Принцип действия металлодетектора: как работают металлоискатели — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работают металлодетекторы. Какие бывают типы металлоискателей. На какую глубину они могут обнаруживать металл. Где используются металлодетекторы. Кто изобрел первый металлоискатель.

Содержание

Принцип работы металлодетектора

Металлодетекторы работают на основе электромагнитной индукции. Вот основные принципы их работы:

Катушка металлодетектора генерирует переменное электромагнитное поле
Это поле проникает в землю и взаимодействует с металлическими предметами
В металлических объектах возникают вихревые токи
Вихревые токи создают вторичное магнитное поле
Приемная катушка детектора улавливает это вторичное поле
Схема анализа сигнала обрабатывает полученный сигнал
При обнаружении металла срабатывает звуковой или визуальный индикатор

Таким образом, металлодетектор непрерывно «прощупывает» землю электромагнитным полем и анализирует отклик от металлических предметов.

Основные типы металлодетекторов

Существует несколько основных типов металлодетекторов, различающихся принципом работы:

VLF-металлодетекторы

VLF (Very Low Frequency) — самый распространенный тип. Работают на очень низких частотах 3-30 кГц. Позволяют хорошо дифференцировать металлы.

PI-металлодетекторы

PI (Pulse Induction) — работают на основе коротких импульсов. Глубже проникают в грунт, но хуже различают типы металлов.

Многочастотные металлодетекторы

Используют несколько рабочих частот одновременно. Сочетают преимущества VLF и PI технологий.

На какую глубину работают металлодетекторы?

Глубина обнаружения металлов зависит от многих факторов:

Тип и мощность металлодетектора
Размер и форма металлического объекта
Тип металла
Состав и влажность грунта
Наличие помех

В среднем бытовые металлодетекторы способны обнаруживать крупные объекты на глубине до 20-30 см. Профессиональные модели — до 40-50 см и более.

Где применяются металлодетекторы?

Основные сферы применения металлодетекторов:

Поиск кладов и археологические исследования
Обеспечение безопасности (аэропорты, метро и т.д.)
Военное и гуманитарное разминирование
Строительство и инженерные изыскания
Промышленность (контроль качества, поиск металлолома)
Криминалистика и судебная экспертиза

Кто изобрел металлодетектор?

Первый электромагнитный металлодетектор был создан Александром Грэмом Беллом в 1881 году. Он пытался с его помощью обнаружить пулю в теле раненого президента США Джеймса Гарфилда.

Современный портативный металлодетектор изобрел Герхард Фишер в 1931 году. Он запатентовал устройство и основал компанию Fisher Research Laboratory.

Какие факторы влияют на эффективность металлодетектора?

Эффективность работы металлодетектора зависит от следующих основных факторов:

Рабочая частота и тип используемой технологии
Размер и конфигурация поисковой катушки
Чувствительность и возможности настройки
Способность к дискриминации металлов
Умение оператора правильно настроить и использовать прибор
Состав и минерализация грунта в зоне поиска
Наличие электромагнитных помех

Как выбрать металлодетектор?

При выборе металлодетектора следует учитывать следующие критерии:

Цель использования (кладоискательство, безопасность и т.д.)
Условия поиска (тип грунта, глубина, помехи)
Требуемая чувствительность и глубина обнаружения
Необходимость дискриминации металлов
Эргономика и удобство использования
Дополнительные функции (GPS, дисплей и т.п.)
Бюджет

Важно выбирать модель, соответствующую вашим конкретным задачам и условиям применения.

Преимущества и недостатки металлодетекторов

Металлодетекторы имеют ряд преимуществ и недостатков:

Преимущества:

Эффективный неразрушающий метод поиска металлов
Высокая чувствительность и избирательность
Возможность обнаружения объектов на значительной глубине
Портативность и автономность работы
Широкий спектр применения

Недостатки:

Ограниченная глубина обнаружения
Чувствительность к помехам
Сложность интерпретации сигналов в некоторых случаях
Возможность ложных срабатываний
Необходимость опыта для эффективного использования

Современные технологии в металлодетекторах

В современных металлодетекторах применяются следующие передовые технологии:

Многочастотное сканирование
Цифровая обработка сигналов
Технологии подавления помех от минерализации грунта
GPS-навигация и картографирование
Беспроводные технологии передачи данных

Интеграция с мобильными устройствами
Технологии визуализации объектов

Эти инновации позволяют повысить эффективность и удобство использования металлодетекторов.

