Как работают металлоискатели: Как работают металлоискатели? Устройство и принцип работы металлоискателя — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Как работают металлоискатели? Устройство и принцип работы металлоискателя

Updated: 2022-01-22

Принципы металлодетекции. Устройство металлоискателя

Принцип металлодетекции

Металлоискатель является относительно простым радиоэлектронным устройством, а сам процесс его работы также несложный, однако для понимания его практического применения требуется определенный объем исследований его технических особенностей…

Классическое устройство большинства металлоискателей, используемых для обнаружения скрытых монет, метеоритов, золота и других содержащих металл предметов, состоят из кругового горизонтального блока катушек индуктивности, штанги и электронного блока управления и анализа.

Детекторы с совмещенными и разнесенными катушками

Внешняя катушка — это передатчик (излучает первичное электромагнитное поле), а внутренняя катушка — это приемник (вторичного электромагнитного поля от находки).

Передающая и приемная катушки, как элементы детектора, могут быть как совмещенными в один блок, так и разнесенными друг от друга в пространстве, а сами металлоискатели по виду излучаемого электромагнитного поля разделены на две разные группы. Однако, физический принцип работы является общим для всех типов и модификаций металлоискателей…

Как работают металлоискатели?

Переменный ток генерирует изменяющееся во времени магнитное поле вокруг катушки. Это поле создает переменный магнитный поток в скрытом металлическом объекте, который генерирует вихревые токи на поверхности объекта.

Вихревые токи в свою очередь создают изменяющееся во времени собственное магнитное поле объекта. Это поле стимулирует ток сигнала в приемной катушке, который детектируется и усиливается в электронном блоке металлоискателя.

По виду сигнала прибор определяет присутствие объекта из металла в грунте и звуковым (зачастую) или визуальным сигналом оповещает оператора прибора.

Большинство металлоискателей имеют функцию дискриминации, которая помогает распознавать тип металла находки (цветной или черный), а также распознавать вид цветного металла (золото, серебро, медь).

Информация на дисплее Garrett AT Pro

Какая информация об объекте может выводиться на дисплеи профессиональных металлоискателей? На дисплей выводится информация о глубине залегания объекта, численное значение проводимости металла находки, которое соответствует определенному типу металла – золото, серебро, железо, никель, приблизительные размеры. Оператор прибора имеет возможность принять решение — нужно ли выкапывать находку, представляет ли она интерес для цели его поиска?

Какие бывают металлоискатели?

Существует несколько основных типов металлоискателей, но все они работают по схеме «передача — прием»: TR (Transmitter Receiver — англ. ) и разделены на две группы по типу магнитного поля, сгенерированного передающей катушкой:

1.Импульсные металлоискатели (Pulse detectors — англ.) обычно генерируют ток передатчика, который включается на весьма короткое время, а затем быстро отключается. Поле передающей катушки генерирует импульсные вихревые токи на поверхности объекта — цели. Эти токи обнаруживают, анализируя затухание импульса, наведенного в приемной катушке.

2. Металлоискатели «индуктивного баланса» с синусоидальной (гармонической) формой сигнала сверхнизкой частоты (Very Low Frequency – англ.). VLF металлоискатель генерирует ток в передающей катушке, постоянный по частоте и амплитуде. Небольшие изменения в фазе и амплитуде напряжения на приемнике показывает присутствие металлических объектов.

Видео YouTube: Принцип работы металлоискателя. Конструкция, частоты, типы металлодетекторов

Технический прогресс порождает новые решения и в мире металлоискателей: непрерывно появляются «революционные» приборы, привлекающие сверхчувствительностью, мощной дискриминацией и другими «полезными» характеристиками. Часто это рекламные трюки и для продавцов не важно как работают приборы, но иногда определенные модели детекторов на самом деле оказываются наилучшими в своем классе!

Page hashtags:

#как_работают_металлоискатели #устройство_металлоискателя #принцип_работы_металлоискателя #какие_бывают_металлоискатели #принципы_металлодетекции

Как работает металлоискатель: принцип работы, устройство, виды

Автор Прокопыч На чтение 18 мин Просмотров 535 Опубликовано 04.08.2022 Обновлено 07.12.2022

Корифеи металлопоиска иронично улыбнутся, услышав такой вопрос. Для них давно все понятно. У новичков, которые пришли в это дело недавно, возникает множество вопросов. Самый главный: какой металлоискатель выбрать, чтобы поиски были эффективными? Прежде чем выбирать, нужно понять, как устроен прибор, принцип его работы, а так же от чего зависит его продуктивность.

Содержание

Принцип работы металлоискателя
Детектор типа «передача-прием»
Металлоискатель на биениях
Устройство, работающее по принципу электронного частотомера

Детекторы TR/IB (Transmitter Receiver/Induction Balance – передача, прием и баланс индукции)
Магнитометры
Основные виды металлоискателя по назначению
Частоты диапазона поисковых металлоискателей
Кое-что о буквенном кодировании металлоискателей
Глубина обнаружения металлоискателя
Основные части металлоискателя
Катушка
Блок управления
Штанга
Подлокотник
Функциональность и возможности металлоискателя
Настройка металлоискателя
Дополнительные модули для металлоискателя
Достоинства и недостатки разных типов металлоискателей
Что можно найти металлоискателем
Заключение

Принцип работы металлоискателя

Металлоискатель (МД) – устройство, предназначенное для обнаружения металлических предметов в различных средах. В основе его работы лежит принцип такого физического явления, как электромагнитная индукция. Кто не совсем забыл школьный курс физики, тот помнит, что если замкнутый проводник поместить в магнитное поле, в нем начнет создаваться переменный ток, который называют индукционным. Отсюда вытекает принципиальное устройство и суть действия металлодетектора. Он, по большому счету, представляет собой замкнутый контур, внутри которого расположен магнит. Возникающий переменный ток создает магнитное поле вокруг катушки прибора. Если рядом оказывается металлически предмет, магнитное поле катушки создает вокруг них собственные магнитные поля, которые фиксируются прибором.

