Как работает металлодетектор – Принцип работы металлоискателя, обзор технологий, характеристики. Классификация

Содержание

принцип работы, установка, настройка. Арочный металлодетектор :: BusinessMan.ru

В сфере безопасности достаточно давно применяются устройства, предназначенные для выявления металлических приборов. Сегодня даже существуют модификации с большим набором дополнительных и базовых функций. Рамка металлодетектора является одним из подобных устройств. Попробуем разобраться в том, что это за приборы, определим их принцип работы и прочие особенности.

Как работает арочный металлодетектор?

Эти устройства являются стационарными (готовыми или сборными) и отличаются высокой эффективностью обнаружения металлических предметов, проносимых сквозь них. По названию можно догадаться, что выполнены они в виде арки. Такая конструкция предусмотрена для того, чтобы человек смог легко пройти сквозь нее. Устройство сразу обнаружит металлические сплавы даже в слабопроводимых веществах: пластик, дерево, ткани.

Принцип работы рамки металлодетектора основывается на использовании радиоволн. Одна стенка генерирует и посылает радиосигнал другой стенке. Та его принимает и направляет обратно. Если на пути этих волн встречается какая-либо преграда в виде отражающего элемента (металла), то сигнал не доходит до другой стенки. Также сигнал может отразиться от металлического предмета и возвратиться быстрее, чем нужно. В любом случае при обнаружении преграды для сигнала сработает звуковая сигнализация.

После анализа радиоволн детектор может обнаружить предмет и показать его нахождение на мониторе. Подобные современные устройства имеют цифровое управление, программы, микропроцессоры. Их чувствительность может устанавливаться оператором по определенным параметрам. В рамках металлодетектора находятся специальные катушки, создающее сканирующее электромагнитное поле, параметры которого можно задавать.

Виды

Как минимум есть два вида арочных металлодетекторов: пассивные и активные. Первые могут обнаружить только изделия из черных сплавов, вторые обнаруживают даже цветные металлы, сплавы внутри багажа, под одеждой, на телах людей (и внутри них).

Модели могут отличаться многими параметрами. В частности, различаются они по следующими характеристиками:

  1. Внешнее оформление.
  2. Световая индикация.
  3. Порог чувствительности.
  4. Количество функцией.
  5. Сетевая работа.

Что касается функционала, то слабочувствительные установки способны обнаруживать только большие металлические предметы. Они могут выявить оружие, взрывчатки с металлическими поражающими элементами. Модели с повышенным порогом чувствительности способны обнаруживать мелкие элементы. Самые лучшие – гиперчувствительные. Эти детекторы обнаруживают любой металл массой от одного грамма. Естественно, чувствительность во многом определяет стоимость детектора.

Рамки металлодетекторов также разделяются по виду излучения, которое они генерируют. Есть модели:

  1. С импульсным полем. Сигнал прерывистый.
  2. С гармоничным полем. Сигнал постоянный (непрерывное излучение).

Первые являются более устойчивыми к разным вибрациям, следовательно, они надежнее. Большинство подобных устройств генерируют прерывистый сигнал. Детекторы с гармоничным полем хорошо защищены от помех, однако их качество немного хуже.

Устройство

Данный прибор является магнитной рамкой, по бокам и вверху которого находятся датчики, катушки (обмотки). Катушки служат источниками электромагнитных сигналов, которые формируют магнитное поле при подаче на них напряжения. В самой верхней части рамки металлодетектора находится панель управления со световыми индикаторами. В боковых стенках также есть светодиоды, однако это уже зависит от индивидуальности дизайна.

В конструкции принимают участие следующие элементы:

  1. Передающая катушка.
  2. Принимающая катушка.
  3. Узел контроля, который может находиться внутри или снаружи рамки. Обычно он установлен на панели сверху, хотя в некоторых моделях эта панель отсутствует для удобства установки в шлюзовых кабинах.
  4. Электронная начинка в виде процессора, разных микросхем.
  5. Автономные аккумуляторы или блок питания.

Сама арка подключается к блокам управления, компьютеру и питанию. Панель управления на лицевой стороне также имеет следующие элементы:

  1. Ключ блокировки режима «включено/отключено».
  2. Индикатор со светодиодами, который отображает сегменты, где обнаружен предмет.
  3. Клавиатура ввода для настройки рамки металлодетектора.
  4. Жидкокристаллическое табло.

Отметим, что в конструкции самыми важными элементами являются передающая и принимающие катушки. От их качества зависит эффективность работы устройства. Именно они генерируют электромагнитное однородное поле.

Эксплуатация

Есть определенные особенности эксплуатации этого оборудования. Если оно является слишком чувствительным, то в настройках выставляют параметры, при которых не будет реакции на слишком маленькие металлические предметы. В противном случае металлодетектор может пищать в случае обнаружения металлической молнии на куртке, заклепок на рубашке, зубных пломб, заколок в волосах.

Впрочем, если необходимо найти очень мелкие предметы, то чувствительность устройства повышают. Используют стационарные рамка металлодетекторов в пунктах досмотра с визуальным контролем обнаруженных предметов. Персоналу, который работает вблизи установки, рекомендуют носить одежду без металлических элементов.

Изначально детекторы имеют заводские установки и программы обнаружения оружия, а также предметов стандартных угроз. При необходимости их можно программировать для обнаружения предметов нестандартных размеров.

Правила установки

Установка рамок металлодетекторов начинается со сборки устройства по инструкции. Панели располагаются согласно схеме, каждая должна стоять на своем месте относительно центрального блока. В разъемы устанавливают центральный блок. Вся конструкция скрепляется болтами, которые обязательно есть в комплекте. Шнур питания обычно подключается к одной из боковых панелей. Туда же входит и сетевой шнур. Для удобства установки в некоторых моделях в обоих панелях имеется разъем для подключения провода электропитания.

