. Металлоискатель для них — инструмент заработка. С советских времён в полях, на месте деревень, машинно-тракторных станций, других объектов народного хозяйства остались просто залежи чёрного металла.

Канал Metal Digger наглядно показывает, как накопать полтонны металлолома. Смотрим.

Многие любители приборного поиска целенаправленно охотятся за монетами и антиквариатом. Сначала раскапывают архивы, определяют места бывших поселений, ярмарок и рынков, а потом раскапывают грунт на их месте. Возникает резонный вопрос: законно ли пользоваться металлоискателем а потом присваивать поднятые из земли реликвии. Ответ — в нашей статье Закон О Металлоискателях 2020 в России.

Вот, например, видео канала В поисках раритетов и кладов. Целая пригоршня монетосов — «уставшие» советы и вполне бодрая империя — и копейки Николая и денежки Александра и много ещё чего интересного.

Нелишним будет прочесть эту статью и любителям «копа по войне». Им же порекомендуем свежее видео камрада Гельмут Вайссвальд.

Если вас не смущает некоторая напыщенность речи и морализаторство ведущего — канал очень информативный, на нём просто тонны видео военных раскопок.

По каждому направлению приборного поиска в интернете есть масса полезной и бесполезной информации, видео, гайдов — копай не хочу. Главное помнить о правовых аспектах.

Простой металлоискатель своими руками

Людям, которые только задумываются о кладоискательстве, но не хотят вкладываться в дорогостоящее оборудование, посоветуем начать с простого самодельного металлоискателя. Мы публиковали ряд статей со ссылками и на схемы, и на магазины, где можно купить набор из платы и деталей. В частности, так можно собрать довольно простые Кощей и Пират, приборы посложнее Clone PI-W, Фортуна, и, пожалуй, самую удачную самоделку Квазар ARM.

Блок управления самодельного металлоискателя состоит из генератора излучения и приёмника излучения. И может быть построен с использованием самых простых и доступных элементов из магазина «Радио».

Катушки и штанги можно также изготовить самостоятельно или купить готовые. О штангах читаем материал Штанги Для Металлоискателей: Обзор + Как Сделать Своими Руками.

Какой бы металлоискатель не выбрал любитель поиска, редакция желает ему кладоискательского фарта. Берегите себя!

↓↓↓ Обсуждайте данную статью в комментариях. Листайте вниз ↓↓↓

Читай также: XP Deus: конструкционные особенности, характеристики, тесты, сравнение с другими моделями, отзывы владельцев

Как работают металлоискатели

Главная > Как работают металлоискатели

Металлоискатель состоит из четырех основных частей:

  1. Блок управления – в нем находится электронная схема металлоискателя. Это самая ценная и уязвимая часть металлодетекторов. Берегите блок управления от ударов и сотрясений, предохраняйте от попадания влаги, используя защитных чехлы.
  2. Подлокотник – удерживает руку, обеспечивая упор. Длина рук у всех разная, поэтому в большинстве моделей предусмотрена возможность менять месторасположение подлокотника.
  3. Штанга – телескопическая штанга является основой металлоискателя. К ней крепятся все остальные части. Штанга позволяет регулировать длину прибора, адаптируя ее под ваш рост. Если у вас высокий рост, то обязательно перед покупкой прибора удостоверьтесь в том, что максимальная длина штанги достаточная, чтобы вам не приходилось постоянно наклоняться вперед, приближая катушку к земле.
  4. Катушка – магнитная катушка излучающая магнитное поле. Ее еще называют антенной или датчиком.

Как работает металлоискатель.

Большинство металлоискателей использует технологию VLF Induction Balance. В катушке находятся два радиуса обмотки. Первый радиус излучает электромагнитное поле с определенной частотой сигнала. Второй радиус принимает этот сигнал. Металлические объекты, попавшие в это поле создают искажения. Данные передаются в блок управления, который анализирует эти искажения и выдает результат в виде звукового сигнала и визуального отображения информации на экране. Характер искажения зависит от проводимости металлического объекта. Так металлоискатель определяет тип металла, находящегося в земле.

Грунт также искажает эти сигналы. Степень влияния грунта на сигнал катушки зависит от степени его минерализации. Чем более он минерализован, тем больше помех он создает и прибор начинает издавать “ложные”, “фантомные” сигналы, затеняя глубокие или очень мелкие металлические объекты. Глубина обнаружения металлических объектов во многом зависит от того, как металлоискатель способен справляться с помехами от грунта. Для этого существует функция баланса грунта (отстройки от грунта), призванная настроить прибор таким образом, чтобы он не реагировал на минерализацию грунта, но продолжал обнаруживать металлические объекты.

Основные понятия:

Фиксированный баланс грунта

Это заводская фиксированная установка на грунт. Это очень грубая настройка, подходящая под большинство грунтовых условий. В результате мы имеем прибор, стабильно работающий практически на любом грунте. Но данные приборы уступают по глубине приборам с автоматическим или ручным балансом грунта.

( + ) работа с данными приборами не требует большого опыта и знаний тонкостей настройки на грунт.
( – ) нельзя адаптировать прибор к определенным условиям грунта, добиваясь большей чувствительности и глубины обнаружения.

Автоматический баланс грунта

Прибор автоматически выполняет отстройку от грунта. Вам достаточно выполнить некоторые манипуляции с катушкой в режиме автобаланса грунта. Вся процедура занимает 10-20 секунд. Сигнал от грунта обрабатывается микропроцессором и он самостоятельно настраивает детектор на работу в данном конкретном месте. Следует помнить ,что бывают места, когда грунт меняется довольно часто. Рекомендуется заново отстраивать прибор при каждой смене места поиска или если вы заметите нестабильность в работе прибора. Даже если прибор долгое время продолжает работать стабильно и вы не меняли место поиска, то рекомендуется совершать операцию отстройки от грунта в среднем раз в два часа для достижения лучших результатов поиска.

( + ) прибор автоматически выполняет операцию баланса грунта не позволяя вам ошибиться в настройках.
( – ) невозможность более тонкой настройки на грунт для получения лучших результатов.

Ручной баланс грунта

Оператор самостоятельно принимает решение о необходимом значении баланса грунта. Операция похожа на автоматическую отстройку от грунта, но оператор сам определяет степень минерализации грунта ориентируясь по показаниям прибора и принимает решение о том в какой степени прибор должен “видеть” или не “видеть” грунт. Работа с подобной функцией требует от оператора большого опыта и знаний тонкостей влияния грунта и настройки на грунт на результаты поиска. Неправильная работа с ручным балансом может привести к значительному ухудшению результатов поиска. Но профессиональное использование данной функции позволяет существенно расширить возможности металлоискателя.

( + ) лучшие показатели в работе, возможность самостоятельного принятия решения о необходимой степени влияния грунта в зависимости от целей и условий поиска.
( – ) требуется опыт и знания, чтобы неправильным оперированием данной функцией не ухудшить возможности прибора.

Дискриминация

Функция распознавания типа металла. Возможность дискриминировать, то есть “закрывать” или “маскировать” определенные объекты, чтобы детектор не реагировал на них, например предметы из железа или свинца, алюминия и т.д. Прибор не имеющий функции дискриминации не способен различать металлы и обязывает копать все металлические предметы.

Пинпоинт (Pinpoint)

Функция определения точного месторасположения объекта. С помощью этой функции мы можем точно определить где находится объект и не повредить его при выкапывании. Данная функция крайне необходима цифровым приборам, отличающимся медленным откликом от цели. Аналоговые приборы отличаются чрезвычайно быстрым откликом от цели, вследствие чего многие из них не оснащены подобной функцией. В режиме пинпоинта детектор переходит в статический режим поиска без дискриминации.