Принцип работы металлоискателей разных типов сводится к созданию электро-магнитного поля и обработке обратного сигнала.

Принцип работы МД строится на способах передачи пойманного сигнала и зависит от типа металлоискателя.

Детектор типа «передача-прием»

Суть его работы заключается в «засекании» сигнала, отраженного обнаруженным предметом. На основании данного принципа, такие приборы оснащаются двумя катушками – передающей и приемной. При этом, их располагают так, чтобы передающая катушка не могла воздействовать на приемную. В некоторых приборах вместо двух, оставляют одну, что значительно влияет на его стоимость. Но производительность таких устройств сравнительно низкая. Все зависит от условий работы. На почвах со сложным составом, с большим количеством примесей, такой детектор не принесет желаемого результата.

Металлоискатель на биениях

Его действие основано на различии частот регистрируемых сигналов, которые исходят от двух генераторов. Один из них испускает постоянные по частоте сигналы, а другой, который является катушкой, изменяет частоту сигнала при обнаружении металлического предмета. Эту разницу частот засекает, а затем обрабатывает детектор.

Чаще всего металлоискатели на биениях и «прием-передача» — это самодельные приборы.

Устройство, работающее по принципу электронного частотомера

По сути, это усовершенствованный МД на биениях, который может дифференцировать металлические находки по типу материала. Принцип его действия основан на повышении и понижении частоты амплитуды сигнала. Так, обнаружение металлического объекта приводит к понижению частоты сигнала. Неферромагнитные предметы наоборот, способствуют повышению сигнала. Такие детекторы хорошо реагируют на крупные находки. Если планируется искать мелкие предметы, такое устройство лучше не использовать.

Импульсный металлоискатель

Он имеет импульсный генератор, который создает короткие волны электрического тока. Они передаются на катушку, где преобразовываются в импульсы магнитной индукции. Обратный сигнал, посылаемый к детектору при обнаружении предмета, вызывает всплески напряжения, по силе которых можно судить о характере находки. Но такие приборы очень энергозатратны, а так же неэффективны на минерализованных грунтах.

Металлодетекторы PI нужны для работы на сложных минерализованных грунтах (подводные и для поиска золота) или для увеличения глубины поиска.

Детекторы TR/IB (Transmitter Receiver/Induction Balance – передача, прием и баланс индукции)

Пользуются особой популярностью у поисковиков. Такие устройства называют балансные металлоискатели. Суть его действия заключается в том, что когда в поле излучения передающей катушки попадает металлический предмет, на его поверхности образуются вихревые токи. Они передаются на приемную катушку, а с неё поступают в блок управления. Такие устройства обладают высокой чувствительностью, определяют вид металла, имеют возможность отстройки от мусора и грунта.

Магнитометры

Принцип работы таких устройств построен на улавливании искажений естественного магнитного поля Земли, создаваемых ферромагнитным предметом. Это высокочувствительные приборы, способные уловить самые мелкие предметы на довольно большой глубине. Использовать их при поиске нецелесообразно, поскольку они не в состоянии дифференцировать тип металла и размер объекта.

Магнитометры находят очень маленькие предметы глубоко, но не различают тип металла.

На основании принципов работы металлоискателя, строится их дальнейшая классификация.

Основные виды металлоискателя по назначению

В зависимости от того, на что направлен поиск, металлодетекторы классифицируются на грунтовый, глубинный, подводный, досмотровый.

Приборы каждого вида адаптированы под определенные условия.

Грунтовые металлоискатели разработаны для ведения поисковых работ на сухом грунте. В основе работы таких устройств лежит принцип индукционного действия. С их помощью можно отыскивать предметы из цветных и драгоценных металлов. При этом прибор можно настроить на определенный вид материала. В зависимости от плотности почвы, глубина их чувствительности может варьировать от 20 см до 1 м. Такой тип приборов используют большинство любителей металлопоиска. Их ценят за неприхотливость, простое, понятное устройство, а так же неплохую эффективность работы.
Глубинные детекторы направлены на распознавание предметов на глубине до 3 м. Они представляют собой довольно объемную, тяжелую конструкцию, работа которой основана на принципе индукционного принципа работы. За счет своей массивности, подающая катушка создает сильный сигнал с высокой проникающей способностью. Такие приборы способны эффективно работать на сложных грунтах. С их помощью можно так же зафиксировать каменные объекты или изменение породы. Такие устройства не обладают способностью дифференцировать находки, поэтому не пользуются популярностью у любителей металлопоиска. В основном, их используют спасатели или археологи при проведении раскопок древности.
Подводный металлоискатель используют при поисках предметов под водой. Самые простые приборы позволяют вести поисковые работы на глубине до 3-5 метров, что вполне удовлетворяет запросы непрофессиональных ныряльщиков за сокровищами. Такие детекторы обладают водонепроницаемым корпусом и чувствительным детектором, который способен функционировать в сильно минерализованной воде без потери эффективности. Подводные металлоискатели оснащены наушниками для приема сигнала, которые зачастую являются более эффективными, чем датчик экрана.

Подводные металлоискатели выдерживают погружение свыше 10 м.