Как это работает. Металлодетектор

На сегодняшний день, наверняка, не существует ни одного человека, который бы не прошел через арку металлодетектора. Эти устройства можно встретить повсеместно: в аэропортах, на вокзалах, в магазинах, на производстве или в офисах крупных компаний. Производители выпускают модели различных типов в зависимости от их предназначения. Например, новейший арочный металлодетектор МТД-КА концерна «Автоматика» способен выявить даже скрепку, не говоря уже про большие металлические предметы. Как же работает рамка металлодетектора – об этом в нашем сегодняшнем выпуске.

Первые «радиодетективы»

Считается, что современный арочный металлодетектор имеет далекого «предка» – прообраз такого устройства нашли в древнем Китае. В первом веке нашей эры при входе в Императорский дворец были установлены колонны из магнитного железняка, которые притягивали любые железные предметы. Благодаря таким мерам безопасности, охрана императора выявляла возможных злоумышленников.

Лишь в прошлом столетии с развитием электро-радиотехники металлодетекторы приобрели знакомый вид. Первый арочный металлоискатель под названием «Радиодетектив» был создан в Германии в 1926 году. Инженеры из Лейпцига Геффшен и Рихтер изобрели прибор, с помощью которого можно было находить металлические инструменты у рабочих при выходе с завода, чем избавили охранников от длительных обысков. В своей разработке немецкие изобретатели использовали опыт создателя телефона Александра Белла, а точнее поиски пули в теле раненого американского президента Гарфилда с использованием изобретенного им металлоискателя.

Массовое применение арочных металлодетекторов началось с 1970-х годов, в связи с увеличившимся количеством террористических актов. В наши дни рамки металлоискателей можно встретить везде: в метро, на входе в торговые центры, даже просто на улице – мобильные рамочные металлоискатели устанавливают при различных мероприятиях. Современные арочные металлодетекторы могут обнаружить не только металл, но обладают и множеством других полезных функций.

Принцип работы: вспоминаем школьную физику

Как можно легко догадаться, арочный металлодетектор внешне напоминает арку, через которую должен пройти человек. Что касается принципа работы – современные арочные металлодетекторы являются импульсно-индукционными. Объяснить принцип действия можно, вспомнив курс школьной физики. В вертикальных стенках рамки установлены катушки индуктивности. На них подается короткий электрический импульс, который вызывает генерацию магнитного поля в катушке. Этот факт обнаружил еще в 1820 году датский физик Эрстед. После отключения тока магнитное поле катушки меняет свою полярность и затухает, вызывая в катушке образование электрического тока. Это явление называется «отраженный импульс» и относится к закону электромагнитной индукции, открытым Фарадеем в 1831 году.

Если рядом с катушкой поместить металлический предмет, отраженный импульс задержится на несколько миллисекунд, так как первый магнитный импульс вызовет генерацию магнитного поля и в этом предмете. Специальная схема в металлодетекторе анализирует длину отраженного импульса и сравнивает фактическую с ожидаемой. Если отраженный сигнал длится дольше обычного, это означает, что присутствует поле металлического предмета. Схема посылает сигнал на интегратор, который преобразует его в напряжение постоянного тока. Напряжение, в свою очередь, подается на аудиосхему, и срабатывает звуковой сигнал, который оповещает о наличии металлического предмета.

Без «слепых» зон: преимущество многозонных моделей

Только одна катушка, встроенная в арку металлодетектора, не позволяет определить местоположение «металлической цели». Поэтому катушек устанавливают несколько в обе стойки, на разной высоте. Таким образом, можно условно разбить пространство внутри арки на квадраты и довольно точно определять, где находится металлический объект, который засек металлодетектор.

Рамки металлодетектора, имеющие несколько катушек, расположенных на разной высоте, называют многозонными. В отличие от однозонных, они позволяют определять местонахождение искомых предметов и их высоту над землей. Например, показать, что запрещенный предмет у человека в правом кармане.

Многозонные арочные металлодетекторы значительно повышают эффективность досмотра – число зон обнаружения достигает от 3 до 64. Часто практикуется конструкция катушек с перекрытием соседних зон. Это позволяет избежать возникновения «слепых» зон, через которые потенциально возможно пронести металлический предмет.