Режим “Все металлы”

Правильнее было бы говорить о разнице между динамическим режимом обнаружения и статическим или псевдостатическим. Зачастую под режимом “Все металлы” принято подразумевать отсутствие закрытых сегментов определенных металлов. Например в Minelab X-Terra 305 вы можете нажать кнопку “All Metals” и будете слышать сигналы от всех типов металлических объектов. Но этот режим нельзя назвать истинным “Все металлы”. Это динамический режим поиска, при котором дискриминация уже работает, вы всего лишь можете слышать сигналы от всех металлов, но прошедшие через программные фильтры микропроцессора. В этом режиме детектор способен пропустить мельчайшие металлические объекты. Истинный режим “Все металлы” – это статический или псевдостатический режим работы детектора с быстрой или медленной автоподстройкой порогового тона (трешхолда). В этом режиме отсутствует какая-либо дискриминация, звуковая или визуальная. Детектор реагирует на любой металл одним тоном. Плюсом этого режима является его экстра чувствительность даже к самым мелким объектам и наибольшая глубина обнаружения. Минусом является невозможность определить тип металла. Детекторы начального уровня не имеют такой функции. Начиная с модели Garrett Ace 250 появляется режим Пинпоинта. Это и есть статический режим Все металлы, когда звук от цели не исчезает если остановить катушку прямо над целью и держать. Он помогает находить точное месторасположение цели. Наиболее чувствительным является псевдостатический режим с автоподстройкой порогового тона. Это чистый неотфильтрованный  сигнал. Сигнал появляется при наведении катушки на цель и пропадает если ее остановить и держать. Этот режим еще называют Все металлы с пороговым тоном. Сигнал, который вы слышите в этом режиме, и есть тот самый пороговый тон или “гул земли”. Подобный режим есть в металлоискателей Minelab X-Terra 705 и называется Prospecting (геологоразведка), этот режим есть почти во всех старших моделях Tesoro и Fisher и этот режим получил новое развитие в металлодетекторах российской марки АКА. Сейчас даже в более младших моделях детекторов начинает применяться этот режим, например в Teknetics Delta 4000. Этот режим является наиболее чувствительным к золотым самородкам и золотым цепочкам.

Пороговый тон (Threshold)

Так называемый “гул земли”. Уровень порогового тона (threshold) напрямую влияет на глубину обнаружения. Чем выше тон (звук), тем больше сигналов мы слышим. Но излишнее превышение тона недопустимо, так как прибор начнет реагировать на минерализацию земли.

(кликните на рисунок для увеличения)

Значение тона 1 – это ТИХИЙ уровень порогового тона (трешхолда) при котором мы не слышим сигналы от земли и сложных целей (мелкая монеты). Очень много пропусков
правильных целей.

Значение тона 2 – наиболее оптимальный уровень порогового тона при котором мы слышим сигналы от всех целей но не слышим гул земли. Пропусков меньше, но поиск комфортный.

Значение тона 3 – чрезмерный уровень порогового тона при котором глубина обнаружения больше, но много сигналов от минерализации земли. Сигналы от земли могут перекрыть сигналы от глубинных целей.

Как работает металлоискатель

 

Рис.1 Металлоискатель для поиска сокровищ

Когда металлодетектор включен, катушку заполняет электромагнитное поле, распространяющееся на окружающую среду. На поверхности металлических предметов, находящихся в зоне действия катушки, в результате воздействия электромагнитного поля создаются вихревые токи, у которых также возникают свои электромагнитные поля. Эти встречные поля снижают силу поля поисковой катушки и искажают его конфигурацию, что и регистрирует электронная схема металлоискателя. Ею производится обработка полученной информации и издается сигнал об обнаружении металлического предмета. На характер искажения конфигурации поля влияет проводимость металла, по которой металлоискатель определяет тип найденного металла.

Рис.2 Глубинный металлоискатель модель Fisher Labs Gemini3

Искажение сигнала также возникает под воздействием грунта и напрямую зависит от уровня его минерализации. Увеличение уровня помех прямо пропорционально увеличению уровня минерализации грунта. Под воздействием помех металлодетектор издает ложные сигнала, препятствующие определению наличия мелких или глубоко расположенных металлических предметов. То есть от того, насколько эффективно прибор справляется с помехами, зависит глубина его поиска. Для этого в металлодетекторах существует баланс грунта – функция настройки прибора, при которой он не будет реагировать на минерализацию грунта. Здесь следует различать основные понятия баланса грунта:

  • Фиксированный – заводская и очень грубая настройка под большинство видов грунта, позволяющая работать с приборами пользователям без особого опыта в поиске, но мешающая адаптации металлоискателя к конкретным условиям и увеличению его чувствительности.
  • Автоматический – выполняющий отстройку от грунта лишь путем нескольких манипуляций с катушкой. Микропроцессор обрабатывает сигналы от грунта и сам настраивает прибор для поиска в конкретной местности. Этот режим не допустит ошибок в настройках, но и не позволит произвести более тонкие.
  • Ручной – режим, в котором пользователь самостоятельно определяет уровень минерализации, исходя из показателей прибора. В таком режиме могут работать опытные искатели и знатоки тонкостей свойств грунта.

Рис.3 Металлоискатель модель Minelab E-Trac Basic

Для распознавания видов металла в металлодетекторах присутствует функция дискриминации, то есть маскировки определенных объектов, чтобы прибор на них не реагировал. То есть при поиске можно отсеивать, к примеру, ненужные свинцовые, алюминиевые, железные предметы, чтобы не вскапывать всю территорию.

За определение точной локализации искомых объектов отвечает функция Pinpoint, при помощи которой устраняется риск повреждения предметов при их выкапывании.

Принцип работы металлоискателя — Официальные металлоискатели Украины

Чтобы найти клад, приобрести хороший металлоискатель недостаточно. Нужно научиться им пользоваться. Для этого придется разобраться с принципом действия инструмента. Обратите внимание: не все модели — универсальны. Большинство детекторов предназначаются для обнаружения только определенных групп металлов.

Лучший друг копателя — брендовый инструмент. Предпочтение стоит отдать металлоискателю от Fisher, Garrett, Minelab или XP. Оборудование от этих фирм характеризуется высоким качеством и предназначается для поиска металлов, монет и драгоценностей в нейтральной среде.

Как работает металлоискатель

Большинство детекторов работают по одному принципу. Рассмотрим особенности металлоискателя на примере Garrett ACE 150. Основу конструкции составляют 2 штанги, блок управления, катушка, разъемы для нее, отсек для аккумуляторов. Верхняя штанга оборудована рукояткой и подлокотником.

Обнаруживать металлические изделия в земле позволяет электропроводность. Детектор работает по следующему принципу: катушка генерирует электромагнитные волны определенной частоты, которые отражаются от искомой цели. Электронный блок обрабатывает отраженную волну и сигнализирует об обнаружении металлического предмета. Помните: не все металлы имеют одинаковую электропроводность. Этот параметр позволяет понять, из какого материала изготовлен предмет, еще до выкапывания.

Виды металлодетекторов

Производители металлоискателей (например, XP, Minelab, Garrett) выпускают инструменты разных видов. Так, оборудование отличается чувствительностью, рабочей частотой, глубиной поиска. Выбору доступны как простейшие модели, предназначенные для обнаружения металлических изделий в земле, так и сложные приборы, заточенные под конкретные задачи.

В зависимости от схемы металлоискатели делятся на 4 вида:

  • Импульсные — подходят для поиска разных металлов. Оборудованы катушкой, электромагнитное поле которой создает вихревые токи на поверхности металлического изделия. Удобны для работы с засоленными грунтами.
  • Генераторные — предназначаются для обнаружения конкретного металла. Оснащаются LC-генератором.
  • Приборы типа «прием-передача» — позволяют работать с различными видами почв. Оснащаются двумя катушками — передающей и поисковой. Первая излучает сигнал, вторая — принимает. В эту группу входят в основном детекторы среднего ценового сегмента.
  • Индукционные — от предыдущего вида отличаются наличием одной катушки, которая и принимает, и посылает сигнал. Высокое содержание солей в почве может вызвать помехи в работе металлодетектора. Чтобы оборудование корректно функционировало, его нужно настраивать.

Важные технические параметры

Выбирая детектор, в первую очередь обращайте внимание на рабочую частоту, чувствительность и дискриминатор. От этих параметров зависят возможности устройства. Так, частота влияет на глубину поиска и размер искомого предмета. Чем ниже этот показатель, тем глубже можно копать. Приобрести низкочастотную модель стоит для обнаружения крупной цели. Чтобы искать мелкие изделия, выбирайте устройство с высокой частотой.

Приборы начального уровня, как правило, функционируют с одной частотой. А вот полупрофессиональные металлоискатели — например, Minelab X-Terra 705 — применяют целых 3, что позволяет обнаруживать предметы разных размеров на разной глубине. Максимальная глубина поиска также зависит от чувствительности. Дискриминатор дает прибору возможность реагировать только на определенный вид металла.