Досмотровые детекторы в основном применяются службами безопасности для обнаружения металлических предметов. Любители-поисковики такие приборы не используют, но зато широко применяют пинпоинтеры, которые работают по аналогичному принципу.
Пинпоинтер, по большому счету, является неким вспомогательным инструментом, позволяющим облегчить поиски мелких предметов на ограниченном пространстве. Он обладает небольшой поисковой глубиной, всего до 10 см, что позволяет сделать ограничить его локацию. С помощью пинпоинтера можно обнаруживать мелкие предметы в уже вынутом грунте.

Но следует понимать, что эффективность работы МД зависит не столько от его типа, сколько от диапазона частоты волн, посылаемых детектором в почву.

Частоты диапазона поисковых металлоискателей

Различают высокочастотные и низкочастотные устройства, которые используются по-разному, в зависимости от условий и цели работы. Поэтому, результат будет напрямую зависеть от того, какая катушка установлена на приборе.

Низкочастотные катушки испускают волны большой длины от 1,5 до 5 кГц. Это способствует увеличению поисковой глубины, поскольку длинные волны относительно свободно проникают в грунт. Преимуществом этих детекторов является хорошее обнаружение металлов с высокой электрической проводимостью, таких как медь, бронза, серебро, платина, палладий. Но они проигрывают при поиске мелких предметов, а так же не реагируют на металлы с низкой электропроводностью (железо, золото, алюминий, никель). Для таких приборов высокая минерализация почвы не преграда, так как они успешно функционируют в таких условиях.

Высокочастотные металлоискатели имеют меньшую длину волны (15-100 кГц) и по глубине значительно уступают низкочастотным аппаратам. В основном с помощью ищут предметы в верхних слоях почвы. Но они незаменимы при поиске мелких предметов, таких как монеты-чешуйки или золотые самородки. Кроме того высокочастотные устройства отлично определяют металлы с низкой электропроводностью. Хотя высокоминерализированный грунт существенно снижает эффективность их работы.

Понятно, что обзаводиться несколькими приборами для различных целей нецелесообразно, если речь не идет о профессиональном поиске. Поэтому большинство производителей выпускают детекторы для новичков и любителей, в которых усредненный показатель частоты волн в пределах 6-8 кГц. Металлоискатель с такой частотой с успехом отыскивает наиболее распространенные объекты: монеты, украшения, артефакты.

Но если уж совсем не хочется остаться в проигрыше, лучше при покупке внимательно изучить техническую характеристику устройства, особенно обратить внимание на возможность переключения частот. Большинство простых детекторов начального уровня работают на одной частоте (одночастотные металлоискатели). В них не предусмотрена функция переключения частот. К таким приборам относя марки Garrett Ace 250 или White’s Coinmaster.

Есть приборы, позволяющие поочередно переключаться с одной частоты на другую. Так же существуют мультичастотные приборы. Это более сложные профессиональные модели, которые позволяют одновременно использовать до 30 поисковых частот. Примером таких металлоискателей являются марки Minelab Excalibur II, E-Trac и CTX 3030.

Кое-что о буквенном кодировании металлоискателей

Многих новичков в поисковом деле может запутать и сбить с толку буквенный код, которым сопровождают техническая характеристика МД. В некоторых случаях даже не дается дополнительного описания, что может существенно осложнить выбор оборудования. Итак, о чем говорит буквенный код? Буквенным кодом обозначают тип поисковой технологии, который заложен в основу работы детектора.

Кодировка OR говорит о том, что перед вами самый простой бюджетный детектор с минимальным поисковым набором и возможностями. Такие устройства работают на небольшой глубине, не имеют функции разделения находок, практически не находят мелких объектов. Кроме того, для них серьезной преградой является минерализация грунта, поэтому они часто неправильно интерпретируют находку.

Прибор с буквенным обозначением VLF работает на низких частотах. Хорошо определяет размер предмета, тип металла. Довольно чувствительный прибор, который неплохо ищет мелкие предметы.

Большая часть грунтовых металлоискателей имеют маркировку VLF — низкая частота. Диапазон рабочих частот у таких металлоискателей от 1,5 до 100 кГц.

Маркировка RF указывает на высокую чувствительность металлодетектора. Такой тип используют, если нужно искать крупные объекты, полезные ископаемые. Глубина может достигать 10 м. Но он не чувствителен к мелким объектам, а так же не дифференцирует тип металла.

Металлоискатели с кодом RI созданы преимущественно для подводного и пляжного поиска. Они неплохо справляются с минерализованным грунтом. Их спектр – мелкие золотые монеты, украшения. Но качественной дискриминацией предмета они не обладают, поэтому не факт, что ожидания оправдаются.

Узконаправленные устройства с маркировкой ZVT предназначены исключительно для обнаружения золотых предметов, они довольно устойчивы к неблагоприятным условиям поиска.

Глубина обнаружения металлоискателя

Как уже стало понятно, глубина чувствительности металлоискателя напрямую зависит от частоты испускаемых катушкой-детектором волн переменного тока. Большинство новичков поискового дела считают, что самые ценные находки «обитают» на большой глубине. Исходя из этого, они стараются подбирать устройства с большой глубиной поиска. Это ошибочный подход, поскольку большинство ценных находок располагается в верхнем слое земли, на глубине до 50 см. Намного важнее понимать, сможет ли прибор правильно распознать находку, и насколько велик риск его ошибки. Тем не менее, существует зависимость между рабочей частотой и глубиной поиска. Так, обычные детекторы, с частотой 2-5 кГц, неплохо находят предметы на глубине от 0,2 до 1,5 метров. Устройства с частотностью 6-12 кГц «видят» вглубь до 1-1,2м., а модели ч частотой 15-22 кГц ограничиваются глубиной до 1 м. Мультичастотные приборы, в которых настроено одновременно от 17 до 28 поисковых частот, могут улавливать предметы на глубине до 3 м.