И скрепка не «пройдет»: что может обнаружить металлодетектор

Другой ключевой характеристикой металлодетекторов является их чувствительность. В описаниях приборов можно увидеть 100, 200, 300 уровней чувствительности. Эти цифры показывают, с какой точностью можно настроить детектор, насколько чувствительным может он стать. Например, металлодетектор можно настроить так, что он будет выявлять запрещенные к проносу предметы и при этом не реагировать на предметы личного пользования: часы, пряжки от ремней, монеты и пр.

Эта функция детектора называется селективностью. Выбор программы зависит от условий применения металлодетектора. Очевидно, что досмотр при входе в торговый центр и в тюрьму не должен производиться с одинаковыми программами.

Фото: Концерн «Автоматика»

Чувствительность арочного металлодетектора МТД-КА от концерна «Автоматика» регулируется от 0 до 999 уровня. Максимальный уровень чувствительности позволяет обнаружить мелкие металлические предметы, вплоть до скрепки, а на минимальном уровне обнаружить большие металлические предметы, не обращая внимания на пряжки ремня или монетки в кармане.

Эффективность МТД-КА была неоднократно доказана при обеспечении безопасности на различных общественных мероприятиях, в том числе и очень масштабных. Например, во время проведения Чемпионата мира по футболу FIFA 2018 металлодетектор Ростеха позволил задержать ряд опасных преступников. Также МТД-КА стал незаменимым помощником на избирательных участках в Единый день голосования в прошлом году.

Металлодетекторы против коронавируса

Благодаря развитию микроэлектроники современные металлоискатели «умнеют» с каждым годом, и сегодня кроме своей основной миссии, обладают набором различных полезных возможностей. Например, наличием интеллектуальных счетчиков пассажиропотока. В арсенале МТД-КА – кое-что поинтересней. Этот металлодетектор может быть оборудован видеокамерой с системой распознавания лиц на основе одного из самых быстрых и точных алгоритмов в мире – от компании NtechLab. При обнаружении совпадения с лицом из базы, уведомление мгновенно поступает сотрудникам службы безопасности.

Фото: Концерн «Автоматика»

Пандемия коронавируса внесла свои коррективы, и металлодетекторы «Автоматики» получили новую функцию. Появилась возможность оснащать их тепловизорами, изготовленными другой дочерней структурой Ростеха – холдингом «Швабе». Теперь рамки металлодетектора обнаруживают не только металлические предметы, но также измеряют температуру тела с точностью ±0,3 градуса. Таким образом, сигнал тревоги прозвучит, если кто-то попытается пронести с собой запрещенные предметы или имеет повышенную температуру.

Несмотря на то, что арочные металлодетекторы в прямом смысле стоят на страже жизни и здоровья граждан, все еще существуют мифы об их вреде. Среди самых распространенных «страшилок» – использование рентгеновского излучения или частоты микроволновых печей. Однако, доказанный факт – уровень электромагнитного поля металлодетектора гораздо меньше и безопаснее, чем у сотового телефона. Металлодетектор является низкочастотным прибором и диапазон его рабочих частот не оказывает влияния на организм человека. По заявлению разработчиков МТД-КА, устройство безопасно даже для беременных и людей с кардиостимулятором. Меры предосторожности, которые нужно соблюдать при проходе рамки, касаются только одного – не иметь при себе запрещенных предметов, ну и высокой температуры.

Принцип работы металлоискателя, обзор технологий, характеристики.

Классификация

Ниже мы рассмотрим принипы работы металлоискателей. Но не зависимо от того, с помощью чего прибор обнаруживает метал в земле, все металлоискатели можно разделить на процессорные и аналоговые.

Аналоговые и процессорные металлоискатели

Необходимо сразу понять разницу между этими понятиями, т.к. в литературе происходит путаница и замещение одних слов другими.
Иногда импульсные металлоискатели называют аналоговыми. Это верно , но отчасти.
В чем же разница?
Если металлоискатель имеет процессор, который обрабатывает сигнал, то такой металлоискатель называется процессорным.
Если процессора нет, и сигнал никак не обрабатывается, т.е. идет сразу напрямую оператору (в динамик или наушники), то такой металлоискатель называется аналоговым.

Пример аналогового металлоискателя- Golden Mask 4WD PRO.

Аналоговые металлоискатели не имеют задержек и сообщают оператору в тот момент, когда цель находится под катушкой. А процессорные имеют задержку. Катушка уже в стороне от цели, а сигнал только пришел.

С этой точки зрения аналоговые металлоискатели предпочтительней, но процессор дает больше возможностей по поиску: дополнительные программы поиска, графическое представление, специальная обработка сигнала для отсева нежелательных помех, как от грунта, так и от целей, которые дискриминируются, кроме того выборочная дискриминация (на аналоговых дискриминация последовательная).

Далее мы будем описывать принципы работы металлоискателей, так вот они могут быть , как процессорными, так и аналоговыми. Вопрос реализации технологии.

Общий принцип действия металлоискателя

В основе всех технологий работы металлоискателя лежит следующий принцип:
катушка металлоискателя генерирует электромагнитные волны
в металлическом объекте под воздействием этих волн возникают собственные вихревые токи
эти вихревые токи порождают собственные электромагнитные волны
эти волны от предмета и регистрирует металлоискатель

Далее вопрос встает , как металлоискатель их будет регистрировать и обрабатывать. По разнице фаз, по разнице частот и т.п.

PI-металлоискатель (импульсный)

PI-металлоискатель не все время подает сигнал от катушки в грунт. Он использует импульсы. Сначала он подает сигнал, потом молчит и принимает на ту же катушку сигнал от цели.
Понятно, что приходит отраженный сигнал и от грунта. Но от него он затухает быстрее , чем от цели.
Обычная частота работы таких металлоискателей 0т 50 до 400Гц.

TR-металлоискатели

TR-металлоискатели используют при работе 2-е сбалансированные катушки, находящиеся в одной плоскости: одна передает, вторая принимает. Сигнал от первой катушки поступает в грунт, а вторая регистрирует возвращаемя сигнал. По разнице фаз сигнала делается вывод о наличии (или отсутствии) под катушкой цели.
Рабочая частота около 20кГц

VLF/TR — металлоискатели

VLF — Very Low Frequency (Очень низкая частота).
VLF принцип работы металлоискателя является на сегодняшний день самым современным. Это разновидность TR- металлоискателя.
Так же имеется две катушки (но к ним предъявляются более жесткие требования, по согласованности), они так же расположены в одной плоскости, одна передает, другая принимает. по фазовому сдвигу делается вывод о наличии цели.
Рабочая частота от 1 кГц до 10кГц.

RF-металлоискатели

RF — Radio Frequency (радио частота).
Это металлоискатели , работающие на том же принципе, что и TR, только частота работы у них выше: от 50 до 500 кГц. А катушки расположены не в одной плоскости , как это было в VLF и TR, а перпендикулярны и разнесенные на определенное расстояние.
Пример такого металлоискателя — Fisher Gemini-3.
(Данный принцип работы известен давно, с 30-х годов)

BFO-металлоискатели

Такие металлоискатели работают на принципе биений. Старя технология, использовавшаяся в 60-70-х годах.
Есть генератор частоты, есть входящая частота от цели. Производится сравнение 2-х частот. На основании этого делается вывод о наличии цели.
Частота данных приборов от 40 до 500кГц

Достоинства и недостатки различных принципов работы металлоискателей

BFO-металлоискатели — не высокая чувствительность, низкая стабильность, проблемная работа на минерализованных и влажных грунтах.
TR-металлоискатели — высокая чувствительность, хорошее различение металлов, хорошая балансировка по грунту. Недостаток — при увеличении глубины теряется чувствительность к мелким целям.
RF- металлоискатели — крайне слаба чувствительность к мелким целям. Применяется в глубинных металлоискателях.
PI-металлоискатели — нечувствительны к грунту, плохое распознавание целей, высокая энергозатратность.

Таким образом из всех перечисленных методов наиболее прогрессивным и современным является VLF.
Соответственно металлоискатели VLF могут быть , как процессорными, так и аналоговыми.

Еще о современных металлоискателях

Дата: Четверг, 12 Января 2017

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 одновременное использование нескольких слегка по-разному настроенных детекторов.

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 в детектор. .
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 сайтах. .

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 металлоискателя: полезные советы, советы экспертов и секреты инсайдеров 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, US Army AL&T, 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.