Tags: металлоискатель

Как работает металлоискатель

Грунтовые металлодетекторы обнаруживают металлические предметы под землей, досмотровые — в багаже и под одеждой. В этой статье расскажем, как работают стационарные и портативные металлоискатели, а также дадим несколько советов по выбору.

Конструкция металлоискателя

Основной элемент металлодетектора — датчик, образованный из одной или нескольких катушек индуктивности. Передающая катушка излучает электромагнитные волны, которые создают в металлическом предмете вихревые токи, а те в свою очередь — вторичное (отраженное, встречное) э/м поле. В результате «ответной реакции» меняется магнитная индукция поля приемной катушки. Это изменение регистрируется с помощью электроники, и прибор определенным образом оповещает пользователя — например, подает звуковой или световой сигнал.

Рассмотрим, на что реагирует арочный металлоискатель. В большинстве из них используются несколько катушек, которые одновременно являются приемниками и передатчиками сигнала. Обнаружение металла происходит следующим образом:

  • на каждую катушку подается от 25 до 1000 электрических импульсов в секунду, которые генерируют магнитные поля;
  • при затухании э/м поле меняет свою полярность и вызывает в катушке короткий отраженный импульс;
  • когда через рамку проносят металлический предмет, в нем создается э/м поле. Отраженный импульс становится более мощным, а его продолжительность увеличивается;
  • изменения фиксируются электронной схемой.

Некоторые металлодетекторы оснащаются двумя зависимыми высокочастотными генераторами, издающими слышимый звук разной частоты (высоты). Когда э/м поле поисковой катушки сталкивается с металлическим предметом, меняется ее индуктивность, а вместе с ней — частота колебаний одного из генераторов (характер звука).

Что обнаруживает металлоискатель

Что обнаруживают стационарные и портативные металлоискатели? Любые металлические и металлосодержащие предметы — от монет и оружия до крупных конструкций. Излучаемое катушкой электромагнитное поле воздействует на все виды металлов, поскольку те обладают хорошей электропроводностью. Приборы способны реагировать на металлические изделия только в слабопроводящей или в нейтральной среде — например, в грунте, кирпиче, дереве, ткани, воде.

Показатели электропроводности у разных металлов отличаются, что влияет на скорость затухания создаваемых катушкой вихревых токов. Многие грунтовые детекторы «умеют» по этим показателям отличать черные металлы от цветных, что значительно упрощает поиск. Наиболее «продвинутые» приборы способны обнаружить и «игнорировать» электропроводящие минералы (магнетит, соли калия и пр.).

Какой металлоискатель выбрать

При выборе арочного металлоискателя обращайте внимание на следующие параметры:

  • количество зон — в отличие от однозонных, многозонные приборы позволяют определять местонахождение предмета;
  • количество регулируемых уровней чувствительности;
  • способ индикации — свет, звук;
  • дополнительные возможности — ИК счетчик для подсчета проходящих людей.

Какой ручной металлоискатель выбрать? Если необходимо искать небольшие металлические предметы (например, пули или ювелирные изделия), отдавайте предпочтение высокочувствительным приборам с частотой 90–100 кГц (чем выше частота — тем мельче предмет, и наоборот). Ключевые параметры:

  • автономность — сколько работает металлоискатель без подзарядки;
  • индикация — свет, звук, вибрация;
  • удобство использования — расположение кнопок и индикаторов, форма рукоятки, вес и пр.;
  • наличие защиты от влаги и пыли.

Выбирая грунтовый металлоискатель, смотрите на следующие параметры:

  • дискриминация — способность реагировать на определенные металлы и «игнорировать» ненужные;
  • максимальная глубина поиска и минимальный размер обнаруживаемых металлических предметов;
  • рабочие частоты — низкие частоты позволяют исследовать крупные предметы на большой глубине (и наоборот). Профессиональные модели работают на нескольких частотах;
  • баланс грунта — функция позволяет исключить влияние примесей, содержащихся в почве, на результаты поиска.

Как проверить купленный грунтовый металлоискатель на подлинность? Для этого достаточно зайти на официальный сайт производителя и воспользоваться поиском по базе либо отправить запрос на электронную почту с указанием серийного номера прибора.

Как работают металлоискатели – Объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 декабря 2020 г.

Гудок! Пи-п-бей! Есть ли что-нибудь более захватывающее, чем обнаруживая сокровище? Миллионы людей во всем мире весело провести время с помощью металлоискателей, чтобы найти захороненные ценные реликвии метро. Точно такая же технология работает в наших вооруженных силах. и службы безопасности, помогающие сохранить мир в безопасности, раскрывая ружья, ножи и закопанные мины.Металлоискатели созданы на основе наука об электромагнетизме. Давайте узнаем, как они работают!

Фото: Этот морской пехотинец США использует металлоискатель Garrett для поиска спрятанного оружия. Фото Тайлера Хилла любезно предоставлено Корпусом морской пехоты США.

Когда магнетизм встретился с электричеством

Фото: гениальный физик Джеймс Клерк Максвелл. Фотография из общественного достояния любезно предоставлена ​​Wikimedia Commons.

Если вы когда-либо делали электромагнит, наматывая катушку с проволокой вокруг гвоздя и подключив его к батарее, вы узнаете, что магнетизм и электричество подобны пожилая супружеская пара: когда ты найдешь одну, ты всегда найдешь другую, не очень далеко.

Мы применяем эту идею на практике каждую минуту каждого дня. Каждый раз, когда мы пользуемся электроприбором, мы полагаемся на близкое связь между электричеством и магнетизмом. Электроэнергия, которую мы используем поступает от электростанций (или, все чаще из возобновляемых источников как ветряные турбины), и это сделано генератор, который действительно просто большой барабан с медной проволокой. Когда провод вращается с высокой скоростью через магнитное поле внутри него «волшебным образом» генерируется электричество – и мы можем использовать эту силу в своих целях.Электрические приборы мы используем (во всем, начиная от стирки машины к пылесосам) содержат электродвигатели, которые работают прямо противоположно генераторы: по мере того, как в них поступает электричество, оно вызывает изменение магнитное поле в катушке с проволокой, которая толкает поле постоянный магнит, и это то, что заставляет мотор вращаться. (Ты можешь найти Подробнее об этом читайте в нашей статье об электродвигателях.)

Короче говоря, вы можете использовать электричество для создания магнетизма и магнетизма. сделать электричество.Фантастически умный шотландский физик по имени Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) резюмировал все это в 1860-х годах. когда он выписал четыре обманчиво простые математические формулы (ныне известные как уравнения Максвелла). Один из них говорит, что всякий раз, когда есть изменяя электрическое поле, вы также получаете изменяющееся магнитное поле. Другой говорит, что при изменении магнитного поля вы получаете изменяющееся электрическое поле. На самом деле Максвелл говорил о том, что электричество и магнетизм – две части одного и того же: электромагнетизм.Зная это, мы можем понять, как именно металл детекторы Работа.

Как электромагнетизм приводит в действие металлоискатель

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

Изображение: Современный компактный металлоискатель изобрел Чарльз Гарретт 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), регулятор чувствительности (28) и переключатель включения / выключения ( 29). Эта иллюстрация взята из патента США 3,662,255 Чарльза Гарретта, выданного в 1972 году благодаря любезности Бюро по патентам и товарным знакам США.

Разные металлоискатели работают по-разному, но вот наука, лежащая в основе одного из более простых видов.Металлоискатель содержит катушка с проволокой (намотанная на круглую головку на конце ручку), известную как катушка передатчика. Когда течет электричество через катушка, вокруг нее создается магнитное поле. Когда вы подметаете детектор над землей, вы заставляете магнитное поле двигаться вокруг тоже. Если вы наведете детектор на металлический объект, движущийся магнитное поле влияет на атомы внутри металл. Фактически, это изменяет способ движения электронов (крошечные частицы, “вращающиеся” вокруг эти атомы) движутся.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 потом Максвелл рассказывает нам еще кое-что интересное: если у нас есть электричество, кусок металла, он также должен создавать некоторый магнетизм. Итак, когда вы перемещать металлоискатель над металлическим предметом, магнитное поле исходящий от детектора вызывает появление другого магнитного поля вокруг металл.