Глубина обнаружения металлоискателя зависит от принципа работы, грунта, частоты, размера катушки и цели.

Существенно влияют на глубину поиска погодные условия. Все знают, что вода обладает хорошей электропроводностью, поэтому мокрая почва лучше пропускает сигнал. Если вести поисковые работы после дождя или рано утром по росе, чувствительность прибора сможет приятно удивить. А вот снежный покров наоборот, ухудшит проводимость сигнала. И дело здесь не столько в толщине покрова, сколько в воздушной подушке снежных сугробов.

Конечно, многое зависит от умения обращаться с металлодетектором, правильно расшифровывать сигналы. Для этого нужно понимать, как устроен прибор, а так же как глубина поиска зависит от его составляющих.

Основные части металлоискателя

Все модели, независимо от их марки и цены, имеют одинаковое устройство. В нем всего 4 основных функциональных элемента: катушка, штанга, блок управления и подлокотник. Блок управления соединен с катушкой кабелем. Казалось бы, устройство из разряда «проще не бывает», но это не совсем так. Каждый элемент в детекторе важен для результативного поиска. Поэтому, для правильного выбора, важно понимать тонкости их устройства.

Катушка

Самый главный элемент в металлоискателе. Именно от её устройства зависит, какой результат принесет металлопоиск. Катушка играет роль передатчика сигналов и приемника волн, отраженных от найденного предмета. Любая катушка представляет собой замкнутую полость, внутри которой расположены витки многожильного провода. Катушки обычно выпускают с герметичным корпусом, который не пропускает влагу. Хотя случаются неприятные исключения. В любом случае, проверить не мешает.

Важно! Герметичный корпус катушки разбирать нельзя. При выходе катушки из строя, не рекомендуется пытаться её чинить. Желаемого результата все равно не получится, а возможно она станет вообще нерабочей. Поэтому сломанную катушку лучше заменить новой.

Общий принцип работы катушки строится на том, что она в своем строении имеет передающую и принимающую петли. Передающая петля создает электрическое поле, а принимающая петля улавливает изменения этого поля, которое возникает при обнаружении в земле металлических предметов. Чем больше будет размер передающей петли, тем больше будет возникающее на катушке электрическое поле, соответственно тем больше будет поле и глубина поиска. Казалось бы, нет ничего сложного, нужно просто выбрать катушку больших размеров. Но это не совсем так. Здесь есть множество нюансов, игнорировать которые нельзя.

Существует классификация катушек, в зависимости от устройства передающей и принимающей петли.

Концентрическая катушка. Суть её действия построена на том, что передающая и принимающая петля располагаются как можно дальше друг от друга. Как результат такого устройства – симметричное поле поиска, лучшая дифференциация находящихся рядом предметов. Как правило, это универсальные катушки, которые могут отыскивать предметы практически любого размера. Но такие катушки чувствительны к минерализации грунта.
Моно катушка, является разновидностью концентрической. Как правило, такие катушки ставятся на импульсные металлоискатели. В катушках такого типа передающая и принимающая петли расположены рядом. Моно катушки так же относятся к универсальным поисковикам.
Катушки Imaging. Они так же являются разновидностью концентрических, имеют в своем строении дополнительный принимающий контур. Это позволяет прибору дифференцировать находки по размерам, что является очень полезным свойством.

Интересно! Многие продавцы металлодетекторов утверждают, что это DD катушка. Но это совсем не так. Почему? Потому, что катушка DD имеет особую конфигурацию, что и послужило причиной её названия.

Катушка DD. Свое название получила потому, что её передающая и принимающая петли похожи на английскую букву D. Они расположены зеркально. Такие катушки считаются самыми лучшими для поиска. Обладают свойством распознавать цветные металлы, чувствительны к маленьким предметам, одинаково эффективны для поиска на любой глубине. Кроме того, минерализация грунта для них не помеха и не снижает их функциональности.

Так же катушки разделяются по форме. Они могут быть круглые, а так же эллипсоидные. Каждая из них имеет как свои преимущества, так и недостатки.

Круглые катушки имеют значительную глубину поиска, но хуже дифференцируют предметы, расположенные рядом.
Катушки эллипс напротив, лучше разделяет близко расположенные цели и легче по весу.

Блок управления

Блок управления предназначен для обработки получаемого с катушки сигнала. Он передает на экране результат поиска в виде звуковых и цифровых сигналов. С помощью блока можно настраивать режим работы прибора, следить за процессом поиска, управлять функциональными узлами металлоискателя. Блоки управления могут быть фиксированными и съемными. Некоторые модели оснащены отдельным аккумуляторным отсеком.

Классическая конструкция металлоискателя.

Штанга

Эта часть металлодетектора, в любых его модификациях, имеет вид полой трубки, которая может быть выполнена из пластика или металла. Эта часть прибора необходима для соединения катушки с блоком управления. Кроме того, благодаря своему устройству, штанга позволяет изменять угол наклона, её можно удлинить путем присоединения дополнительных деталей. Как правило, полная штанга состоит из трех соединяющихся деталей.

Подлокотник

Подлокотник необходим для устойчивой фиксации локтя вовремя поисковых работ. Добавляет комфорта, позволяет руке меньше уставать. Для удобства он снабжен лентой-фиксатором, которая не позволяет руке соскальзывать во время работы. Подлокотники, обычно, выполнены из прочного пластика.