В некоторых случаях если детектор устанавливаются близко к металлическим элементам (к примеру, к железобетонной стене, где есть арматура), то в настройках выставляют определенные параметры чувствительности, ведь находящийся рядом металл может создавать помехи. Затем с помощью ключа прибор включается, активируется самодиагностика, после чего он готов к работе.

Меры предосторожности

Стационарная или переносная рамка металлодетектора – это высокочувствительное оборудование, и при его использовании нужно придерживаться определенных правил. Во-первых, пространство в радиусе 3-4 метров от его установки очищают от металла, все силовые кабели электросетей убирают, рядом не допускается установка радиоприборов и т. д. Электродвигатели, трансформаторы и электрощиты тоже не могут находиться рядом. Лифты, турникеты или ворота рядом могут стать причиной помех.

Во-вторых, находящиеся рядом арочные металлодетекторы обязательно разделяют расстоянием и настраивают так, чтобы они не мешали друг другу. Место монтажа также влияет на чувствительность, и если она высокая, то количество ложных срабатываний может быть очень высоким. При низкой чувствительности и неправильной настройке и монтаже возможны несрабатывания.

Вред для человека

Отметим, что вредность рамки металлодетектора практически отсутствует. Электромагнитные поля для человека безопасны, даже если у него есть электростимулятор на сердце. Они безвредны для беременных, детей, не повреждают цифровые носители, карты с магнитными полосами. Впрочем, во многих аэропортах сотрудники аэропорта часто спрашивают у людей, есть ли у них электростимулятор на сердце, и если есть, то его досматривают вручную, не пропуская через детектор. Вполне возможно, что во многих местах используются старые установки, которые вредны для человека.

Плюсы применения

С помощью всего одной такой установки можно организовать проход для людей на различные мероприятия, события. Один детектор может обеспечить пропускную способность от 10 до 100 человек в минуту. Качественные устройства генерируют непрерывное и равномерное электромагнитное поле, которое точно определяет наличие металлических элементов, проносимых сквозь устройство. Некачественные детекторы могут оснащаться слепыми зонами, в которых мелкие предметы не обнаруживаются. Впрочем, большинство современных моделей гарантируют вероятность обнаружения металла с вероятностью 100%. Более продвинутые приборы могут даже опознавать предмет.

Также к плюсам можно отнести возможность эксплуатации такого оборудования на улицах при наличии влагозащищенного корпуса по стандарту IP55. Для помещений есть модели с защитой IP22.

Минусы

Что касается недостатков, то в первую очередь стоит выделить громоздкость и необходимость монтажа. Даже относительно компактные и мобильные арочные металлодетекторы необходимо доставить к точке назначения, произвести установки, найти источник питания для подключения. Если установка осуществляется на улице, то задача усложняется. Кроме монтажа необходимо также провести настройку, причем, правильно. Если неправильно задать параметры, то возможно большое количество ложных срабатываний или несрабатываний, что еще хуже.

Заключение

Теперь вы понимаете принцип работы рамки металлодетектора. Данное оборудование сегодня используется практически на всех инфраструктурных объектах: аэропортах, вокзалах и т. д. Его также применяют на различных предприятиях, заводах. При организации праздничных мероприятий или концертов охранные службы также устанавливают эти системы для обеспечения высокого уровня безопасности проведения концерта или праздника.

Подобные детекторы постоянно совершенствуются, появляются новые методы опознавания опасных проносимых предметов, оружия, разрабатываются новые алгоритмы работы, хотя принцип сканирования не меняется.

businessman.ru

Как функционирует рамка металлодетектора

Одним из наиболее применяемых средств защиты безопасности по-прежнему остаётся рамка металлодетектора, установленная на вокзале, в аэропорту. Как функционирует данный прибор, и почему мы, фактически, доверяем ему свои жизни.

Металлодетекторы используются в различных целях, что зависит от их типа. Детекторы широко применяют в системах безопасности – для обнаружения оружия и взрывчатки.

 
Характеристика металлодетекторов
Прибор металлодетектора создан для определения и классификации присутствующего металла. Рассмотрим характеристику металлодетекторов различных типов, среди которых выделяют: — простые, грунтовые металлоискатели; — полупрофессиональные; — профессиональные грунтовые; — металлодетекторы для поиска золотых самородков; — подводные; — глубинные; арочные (или рамочные) и ручные досмотровые металлодетекторы. Последние рассмотрим отдельно чуть позже.
Полупрофессиональные металлодетекторы функционируют по принципу применения многочастотного излучения. Они могут оперировать не только звуковой, но и визуальной информацией. На дисплее можно увидеть обнаруженный предмет с разграничением на цветной и чёрный металлы. Профессиональные грунтовые металлоискатели применяются для опытных поисков. Характеристика металлодетектора профессионального типа заключается в том, что он имеет многоголосую дискриминацию, многочастотную гамму поиска, много ручных и автоматических настроек. Прибор способен отличить цветной предмет от чёрного с точностью до 80%. Это дает возможность более точного поиска на местах, где много бытового железного мусора. Профессиональные металлоискатели при обнаружении сигнала используют визуальную, цифровую и звуковую сигнализацию. Такие металлодетекторы работаю по принципу цифровой обработки сигнала микропроцессором.
Глубинные металлоискатели представляют собой основательную поисковую технику, способную обнаружить объект на глубине до 2,5 метров. Объекты типа трубопроводов, металлических сооружений больших объемов, такой металлоискатель определяет до 6 метров. Однако объект, находящийся на малой глубине, такой тип детектора обнаружить не способен.  Такой тип металлодетектора не наделён функцией дискриминации, что ставит перед необходимостью выкапывать предмет.
Наиболее сложная техническая характеристика металлодетектора присуща пинпоинтеру, поскольку этот прибор нацелен на максимально точный поиск объекта. Точность определения местоположения предмета варьируется от 1 мм. Пинпоинтеры не наделены дискриминацией и предназначены для обнаружения внутри стенной проводки.