Это второе магнитное поле вокруг металла, которое улавливает детектор. Металлоискатель имеет вторую катушку с проволокой в ​​голове (известную как катушка приемника), который подключен к цепи, содержащей громкоговоритель. Когда вы перемещаете детектор о кусок металла, магнитное поле, создаваемое металлом, прорезает катушку. Сейчас если вы проведете металлический предмет в магнитном поле, вы создадите через него течет электричество (помните, так работает генератор). Итак, когда вы перемещаете детектор по металлу, течет электричество. через катушку приемника, заставляя динамик щелкать или издавать звуковой сигнал.Привет Престо, металлоискатель сработал, и вы что-то нашли! Чем ближе вы поднесете катушку передатчика к металлическому предмету, тем чем сильнее магнитное поле, которое создает в нем катушка передатчика, тем сильнее магнитное поле, которое металл создает в катушке приемника, тем больше ток течет в громкоговорителе, и тем громче шум.

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

Какие бывают типы металлоискателей?

Как мы видели выше, магнитные поля создаются изменяющимися электрическими полями, которые колеблются в определенном частота. Различные частоты дают лучшие или худшие результаты в зависимости от типа металл, который вы ищете, насколько глубоко вы ищете, из какого материала сделана земля (песок, земля или что-то еще) и так далее.

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

Фото: Разминирование. Этот армейский миноискатель (CyTerra AN / PSS-14) сочетает в себе сверхчувствительный импульсный металлоискатель и георадар в одном устройстве, портативный блок. Он может обнаруживать шахты с низким содержанием металлов и различать рудничный металл, несущественные металлические беспорядки и почву с высоким содержанием металлов.Фотография любезно предоставлена ​​Армией США, опубликована на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY 2.0).

Насколько глубоко войдет металлоискатель?

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

  • Размер, форма и тип закопанного металлического предмета: большие предметы легче обнаружить на глубине, чем маленькие.
  • Ориентация объекта: объекты, закопанные на плоской поверхности, обычно легче найти, чем объекты, закопанные концами вниз, отчасти потому, что это создает большую целевую область, но также потому, что это делает закопанный объект более эффективным при отправке сигнала обратно на детектор. .
  • Возраст объекта: вещи, которые были закопаны долгое время, с большей вероятностью окислились или корродировали, что затрудняет их поиск.
  • Характер окружающей почвы или песка, которые вы ищете.
  • Тип детектора и частота (или частоты), которую он использует.

Обычно металлоискатели работают на максимальной глубине около 20–50 см (8–20 дюймов).

Где используются металлоискатели?

Металлоискатели используются не только для поиска монет на пляже.Ты их можно увидеть в проходных сканерах в аэропортах (предназначенных для остановки люди, несущие оружие и ножи в самолетах или других безопасных местах, таких как тюрьмы и больницы) и во многих научных исследовать. Археологи часто осуждают неподготовленных людей, использующих металл. детекторы, чтобы нарушить важные артефакты, но при правильном использовании и с С уважением, металлоискатели могут быть ценным инструментом в исторических исследованиях.

Фото: Этот детектор палочкового типа, называемый SuperScanner, произведен компанией Garrett Metal Detectors. используется для проверки посетителей медицинской клиники в Афганистане.Он работает от встроенной 9-вольтовой батареи, которая обеспечивает около 60 часов непрерывной работы. Если вы обнаружите металл, детектор сообщит вам об этом с помощью комбинации мигающих светодиодных огней и трелей. Его длина 42 см (16,5 дюйма), а вес – 500 г (17,6 унции). Такие детекторы стоят около 200 долларов (100 фунтов). Фото Кристофера Адмира любезно предоставлено Армией США.

Кто изобрел металлоискатели?

По всей видимости, металлоискатели появились во время убийства президента США Джеймса А. Гарфилда в июле 1881 года.Одна из пуль, нацеленных на президента, застряла внутри его тела, и найти ее не удалось. Пионер телефонной связи Александр Грэм Белл быстро собрал электромагнитное устройство для определения местоположения металла, называемое индукционными весами, на основе более раннего изобретения немецкого физика Генриха Вильгельма Дава. Хотя пуля не была найдена и президент позже умер, устройство Белла работало правильно, и многие люди считают его самым первым электромагнитным металлоискателем.

Изображение: Слева: Найди ту пулю! Этот эскиз Уильяма А.Скинкл из иллюстрированной газеты Фрэнка Лесли от 20 августа 1881 года показывает, что довольно много врачей (!) Использовали индукционные весы Белла, чтобы найти пулю, потерянную в теле президента. В комнате слева на столе находится оборудование, которое помечено как «прерыватель», «конденсатор» и «батарея» (коробки в задней части стола). Вы можете просто разглядеть провода, которые тянутся от нижней части изображения до кровати президента справа. Предположительно Александр Грэм Белл – бородатый мужчина справа разговаривает по телефону? Предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Портативные металлоискатели были изобретены немецким инженером-электронщиком Герхардом Фишером (которого он также называл «Фишером»), когда он жил в Соединенных Штатах, и он подал заявку на патент на эту идею в январе 1933 года. Он назвал свое изобретение Металлоскопом – «метод и средство для индикации наличия захороненных металлов, таких как руда, трубы и т.п.» – и вы можете увидеть это на рисунке здесь. В том же году он основал Fisher Research Laboratory, которая и по сей день остается ведущим производителем металлоискателей.Доктор Чарльз Л. Гарретт, основатель компании Garrett Electronics, первым изобрел современные электронные металлоискатели в начале 1970-х годов. После работы в НАСА над программой высадки Аполлона на Луну Гаррет обратил свое внимание на свое хобби – любительскую охоту за сокровищами – и его компания произвела революцию в этой области, выпустив ряд инноваций, включая первый компьютеризированный металлоискатель с цифровой обработкой сигналов, запатентованный в 1987 году.

Изображение: Металлоскоп, запатентованный Герхардом Фишером (Fisher) в 1937 году, я раскрасил его, чтобы было легче следить.Катушка передатчика находится в красном квадрате спереди; катушка приемника находится в синем ящике сзади. Передатчик использует неслышимые сигналы частотой 30 000 Гц; приемник подает на наушники звуковые сигналы (с частотой около 500 Гц), как в современном металлоискателе. Катушки передатчика и приемника установлены под прямым углом друг к другу, поэтому приемник не принимает сигналы непосредственно от передатчика. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

А как насчет неметаллических детекторов

?

Охотники за сокровищами всегда будут ценить подобные металлоискатели, потому что исторически ценные вещи обычно делались из металла.Но в мире безопасности уже недостаточно полагаться на металлоискатели как на единственное направление нашей деятельности. защита. Например, люди, которые любят провозить оружие через службу безопасности, хорошо осведомлены. что им придется проходить через металлоискатели, и они, вероятно, попробуют альтернативы, такие как керамика, пластиковые или углеродные ножи. Хотя уважаемые производители прилагают все усилия, чтобы обеспечить наличие мелких металлических деталей в рукоятки «неметаллических» ножей, именно поэтому ничто не мешает точить кусок пластика до импровизировать с ножом, поскольку полиция неоднократно нашел.Как же тогда обнаруживать неметаллические угрозы?

Одним из решений, принятых в аэропортах, является использование сканеров миллиметрового диапазона (MMS) для обнаружения металлических и металлических предметов. По сути, они работают как более безопасные версии рентгеновских аппаратов: волны проходят сквозь одежду, но отражаются нашими телами, 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 метра), что может быть опасно, если ваше тело поглощает их слишком много.Как следует из названия, сканеры миллиметрового диапазона используют гораздо более длинные волны размером 1–10 мм (примерно в 10 раз меньше, чем микроволны, отправляемые и принимаемые мобильными телефонами), которые на намного меньше на интенсивности и поэтому создают небольшой или нулевой риск для здоровья людей.

Как работают металлоискатели – Объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 декабря 2020 г.

Гудок! Пи-п-бей! Есть ли что-нибудь более захватывающее, чем обнаруживая сокровище? Миллионы людей во всем мире весело провести время с помощью металлоискателей, чтобы найти захороненные ценные реликвии метро.Точно такая же технология работает в наших вооруженных силах. и службы безопасности, помогающие сохранить мир в безопасности, раскрывая ружья, ножи и закопанные мины. Металлоискатели созданы на основе наука об электромагнетизме. Давайте узнаем, как они работают!

Фото: Этот морской пехотинец США использует металлоискатель Garrett для поиска спрятанного оружия. Фото Тайлера Хилла любезно предоставлено Корпусом морской пехоты США.