Интересно! Встречаются модели без подлокотника. Кто придумал их неизвестно, но есть ценители такой модификации. Хотя большинство поисковиков приходят к выводу, что работать без подлокотника крайне неудобно.

Таким образом, зная устройство металлоискателя, понимая, на что будет направлен поиск, можно осознанно подходит к выбору прибора.

Функциональность и возможности металлоискателя

Но прежде чем совершать покупку, следует решить, что же ожидается от результата работы прибора. Лучше, конечно, заранее продумать, на что будет направлен поиск, предметы каких размеров планируется искать, какие будут условия поисковых работ. В любом случае, нужно ориентироваться на следующие функциональные возможности прибора.

Принцип воздействия (импульсный, индукционный).
Частота передаваемого сигнала.
Восприимчивость (умение распознавать мелкие, плотно лежащие объекты).
Качественная дискриминация (умение распознавать вид металла).
Возможность проведения балансировки грунта.
Масса прибора.
Возможность использования дополнительного вспомогательного оборудования.

Все эти показатели, безусловно, важны, но принцип действия прибора и рабочая частота катушки – наиболее важные показатели, на которые следует обращать внимание в первую очередь.

Настройка металлоискателя

Если внимательно изучить инструкцию, то можно понять, что в настройке металлоискателя нет особых сложностей. В основном все интуитивно понятно. Кроме того, многие настройки регулируются с накопленным опытом, когда прибор настраивается «под себя». Основной же алгоритм правильной настройки прибора будет следующим.

Установка дискриминации. Лучше установить режим «Все металлы», поскольку неизвестно, какие металлы залегают на участке поиска. Но в этом случае нужно приготовиться к тому, что детектор будет засекать много металлического мусора.
Далее следует найти чистый участок грунта, свободный от металла и произвести настройку балансировки грунта. Такую настройку необходимо выполнять каждый раз, когда поиск переходит на новое место.
Настройка тонального фона подбирается индивидуально. В идеале тональные сигналы должны быть чуть слышны.
Настройки режима поиска зависят от степени минерализации почвы. Подбираются отдельно для каждого грунта. Выставляется тот режим, который не создает ощутимых звуковых помех во время поиска.

Это основные настройки, которые считаются обязательными, чтобы подготовить прибор к работе. Так же существуют дополнительные настройки, которые не влияют на работу прибора, но могут значительно улучшить условия поиска.

В зависимости от уровня прибора могут быть разные настройки: от простого «включил-пошел» до самостоятельной регулировки частоты, тока, дискриминации и т.д.

Важно! Нельзя пользоваться чужими настройками, даже если модификации устройств совпадают. Это может значительно осложнить поиски и ухудшить их результативность. Дело в том, что могут различаться условия поиска, качество грунта, а так же слуховое восприятие сигнала. Каждый поисковик слышит сигнал по-своему, это нужно учитывать. Новичку в металлопоиске лучше привыкать настраивать устройство «под себя», ориентируясь на свое восприятие.

Кроме настройки металлоискателя, необходимо собрать дополнительные комплектующие для прибора, чтобы не оказаться в неудобном положении во время работы.

Дополнительные модули для металлоискателя

К дополнительным комплектующим для детектора относится следующие элементы:

Чехол на блок управления. Позволит защитить его от повреждений.
Сумка или рюкзак. Они необходимы для удобной переноски прибора.
Наушники. Брать или не стоит, зависит от личных предпочтений. Но при работе в ветреную погоду или по берегу моря наушники точно не помешают. Они помогут лучше расслышать сигнал датчика.
Катушки. Иногда, при работе на сложных участках, необходимы разные катушки. Если заранее неизвестно, где будет проходить поиск, лучше иметь с собой в запасе катушку с принципиально противоположными качествами той, что установлена на приборе.
Аккумуляторы. Нужны обязательно. Причем чем больше их заряд, тем дольше и точнее проработает металлоискатель.

Отдельное слово стоит сказать про достоинства и недостатки типов металлоискателя. Уже понятно, что основной критерий качества работы прибора это рабочая частота. Чтобы детально разобраться в том, какой же МД считать лучшим, следует обратиться к буквенной маркировке, о которой говорилось выше. Достоинства и недостатки различных типов приборов приведены в таблице ниже.

Тип прибора	Плюсы	Минусы
BFO		Низкая чувствительность, стабильность. Плохие показатели на минерализованном грунте.
TR	Высокая чувствительность, качественная дискриминация. Хорошая грунтовая балансировка.	Плохая поисковая способность к мелким целям на большой глубине.
RF	Неплохо себя показывает при глубинных поисках.	Практически не чувствительны к мелким предметам.
RI		Практически не чувствуют грунт, плохо распознают любые цели, часто дают ложные показания, энергозатратны.
VLF	Чувствителен к поиску предметов любой величины, хорошо работает как на большой глубине, так и в поверхностных слоях, обладает качественной дискриминацией, дифференцирует предметы.

Из приведенной таблицы видно, что наиболее приемлемыми и универсальными металлоискателями являются приборы с маркировкой VLF.

Теперь, когда стало понятно, что за прибор металлоискатель, можно определиться с типом поисковых работ. А что вообще ищут с помощью металлоискателя?

Что можно найти металлоискателем

Земные недра, за многомиллионную историю своего существования, накопили в себе множество интересных предметов, которые находят по сей день. Металлопоиск, выступая видом активного отдыха, позволяет совместить приятное с полезным. С помощью металлоискателей можно отыскивать монеты, украшения, металлопластику, старинные бытовые изделия из металла. Если повезет, то можно наткнуться на клад старинных монет или золотой самородок. Попадаются различные старинные военные артефакты и другие интересные вещи. При пляжном поиске обычно ищут утерянные курортниками золотые украшения, но могут попадаться действительно редкие старинные изделия. Особенно богато ими побережье Крыма и юг Украины.

Найти металлоискателем можно что угодно — хоть чермет, хоть золотой самородок.

Каким бы привлекательным не представлялось это хобби, следует помнить, что в России данный род деятельности регламентируется законодательно.

Заключение

Таким образом, внимательно изучив устройство, принцип работы металлоискателя, определившись с типом поисковых работ, понимая, будет ли поисковое хобби длительным, можно выбрать оптимальный требованиям прибор, который принесет пользу его владельцу.

Как работают металлодетекторы — Объясните это Stuff

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 9 мая 2022 г.

Бип-бип! Бип-бип! Есть ли что-нибудь более захватывающее, чем обнаружение сокровищ? Миллионы людей во всем мире имеют весело использовать металлоискатели, чтобы обнаружить ценные реликвии похоронены метро. Точно такая же технология работает в нашей армии. и службы безопасности, помогая сохранять мир в безопасности, раскрывая ружья, ножи и закопанные мины. Металлоискатели основаны на наука об электромагнетизме. Давайте узнаем, как они работают!

Фото: морской пехотинец США с помощью металлодетектора осматривает придорожные шины в поисках спрятанной взрывчатки. Фото предоставлено Министерством обороны США и Wikimedia Commons.

Содержание

Когда магнетизм встретился с электричеством
Как электромагнетизм питает металлоискатель
Как работают металлодетекторы
Какие существуют типы металлодетекторов?
На какую глубину может проникнуть металлоискатель?
Где используются металлодетекторы?
Кто изобрел металлоискатели?
А как насчет неметаллических детекторов ?
Узнать больше

Когда магнетизм встретился с электричеством

Если вы когда-нибудь делали электромагнит, намотав катушку из проволоки вокруг гвоздя и подключив его к батарее, вы узнаете, что магнетизм и электричество подобны пожилая супружеская пара: когда бы вы ни нашли одного, вы всегда найдете другого, не очень далеко.

Мы находим практическое применение этой идее каждую минуту каждого дня. Каждый раз, когда мы используем электроприбор, мы полагаемся на близкое Связь между электричеством и магнетизмом. Электричество, которое мы используем поступает от электростанций (или, все чаще из возобновляемых источников как ветряные турбины) и это сделано генератор, который на самом деле просто большой барабан с медной проволокой. Когда провод вращается с большой скоростью через магнитное поле внутри него «волшебным образом» генерируется электричество — и мы можем использовать эту силу в наших собственных целях. Электрические приборы используем (во всем, от стирки машины к пылесосам) содержат электродвигатели, которые работают в точности противоположным образом. генераторы: по мере того, как электричество поступает в них, оно генерирует изменяющееся магнитное поле в катушке провода, которое давит на поле постоянный магнит, и это то, что заставляет двигатель вращаться. (Ты можешь найти подробнее об этом в нашей статье об электродвигателях.)

Фото: Гениальный физик Джеймс Клерк Максвелл. Фото из общественного достояния предоставлено Wikimedia Commons.

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

Фото: Этот усовершенствованный проходной детектор разработан в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории использует визуализацию волн для обнаружения пластикового и керамического оружия. не улавливаются обычными металлоискателями. Фото предоставлено Министерством энергетики США.

Как электромагнетизм питает металлоискатель

Различные металлоискатели работают по-разному, но вот наука, стоящая за одним из более простых видов. Металлоискатель содержит моток проволоки (обернутый вокруг круглой головки на конце ручка), известная как передающая катушка. Когда электричество течет через вокруг катушки создается магнитное поле. Когда вы подметаете детектор над землей, вы заставляете магнитное поле двигаться вокруг слишком. Если вы перемещаете металлоискатель над металлическим объектом, движущийся магнитное поле воздействует на атомы внутри металл. На самом деле, это меняет то, как электроны (крошечные частицы «вращаются» 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 движется туда же. Другими словами, металлоискатель. создает (или «индуцирует») некоторую электрическую активность в металле. Но затем Максвелл рассказывает нас интересует еще кое-что: если у нас есть электричество, движущееся в кусок металла, он также должен создавать некоторый магнетизм. Итак, когда вы перемещайте металлоискатель над куском металла, магнитное поле исходящий от детектора, вызывает появление другого магнитного поля вокруг металл.

Работа: Компактный металлоискатель в современном стиле был изобретен Чарльзом Гарреттом в начале 1970-х годов. Вы можете ясно видеть две катушки (которые я покрасил в красный и синий цвета). Коробка (оранжевая) в верхней части рукоятки (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 Гаррета, выданного в 1972 г. с любезного разрешения Управления по патентам и товарным знакам США.

Детектор улавливает второе магнитное поле вокруг металла. Металлоискатель имеет вторую катушку провода в головке (известную как приемная катушка), которая подключена к цепи, содержащей громкоговоритель. Когда вы перемещаете детектор о над куском металла, магнитное поле, создаваемое металлом, прорезает катушку. Сейчас если вы перемещаете кусок металла через магнитное поле, вы делаете через него течет электричество (помните, так работает генератор). Итак, когда вы перемещаете детектор по металлу, течет электрический ток. через катушку приемника, вызывая щелчок или звуковой сигнал громкоговорителя. Привет вуаля, металлоискатель сработал, и вы что-то нашли! Чем ближе вы перемещаете катушку передатчика к куску металла, тем сильнее магнитное поле, создаваемое в нем катушкой передатчика, тем сильнее магнитное поле, которое металл создает в приемной катушке, тем больше ток, который течет в громкоговоритель, и тем громче шум.