Рамка металлодетектора
Каков механизм работы рамки металлодетектора? Здесь придётся вспомнить кое-что из школьного курса физики. Внутри внешней поисковой катушки металлодетектора – передающей рамки — находится провод, по которому перемещается электрический ток, создающий электромагнитное поле. Направление движения магнитного поля изменяется с переменой направления движения тока. Любой металлический объект, находящийся рядом, от воздействия изменяющегося магнитного поля, начнёт продуцировать электрические токи. Наведённый ток, в свою очередь, создаст собственное магнитное поле, с направленностью обратной магнитному полю передатчика, чем и «обнаружит» себя. Внутри внешней рамки металлодетектора имеется ещё одна катушка, расположенная таким образом, чтобы максимально нейтрализовать влияние передающей катушки. Это называется приёмником. А вот поле от металлического предмета, оказавшегося поблизости, будет наводить в приемной катушке ток, который можно усилить и обработать электроникой, предварительно отделив от более мощного сигнала передатчика.
Принятый сигнал обычно улавливается с некоторой задержкой по сравнению с подачей излучённого сигнала. Это обусловлено тем, что проводящие материалы обладают свойствами сопротивляться как самому протеканию электрического тока, так и изменению величины уже протекающего в них тока. Эта задержка называется также «фазовым сдвигом». Максимальный фазовый сдвиг будут производить объекты, которые по большей части индуктивные — это большие, толстые предметы, сделанные из отличных проводников.
Важным критерием характеристики детектора является качество дискриминации – распознавание и классификация обнаруживаемых предметов. В рамках металлодетекторов, установленных на объектах для обеспечения трансбезопасности, этот критерий грает не последнюю роль. Поскольку прохожие и пассажиры могут проносить вполне «безобидные» металлические предметы, нельзя допускать лишней траты времени на обыск человека.

Досмотровые металлодетекторы
Оборудование для обнаружения металлических предметов при личном досмотре человек — досмотровый металлодетектор – знаком  каждому, кто хоть раз проходил в ночной клуб. Такие детекторы используются сотрудниками правоохранительных органов, таможни, военными и службами охраны и безопасности. Ведение самой процедуры осмотра входит в должностные обязанности охранника. Некоторые досмотровые металлодетекторы можно настраивать на обнаружение предметов различных размеров, даже совсем мелких.Факт обнаружения металлических предметов в зоне контроля металлоискателя осуществляется звуковым, световым или вибро-сигналом.

 

secandsafe.ru

Как это работает? | Рамки металлодетектора

Металлодетектор — это электрический прибор, который позволяет обнаруживать металлические предметы в нейтральной или слабопроводящей среде за счёт их проводимости. Для обеспечения безопасности при входе в места массового скопления людей, например, в здание вокзала или на концерт, каждый человек должен пройти через рамку металлодетектора, а все личные вещи подвергаются сканированию посредством интроскопа, о котором мы рассказывали на прошлой неделе. Как же работает рамка металлодетектора — об этом в сегодняшнем выпуске!

Современные арочные металлодетекторы или рамки являются импульсно-индукционными. Конструкция такого устройства подразумевает наличие одной или нескольких катушек индуктивности в качестве приемников и передатчиков сигнала. Система пропускает через катушки мощные короткие электрические импульсы. Каждый импульс, в свою очередь, генерирует магнитное поле. Когда импульс заканчивается, магнитное поле меняет свою полярность на противоположную и резко затухает. Это вызывает новый электрический импульс в катушке, именуемый «отраженным импульсом». Его продолжительность очень мала и составляет несколько десятков микросекунд. Затем на катушку подается новый электрический импульс, и процесс повторяется. В зависимости от технических характеристик металлодетектора на катушку может подаваться от 25 до 1000 импульсов в секунду.

Если в рамку металлодетектора поместить металлический предмет, импульс создаст противоположное магнитное поле в самом предмете. Это сделает отраженный импульс катушки на несколько микросекунд длиннее. Длину отраженного импульса в металлодетекторе анализирует специальная схема. Она сравнивает фактическую продолжительность импульса с ожидаемой и определяет, вызвано ли это другим магнитным полем. Если отраженный сигнал длится дольше обычного, это указывает на наличие поля металлического предмета. Схема посылает сигнал на интегратор, который преобразует его в напряжение постоянного тока. Напряжение, в свою очередь, подается на аудиосхему и генерирует звуковой сигнал, который оповещает сотрудников службы безопасности о наличии металлического предмета. От ложных срабатываний рамки металлодетектора защищает специальный алгоритм подавления электромагнитных помех.

Рамки металлодетектора бывают однозонными и многозонными — имеющими несколько катушек, расположенных на разной высоте. Многозонные рамки, в отличие от однозонных, позволяют определять приблизительное местонахождение металлических предметов и их высоту над землей. При этом они показывают, с какой стороны и в районе какой части тела человека находится обнаруженный предмет. Если спрятано более одного металлического предмета, то каждый из них будет обнаружен с указанием местоположения.

hi-news.ru

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 аналогвых 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 металлоискателй 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 явялется 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

xn--80akhakibjj5an6j.xn--p1ai

история изобретения. История происхождения металлоискателя.


• Начало

В начале детекторы металла, не могли обнаружить любую вещь глубже, чем на один дюйм (2.54 сантиметра). С течением времени изобретатели узнавали больше, возможности металлоискателей значительно улучшились.