Когда магнетизм встретился с электричеством

Фото: гениальный физик Джеймс Клерк Максвелл.Фотография из общественного достояния любезно предоставлена ​​Wikimedia Commons.

Если вы когда-либо делали электромагнит, наматывая катушку с проволокой вокруг гвоздя и подключив его к батарее, вы узнаете, что магнетизм и электричество подобны пожилая супружеская пара: когда ты найдешь одну, ты всегда найдешь другую, не очень далеко.

Мы применяем эту идею на практике каждую минуту каждого дня. Каждый раз, когда мы пользуемся электроприбором, мы полагаемся на близкое связь между электричеством и магнетизмом.Электроэнергия, которую мы используем поступает от электростанций (или, все чаще из возобновляемых источников как ветряные турбины), и это сделано генератор, который действительно просто большой барабан с медной проволокой. Когда провод вращается с высокой скоростью через магнитное поле внутри него «волшебным образом» генерируется электричество – и мы можем использовать эту силу в своих целях. Электрические приборы мы используем (во всем, начиная от стирки машины к пылесосам) содержат электродвигатели, которые работают прямо противоположно генераторы: по мере того, как в них поступает электричество, оно вызывает изменение магнитное поле в катушке с проволокой, которая толкает поле постоянный магнит, и это то, что заставляет мотор вращаться.(Ты можешь найти Подробнее об этом читайте в нашей статье об электродвигателях.)

Короче говоря, вы можете использовать электричество для создания магнетизма и магнетизма. сделать электричество. Фантастически умный шотландский физик по имени Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) резюмировал все это в 1860-х годах. когда он выписал четыре обманчиво простые математические формулы (ныне известные как уравнения Максвелла). Один из них говорит, что всякий раз, когда есть изменяя электрическое поле, вы также получаете изменяющееся магнитное поле. Другой говорит, что при изменении магнитного поля вы получаете изменяющееся электрическое поле.На самом деле Максвелл говорил о том, что электричество и магнетизм – две части одного и того же: электромагнетизм. Зная это, мы можем понять, как именно металл детекторы Работа.

Как электромагнетизм приводит в действие металлоискатель

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

Изображение: Современный компактный металлоискатель изобрел Чарльз Гарретт 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), регулятор чувствительности (28) и переключатель включения / выключения ( 29). Эта иллюстрация взята из патента США 3,662,255 Чарльза Гарретта, выданного в 1972 году благодаря любезности Бюро по патентам и товарным знакам США.

Разные металлоискатели работают по-разному, но вот наука, лежащая в основе одного из более простых видов. Металлоискатель содержит катушка с проволокой (намотанная на круглую головку на конце ручку), известную как катушка передатчика. Когда течет электричество через катушка, вокруг нее создается магнитное поле. Когда вы подметаете детектор над землей, вы заставляете магнитное поле двигаться вокруг тоже. Если вы наведете детектор на металлический объект, движущийся магнитное поле влияет на атомы внутри металл.Фактически, это изменяет способ движения электронов (крошечные частицы, “вращающиеся” вокруг эти атомы) движутся. 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 потом Максвелл рассказывает нам еще кое-что интересное: если у нас есть электричество, кусок металла, он также должен создавать некоторый магнетизм. Итак, когда вы перемещать металлоискатель над металлическим предметом, магнитное поле исходящий от детектора вызывает появление другого магнитного поля вокруг металл.

Это второе магнитное поле вокруг металла, которое улавливает детектор. Металлоискатель имеет вторую катушку с проволокой в ​​голове (известную как катушка приемника), который подключен к цепи, содержащей громкоговоритель. Когда вы перемещаете детектор о кусок металла, магнитное поле, создаваемое металлом, прорезает катушку. Сейчас если вы проведете металлический предмет в магнитном поле, вы создадите через него течет электричество (помните, так работает генератор). Итак, когда вы перемещаете детектор по металлу, течет электричество. через катушку приемника, заставляя динамик щелкать или издавать звуковой сигнал.Привет Престо, металлоискатель сработал, и вы что-то нашли! Чем ближе вы поднесете катушку передатчика к металлическому предмету, тем чем сильнее магнитное поле, которое создает в нем катушка передатчика, тем сильнее магнитное поле, которое металл создает в катушке приемника, тем больше ток течет в громкоговорителе, и тем громче шум.

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

Какие бывают типы металлоискателей?

Как мы видели выше, магнитные поля создаются изменяющимися электрическими полями, которые колеблются в определенном частота. Различные частоты дают лучшие или худшие результаты в зависимости от типа металл, который вы ищете, насколько глубоко вы ищете, из какого материала сделана земля (песок, земля или что-то еще) и так далее.

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

Фото: Разминирование. Этот армейский миноискатель (CyTerra AN / PSS-14) сочетает в себе сверхчувствительный импульсный металлоискатель и георадар в одном устройстве, портативный блок. Он может обнаруживать шахты с низким содержанием металлов и различать рудничный металл, несущественные металлические беспорядки и почву с высоким содержанием металлов.Фотография любезно предоставлена ​​Армией США, опубликована на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY 2.0).

Насколько глубоко войдет металлоискатель?

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

  • Размер, форма и тип закопанного металлического предмета: большие предметы легче обнаружить на глубине, чем маленькие.
  • Ориентация объекта: объекты, закопанные на плоской поверхности, обычно легче найти, чем объекты, закопанные концами вниз, отчасти потому, что это создает большую целевую область, но также потому, что это делает закопанный объект более эффективным при отправке сигнала обратно на детектор. .
  • Возраст объекта: вещи, которые были закопаны долгое время, с большей вероятностью окислились или корродировали, что затрудняет их поиск.
  • Характер окружающей почвы или песка, которые вы ищете.
  • Тип детектора и частота (или частоты), которую он использует.

Обычно металлоискатели работают на максимальной глубине около 20–50 см (8–20 дюймов).

Где используются металлоискатели?

Металлоискатели используются не только для поиска монет на пляже.Ты их можно увидеть в проходных сканерах в аэропортах (предназначенных для остановки люди, несущие оружие и ножи в самолетах или других безопасных местах, таких как тюрьмы и больницы) и во многих научных исследовать. Археологи часто осуждают неподготовленных людей, использующих металл. детекторы, чтобы нарушить важные артефакты, но при правильном использовании и с С уважением, металлоискатели могут быть ценным инструментом в исторических исследованиях.

Фото: Этот детектор палочкового типа, называемый SuperScanner, произведен компанией Garrett Metal Detectors. используется для проверки посетителей медицинской клиники в Афганистане.Он работает от встроенной 9-вольтовой батареи, которая обеспечивает около 60 часов непрерывной работы. Если вы обнаружите металл, детектор сообщит вам об этом с помощью комбинации мигающих светодиодных огней и трелей. Его длина 42 см (16,5 дюйма), а вес – 500 г (17,6 унции). Такие детекторы стоят около 200 долларов (100 фунтов). Фото Кристофера Адмира любезно предоставлено Армией США.

Кто изобрел металлоискатели?

По всей видимости, металлоискатели появились во время убийства президента США Джеймса А. Гарфилда в июле 1881 года.Одна из пуль, нацеленных на президента, застряла внутри его тела, и найти ее не удалось. Пионер телефонной связи Александр Грэм Белл быстро собрал электромагнитное устройство для определения местоположения металла, называемое индукционными весами, на основе более раннего изобретения немецкого физика Генриха Вильгельма Дава. Хотя пуля не была найдена и президент позже умер, устройство Белла работало правильно, и многие люди считают его самым первым электромагнитным металлоискателем.