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

Какие существуют типы металлодетекторов?

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

Хотя все металлоискатели работают примерно одинаково, преобразовывая электричество в магнетизм и обратно. опять же, они бывают трех основных типов. Самые простые подходят для всех видов универсальных металлоискатель и кладоискатель. Они называются VLF (очень низкочастотными) детекторами , потому что они используют единая фиксированная частота обнаружения обычно составляет около 6–20 кГц (обычно менее 30 кГц).

Фото: Этот складной миноискатель VLF (Vallon VMW1 армии США) можно использовать на суше или под водой на глубине до 30 м (100 футов). Фотография Кимберли Трамбулл предоставлена армией США, опубликована на Викискладе.

Вы также встретите детекторы PI (импульсной индукции) , которые используют более высокие частоты и импульсные сигналы. Как правило, они могут улавливать предметы глубже в земле, чем детекторы ОНЧ, но они не так разборчивы и не так разборчивы. 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 использование нескольких немного по-разному настроенных детекторов одновременно.

Фото: Разминирование. Этот армейский миноискатель (CyTerra AN/PSS-14) сочетает в себе сверхчувствительный импульсный металлодетектор и георадар (GPR) в одном устройстве. портативный блок. Он может обнаруживать мины с низким содержанием металла и различать металл мины, нерелевантный металлический мусор и почву с высоким содержанием металла. Фотография предоставлена армией США, опубликована на Flickr по лицензии Creative Commons (CC BY 2.0).

На какую глубину может проникнуть металлоискатель?

Точного ответа на этот вопрос, к сожалению, нет, потому что он зависит от всевозможных факторов, в том числе:

Размер, форма и тип закопанного металлического предмета: более крупные предметы легче обнаружить на глубине, чем мелкие.
Ориентация объекта: объекты, закопанные горизонтально, как правило, легче найти, чем те, которые закопаны концами вниз, отчасти потому, что это создает большую целевую область, а также потому, что это делает закопанный объект более эффективным при отправке сигнала обратно к детектору. .
Возраст объекта: вещи, которые долгое время были закопаны, с большей вероятностью окислились или подверглись коррозии, что затрудняет их поиск.
Природа почвы или песка, которые вы ищете.
Тип детектора и частота (или частоты), которые он использует.

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

Где используются металлодетекторы?

Металлоискатели используются не только для поиска монет на пляже. Ты их можно увидеть в проходных сканерах в аэропортах (предназначенных для остановки люди с оружием и ножами в самолеты или в другие безопасные местах, таких как тюрьмы и больницы) и во многих видах научных исследовать. Археологи часто осуждают неподготовленных людей, использующих металл. детекторы для нарушения важных артефактов, но при правильном и С уважением, металлоискатели могут быть ценными инструментами в исторических исследованиях.

Фото: этот металлоискатель стержневого типа, называемый SuperScanner и изготовленный 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 найдете металл, детектор сообщит вам об этом комбинацией мигающих светодиодов и трели. Его длина составляет 42 см (16,5 дюйма), а вес — 500 г (17,6 унции). Такие детекторы стоят около 200 долларов (100 фунтов). Фото Кристофера Адмира предоставлено армией США.

Кто изобрел металлоискатели?

Металлоискатели, по-видимому, восходят к расстрелу президента США Джеймса А. Гарфилда в июле 1881 года. Одна из пуль, направленных в президента, застряла внутри его тела, и ее не удалось найти. Пионер телефонии Александр Грэм Белл быстро собрал электромагнитное устройство для обнаружения металла, названное индукционными весами, основанное на более раннем изобретении немецкого физика Генриха Вильгельма Дава. Хотя пуля не была найдена, а президент позже умер, устройство Белла работало правильно, и многие люди считают его самым первым электромагнитным локатором металла.

Рисунок: Слева: Найдите пулю! На этом зарисовке Уильяма А. Скинкла из иллюстрированной газеты Фрэнка Лесли от 20 августа 1881 г. показано довольно много врачей (!) использующих индукционные весы Белла, чтобы найти пулю, затерявшуюся в теле президента. В комнате слева находится оборудование на столешнице, которое помечено как «прерыватель», «конденсатор» и «батарея» (коробки в задней части стола). Вы можете просто разглядеть провода, которые тянутся от нижней части изображения к кровати президента справа. Предположительно Александр Грэм Белл — это бородатый мужчина, разговаривающий по телефону справа? С разрешения Библиотеки Конгресса США.

Портативные металлоискатели были изобретены немецким инженером-электронщиком Герхардом Фишером (которое он также произносил как «Фишер»), когда жил в Соединенных Штатах, и в январе 1933 года он подал заявку на патент на эту идею. Он назвал свое изобретение Металлоскоп. — «метод и средства для указания наличия закопанных металлов, таких как руда, трубы и т. п.» — и вы можете видеть это на рисунке здесь. В том же году он основал исследовательскую лабораторию Fisher, которая и по сей день остается ведущим производителем металлоискателей. Доктор Чарльз Л. Гарретт, основатель Garrett Electronics, первым изобрел современные электронные металлодетекторы в начале 19 века.70-е годы. После работы в НАСА над программой посадки на Луну «Аполлон» Гарретт обратил внимание на свое хобби — любительскую охоту за сокровищами — и его компания произвела революцию в этой области, представив ряд инноваций, в том числе первый компьютеризированный металлоискатель с цифровой обработкой сигнала, запатентованный в 1987 году.