2 июля 1881 года, американский президент Джеймс Гарфилд был ранен выстрелом в спину, пулю пытался обнаружить изобретатель Александр Грэхем Белл с помощью одного из первых оригинальных металлодетекторов.

В 1925 году Жерар Фишер был первым человеком, который подал заявку и получил патент на первый портативный инструмент, известный как детектор металла. Это была обновленная версия прибора, который использовал Александр Грэхем Белл. Металлоискатели имеют множество применений. Они даже используются в медицине, что бы найти металлы в организме человека, также в военных целях для оказания помощи в процессе обнаружения мин. Применяются в целях безопасности в аэропортах, залах суда, тюрьмах, почтовых отделениях и других зданий, требующих высокой безопасности, чтобы найти холодное оружие, пистолет или ножи. Шахтеры и старатели также ведут некоторые работы при помощи металлодетектора. Строительство является еще одной областью, в которой детектор металла очень приветствуется. В этом случае металлоискатели нужны для поиска стальной арматуры в балках, для нахождения металлических труб и проводов. Археологи, также используют детекторы металла, для обнаружения артефактов.

Многие люди стали интересоваться металлоискателями, в течение последних нескольких десятилетий. Это стало очень популярным хобби, во всем мире. Люди применяют металлоискатели на пляже в надежде найти деньги, драгоценности, старинные монеты, золото и многие другие неоткрытые клады. Металлоискатели также стали очень популярны среди пенсионеров.

Ценовой диапазон очень велик от 200 до 100 тысяч долларов. Даже есть более дешевый вариант для детей, я думаю, это большой урок для них. Во время занятий дети весело и непринужденно узнают о металлах и их особенностях. Детектор металла очень полезное изобретение в нашем обществе. Многие отрасли промышленности используют это изобретение, чтобы сэкономить много ценного времени, и сделать их работу намного проще.

Все знают про охотников за золотом, им очень сильно помогло развитие высокотехнологичного оборудования, при поиске драгоценных металлов. Усовершенствование металлоискателей помогло избежать нежелательных раскопок и дает возможность обнаружения даже золотой пыли. Однако очень сложно установить какой металлоискатель был первым, так как в одночасье, в разных точках мира разные люди разрабатывали приборы для обнаружения металла. 


• Родоначальник

Если все-таки и можно рассматривать какое-то одно конкретное лицо в качестве изобретателя металлоискателей, я думаю, что это английский геолог и горный инженер Фокс. Это он первым обнаружил, что электричество может поступать через металлические руды, а также твердые металлические предметы. Таким образом, где-то в 1830 года он разработал простой локатор металла, который состоял из батареи, нескольких металлических прутьев и подходящей длины провода. Его первый метод обнаружения металла заключался в следующем: один металлический стержень будет лежать в земле, где может находиться руда, его подключают к одной клемме аккумулятора. Другая клемма аккумулятора была связана с плавающим проводом. Другие металлические прутья были вбиты в землю в нескольких различных точках и последовательно касались плавающего провода. Там где были искры, свидетельствовало, о том, что металл присутствовал. Около 1870 года, это устройство было изменено до двух стержней изолированных друг от друга, провод подключен через батарею и погружался в землю. Когда был установлен контакт с металлической рудой, самородком или металлической трубой, раздавался звонок, что указывает на наличие проводящих объектов.


Теория электромагнетизма
Теорию электромагнетизма впервые продемонстрировали независимо друг от друга американец Джозеф Генри и Майкл Фарадеем в Англии в 1831 году. Генри вскоре успешно экспериментировал с электромагнитной индукцией и самоиндукцией, что было основой для телеграфной, телефонной и радио связей. Он повысил качество экспериментов по индукции с помощью плоской спирали изолированного провода, первой катушки.

Влияние, оказываемое на индукцию металлических масс является предметом многочисленных экспериментов различных исследователей, как принцип балансирования эффектов индукции по одной части контура равные и противоположные эффекты, на другую часть. Самая ранняя форма индукции баланса для этой цели, была разработана в Германии профессором Дав в 1841 году. Примерно в то же время, аналогичный аппарат был самостоятельно разработан в Америке профессором Генри Роуландом.

Индукционный баланс

Английский знакомый Белла, профессор музыки Даниэль Хьюз, экспериментировал с индукционным балансом в 1878 году и продемонстрировал в июле 1879 наиболее перспективное расположение для индукционного баланса с помощью четырех катушек, с помощью своего нового запатентованного электрического микрофона и тикающих часов, в ящике электрические помехи в цепи, в котором две основные катушки и две подобные катушки подключены к телефону с наушниками. Когда металлический предмет находился около одной пары катушек, баланс нарушался, и тиканье часов было слышно в телефоне.

Когда Белл вернулся в Америку, он опубликовал «новые методы изучения полей с индукцией из плоских спиралей» в августе 1879 года, по просьбе Гардинера Хаббарда, который видел в этом один из возможных путей для выявления ценных металлических скоплений в земле.

В 1879 году профессор Д. Хьюз продемонстрировал Королевскому обществу в Лондоне индукционный баланс (IB). Его целью было изучение молекулярной структуры металлов и сплавов. Однако, Хьюз и создатель инструмента Уильям Гровс, вскоре признали потенциал IB как металлолокатор, и некоторые из них стали поставлять в различные больницы Лондона для обнаружения металлических предметов в человеческих телах. Королевский монетный двор стал использовать индукционные весы для проб металлов и выявления подделок.

Известный американский изобретатель Джордж Хопкинс применил IB для обнаружения металлических руд, сундуков с сокровищами и тому подобного. В самом деле, индукционный баланс составляет основу большинства детекторов металла, которые мы используем сегодня.