Изображение: Слева: Найди ту пулю! Этот эскиз Уильяма А.Скинкл из иллюстрированной газеты Фрэнка Лесли от 20 августа 1881 года показывает, что довольно много врачей (!) Использовали индукционные весы Белла, чтобы найти пулю, потерянную в теле президента. В комнате слева на столе находится оборудование, которое помечено как «прерыватель», «конденсатор» и «батарея» (коробки в задней части стола). Вы можете просто разглядеть провода, которые тянутся от нижней части изображения до кровати президента справа. Предположительно Александр Грэм Белл – бородатый мужчина справа разговаривает по телефону? Предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Портативные металлоискатели были изобретены немецким инженером-электронщиком Герхардом Фишером (которого он также называл «Фишером»), когда он жил в Соединенных Штатах, и он подал заявку на патент на эту идею в январе 1933 года. Он назвал свое изобретение Металлоскопом – «метод и средство для индикации наличия захороненных металлов, таких как руда, трубы и т.п.» – и вы можете увидеть это на рисунке здесь. В том же году он основал Fisher Research Laboratory, которая и по сей день остается ведущим производителем металлоискателей.Доктор Чарльз Л. Гарретт, основатель компании Garrett Electronics, первым изобрел современные электронные металлоискатели в начале 1970-х годов. После работы в НАСА над программой высадки Аполлона на Луну Гаррет обратил свое внимание на свое хобби – любительскую охоту за сокровищами – и его компания произвела революцию в этой области, выпустив ряд инноваций, включая первый компьютеризированный металлоискатель с цифровой обработкой сигналов, запатентованный в 1987 году.

Изображение: Металлоскоп, запатентованный Герхардом Фишером (Fisher) в 1937 году, я раскрасил его, чтобы было легче следить.Катушка передатчика находится в красном квадрате спереди; катушка приемника находится в синем ящике сзади. Передатчик использует неслышимые сигналы частотой 30 000 Гц; приемник подает на наушники звуковые сигналы (с частотой около 500 Гц), как в современном металлоискателе. Катушки передатчика и приемника установлены под прямым углом друг к другу, поэтому приемник не принимает сигналы непосредственно от передатчика. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

А как насчет неметаллических детекторов

?

Охотники за сокровищами всегда будут ценить подобные металлоискатели, потому что исторически ценные вещи обычно делались из металла.Но в мире безопасности уже недостаточно полагаться на металлоискатели как на единственное направление нашей деятельности. защита. Например, люди, которые любят провозить оружие через службу безопасности, хорошо осведомлены. что им придется проходить через металлоискатели, и они, вероятно, попробуют альтернативы, такие как керамика, пластиковые или углеродные ножи. Хотя уважаемые производители прилагают все усилия, чтобы обеспечить наличие мелких металлических деталей в рукоятки «неметаллических» ножей, именно поэтому ничто не мешает точить кусок пластика до импровизировать с ножом, поскольку полиция неоднократно нашел.Как же тогда обнаруживать неметаллические угрозы?

Одним из решений, принятых в аэропортах, является использование сканеров миллиметрового диапазона (MMS) для обнаружения металлических и металлических предметов. По сути, они работают как более безопасные версии рентгеновских аппаратов: волны проходят сквозь одежду, но отражаются нашими телами, 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 метра), что может быть опасно, если ваше тело поглощает их слишком много.Как следует из названия, сканеры миллиметрового диапазона используют гораздо более длинные волны размером 1–10 мм (примерно в 10 раз меньше, чем микроволны, отправляемые и принимаемые мобильными телефонами), которые на намного меньше на интенсивности и поэтому создают небольшой или нулевой риск для здоровья людей.

Как работают металлоискатели – Объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 декабря 2020 г.

Гудок! Пи-п-бей! Есть ли что-нибудь более захватывающее, чем обнаруживая сокровище? Миллионы людей во всем мире весело провести время с помощью металлоискателей, чтобы найти захороненные ценные реликвии метро.Точно такая же технология работает в наших вооруженных силах. и службы безопасности, помогающие сохранить мир в безопасности, раскрывая ружья, ножи и закопанные мины. Металлоискатели созданы на основе наука об электромагнетизме. Давайте узнаем, как они работают!

Фото: Этот морской пехотинец США использует металлоискатель Garrett для поиска спрятанного оружия. Фото Тайлера Хилла любезно предоставлено Корпусом морской пехоты США.

Когда магнетизм встретился с электричеством

Фото: гениальный физик Джеймс Клерк Максвелл.Фотография из общественного достояния любезно предоставлена ​​Wikimedia Commons.

Если вы когда-либо делали электромагнит, наматывая катушку с проволокой вокруг гвоздя и подключив его к батарее, вы узнаете, что магнетизм и электричество подобны пожилая супружеская пара: когда ты найдешь одну, ты всегда найдешь другую, не очень далеко.

Мы применяем эту идею на практике каждую минуту каждого дня. Каждый раз, когда мы пользуемся электроприбором, мы полагаемся на близкое связь между электричеством и магнетизмом.Электроэнергия, которую мы используем поступает от электростанций (или, все чаще из возобновляемых источников как ветряные турбины), и это сделано генератор, который действительно просто большой барабан с медной проволокой. Когда провод вращается с высокой скоростью через магнитное поле внутри него «волшебным образом» генерируется электричество – и мы можем использовать эту силу в своих целях. Электрические приборы мы используем (во всем, начиная от стирки машины к пылесосам) содержат электродвигатели, которые работают прямо противоположно генераторы: по мере того, как в них поступает электричество, оно вызывает изменение магнитное поле в катушке с проволокой, которая толкает поле постоянный магнит, и это то, что заставляет мотор вращаться.(Ты можешь найти Подробнее об этом читайте в нашей статье об электродвигателях.)

Короче говоря, вы можете использовать электричество для создания магнетизма и магнетизма. сделать электричество. Фантастически умный шотландский физик по имени Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) резюмировал все это в 1860-х годах. когда он выписал четыре обманчиво простые математические формулы (ныне известные как уравнения Максвелла). Один из них говорит, что всякий раз, когда есть изменяя электрическое поле, вы также получаете изменяющееся магнитное поле. Другой говорит, что при изменении магнитного поля вы получаете изменяющееся электрическое поле.На самом деле Максвелл говорил о том, что электричество и магнетизм – две части одного и того же: электромагнетизм. Зная это, мы можем понять, как именно металл детекторы Работа.

Как электромагнетизм приводит в действие металлоискатель

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

Изображение: Современный компактный металлоискатель изобрел Чарльз Гарретт 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), регулятор чувствительности (28) и переключатель включения / выключения ( 29). Эта иллюстрация взята из патента США 3,662,255 Чарльза Гарретта, выданного в 1972 году благодаря любезности Бюро по патентам и товарным знакам США.

Разные металлоискатели работают по-разному, но вот наука, лежащая в основе одного из более простых видов. Металлоискатель содержит катушка с проволокой (намотанная на круглую головку на конце ручку), известную как катушка передатчика. Когда течет электричество через катушка, вокруг нее создается магнитное поле. Когда вы подметаете детектор над землей, вы заставляете магнитное поле двигаться вокруг тоже. Если вы наведете детектор на металлический объект, движущийся магнитное поле влияет на атомы внутри металл.Фактически, это изменяет способ движения электронов (крошечные частицы, “вращающиеся” вокруг эти атомы) движутся. 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 потом Максвелл рассказывает нам еще кое-что интересное: если у нас есть электричество, кусок металла, он также должен создавать некоторый магнетизм. Итак, когда вы перемещать металлоискатель над металлическим предметом, магнитное поле исходящий от детектора вызывает появление другого магнитного поля вокруг металл.

Это второе магнитное поле вокруг металла, которое улавливает детектор. Металлоискатель имеет вторую катушку с проволокой в ​​голове (известную как катушка приемника), который подключен к цепи, содержащей громкоговоритель. Когда вы перемещаете детектор о кусок металла, магнитное поле, создаваемое металлом, прорезает катушку. Сейчас если вы проведете металлический предмет в магнитном поле, вы создадите через него течет электричество (помните, так работает генератор). Итак, когда вы перемещаете детектор по металлу, течет электричество. через катушку приемника, заставляя динамик щелкать или издавать звуковой сигнал.Привет Престо, металлоискатель сработал, и вы что-то нашли! Чем ближе вы поднесете катушку передатчика к металлическому предмету, тем чем сильнее магнитное поле, которое создает в нем катушка передатчика, тем сильнее магнитное поле, которое металл создает в катушке приемника, тем больше ток течет в громкоговорителе, и тем громче шум.

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

Какие бывают типы металлоискателей?

Как мы видели выше, магнитные поля создаются изменяющимися электрическими полями, которые колеблются в определенном частота. Различные частоты дают лучшие или худшие результаты в зависимости от типа металл, который вы ищете, насколько глубоко вы ищете, из какого материала сделана земля (песок, земля или что-то еще) и так далее.

