Как работает металлоискатель: Принцип работы металлоискателя

Принцип работы металлоискателя

Принцип работы металлоискателя

Принцип работы металлоискателя

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

В зависимости от принципа работы можно выделить такие виды металлоискателей:

1. Металлоискатель с электронным частотомером

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

Схема метал детектора с электронным частотометром

2. Металлоискатель на биениях

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

Схема метал детектора на биениях

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

3. Металлоискатели с принципом работы «передача-прием»

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

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

4. Одно катушечный индукционный металлоискатель

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

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

5. Импульсный металлоискатель

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

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

Схема импульсного метал детектора

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

6. Магнитометры

Магнитометры – приборы, предназначением которых является изменением показателей магнитного поля. При этом, магнитометры могут использоваться и в качестве металлоискателей. Это возможно благодаря тому, что магнитное поле Земли может искажаться различными материалами с ферромагнитными свойствами, например, железом. Обнаружение таких объектов происходит путем регистрации отклонений от исходного для определенной местности модуля магнитного поля. В результате, можно наблюдать некоторую магнитную неоднородность (аномалии), которые как раз и могут быть вызваны предметами из металла.

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

Схема магнитометра

7. Радиолокаторы

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

Радиолокаторы обладают целым рядом неоспоримых преимуществ. Так, они позволяют работать с достаточно большими расстояниями. Сигнал, который был отражен можно считать таковым, что полностью подчиняется законам геометрической оптики, а его ослабления пропорционально лишь второй степени расстояния. В тоже время, серьезным недостатком радиолокатора является то, что излучая электромагнитные волны, он позволяет обнаружить свое местонахождение. Однако сейчас интенсивно ведется поиск методов, помогающих скрыть сигнатуры радиолокаторов и вполне возможно, что в скором времени удастся избавить от указанного недостатка.

Также рекомендуем ознакомиться с Лампово-полупроводниковый УМЗЧ.

Похожие статьи:

Армейский металлоискатель

Как работает металлоискатель

 

Рис.1 Металлоискатель для поиска сокровищ

Когда металлодетектор включен, катушку заполняет электромагнитное поле, распространяющееся на окружающую среду. На поверхности металлических предметов, находящихся в зоне действия катушки, в результате воздействия электромагнитного поля создаются вихревые токи, у которых также возникают свои электромагнитные поля. Эти встречные поля снижают силу поля поисковой катушки и искажают его конфигурацию, что и регистрирует электронная схема металлоискателя. Ею производится обработка полученной информации и

издается сигнал об обнаружении металлического предмета. На характер искажения конфигурации поля влияет проводимость металла, по которой металлоискатель определяет тип найденного металла.

Рис.2 Глубинный металлоискатель модель Fisher Labs Gemini3

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

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

Рис.3 Металлоискатель модель Minelab E-Trac Basic

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

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

Металлодетекторы-металлоискатели. Виды и работа. Применение

Металлодетекторы-металлоискатели ныне становятся незаменимым оборудованием при реконструкции старинных домов, именно с их помощью работники разыскивают проложенные трубы, электрокабеля и т.п.

Поиск металлических предметов под землёй, в воде, стенах здания и т.п. является не только методом заработка или хобби для некоторых людей. Археологи, дайверы, военные давно пользуются специальными приборами для поиска различных предметов в нейтральной среде.

Устройство металлодетекторов

Металлодетектор (МД) является специальным электроприбором, обнаруживающим металлические предметы за счёт их проводимости в любой среде (воде, земле, организме живого существа, стенах зданий). Обнаруживая металл, приборы подают особый звуковой либо светозвуковой сигнал, некоторые модели способны даже чётко определить найденную вещь.

Существует уйма металлодетекторов, все они различаются своим конструктивным исполнением, эти отличия обусловлены разным назначением приборов. Конструкция устройств для поиска металлов довольно сложная, но любой прибор состоит из нескольких основных частей, присутствующих в основном в каждой модели.