11 июля 1881 года, Джордж Хопкинс опубликовал в американском журнале Scientific American (Научная Америка) свои научные результаты с помощью усовершенствованных методов индукционного баланса, на Нью-Йорк Хьюз кафедре. Белл, при содействии Самнера Тейнтера, связался с Хопкинсом и вместе с Хьюзом, Ровландом, и Джоном Троубридж из Гарварда, скооперировались чтобы помочь построить устройство для обнаружения пуль. Они экспериментировали с различными катушками индукционного баланса, с длинной и диаметром катушек, батарей, и наконец, добавили конденсатор в цепь.

Дальнейшее развитие
В феврале 1887 года, Джон Гирнер из Нью-Йорка, который слышал о машине Белла пять лет назад, опубликовал результаты своих экспериментов с расположением металлических масс в теле человека. Его аппарат состоял из батареи с шестью клетками, обычного прерывателя с перерывами около 600 импульсов в секунду. Изучаемые катушки были помещены в деревянные рамы, которые он назвал «Explorer», и другие катушки называемые «Настраиваемые катушки». Пулю обнаружить в теле человека стало легче, чем в земле.

На рубеже веков, капитан Мак Эвой, который экспериментировал с аппаратом Юза, уменьшил детектор металла и разработал электрический подводный детектор. Портативный, запечатанный воском металлоискатель, содержал настройки катушки, прерыватель, телефон с наушниками, две ячейки вольтовой батареи, которые могут заменяться малыми магнитоэлектрическими машинами переменного тока. Изолированный кабель подключается к паре катушек. Резиновые шайбы, винты из слоновой кости, эбонитовые ручки были использованы для ограничения срабатывания на них как на металл. При поиске металлоискатель опускали в воду и ходили, или тащили по дну, в момент, когда попадались металлические предметы, такие как торпеды, в цепи нарушался индукционный баланс возникал звук в телефонной трубке, очень слабый, со временем нарастая, до тех пор, пока не становился громче и яснее. Единственным недостатком было то, что если металл лежал непосредственно под катушкой, его не возможно было определить.

За это время, Джордж Хопкинс, который продолжал свои исследования, изобрел электрический искатель руды при использовании индукционной катушки, а не индукционного баланса, в его установке катушки были перпендикулярны друг другу. Он отметил, если большие катушки, то больше ток, тем больше глубина проникновения. Обычные 6 «или 8» катушки могут обнаружить минералы, расположенные вблизи поверхности в нескольких сантиметрах.

Во время Первой мировой войны некоторое внимание было уделено обнаружению бомб, но никаких записей об используемых инструментах не было обнаружено в ходе исследования для этой статьи. В 1915 Гуттон во Франции экспериментировал с таким устройством, но не смог получить стабильной работы прибора. Его аппарат состоял из двух трансформаторов в виде 5» катушки и связан с мостовой схемой Максвелла. В 1922 году США Бюро Стандартов опубликовало «Индукционный баланс для обнаружения металлических тел» после экспериментов с аппаратом Гутонна и Андерсона и их мостовой схемы.

21 июня 1902 года, в Лондоне Поисковая Компания «Электрические руды» подала заявку на патент в управление на совершенно новый тип детектора металла. Это был очень продвинутый инструмент для своего времени, имея диапазон в сто ярдов (91.44 метра). Он работает следующим образом: батарея поставляет ток в генератор высокого напряжения. С помощью моторизированного контакта-выключателя ток прерывался для достижения сигнала звуковой частоты, который в свою очередь подавался на два датчика, которые загонялись в землю. На основе электропроводимости грунта в данном месте можно было судить о наличии металлических предметов (сейчас поэтому принципу работает электроразведка).

Эта компания также разработала подводный детектор типа копья, который использовался для поиске золотых слитков при крушении лайнера LAURENTIC, который был торпедирован во время Второй мировой войны. При помощи дискриминации детектор мог различать золото и другие металлы. К сожалению, этот патент сохранился до наших дней, в очень кратком изложении и без иллюстраций, поэтому у нас нет полной информации о том, как этот детектор работал.

Компания Чикаго приняла иной подход к обнаружению металла, и на основе их документа по принципу Уитстона, это мост с двумя земляными зондами в качестве датчиков. Аналогичный принцип применил другой американский изобретатель Фред Х. Браун, который, в одном из своих патентов, на самом деле указывает пригодность детектора для поиска кладов.

Возраст

В начале 1924 года, Даниэль Чилсон в Лос-Анджелесе изобрел и запатентовал электромагнитный детектор, известный как «радио» детектор. Его аппарат, использовал новые частоты цепи которые стали известны как Чилсон-мост.

Первый успешный поиск клада с «фиолетовым лучом» или «радио» детектором, провел Джеймс Янг, об этом событии напечала газета New York Times в 1927 году. Поиск был спровоцирован американским и двумя английскими авантюристами с четырехлетней правительственной лицензией на Панамском перешейке. Они нашли золотые цепочки, драгоценные камни и слитки из пиратского клада.

Мистер Янг продолжал сообщить в течении нескольких лет, что есть ещё затонувшие сокровища, но они находятся очень глубоко. Он хотел организовать поиски потерянных сокровищ в больших масштабах. Использование радиоаппаратуры, приносило успех там, где люди искали напрасно в течение двух столетий и больше, и он предсказал, что дальнейшие успехи в поиске кладов будут только с применением новых радио-искателей сокровищ, и несомненно, приведут к интенсивному поиску в Восточной Индии, Флориде и побережье Мексики.

По-видимому, первую книгу по металлопоиску написал Roy J Santschi «Современное предугадывание с ивовой лозой»: строительство и эксплуатация электрических металлоискателей, напечатанная в 1927. Она оказалась настолько популярной, что её переиздали в 1931 году.

С очень быстрым развитием беспроводных методов во время Второй мировой войны, применение этой технологии (металлопоиск) было естественно, ее адаптировали для разведки в локационном оборудовании. Один из первых пионеров использовал эту технологию для обнаружения клада, это был англичанин Джордж Уильямс, который был радистом на борту корабля RACER, он поднимал золото с потерпевшего крушение лайнера LAURENTIC. Будучи хорошо знаком, с беспроводной техникой, и увидев несколько примитивных локаторов, то он решил, что он может улучшить существующие технологии проектирования Радио-локации (так металлоискатели были известны в то время).

В книге, «копать пиратские сокровища», автор утверждает, детектор металла это собственное изобретение Уильямса он использовал его, в Панаме, это давало большое преимущество. Автор рассказывает, что Уильямс обнаружил некоторые прекрасные вещи, в том числе золотые горшки, подсвечники, серебряные колокольчики и много других исторических артефактов, например шарик из золота диаметром в семь дюймов (17.78 сантиметра), с крестом на вершине и золотыми листьями внизу.

7 января 1928 года лондонская газета Таймс сообщила, что Уильямс нашел «алтарь золота в два фута» (60.96 см). Он также описывает детектор металла Уильямса, как приемо-передающий инструмент, работающий на радио частоте. Уильямс, с локатором, прибыл в Панаму в июле 1925 году, следовательно, он, безусловно, был одним из пионеров TR техники.

Примерно в то же время, Компания Лос-Анджелеса разработала крупномасштабный аппарат для разведки металла, который работал на пятидесяти килогерцах.

Около 1926 года, журнал о науке и изобретениях опубликовал статьи под названием, «Радио исследование золота». К середине 1930-х годов, было обилие локаторов для нахождения золота и сокровищ. Наиболее известные это: Альфа Джорджа Махер, Terrasearch от Engineering Research Corporation, Radioscope по Goldak, Inc, и, конечно, Metalloscope от Герхарда Фишер.

В 1930 году Теодор Теодорсен, физик Национального консультативного комитета по аэронавтике, сообщил, что новый «инструмент для обнаружения металлических тел в недрах земли» был разработан в лаборатории Лэнгли. Он служил для немедленного местонахождения неразорвавшихся бомб, которые падали с самолетов во время стрельбы рядом с Сиплейн в Лэнгли, штат Вирджиния. Новый «детектор» удачно распознавал основное количество бомб похороненных на этой территории.

Примечание автора: В этой статье я попытался дать историческое развитие обнаружения металла в течение первых 100 лет, при использовании электричества и электроники для этой цели, хотя были и другие устройства: механические (погружаемые иглы / шахтерские компасы) или физические (маятники /стержни), они были в использовании несколько сотен лет назад. Я опирался на справочники доступные на эту тему, патенты и статьи, опубликованные в других местах, чтобы получить необходимую информацию. Однако есть большие пробелы в моих знаниях, так как до конца не известна, точная дата изобретения металлоискателя.

Металлоискатель это
Металлоискатель это измерительный прибор, который может обнаруживать металл на основе электропроводимости, индуктивности и магнитных свойств металлов.
Синонимы: металлоискатель, металлодетектор, детектор металла, миноискатель, металошукач, шукач металу, локатор металла.

Простейшая форма металлодетектора состоит из генератора, который производит переменный ток, проходящий через катушку переменного магнитного поля . Если электропроводящий металл приблизить близко к катушке, вихревые токи будут наводиться в металл, это создает переменное магнитное поле в металле. Используя другую катушку для измерения магнитного поля в возбужденном вихревыми токами металле, можно обнаружить металл.

Первый промышленный металлоискатель был разработан в 1960-х годах, и широко использовались в горной промышленности и при других специальных работах. Металлоискатели используют: при разминирование (обнаружение мин), для обнаружения оружия, такого как ножи, ружья, пистолеты и т. д., особенно в аэропортах, в геофизической разведке, археологии и поиске кладов. Металлодетекторы также используються для обнаружения инородных металлических тел в пищевых продуктах, и в строительной промышленности для обнаружения арматуры в бетоне и трубопроводов в стенах и т.д. На рисунке слева — солдат армии США использует металлоискатель для поиска оружия, боеприпасов в Ираке.

История развития

К концу 19 века многие ученые и инженеры использовали свои растущие знания по электрической теории в попытке разработать прибор, который бы точно находил метал. Использование таких устройств нужно, чтобы найти залежи руды, это даст огромное преимущество шахтеру, который использовал его. Немецкий физик Генрих Вильгельм Дав изобрел систему баланса индукции, которая была включена в металлоискатель сто лет спустя. Первые машины были грубые, расходовали много энергии и работали только в очень ограниченной степени. Знаменитый основоположник телефонии в США — Александр Грэм Белл использовал такие устройства, чтобы попытаться найти пулю застрявшую в спине американского президента Джеймса Гарфилда в 1881 году. Попытка была неудачной, потому что металлоискатель Белла не мог обнаружить маленькую пистолетную пулю в глубокой ране (есть разные версии этого события).

Современные события

Современное развитие детекторов металла началось в 1920-х годов. Герхард Фишер разработал систему радиопеленгации, которая должна была быть использована для точной навигации. Система работала очень хорошо, но Фишер заметил, что в местах, где были рудоносные породы, наблюдалась аномалия. Он считал, что если радио сигнал может искажаться от металла, то возможно усовершенствовать машины для поиска металла, используя зондирующую катушку на радио частоте. В 1925 году он подал заявку, и ему был предоставлен, первый патент на металлоискатель. Однако, был еще один изобретатель, лейтенант Йозеф Станислав Косаки, польский офицер проходивший службу в части, расположенной в Сент-Эндрюс, Файф, Шотландия. Станислав Косаки в первые годы Второй мировой войны, разработал миноискатель. Он был тяжелым, работал на вакуумных лампах и требовал отдельных батарей.

Конструкция, изобретенная Косаки, широко использовалась, во время обследования немецких минных полей во время второй битвы при Эль-Аламейн, когда фельдмаршал Монтгомери отправил 500 единиц приборов, чтобы очистить минные поля после отступающих немцев, а затем использовать во время вторжения союзных войск в Сицилии, вторжения союзных войск в Италии и вторжения в Нормандию. Потом было военное исследование операций, чтобы создать и усовершенствовать дизайн и работу детектора металла. Косаки создал первый практический миноискатель для военных нужд, конструкция детектора держалась в секрете более 50 лет.

После войны было много излишков миноискателей на рынке, они были скуплены реликтовыми охотниками, которые использовали их для развлечения и в личных целях. Это помогло превратить обнаружения металла в хобби.

Дальнейшие усовершенствования
Многие производители этих новых устройств, привезли с собой свои собственные идеи. Прорыв электроники Орегон начался с 50-х годов путем создания машины под названием Oremaster счетчик Гейгера. Еще один лидер в технологии детекторов был Чарльз Гаррет, который впервые использовал BFO (генератор частоты биений) машины. С изобретением и развитием транзисторов в 50-х и 60-х, производители и дизайнеры металлодетекторов сделали приборы легче и улучшили схемы, работающие на малых аккумуляторах. Компании США и Англии соперничали во всем, на поставку и растущий спрос.

Современные топ-модели полностью компьютеризированы, используют технологии интегральных схем, чтобы позволить пользователю установить чувствительность, дискриминацию, отслеживать скорость, порог, объем, режекторные фильтры, и т.д., и держать эти параметры в памяти для дальнейшего использования. По сравнению с всего лишь десятью годами назад, детекторы стали легче, глубже ищут, используют меньше энергии аккумулятора и дискриминация лучше.

Портативные или грунтовые металлодетекторы используют археологи и искатели сокровищ , чтобы найти металлические предметы, такие как ювелирные изделия, монеты, пули, и другие различные артефакты скрытые неглубоко под землей.

Крупнейшие технические изменения в развитии детекторов металла — системы индукционного баланса. В этой системе участвуют две катушки, которые были электрически сбалансированным. Когда металл был поблизости, они становились несбалансированными. Что позволило детекторам различать металлы, что каждый металл имеет различные фазы реакции под воздействием переменного тока. Ученые давно знали об этом факте, на основании этого были разработаны детекторы, которые могут выборочно обнаружить желательный металл, игнорируя при этом нежелательные.

Даже с дискриминацией, не удавалось избежать нежелательных металлов, поскольку некоторые из них имеют схожие ответы фазы например: фольга и золото, особенно в форме сплава. Таким образом, при неправильной настройке определенных металлов увеличился риск утери более ценной находкой. Другой недостаток дискриминации в том, что они снизили чувствительность приборов.

Катушки новой конструкции Дизайнеры также опробовали инновационные проекты при разработке катушек. Оригинальный индукционный баланс катушки это система, которая состояла из двух одинаковых катушек расположенные друг над другом. Две катушки в форме D, установленных спина к спине в форме круга. Эта система была широко использована в 1970-х годов, и как концентрические, так и D типа или widescan (широкосканируемый) нашли своих поклонников. Еще одним событием стало изобретение детекторов, которые могут свести, на нет влияние минерализации в земле. Это дало большую глубину, но без режима дискриминации. Приборы работают лучше на более низких частотах, чем те, которые используются от 3 до 20 кГц. Многие детекторы в 1970-х годов имели переключатель, который позволял пользователю переключаться между режимами дискриминации и режимом «все металлы». Позже переключение стало автоматическим. Развитие детектора баланса индукции, в конечном счете, привело к изобретению детекторов движения, которые постоянно проверяют и балансируют фон минерализации.

Снова импульсная индукция

В то же время, разработчики работали над другой техникой, обнаружение называется импульсной индукцией. В отличие от индукционного баланса машины, которые использовали равномерный переменный ток на низких частотах, машины с импульсной индукцией просто уводили импульс высокого напряжения сигнала в землю. При отсутствие металла, «всплеск» распадался с равномерной скоростью, и время, которое требовалось, чтобы вольт упал до нуля может быть точно измерено. Однако если металл присутствовал, малый ток пройдет через метал, и временное напряжение упадет до нуля. Эти временные различия были в миллисекундах, но улучшения в области электроники позволили измерить их точно и определить наличие металла на нужном расстоянии. В этих новых приборах было одно главное преимущество: они были совершенно невосприимчивы к воздействию минерализации, кольца и другие украшения, теперь могут быть расположены даже в высоко минерализованных почвах.

Археология

В Англии и Уэльсе владение детектором металла является законным при условии, что разрешение предоставляется губернатором, в области которая не является древним памятником, участком особого научного интереса (УОНИ), или на покрытиях с агроэкологическими схемами.

О находках, которые подпадают под определение сокровища, должны сообщать следователю на месте.

Шотландия: Ситуация в Шотландии очень отличается. В соответствии с принципом шотландцев закон бесхозяйного имущества, Корона имеет претензии в отношении любого объекта из любого материала, где первоначальный владелец не может быть прослежен. Любой найденный артефакт, будь то металл или археологические раскопки, обследованные при помощи металлодетектора, должны доводиться до Короны через Сокровищницу консультативной группы в Национальном музеи Шотландии. Затем группа определяет, что будет с артефактами. Отчетности не является добровольным, и недонесение об открытии исторических артефактов является уголовным преступлением в Шотландии.

Как хобби

Есть четыре основных типов любительской деятельности, связанной с металлоискателями: Монетопоиск — нахождение монет после событий с участием многих людей, как бейсбольный матч, футбол или просто нахождение любых старых монет. Человек который ищет монеты будет тратить часы, дни и месяцы, делая исторические исследования, чтобы найти давно потерянные коллекционные монеты, определить их происхождение и реальную стоимость.

Поиск ценных металлов, как золото и серебро в их естественной форме, такие как самородки или хлопья.

Общий поиск металла очень похож на монетопоиск за исключением того, что металлодетектор находит металлы любого типа от исторических артефактов до металлолома. Опытные люди с металлоискателем могут находят: монеты, пули, пуговицы, топоры и пряжки — это лишь некоторые из элементов, которые обычно встречаются у реликтовых охотников, в общем потенциал намного больше, в Европе и Азии, чем во многих других частях мира. Более ценные находки в Великобритании — стаффордширский клад из англо-саксонского золота, продан за 3285000, золотые кельтские Ньюарк Торк , Ringlemere Кубок , Запад Багборо клад , Милтон Кейнс клад , Роман Кросби Гарретт шлем , клад Стирлинга , клад Коллетт и тысячи небольших находок.

Поиск на пляже — потерянные монеты или драгоценности на пляже. Поиск на пляже может показаться простым, но, многие пляжные поисковики также знакомы с приливами и отливами, движениями песков и глины, и эрозией металла на пляже. Есть два основных метода для пляжного поиска. Первый называется «линейный поиск». Например, вы начинаете от береговой линии, прохождение начинается вниз к берегу, двигаясь понемногу в сторону, и процесс повторяется. Следующий метод называется «случайный поиск». Случайный поиск, когда вы ходите по пляжу, нет шаблона для поиска, надеясь на удачу и внутреннее чутьё.

На территории Соединенных Штатов, Великобритании и Канады существуют клубы для любителей пляжного поиска с металлоискателем, обучения у других более опытных товарищей, для показа и опознания находок.

Досмотр
Серии угонов самолетов привели финскую компанию Outokumpu к модернизации металлодетекторов, они были по-прежнему размещены в больших цилиндрических трубах, в целях сканирования авиапассажиров. Развитие систем досмотра большого потока пассажиров для обнаружения у них предметов повышенной опасности, такие как ножи, шила, пистолеты – продолжается. Была создана выделенная система и фирменные металлодетекторы, такие как CS5000 и стали выглядеть в форме прямоугольного козлового (арочного) металлоискателя, которые сейчас стоят в аэропортах. В этих системах, используются импульсные металлоискатели переменного тока, дизайн катушек и электроники продвинулся вперед для улучшения дальности обнаружения этих систем. В 1995 году у систем, таких как Garrett CS5000 появилась возможностью указывать приблизительную высоту металлического объекта над землей , что позволяет быстрее найти источник сигнала. Меньшие, ручные металлодетекторы используются для более точного обнаружения металлических предметов на человеке или в его багаже.

Так звучала реклама того времени «Для исключения контрабанды оружия в тюрьмах установите новое секретное оружие — детектор металла!» Как только человек с ружьем проходит между двух электромагнитов установленных на стенах, он предупреждает светом и зуммером, что человек несёт на себе метал.

kladoiskatel.net

Принцип работы арочных металлодетекторов — Строительное оборудование

Что представляет собой арочный металлоискатель?

Арочные металлодетокторы – это стационарные устройства, предназначенные для обнаружения любых металлических предметов, проносимых сквозь них. Обычно они устанавливаются на таких многолюдных объектах, как вокзалы, аэропорты, магазины, промышленные производства, клубы, а также в прочих местах, где необходимо осуществление постоянного контроля проходящего потока людей.

Например, в любом современном аэропорту перед посадкой каждый пассажир обязан пройти через такой рамочный металлоискатель, а весь багаж должен быть просвечен рентгеновским аппаратом. Практически, все используемые в аэропортах рамочные металлодетекторы являются устройствами импульсно-индукционного типа.

Принцип работы таких устройств несложен. Их функционирование основано на использовании радиоволн. Одна из стенок устройства посылает сигнал по направлению к другой стенке, которая этот сигнал принимает и затем возвращает обратно. Как известно, радиоволны через металлические предметы не проходят.

При встрече с таким предметом, расположенным на теле человека, проходящего сквозь арочный металлоискатель, одна из радиоволн отражается от него и возвращается обратно быстрее, чем остальные волны. Прибор фиксирует время отражения сигнала и при изменении временного промежутка срабатывает сигнальное устройство.

Современные арочные металлодетекторы поддерживают цифровое управление при помощи специальных микропроцессоров, что обеспечивает высокую чувствительность этих устройств в расширенном диапазоне.

Существуют 2 разновидности арочных металлодетекторов:

• Пассивные. Устройства такого типа способны обнаружить только черные металлы.

• Активные. Умеют обнаруживать также и изделия из большинства цветных металлов, поэтому широко используются для поиска предметов из металла в одежде, а также на телах людей.

Особенности настройки рамочного металлодетектора

Как правило, уровень чувствительности прибора устанавливается таким образом, чтобы устройство не реагировало на слишком мелкие металлические предметы, в противном случае он подавал бы сигнал после обнаружения заклепок и молний на джинсах, металлических пломб в зубах, заколок в волосах и пр. Столь небольшое снижение чувствительности устройства никак не отражается на эффективности его работы и на обнаружении им более крупных металлических предметов, способных нести угрозу.

02.12.2013

lakkk.com

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

libk.ru