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

Фото: Разминирование. Этот армейский миноискатель (CyTerra AN / PSS-14) сочетает в себе сверхчувствительный импульсный металлоискатель и георадар в одном устройстве, портативный блок. Он может обнаруживать шахты с низким содержанием металлов и различать рудничный металл, несущественные металлические беспорядки и почву с высоким содержанием металлов.Фотография любезно предоставлена ​​Армией США, опубликована на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY 2.0).

Насколько глубоко войдет металлоискатель?

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

  • Размер, форма и тип закопанного металлического предмета: большие предметы легче обнаружить на глубине, чем маленькие.
  • Ориентация объекта: объекты, закопанные на плоской поверхности, обычно легче найти, чем объекты, закопанные концами вниз, отчасти потому, что это создает большую целевую область, но также потому, что это делает закопанный объект более эффективным при отправке сигнала обратно на детектор. .
  • Возраст объекта: вещи, которые были закопаны долгое время, с большей вероятностью окислились или корродировали, что затрудняет их поиск.
  • Характер окружающей почвы или песка, которые вы ищете.
  • Тип детектора и частота (или частоты), которую он использует.

Обычно металлоискатели работают на максимальной глубине около 20–50 см (8–20 дюймов).

Где используются металлоискатели?

Металлоискатели используются не только для поиска монет на пляже.Ты их можно увидеть в проходных сканерах в аэропортах (предназначенных для остановки люди, несущие оружие и ножи в самолетах или других безопасных местах, таких как тюрьмы и больницы) и во многих научных исследовать. Археологи часто осуждают неподготовленных людей, использующих металл. детекторы, чтобы нарушить важные артефакты, но при правильном использовании и с С уважением, металлоискатели могут быть ценным инструментом в исторических исследованиях.

Фото: Этот детектор палочкового типа, называемый SuperScanner, произведен компанией Garrett Metal Detectors. используется для проверки посетителей медицинской клиники в Афганистане.Он работает от встроенной 9-вольтовой батареи, которая обеспечивает около 60 часов непрерывной работы. Если вы обнаружите металл, детектор сообщит вам об этом с помощью комбинации мигающих светодиодных огней и трелей. Его длина 42 см (16,5 дюйма), а вес – 500 г (17,6 унции). Такие детекторы стоят около 200 долларов (100 фунтов). Фото Кристофера Адмира любезно предоставлено Армией США.

Кто изобрел металлоискатели?

По всей видимости, металлоискатели появились во время убийства президента США Джеймса А. Гарфилда в июле 1881 года.Одна из пуль, нацеленных на президента, застряла внутри его тела, и найти ее не удалось. Пионер телефонной связи Александр Грэм Белл быстро собрал электромагнитное устройство для определения местоположения металла, называемое индукционными весами, на основе более раннего изобретения немецкого физика Генриха Вильгельма Дава. Хотя пуля не была найдена и президент позже умер, устройство Белла работало правильно, и многие люди считают его самым первым электромагнитным металлоискателем.

Изображение: Слева: Найди ту пулю! Этот эскиз Уильяма А.Скинкл из иллюстрированной газеты Фрэнка Лесли от 20 августа 1881 года показывает, что довольно много врачей (!) Использовали индукционные весы Белла, чтобы найти пулю, потерянную в теле президента. В комнате слева на столе находится оборудование, которое помечено как «прерыватель», «конденсатор» и «батарея» (коробки в задней части стола). Вы можете просто разглядеть провода, которые тянутся от нижней части изображения до кровати президента справа. Предположительно Александр Грэм Белл – бородатый мужчина справа разговаривает по телефону? Предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Портативные металлоискатели были изобретены немецким инженером-электронщиком Герхардом Фишером (которого он также называл «Фишером»), когда он жил в Соединенных Штатах, и он подал заявку на патент на эту идею в январе 1933 года. Он назвал свое изобретение Металлоскопом – «метод и средство для индикации наличия захороненных металлов, таких как руда, трубы и т.п.» – и вы можете увидеть это на рисунке здесь. В том же году он основал Fisher Research Laboratory, которая и по сей день остается ведущим производителем металлоискателей.Доктор Чарльз Л. Гарретт, основатель компании Garrett Electronics, первым изобрел современные электронные металлоискатели в начале 1970-х годов. После работы в НАСА над программой высадки Аполлона на Луну Гаррет обратил свое внимание на свое хобби – любительскую охоту за сокровищами – и его компания произвела революцию в этой области, выпустив ряд инноваций, включая первый компьютеризированный металлоискатель с цифровой обработкой сигналов, запатентованный в 1987 году.

Изображение: Металлоскоп, запатентованный Герхардом Фишером (Fisher) в 1937 году, я раскрасил его, чтобы было легче следить.Катушка передатчика находится в красном квадрате спереди; катушка приемника находится в синем ящике сзади. Передатчик использует неслышимые сигналы частотой 30 000 Гц; приемник подает на наушники звуковые сигналы (с частотой около 500 Гц), как в современном металлоискателе. Катушки передатчика и приемника установлены под прямым углом друг к другу, поэтому приемник не принимает сигналы непосредственно от передатчика. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

А как насчет неметаллических детекторов

?

Охотники за сокровищами всегда будут ценить подобные металлоискатели, потому что исторически ценные вещи обычно делались из металла.Но в мире безопасности уже недостаточно полагаться на металлоискатели как на единственное направление нашей деятельности. защита. Например, люди, которые любят провозить оружие через службу безопасности, хорошо осведомлены. что им придется проходить через металлоискатели, и они, вероятно, попробуют альтернативы, такие как керамика, пластиковые или углеродные ножи. Хотя уважаемые производители прилагают все усилия, чтобы обеспечить наличие мелких металлических деталей в рукоятки «неметаллических» ножей, именно поэтому ничто не мешает точить кусок пластика до импровизировать с ножом, поскольку полиция неоднократно нашел.Как же тогда обнаруживать неметаллические угрозы?

Одним из решений, принятых в аэропортах, является использование сканеров миллиметрового диапазона (MMS) для обнаружения металлических и металлических предметов. По сути, они работают как более безопасные версии рентгеновских аппаратов: волны проходят сквозь одежду, но отражаются нашими телами, 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 метра), что может быть опасно, если ваше тело поглощает их слишком много.Как следует из названия, сканеры миллиметрового диапазона используют гораздо более длинные волны размером 1–10 мм (примерно в 10 раз меньше, чем микроволны, отправляемые и принимаемые мобильными телефонами), которые на намного меньше на интенсивности и поэтому создают небольшой или нулевой риск для здоровья людей.

Как работают металлоискатели | HowStuffWorks

Менее распространенная форма металлоискателя основана на импульсной индукции (PI). В отличие от VLF, системы PI могут использовать одну катушку как передатчик и приемник, или они могут иметь две или даже три катушки, работающие вместе.Эта технология посылает мощные короткие импульсы тока через катушку с проводом. Каждый импульс создает короткое магнитное поле. Когда импульс заканчивается, магнитное поле меняет полярность и очень внезапно схлопывается, что приводит к резкому электрическому всплеску. Этот всплеск длится несколько микросекунд (миллионных долей секунды) и вызывает прохождение другого тока через катушку. Этот ток называется отраженным импульсом и очень короткий, длится всего около 30 микросекунд. Затем отправляется еще один импульс, и процесс повторяется.Типичный металлоискатель на основе PI посылает около 100 импульсов в секунду, но это количество может сильно варьироваться в зависимости от производителя и модели, от пары десятков импульсов в секунду до более тысячи.

Если металлоискатель находится над металлическим объектом, импульс создает противоположное магнитное поле в объекте. Когда магнитное поле импульса коллапсирует, вызывая отраженный импульс, из-за магнитного поля объекта требуется больше времени для полного исчезновения отраженного импульса.Этот процесс работает как эхо: если вы кричите в комнате с несколькими твердыми поверхностями, вы, вероятно, услышите только очень короткое эхо или можете не услышать его вообще; но если вы кричите в комнате с большим количеством твердых поверхностей, эхо длится дольше. В металлоискателе PI магнитные поля от целевых объектов добавляют свое «эхо» к отраженному импульсу, делая его на долю дольше, чем без них.

Цепь отбора проб в металлоискателе настроена на отслеживание длины отраженного импульса.Сравнивая ее с ожидаемой длиной, схема может определить, вызвало ли другое магнитное поле затухание отраженного импульса дольше. Если затухание отраженного импульса длится более чем на несколько микросекунд дольше обычного, вероятно, ему мешает металлический предмет.