Типовая конструкция металлоискателя:

• Катушка. Этот элемент металлодетектора представляет короб, в котором расположен приемник сигналов и передатчик. Обычно катушка круглой либо эллиптической формы, а в её изготовлении используется пластик. К ней присоединяется кабель, который проходит к блоку управления. Соединение кабеля и катушки обязательно должно быть выполнено герметично. По этому кабелю передаются сигналы от приемника к блоку. А сам приемник получает сигнал от передатчика, как только тот обнаружит вблизи металл. Сама катушка закреплена в нижней штанге.
• Нижняя штанга. Эта металлическая часть устройства выполняется из металла, предназначена для фиксирования катушки и регулировки угла её наклона, благодаря чему происходит более точное исследование. В некоторых моделях штанга регулирует высоту металлоискателя и телескопическое соединение со средней штангой.
• Средняя штанга. Обычно этот элемент представляет промежуточную часть между нижней и верхней штангой. На этой штанге крепятся специальные приспособления для изменения высоты устройства. Некоторые приборы состоят только из двух штанг.
• Верхняя штанга. Форма этой штанги обычно S-образная. Эта форма признана, как более удобная для применения приборов МД. Верхняя штанга оборудована подлокотником, блоком управления и рукояткой.
• Подлокотник. Чаще всего этот элемент изготавливают из полимерного материала. Предназначен он для того, чтобы прибор было удобнее держать, делая на подлокотник упор локтем.
• Рукоятка. Этот элемент изготавливают из пористого материала и устанавливают на верхней штанге МД. Рукоятка обеспечивает надёжность держания и удобство эксплуатации.
• Блок управления. Благодаря блоку управления происходит обработка информации, полученной от катушки. После преобразования данных, пользователь получает в ясном виде сигналы от передатчика. Также с помощью блока происходит настройка режимов прибора. Кабель от поисковой катушки подключается к блоку управления путём быстросъёмного разъёма.

Блок управления бывает фиксированным и съёмным. Профессиональные модели оснащены батарейным отсеком, располагающимся от блока управления отдельно.

Много новых моделей металлодетекторов имеют очень компактные габариты и исполнение, а также высокую надёжность.

Принцип работы металлодетекторов

Все МД-МИ определяют присутствие металлических предметов и информируют об этом. Металл, где бы он ни находился, не способен сам по себе что-то излучать, тем самым выдавая своё присутствие. Но облучая предмет радиоволнами, его можно обнаружить, улавливая вторичный сигнал. На этом принципе работают все металлоискатели.

При включении МД, переменный электроток протекает в поисковой катушке и создаёт вокруг неё электромагнитное поле, которое способно проходить в окружающую среду. При сталкивании с металлом на поверхности поля появляются вихревые токи, которые образовывают своё электромагнитное поле, ослабляющее поле катушки. Электронная схема устройства улавливает ослабление поля и информирует об этом, благодаря катушке.

Вихревые токи появляются на поверхности разных металлов либо минералов, имеющих электропроводность. Более электропроводны цветные металлы, из-за этого создающиеся токи затухают дольше на них. Приборы ощущают, насколько затухают вихревые токи, благодаря чему определяют цветной или чёрный металл под катушкой.

Лучше улавливать слабые вторичные сигналы и точнее их обрабатывать, способны электронные схемы, отличающиеся сложностью. Приборы с такими схемами стоят дороже, потому что их изготовление довольно трудоёмкое. Но такие металлодетекторы находят металлические объекты на большой глубине. Препятствием для обнаружения металла в грунте, может быть наличие электропроводных минералов в почве (соли калия, натрия, магнетит и пр.). Они способны маскировать металл, снижая глубину его поиска. Снизить влияние подобных минералов помогают различные фильтры и разные другие приспособления, которым наделяют производители некоторые модели МД. К примеру, некоторые устройства оснащены автоматической отстройкой от почвы, в других эту отстройку можно выполнять вручную.

Разновидности металлодетекторов по принципу работы

Все металлодетекторы-металлоискатели можно классифицировать по принципу работы, а также по назначению (выполняемым задачам).

МД по специфике действия:

• МД типа «прием-передача». Приборов этого типа довольно много можно встретить на рынке. Простая специфика действия устройств, базируется на приеме и передаче электромагнитного излучения. Главными элементами прибора служат две катушки. Приёмная катушка индуктивности принимает сигналы, её также принято называть поисковой. Передающая – излучает электромагнитные волны, попадающие в поисковую катушку. Волны легко проходят через нейтральную среду, и отражаются от металла, когда на их пути стоит металлический объект. Из-за этого МД получает отражённую волну, после чего срабатывает сигнал, информирующий о находке.

Достоинствами этих приборов являются следующие моменты:

— простая конструкция;
— широкие возможности для поиска и определения металла.

Недостатки:

— чувствительность к минерализации почвы;
— сложность производства датчика.
Соли и прочие минералы, находящиеся в грунте, представляют большие преграды в нахождении и определении металла, поэтому устройства этого типа следует предварительно настраивать, указывая тип почвы, в которой будет происходить поиск.