Произведение: Металлоскоп, запатентованный Герхардом Фишером (Fisher) в 1937 году, который я раскрасил, чтобы за ним было легче следить. Катушка передатчика находится в красной рамке спереди; катушка приемника находится в синей коробке сзади. Передатчик использует неслышимые сигналы частотой 30 000 Гц; приемник посылает звуковые сигналы (с частотой около 500 Гц) в наушники, как в современном металлоискателе. Катушки передатчика и приемника установлены под прямым углом друг к другу, поэтому приемник не принимает сигналы непосредственно от передатчика. Работа предоставлена 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 металлодетекторы как на нашу единственную линию. защита. Люди, которым нравится проносить оружие контрабандой через охрану, например, хорошо осведомлены что им придется пройти через металлоискатели, и они, вероятно, попробуют альтернативы, такие как керамика, ножи из пластика или углеродного волокна. Хотя уважаемые производители прилагают все усилия, чтобы обеспечить наличие мелких металлических деталей в рукояти «неметаллических» ножей, именно по этой причине ничто не мешает наточить кусок пластмассы до импровизируйте нож, как неоднократно делала полиция найденный. Как же тогда мы обнаруживаем неметаллические угрозы?

Одним из решений, принятых в аэропортах, является использование сканеров миллиметрового диапазона (MMS) для обнаружения металлических и неметаллических объектов. По сути, они работают как более безопасные версии рентгеновских аппаратов: волны проходят через одежду, но отражаются нашими телами, а любое спрятанное оружие (металлическое или иное) отображается в виде картинок на экране. Рентгеновские аппараты используют очень мощное излучение (с длиной волны примерно в нанометры или миллиардные доли метра), которое может быть опасным, если ваше тело поглощает слишком много излучения. Как следует из их 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 составляют гораздо ниже по интенсивности, а значит поза небольшой или нулевой риск для здоровья людей.

Узнайте больше

На этом сайте

Электричество
Магнетизм
Металлы
Рентгеновские лучи

На других веб-сайтах

Свод практических правил ответственного поиска металлов. Хотя приведенные здесь разумные рекомендации написаны для Великобритании, они применимы в большей степени и в других странах, но обязательно узнайте о законах или правилах, применимых конкретно к вашей области. .
Обнаружение предметов, спрятанных на человеке или внутри тела: краткий обзор некоторых передовых технологий обнаружения, разработанных Национальным институтом юстиции США, включая радар миллиметрового диапазона (ммВт) и ультразвук.
Глава 3: Обнаружение металлов. Этот полезный (хотя и немного устаревший) обзор 1999 года взят из отчета Министерства юстиции США «Надлежащее и эффективное использование технологий безопасности в школах США». -металлодетекторы и рентгеновские сканеры багажа. [Архивировано через Wayback Machine]

Книги

Библия по поиску металлов: полезные советы, советы экспертов и инсайдерские секреты для поиска спрятанных сокровищ, Брэндон Нейс. Улисс Пресс, 2016.
Обнаружение металлов и археология Сьюзи Томас, Питер Стоун. Издательство Гринлайт, 2012.
Руководство для начинающих по поиску металлов Джулиана Эван-Харта и Дэйва Стаки. Издательство Гринлайт, 2012.
«Городской охотник за сокровищами: практическое руководство для начинающих» Майкла Чаплана. Square One Publishers, Inc., 2005.
Расширенный справочник по современным металлодетекторам Чарльза Гарретта. Ram Publishing, 1985. Старая книга, но достойная внимания, так как она написана самим Чарльзом Гарреттом.

Артикул

Металлодетекторы – норма в школах и на стадионах. Капитолии штатов? «Не так много» Алана Блиндера. The New York Times, 14 апреля 2018 г. Сканирование системы безопасности вовсе не так распространено, как вы думаете.
Радость поиска металла — это не только сокровище Дэйва Криспа. The Guardian, 29 августа., 2014. Металлоискатель связывает людей с прошлым, утверждает один энтузиаст.
Робот берется за обнаружение наземных мин, пока люди остаются очень-очень далеко, Эван Акерман. IEEE Spectrum, 23 января 2014 г. Краткий обзор робота, который может находить мины с помощью георадара и металлоискателя.
Археология и поиск металлов, Алекс Хант. BBC News, 17 февраля 2011 г. Могут ли профессиональные археологи и любители металлодетекторов работать бок о бок?
[PDF] Система обнаружения мин AN/PSS-14 предлагает улучшенные противоминные возможности, Келлин Д. Риттер, AL&T армии США, январь-март 2007 г. Интересная статья о разработке комбинированного металлодетектора AN/PSS-14 и георадара выше.

Патенты

Если вас интересуют технические подробности, ознакомьтесь со следующими патентами:

Патент США 2 066 561: Металлоскоп Герхарда Р. Фишера. Запатентован 5 января 1937 г. (подана 16 января 1933 г.).
Патент США 3 662 255: Устройство для обнаружения скрытых или закопанных металлических тел и стабильный индуктор, используемый в таких детекторах Чарльзом Л. Гарреттом. Запатентован 2 мая 1972 г. (подана 13 апреля 1970 г. ). Я считаю, что это был первый патент Garrett на металлоискатель.
Патент США 4,709,213: Металлоискатель с цифровой обработкой сигнала Роберта Дж. Подраски. Запатентован 24 ноября 1987 г. (подана 8 июля 1985 г.). Первый компьютеризированный металлоискатель Garrett. Поисковые сигналы оцифровываются и обрабатываются компьютерным чипом для более точного поиска.