Этот контент несовместим с этим устройством.

Анимация выше демонстрирует технологию PI.

Схема выборки посылает крошечные слабые сигналы, которые она отслеживает, на устройство, называемое интегратором .Интегратор считывает сигналы из схемы выборки, усиливает и преобразует их в постоянный ток (DC). Напряжение постоянного тока подключается к звуковой цепи, где оно преобразуется в тональный сигнал, который металлоискатель использует, чтобы указать, что целевой объект был найден.

Детекторы на основе PI не очень хороши в распознавании, потому что длительность отраженного импульса от различных металлов нелегко разделить. Тем не менее, они полезны во многих ситуациях, в которых металлоискатели на основе ОНЧ будут иметь трудности, например, в областях, где в почве или в окружающей среде есть материал с высокой проводимостью.Хороший пример такой ситуации – исследование соленой воды. Кроме того, системы на основе PI часто могут обнаруживать металл намного глубже в земле, чем другие системы.

Как работают металлоискатели | HowStuffWorks

Менее распространенная форма металлоискателя основана на импульсной индукции (PI). В отличие от VLF, системы PI могут использовать одну катушку как передатчик и приемник, или они могут иметь две или даже три катушки, работающие вместе. Эта технология посылает мощные короткие импульсы тока через катушку с проводом.Каждый импульс создает короткое магнитное поле. Когда импульс заканчивается, магнитное поле меняет полярность и очень внезапно схлопывается, что приводит к резкому электрическому всплеску. Этот всплеск длится несколько микросекунд (миллионных долей секунды) и вызывает прохождение другого тока через катушку. Этот ток называется отраженным импульсом и очень короткий, длится всего около 30 микросекунд. Затем отправляется еще один импульс, и процесс повторяется. Типичный металлоискатель на основе PI посылает около 100 импульсов в секунду, но это количество может сильно варьироваться в зависимости от производителя и модели, от пары десятков импульсов в секунду до более тысячи.

Если металлоискатель находится над металлическим объектом, импульс создает противоположное магнитное поле в объекте. Когда магнитное поле импульса коллапсирует, вызывая отраженный импульс, из-за магнитного поля объекта требуется больше времени для полного исчезновения отраженного импульса. Этот процесс работает как эхо: если вы кричите в комнате с несколькими твердыми поверхностями, вы, вероятно, услышите только очень короткое эхо или можете не услышать его вообще; но если вы кричите в комнате с большим количеством твердых поверхностей, эхо длится дольше.В металлоискателе PI магнитные поля от целевых объектов добавляют свое «эхо» к отраженному импульсу, делая его на долю дольше, чем без них.

Цепь отбора проб в металлоискателе настроена на отслеживание длины отраженного импульса. Сравнивая ее с ожидаемой длиной, схема может определить, вызвало ли другое магнитное поле затухание отраженного импульса дольше. Если затухание отраженного импульса длится более чем на несколько микросекунд дольше обычного, вероятно, ему мешает металлический предмет.

Этот контент несовместим с этим устройством.

Анимация выше демонстрирует технологию PI.

Схема выборки посылает крошечные слабые сигналы, которые она отслеживает, на устройство, называемое интегратором . Интегратор считывает сигналы из схемы выборки, усиливает и преобразует их в постоянный ток (DC). Напряжение постоянного тока подключается к звуковой цепи, где оно преобразуется в тональный сигнал, который металлоискатель использует, чтобы указать, что целевой объект был найден.

Детекторы на основе PI не очень хороши в распознавании, потому что длительность отраженного импульса от различных металлов нелегко разделить. Тем не менее, они полезны во многих ситуациях, в которых металлоискатели на основе ОНЧ будут иметь трудности, например, в областях, где в почве или в окружающей среде есть материал с высокой проводимостью. Хороший пример такой ситуации – исследование соленой воды. Кроме того, системы на основе PI часто могут обнаруживать металл намного глубже в земле, чем другие системы.

Как работают металлоискатели | HowStuffWorks

Менее распространенная форма металлоискателя основана на импульсной индукции (PI).В отличие от VLF, системы PI могут использовать одну катушку как передатчик и приемник, или они могут иметь две или даже три катушки, работающие вместе. Эта технология посылает мощные короткие импульсы тока через катушку с проводом. Каждый импульс создает короткое магнитное поле. Когда импульс заканчивается, магнитное поле меняет полярность и очень внезапно схлопывается, что приводит к резкому электрическому всплеску. Этот всплеск длится несколько микросекунд (миллионных долей секунды) и вызывает прохождение другого тока через катушку.Этот ток называется отраженным импульсом и очень короткий, длится всего около 30 микросекунд. Затем отправляется еще один импульс, и процесс повторяется. Типичный металлоискатель на основе PI посылает около 100 импульсов в секунду, но это количество может сильно варьироваться в зависимости от производителя и модели, от пары десятков импульсов в секунду до более тысячи.

Если металлоискатель находится над металлическим объектом, импульс создает противоположное магнитное поле в объекте. Когда магнитное поле импульса коллапсирует, вызывая отраженный импульс, из-за магнитного поля объекта требуется больше времени для полного исчезновения отраженного импульса.Этот процесс работает как эхо: если вы кричите в комнате с несколькими твердыми поверхностями, вы, вероятно, услышите только очень короткое эхо или можете не услышать его вообще; но если вы кричите в комнате с большим количеством твердых поверхностей, эхо длится дольше. В металлоискателе PI магнитные поля от целевых объектов добавляют свое «эхо» к отраженному импульсу, делая его на долю дольше, чем без них.

Цепь отбора проб в металлоискателе настроена на отслеживание длины отраженного импульса.Сравнивая ее с ожидаемой длиной, схема может определить, вызвало ли другое магнитное поле затухание отраженного импульса дольше. Если затухание отраженного импульса длится более чем на несколько микросекунд дольше обычного, вероятно, ему мешает металлический предмет.

Этот контент несовместим с этим устройством.

Анимация выше демонстрирует технологию PI.

Схема выборки посылает крошечные слабые сигналы, которые она отслеживает, на устройство, называемое интегратором .Интегратор считывает сигналы из схемы выборки, усиливает и преобразует их в постоянный ток (DC). Напряжение постоянного тока подключается к звуковой цепи, где оно преобразуется в тональный сигнал, который металлоискатель использует, чтобы указать, что целевой объект был найден.

Детекторы на основе PI не очень хороши в распознавании, потому что длительность отраженного импульса от различных металлов нелегко разделить. Тем не менее, они полезны во многих ситуациях, в которых металлоискатели на основе ОНЧ будут иметь трудности, например, в областях, где в почве или в окружающей среде есть материал с высокой проводимостью.Хороший пример такой ситуации – исследование соленой воды. Кроме того, системы на основе PI часто могут обнаруживать металл намного глубже в земле, чем другие системы.

Как работают металлоискатели | HowStuffWorks

Менее распространенная форма металлоискателя основана на импульсной индукции (PI). В отличие от VLF, системы PI могут использовать одну катушку как передатчик и приемник, или они могут иметь две или даже три катушки, работающие вместе. Эта технология посылает мощные короткие импульсы тока через катушку с проводом.Каждый импульс создает короткое магнитное поле. Когда импульс заканчивается, магнитное поле меняет полярность и очень внезапно схлопывается, что приводит к резкому электрическому всплеску. Этот всплеск длится несколько микросекунд (миллионных долей секунды) и вызывает прохождение другого тока через катушку. Этот ток называется отраженным импульсом и очень короткий, длится всего около 30 микросекунд. Затем отправляется еще один импульс, и процесс повторяется. Типичный металлоискатель на основе PI посылает около 100 импульсов в секунду, но это количество может сильно варьироваться в зависимости от производителя и модели, от пары десятков импульсов в секунду до более тысячи.

Если металлоискатель находится над металлическим объектом, импульс создает противоположное магнитное поле в объекте. Когда магнитное поле импульса коллапсирует, вызывая отраженный импульс, из-за магнитного поля объекта требуется больше времени для полного исчезновения отраженного импульса. Этот процесс работает как эхо: если вы кричите в комнате с несколькими твердыми поверхностями, вы, вероятно, услышите только очень короткое эхо или можете не услышать его вообще; но если вы кричите в комнате с большим количеством твердых поверхностей, эхо длится дольше.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *