Принцип действия металлоискателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Полезные определения

Динамический режим работы предусматривает непрерывное движение поисковой головки (катушки). Реакция прибора будет наблюдаться только при пронесении головки над металлом. Если головку остановить над объектом - реакция пропадет.

Статический режим работы - такой режим, при котором реакция прибора будет сохраняться, пока головка находится над объектом. При этом не важно, движется она или нет.

Псевдостатический режим работы - динамический режим с очень медленной подстройкой порога. То есть, если головку долго держать над объектом, произойдет подстройка прибора под этот объект и реакция пропадет. При удалении головки от объекта начнется обратная подстройка той же длительности. В компьютеризированных приборах процессами подстройки порога управляет микропроцессор, поэтому скорости подстройки при приближении и удалении от объекта могут быть разными. В обычных приборах с псевдостатикой для быстрого восстановления порога при удалении катушки от объекта служит кнопка RETUNE.

VCO-режим - зависимость не только громкости звука, но и его тона (частоты) от величины и глубины объекта. Обостряет реакцию человеческого уха на слабые изменения в принятом от объекта сигнале.

Порог (пороговый тон) - слабый звуковой тон, слышимый в динамике прибора или наушниках при отсутствии металлических объектов вблизи головки. Пороговый тон имеют как приборы, имеющие режим поиска всех металлов, так и приборы со статическими режимами поиска. По этому тону можно судить о работоспособности металлоискателя и изменению минерализации грунта. В большинстве приборов пороговый тон регулируется.

Режекция - отсутствие звукового сигнала (игнорирование) для определенного вида объектов.

Основные принципы построения металлодетектора: достоинства и недостатки

Принципов, по которым строят металлодетекторы, известно несколько. Вот основные три.

BFO (Beat Frequency Oscillator - генератор биений, зависимый генератор) - сложение колебаний двух высокочастотных генераторов и выделение разности их частот, лежащей в звуковом диапазоне. Если поблизости от поисковой катушки появляется металлический предмет, изменяется частота сигнала одного из генераторов, а с ней и высота слышимого звука. Т. е. работают на основе определения малых изменений индуктивности поисковой катушки под воздействием железных предметов. Характеризуются низкой чувствительностью.

TR/IB (Transmit-Receive/Induction Balance - передача, прием и баланс индукции) - в датчике устанавливают две катушки, передающую и приемную. Присутствие металла изменяет индуктивную связь между ними, что влияет на принимаемый сигнал.

PI (Pulse Induction - импульсная индукция) - передачу ведут импульсами, форма и амплитуда принимаемых сигналов зависят от наличия металлических объектов вблизи катушек детектора.

Напротив, импульсные детекторы имеют много достоинств:

• самые чувствительные среди всех детекторов, которые в современное время имеются;
• малочувствительны к влиянию земли;
• имеют простую конструкцию.

При их работе используются магнитные импульсы, способные наводить ток во всех металлических предметах, попадающих в магнитное поле. В перерывах между импульсами, приемник принимает отклик, который усиливается и обрабатывается электронной частью.

При своих неоспоримых достоинствах они имеют и недостатки:

• для их работы нужны мощные аккумуляторы;
• они крайне чувствительны к мелким железным предметам.

С середины 90-х годов многие импульсные металлодетекторы стали снабжаться дискриминатором.

Металлодетекторы с уравновешенной индукцией стали стандартными детекторами для всеобщего использования. В поисковой головке у них расположены две катушки, одна из которых наводит переменное магнитное поле. Другая катушка расположена так, что поле в нормальном состоянии вокруг нее уравновешено, а на ее выходе нет никакого электрического сигнала.

В действительности в приемной катушке имеется так называемый остаточный сигнал, обусловленный не идеальностью конструкции. Металлические предметы, которые приближаются к катушкам, изменяют конфигурацию этого поля, разбалансируют систему. В результате - на выходе приемной катушки появляется сигнал. Этот сигнал можно усилить и информировать оператора о находке.

Современные металлодетекторы, использующие этот принцип, имеют мощную электронику, обрабатывающую сигнал и дающую оператору массу дополнительной информации, например:

• относительную удельную проводимость металла;
• глубину залегания и т. д.

Каждому принципу свойственны специфические достоинства и недостатки. Поэтому в дорогих и сложных детекторах, способных определить не только наличие, но и вид металла, комбинируют все три.

Функционирование металлоискателя

При включении металлоискателя в поисковой катушке создается электромагнитное поле, которое распространяется в окружающую среду:

• земля;
• камень;
• вода;
• дерево;
• воздух.

На поверхности металлов, попавших в зону действия поисковой катушки, под действием электромагнитного поля возникают вихревые токи. Эти вихревые токи создают собственные встречные электромагнитные поля, приводящие к снижению мощности электромагнитного поля, создаваемого поисковой катушкой. Это фиксируется электронной схемой прибора.

Кроме того, вторичное поле искажает конфигурацию основного поля, что также улавливается прибором.

Электронная схема металлоискателя обрабатывает полученную информацию и сигнализирует об обнаружении металла.

Вихревые токи образуются на поверхности любых металлических объектов или электропроводящих минералов. Определение металла в объекте основано на измерении удельной электропроводности объекта.

Частотные диапазоны металлодетекторов

В технической литературе, посвященной металлодетекторам, используется много специальных терминов. Так, обозначение VLF (Very Low Frequency) означает очень низкую рабочую частоту металлодетектора.

Способность металлодетектора дискриминировать (распознавать) характер находки зависит от рабочей частоты прибора. При высоких частотах усиливается явления скин-ффекта, и качество дискриминации значительно ухудшается.

Поэтому сначала (70-е, начало 80-х годов) производители металлодетекторов использовали очень низкие частоты около 2 кГц. Это приводило к возникновению специфических проблем:

• на этих частотах, несмотря на хорошую чувствительность к меди и серебру, была снижена чувствительность к золоту и никелю;
• при конструировании катушек возникали проблемы с качеством (добротностью).

Современные детекторы металла имеют широкий разброс по рабочей частоте, это обусловлено спецификой их применения, а также по инженерно-конструкторским соображениям.

Чаще всего диапазон частот простирается от 6 до 20 кГц, но бывает и ниже. В этом частотном диапазоне приборы хорошо дискриминируют цели и не возникает серьезных проблем с конструкцией катушек.

Приборы для поиска золота используют повышенные частоты - до 15-20 кГц и выше. Это обусловлено еще и тем, что на этих частотах улучшается чувствительность к очень мелким предметам, например, к золотым самородкам, часто имеющим мизерные размеры и малый вес.

В последние годы для повышения глубины и качества дискриминации стали использовать многочастотный поиск, который при определенных условиях дает преимущества. С появлением дешевых микропроцессоров этот метод получил сильный толчок в своем развитии. Но хочется сделать два важных замечания по поводу многочастотного поиска:

• во-первых, значительного повышения глубины дискриминации по сравнению с одночастотными приборами этот метод не дает;
• во-вторых, увеличивается ассортимент находок, которые хорошо дискриминируются, но в случае сложной конфигурации последних может происходить их отсечение.
• Обозначение TR (Transmitter-receiver) означает "передатчик-приемник" и также имеет отношение к металлодетекторам, работающим по принципу индукционного баланса. Этот тип детекторов металла появился в 30-х годах. У этих приборов имеются разнесенные, ортогонально расположенные катушки. Приборы этого типа имеют рабочие частоты от 50 до 100 кГц. Серьезные недостатки этих приборов:
• большая реакция на минерализованный грунт;
• невосприимчивость к мелким предметам.

При поиске крупных объектов, размером с литровую банку и больше, в условиях слабоминерализованного и несильно замусоренного грунта эти металлодетекторы очень удобны. С середины 70-х годов практически вышли из употребления.

Сегодня типичным представителем металлодетекторов этого типа является Gemini-З фирмы Fisher. Некоторые изготовители металлодетекторов использовали это обозначение как дополнение к термину VLF видимо для того, чтобы лишний раз подчеркнуть, что в основе работы устройства лежит принцип индукционного баланса.

Корректировка системы компенсации влияния земли

Минерализация грунта - наличие в грунте электропроводящих солей и минералов, а также минералов и пород, содержащих железо. Приводит к нарушению правильной работы приборов. Устраняется введением дополнительных схемных решений и режимов.

В процессе работы на местности может меняться характер грунта, а, следовательно, и его минерализация. Для этого потребуется корректировка системы компенсации влияния земли. Это делается как вручную, так и автоматически, если в детекторе имеется такой режим работы. Он получил обозначение Ground Track. Применение этого режима не рекомендуется при установке высокой чувствительности.

Термин VCO используется для обозначения звукового режима работы металлодетектора, при котором в зависимости от величины и глубины залегания объекта изменяется не только громкость звука, но и его тон. Это обостряет восприятие слухом малейшего изменения звукового сигнала.

Современные высококлассные металлодетекторы имеют богатый сервис, позволяющий опытному оператору вести плодотворный поиск с наименьшей затратой времени. Если поисковик дополнительно имеет представление о принципе работы металлодетектора и о его реальных возможностях, это приносит дополнительные дивиденды.

О чувствительности металлодетекторов

Для получения высокой чувствительности суммарный коэффициент усиления всего приемного тракта металлодетектора может составлять десятки децибел. Безрассудное увеличение чувствительности приводит к ухудшению стабильной работы прибора, превращая, таким образом, металлодетектор в бесполезный инструмент поиска.

Чувствительность является главным, но не основным достоинством современного металлодетектора.

Понимание этого факта приходит с опытом и становится очевидным после того, когда поисковик попадает на сильно замусоренный металлическим хламом участок. Тут уже и высокая чувствительность не в радость!

Иногда погоня за суперчувствительностью у некоторых индивидуумов вырождается в болезнь, когда человек концентрирует внимание на каждом лишнем сантиметре глубины, указанном в рекламных проспектах. Фирмы- продавцы умело играют на этом факте! И последнее, глубина обнаружения, как правило, приводится по воздуху, т. е. для идеализированных условий, но в земле указанный предмет на заявленной глубине, скорее всего, обнаружить не удастся.

Автор: Дубровский С.Л.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Обнаружена взаимосвязь между климатом и уровнем преступности 24.06.2021 В странах, где царит жаркий климат, уровень преступности гораздо выше, чем в холодных северных государствах. Эту взаимосвязь обнаружили американские ученые. Они и попытались выяснить, почему так происходит Специалисты из Университета Огайо провели исследование и предложили необычную версию, которая связывает количество преступлений и погодные условия. До недавнего времени существовало две теории, которые объясняли, почему в холодных регионах и государствах уровень преступности значительно ниже, чем в тропиках и субтропиках. Согласно первой теории, в жаркую погоду люди более раздражительны, поэтому чаще вступают в конфликты друг с другом. Вторая теория поясняет, что люди в жарких странах мало времени находятся дома. Это увеличивает их взаимодействие друг с другом, от этого и такое большое количество нарушений законов. Изучив "криминальную обстановку" в мире, американские ученые пришли к такому выводу: чем жарче климат в государстве, тем выше уровень агрессии в нем. Как именно такая погода провоцирует людей на конфликты и нарушения правопорядка? Эксперты говорят, что в таких условиях человек начинает жить одним днем и совсем не думает о будущем. В странах с холодным климатом люди меньше и реже общаются друг с другом, а больше времени проводят дома, с семьями. Они стоят больше совместных планов, реже вступают в конфликты.

Другие интересные новости:

▪ Иммунитет сохраняет татуировки

▪ Система компьютерной защиты Protect на основе индекса пользовательского доверия

▪ Пластик, разлагаемый морской водой

▪ Оптимисты живут дольше

▪ Создан кристалл, который лучше всех веществ преломляет свет

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Откидной столик. Советы домашнему мастеру

▪ статья На гербе какой республики вместо молота в композиции с серпом были изображены грабли? Подробный ответ

▪ статья Эвакуация людей при пожаре

▪ статья Микроконтроллерный измеритель емкости конденсаторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Веревка и платок. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026