• Индукционные металлодетекторы. Этот тип металлоискателей спецификой поиска объектов практически не отличается от МД вида «прием-передача», поэтому индукционные приборы приписывают к разновидностям первых. Они отличаются от них конструкцией, так как имеют только одну катушку, способную посылать и принимать сигналы. Приборы имеют простой конструкции датчик, но слабый отражённый сигнал в сравнении с мощным излучаемым.
  На индукционные металлоискатели также очень влияет минерализация грунта.
• Импульсные металлодетекторы. Основой приборов является катушка, формирующая в месте размещения металла вихревые токи, которые ловит устройство. Возникающий сигнал передаётся в катушку датчика в виде импульсов. Длительность сигнала может быть разной, как и его форма. Эти отличия обусловлены разными размерами и проводящими свойствами предмета, с которым столкнулся прибор.

Плюсы:

— простота конструкции датчика;
— нечувствительность к минерализации почвы.
Но импульсные металлодетекторы имеют и своеобразные минусы, они много потребляют энергии и низкие возможности дискриминации, что влияет негативно на работу с одним типом металла.

• Генераторные металлоискатели:
  — МД измерители частоты;
  — МД определяющие изменение добротности колебательного контура.
  Основой этих устройств является LC-генератор. Приборами этого типа ищут чаще металл только определённого вида.

В одних генераторных приборах меняется частота, если вблизи находиться металлический объект. Эти устройства называют измерителями частоты, и их работа может основываться на разных методах:

— Подачи сигнала на систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с LC-генератор и измерении напряжения в цепи обратной связи.
— Фиксировании частоты биений и совмещении генераторной частоты с эталонной. Измерители частоты отличаются простой схемотехникой и конструкцией датчика, но у них низкая чувствительность и возможности дискриминации найденных предметов

Другой тип генераторных приборов основан на изменении добротности контура, сталкиваясь с металлом на пути. Колебательный контур является частью LC-генератор, когда катушка приближается к зоне размещения металлических предметов, добротность и амплитуда колебаний снижается.

Приборы, находящие металл таким способом, имеют небольшую потребляемую мощность и простую конструкцию, эти особенности можно отнести к их достоинствам. Но такие МД довольно неустойчивые к варьированию температур.

Профессиональные приборы имеют несколько способов одновременно для поиска и определения типа металлов.

Металлодетекторы-металлоискатели виды и применение

Рынок постоянно пополняется новыми моделями МД, которые имеют улучшенные показатели качества, точности и практичности эксплуатации. Устройства, обнаруживающие металл в разных средах, применяются во многих отраслях, их используют любители кладоискательства, археологи в экспедициях и даже строители. Во всевозможных сферах применяют разного рода металлодетекторы-металлоискатели, поэтому их и разделяют по предназначению.

Виды МД по предназначению:

• Грунтовые. Металлоискатель, с помощью которого ищут металлолом, ювелирные изделия, монеты и прочий клад.
• Глубинные. С использованием этой категории приборов разыскиваются на большой глубине крупные объекты.
• Подводные. Предназначены для дайверов, этими устройствами ищут артефакты, клады на больших глубинах в воде.
• Золотоискательские. Этими устройствами ищут золото в разных средах.
• Досмотровые металлодетекторы (охранные). Этими МД пользуются службы безопасности для обнаружения металлических предметов на теле человека.

• К охранным МД относятся рамочные детекторы, которые устанавливаются в виде арки в аэропортах, метро и прочих местах с большим потоком людей.

• Промышленные. Этими детекторами оборудованы конвейеры и другое оборудование на производствах с целью выявления металла в других материалах.
• Военные. В основном эта группа МД применяется для поиска мин, поэтому их называют миноискателями.
• Магнитометр. Этот вид детекторов используют для поиска железа и прочих ферромагнитных металлов.

В основном нынешние металлодетекторы и металлоискатели считаются высокоточными приборами. Они имеют эргономичный дизайн, простые в эксплуатации и весят совсем немного.

Похожие темы:

Общие принципы работы металлоискателя — OffRoadRest.ru

Для успешного поиска ценностей желательно хотя бы в общих чертах понимать как работает металлоискатель и как он устроен. Толкового материала на эту тему мне найти не удалось; попадается либо пересказ одноименной статьи из Википедии, либо слишком заумные тексты и видео, которые совершенно непонятны неспециалисту. Поэтому постараюсь максимально просто и доступно изложить принцип работы металлоискателя, основываясь на скудной имеющейся информации. Итак, приступим.

Виды металлоискателей

В принципе нам этот пункт не особо интересен, т.к. нас интересуют только грунтовые металлодетекторы, предназначенные для поиска монет, кладов и прочих ценностей. Но помимо грунтовых существуют еще военные металлоискатели — миноискатели, а также досмотровые — ручные (у сотрудников охраны в аэропортах и вокзалах) и арочные (через которые мы проходим в тех же аэропортах и вокзалах). Как правило, военные и досмотровые металлодетекторы проще по конструкции, т.к. предназначены для поиска любых металлических предметов и дискриминация для них не важна. Поэтому не будем на них останавливаться.

Арочный и ручной досмотровый металлодетекторы

К грунтовым условно также можно причислить т.н. подводные приборы, отличающиеся полностью герметичной конструкцией. В качестве примера можно привести любые приборы, допускающие полное погружение под воду: Minelab Excalibur 2, Garrett AT GOLD, Minelab CTX 3030, Garrett Sea Hunter Mark II и другие.

Minelab Excalibur 2, Garrett AT GOLD, Minelab CTX 3030, Garrett Sea Hunter Mark II

Также стоит упомянуть про глубинные металлоискатели, предназначенные для поиска крупных металлических предметов на глубине несколько метров. Обычно они весьма массивные и имеют две катушки: приемную и передающую. Часто эти приборы не реагируют на мелкие цели вроде монеты и не обладают дискриминацией. Однако они способны реагировать не только на металл, но и на некоторые неоднородности в земле: пустоты, фундаменты и подобные, что при поиске, скажем клада, весьма полезно.

Глубинный металлодетектор

И еще такой немаловажный момент: металлодетектор может быть аналоговым или цифровым. Цифровые более распространены. Различаются подходом к обработке сигнала. Если в цифровом приборе сигнал от катушки обрабатывается процессором и после этого выводится на экран и в виде звука, то в аналоговом сигнал сразу выводится на динамик без сложной обработки. Соответственно, время отклика у аналогового прибора меньше, однако функциональность заметно слабее. Вообще вопрос выбора цифрового или аналогового металлоискателя заслуживает отдельного внимания, но сейчас не об этом.

Аналоговый металлоискатель

Устройство металлоискателя

Тут все достаточно просто, если не углубляться в технические дебри. Взять к примеру простейший Garrett ACE 150, который состоит из: верхней штанги с подлокотником и рукоятью, пластиковой нижней штанги, электронного блока с экраном, органами управления, отделением для батареек и разъемами под катушку и наушники, и собственно катушки со шнуром. Конечно, конструкция других приборов может отличаться, но большинство металлодетекторов устроено похожим образом.

Конструкция Гарретт АСЕ150

Принцип действия металлоискателя

Работа металлодетектора основана на поиске металлических предметов в относительно нейтральной среде благодаря наличию у металла электропроводности. В качестве нейтральной среды в нашем случае является земля. Принцип работы достаточно прост: катушка излучает сигнал определенной частоты, этот сигнал отражается от металлического предмета, что фиксируется этой же катушкой. Далее отраженный сигнал обрабатывается электроникой и выводится на дисплей и динамик.

При этом разные металлы обладают разной электропроводностью. Это свойство позволяет прибору «понимать» какой именно металл находится под катушкой. Т.е. на этом основана дискриминация — важнейшая функция металлодетектора.

Частота работы металлоискателя

Достаточно важный показатель любого прибора. Ее значение напрямую влияет на глубину поиска и размер искомых целей. Обычно чем ниже частота, тем глубже цепляет металлоискатель, но относительно крупные предметы. И наоборот, чем выше частота, тем более мелкие цели способен обнаружить прибор, но на сравнительно небольшой глубине. При прочих равных условиях конечно. Приборы начального уровня обычно работают на одной частоте. Например тот же Garrett ACE 150 использует частоту 6,5 кГц. А вот другой популярный прибор полупрофессиональног уровня — Minelab X-Terra 705 — уже использует 3 частоты: 3 кГц, 7,5 кГц и 18,75 кГц.

Minelab x-terra705

Вывод

Принцип работы металлоискателя достаточно прост и понятен, если особо не вдаваться в технические тонкости. Я постарался изложить все максимально просто и доступно. Возможно где-то я допустил неточность или в чем-то ошибся. Если так, буду рад поправкам и дополнениям в комментариях.

---

 

Читайте также:

Как копать только монеты, отсеивая мусор
Особенности копа с Garrett Ace 150
Что делать, если нашел клад
Ночной поиск монет
Как подключить любые наушники к металлоискателю

Принцип работы металлоискателя — Официальные металлоискатели Украины

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

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

Как работает металлоискатель

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

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

Виды металлодетекторов

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

В зависимости от схемы металлоискатели делятся на 4 вида:

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

Важные технические параметры

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

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

Tags: металлоискатель

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

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

Фото: портал Москва 24/Александр Авилов

Немного истории

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

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

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

Как работают металлодетекторы

Фото: портал Москва 24/Александр Авилов

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

Металлодетекторы очень чувствительны и могут реагировать не только на металл

Станислав Виноградов

Преподаватель кафедры общей физики МФТИ

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

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

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

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

Вредны ли детекторы в аэропортах

Фото: портал Москва 24/Лидия Широнина

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

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

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

Облучают только багаж

Станислав Виноградов

Преподаватель кафедры общей физики МФТИ

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

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

Как работают металлоискатели

Главная > Как работают металлоискатели

Металлоискатель состоит из четырех основных частей:

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

Как работает металлоискатель.

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

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

Основные понятия:

Фиксированный баланс грунта

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

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

Автоматический баланс грунта

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

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

Ручной баланс грунта

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

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

Дискриминация

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

Пинпоинт (Pinpoint)

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

Режим «Все металлы»

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

Пороговый тон (Threshold)

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

(кликните на рисунок для увеличения)

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

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

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

Как работают металлоискатели | База знаний

Знакомство с Multi-IQ

Multi-IQ — это последняя крупная технологическая инновация Minelab, которая может рассматриваться как объединение преимуществ производительности как FBS, так и VFLEX в новом сочетании технологий. Это не просто переработка одночастотного VLF и не просто другое название итерации BBS / FBS.

Multi-IQ обеспечивает высокий уровень точности идентификатора цели на глубине намного лучше, чем может достичь любой одночастотный детектор, включая переключаемые одночастотные детекторы, которые утверждают, что они многочастотные.Когда Minelab использует термин «многочастотный», мы имеем в виду «одновременный» — то есть более одной частоты передается, принимается И обрабатывается одновременно. Это обеспечивает максимальную чувствительность цели для всех типов и размеров целей, сводя к минимуму шум грунта (особенно в соленой воде). В настоящее время существует лишь несколько детекторов от Minelab и других производителей, которые можно отнести к классу настоящих многочастотных, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Чем отличается Multi-IQ от BBS / FBS?

Multi-IQ использует группу основных частот, отличную от BBS / FBS, для генерации широкополосного многочастотного сигнала передачи, который более чувствителен к высокочастотным целям и немного менее чувствителен к низкочастотным целям.Multi-IQ использует новейшие высокоскоростные процессоры и передовые методы цифровой фильтрации для гораздо более высокой скорости восстановления, чем технологии BBS / FBS. Multi-IQ справляется с морской водой и условиями пляжа почти так же хорошо, как BBS / FBS, однако BBS / FBS все еще имеют преимущество в поиске высокопроводящих серебряных монет в любых условиях.

С помощью Multi-IQ мы можем добиться гораздо большей точности идентификации цели и повышения эффективности обнаружения, особенно в «труднопроходимой» местности. В «мягком» грунте одночастотный режим может работать адекватно, НО глубина и стабильные ID будут ограничены шумом грунта; тогда как Multi-IQ обеспечивает одновременную многочастотную съемку на максимальной глубине с очень стабильным целевым сигналом.В «сильном» грунте одна частота не сможет эффективно разделить целевой сигнал, что приведет к ухудшению результатов; тогда как Multi-IQ по-прежнему будет обнаруживать на глубине, теряя минимальную точность цели, как показано на этой диаграмме.

«Сколько одновременных частот?» , спросите вы, задавшись вопросом, является ли это критическим параметром. В последние годы компания Minelab проводит подробные исследования по этому поводу. Так же, как вы можете раскрасить карту множеством цветов, минимальное количество, позволяющее различать соседние страны, составляет всего четыре.Как и в случае с картой, возможно, более интересным является не максимальное количество частот, необходимое для достижения оптимального результата, а минимальное количество. Когда дело доходит до частот в детекторе, то, как частоты объединяются И обрабатываются , теперь более важно, чем количество частот, для достижения еще лучших результатов.

Частотный диапазон Multi-IQ, показанный на этой диаграмме, применим как к извещателям серии EQUINOX, так и серии VANQUISH, во всех моделях.Нет прямой связи между отдельными отдельными частотами, показанными на диаграмме, и частотами, используемыми в Multi-IQ.

На приведенной выше диаграмме показан типичный диапазон чувствительности одночастотных детекторов по сравнению с полноспектральной чувствительностью, обеспечиваемой Multi-IQ. В то время как детектор, работающий на частоте 5 кГц, будет чувствителен к высоким проводникам, таким как большие серебряные мишени, тот же самый детектор будет особенно невосприимчивым к маленьким золотым самородкам (малым проводникам). И наоборот, детектор, работающий на частоте 40 кГц, имеет высокую чувствительность для мелкого золота и гораздо меньшую чувствительность для крупного серебра.Multi-IQ очень чувствителен ко всем целям во всем частотном диапазоне.

Как работают металлоискатели — Объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 декабря 2020 г.

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

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

Когда магнетизм встретился с электричеством

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

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

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

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

Как электромагнетизм приводит в действие металлоискатель

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

Изображение: Современный компактный металлоискатель изобрел Чарльз Гарретт в начале 1970-х годов.Вы можете ясно видеть две катушки (которые я покрасил в красный и синий цвета). Коробка (оранжевая) в верхней части ручки (зеленая) содержит схему управления, включая батарею (не показана), громкоговоритель (24), переключатель громкости (27), регулятор чувствительности (28) и переключатель включения / выключения ( 29). Эта иллюстрация взята из патента США 3,662,255 Чарльза Гарретта, выданного в 1972 году благодаря любезности Бюро по патентам и товарным знакам США.

Разные металлоискатели работают по-разному, но вот наука, лежащая в основе одного из более простых видов.Металлоискатель содержит катушка с проволокой (намотанная на круглую головку на конце ручку), известную как катушка передатчика. Когда течет электричество через катушка, вокруг нее создается магнитное поле. Когда вы подметаете детектор над землей, вы заставляете магнитное поле двигаться вокруг тоже. Если вы наведете детектор на металлический объект, движущийся магнитное поле влияет на атомы внутри металл. Фактически, это изменяет способ движения электронов (крошечные частицы, «вращающиеся» вокруг эти атомы) движутся.Теперь, если у нас есть изменяющееся магнитное поле в металл, призрак Джеймса Клерка Максвелла говорит нам, что мы также должны иметь электрический ток тоже движется туда. Другими словами, металлоискатель создает (или «индуцирует») некоторую электрическую активность в металле. Но потом Максвелл рассказывает нам еще кое-что интересное: если у нас есть электричество, кусок металла, он также должен создавать некоторый магнетизм. Итак, когда вы перемещать металлоискатель над металлическим предметом, магнитное поле исходящий от детектора вызывает появление другого магнитного поля вокруг металл.

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

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

Какие бывают типы металлоискателей?

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

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

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

Насколько глубоко войдет металлоискатель?

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

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

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

Где используются металлоискатели?

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

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

Кто изобрел металлоискатели?

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

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

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

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

А как насчет

неметаллических детекторов ?

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

Одним из решений, принятых в аэропортах, является использование сканеров миллиметрового диапазона (MMS) для обнаружения металлических и металлических предметов. По сути, они работают как более безопасные версии рентгеновских аппаратов: волны проходят сквозь одежду, но отражаются нашими телами, и любое скрытое оружие (металлическое или иное) отображается в виде картинок на экране. Рентгеновские аппараты используют очень мощное излучение (с длинами волн примерно в нанометрах или миллиардных долях метра), что может быть опасно, если ваше тело поглощает их слишком много.Как следует из названия, сканеры миллиметрового диапазона используют гораздо более длинные волны размером 1–10 мм (примерно в 10 раз меньше, чем микроволны, отправляемые и принимаемые мобильными телефонами), которые на намного ниже по интенсивности и, следовательно, создают небольшой или нулевой риск для здоровья людей.

Как работают металлоискатели — Объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 декабря 2020 г.

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

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

Когда магнетизм встретился с электричеством

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

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

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

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

Как электромагнетизм приводит в действие металлоискатель

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

Изображение: Современный компактный металлоискатель изобрел Чарльз Гарретт в начале 1970-х годов. Вы можете ясно видеть две катушки (которые я покрасил в красный и синий цвета). Коробка (оранжевая) в верхней части ручки (зеленая) содержит схему управления, включая батарею (не показана), громкоговоритель (24), переключатель громкости (27), регулятор чувствительности (28) и переключатель включения / выключения ( 29). Эта иллюстрация взята из патента США 3,662,255 Чарльза Гарретта, выданного в 1972 году благодаря любезности Бюро по патентам и товарным знакам США.

Разные металлоискатели работают по-разному, но вот наука, лежащая в основе одного из более простых видов. Металлоискатель содержит катушка с проволокой (намотанная на круглую головку на конце ручку), известную как катушка передатчика. Когда течет электричество через катушка, вокруг нее создается магнитное поле. Когда вы подметаете детектор над землей, вы заставляете магнитное поле двигаться вокруг тоже. Если вы наведете детектор на металлический объект, движущийся магнитное поле влияет на атомы внутри металл.Фактически, это изменяет способ движения электронов (крошечные частицы, «вращающиеся» вокруг эти атомы) движутся. Теперь, если у нас есть изменяющееся магнитное поле в металл, призрак Джеймса Клерка Максвелла говорит нам, что мы также должны иметь электрический ток тоже движется туда. Другими словами, металлоискатель создает (или «индуцирует») некоторую электрическую активность в металле. Но потом Максвелл рассказывает нам еще кое-что интересное: если у нас есть электричество, кусок металла, он также должен создавать некоторый магнетизм. Итак, когда вы перемещать металлоискатель над металлическим предметом, магнитное поле исходящий от детектора вызывает появление другого магнитного поля вокруг металл.

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

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

Какие бывают типы металлоискателей?

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

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

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

Насколько глубоко войдет металлоискатель?

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

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

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

Где используются металлоискатели?

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

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

Кто изобрел металлоискатели?

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

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

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

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

А как насчет

неметаллических детекторов ?

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

Одним из решений, принятых в аэропортах, является использование сканеров миллиметрового диапазона (MMS) для обнаружения металлических и металлических предметов. По сути, они работают как более безопасные версии рентгеновских аппаратов: волны проходят сквозь одежду, но отражаются нашими телами, и любое скрытое оружие (металлическое или иное) отображается в виде картинок на экране. Рентгеновские аппараты используют очень мощное излучение (с длинами волн примерно в нанометрах или миллиардных долях метра), что может быть опасно, если ваше тело поглощает их слишком много.Как следует из названия, сканеры миллиметрового диапазона используют гораздо более длинные волны размером 1–10 мм (примерно в 10 раз меньше, чем микроволны, отправляемые и принимаемые мобильными телефонами), которые на намного ниже по интенсивности и, следовательно, создают небольшой или нулевой риск для здоровья людей.

Как работают металлоискатели — Объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 декабря 2020 г.

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

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

Когда магнетизм встретился с электричеством

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

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

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

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

Как электромагнетизм приводит в действие металлоискатель

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

Изображение: Современный компактный металлоискатель изобрел Чарльз Гарретт в начале 1970-х годов. Вы можете ясно видеть две катушки (которые я покрасил в красный и синий цвета). Коробка (оранжевая) в верхней части ручки (зеленая) содержит схему управления, включая батарею (не показана), громкоговоритель (24), переключатель громкости (27), регулятор чувствительности (28) и переключатель включения / выключения ( 29). Эта иллюстрация взята из патента США 3,662,255 Чарльза Гарретта, выданного в 1972 году благодаря любезности Бюро по патентам и товарным знакам США.

Разные металлоискатели работают по-разному, но вот наука, лежащая в основе одного из более простых видов. Металлоискатель содержит катушка с проволокой (намотанная на круглую головку на конце ручку), известную как катушка передатчика. Когда течет электричество через катушка, вокруг нее создается магнитное поле. Когда вы подметаете детектор над землей, вы заставляете магнитное поле двигаться вокруг тоже. Если вы наведете детектор на металлический объект, движущийся магнитное поле влияет на атомы внутри металл.Фактически, это изменяет способ движения электронов (крошечные частицы, «вращающиеся» вокруг эти атомы) движутся. Теперь, если у нас есть изменяющееся магнитное поле в металл, призрак Джеймса Клерка Максвелла говорит нам, что мы также должны иметь электрический ток тоже движется туда. Другими словами, металлоискатель создает (или «индуцирует») некоторую электрическую активность в металле. Но потом Максвелл рассказывает нам еще кое-что интересное: если у нас есть электричество, кусок металла, он также должен создавать некоторый магнетизм. Итак, когда вы перемещать металлоискатель над металлическим предметом, магнитное поле исходящий от детектора вызывает появление другого магнитного поля вокруг металл.

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

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

Какие бывают типы металлоискателей?

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

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

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

Насколько глубоко войдет металлоискатель?

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

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

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

Где используются металлоискатели?

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

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

Кто изобрел металлоискатели?

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

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

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

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

А как насчет

неметаллических детекторов ?

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

Одним из решений, принятых в аэропортах, является использование сканеров миллиметрового диапазона (MMS) для обнаружения металлических и металлических предметов. По сути, они работают как более безопасные версии рентгеновских аппаратов: волны проходят сквозь одежду, но отражаются нашими телами, и любое скрытое оружие (металлическое или иное) отображается в виде картинок на экране. Рентгеновские аппараты используют очень мощное излучение (с длинами волн примерно в нанометрах или миллиардных долях метра), что может быть опасно, если ваше тело поглощает их слишком много.Как следует из названия, сканеры миллиметрового диапазона используют гораздо более длинные волны размером 1–10 мм (примерно в 10 раз меньше, чем микроволны, отправляемые и принимаемые мобильными телефонами), которые на намного ниже по интенсивности и, следовательно, создают небольшой или нулевой риск для здоровья людей.

Молекулярные выражения: электричество и магнетизм

Как работает металлоискатель Работа металлоискателей основана на принципах электромагнитной индукции.Металлоискатели содержат одну или несколько катушек индуктивности, которые используются для взаимодействия с металлическими элементами на земле. Детектор с одной катушкой, показанный ниже, является упрощенной версией того, что используется в реальном металлоискателе. К катушке прикладывается импульсный ток, который затем индуцирует магнитное поле, показанное синим цветом. Когда магнитное поле катушки движется по металлу, например по монете на этой иллюстрации, поле индуцирует в монете электрические токи (называемые вихревыми токами).Вихревые токи создают собственное магнитное поле, показанное красным, которое генерирует в катушке противоположный ток, который индуцирует сигнал, указывающий на присутствие металла. НАЗАД К РУКОВОДСТВАМ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСТВЕ И МАГНЕТИЗМУ Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо. © 1995-2021, автор — Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей.Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами. Этот веб-сайт поддерживается нашим Команда графического и веб-программирования в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля . Последнее изменение: вторник, 13 сентября 2016 г., 14:10 Счетчик доступа с 6 сентября 1999 г .: 522174

Как работают металлоискатели | HowStuffWorks

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

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

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

Этот контент несовместим с этим устройством.

Анимация выше демонстрирует технологию PI.

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

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

Как работают проходные металлоискатели

Любой, кто летал на самолете, наверняка прошел через проходной металлоискатель. Эти устройства безопасности также использовались в школах, на спортивных мероприятиях, государственных учреждениях и на концертах. Они являются частью общей системы безопасности, которая включает камеры, системы контроля доступа к дверям и системы аварийного оповещения.

Металлоискатели эффективны и безопасны. Так же, как IP-камеры и системы контроля доступа к дверям, они повышают вашу безопасность. Вот как они работают.

Наука, лежащая в основе металлоискателей

В металлоискателе используются законы, описанные шотландским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом (1831–1879). Он обнаружил, что магнетизм и электричество связаны. Пример взаимосвязи — катушка медной проволоки, намотанная на металлический гвоздь. Когда на катушку подается ток, металлический гвоздь намагничивается.

Когда электрический импульс проходит через катушку с проводом, он создает магнитное поле. Когда поле попадает в металлический объект, оно отражается обратно и может быть обнаружено с помощью другой катушки с проволокой. Размер и синхронизация обнаруженного импульса используются для определения размера и положения объекта.

Как они работают

Проходные металлоискатели обычно используют технологию импульсной индукции (PI). Системы PI посылают мощные короткие импульсы тока через катушку с проводом.Каждый импульс создает короткое магнитное поле. Когда кусок металла проходит через магнитное поле, создается отраженное магнитное поле. Это магнитное поле затем вступает в реакцию с катушкой приемника, которая, в свою очередь, запускает систему сигнализации. Этот инициирующий всплеск длится несколько микросекунд (миллионных долей секунды) и вызывает прохождение тока через катушку. Этот последующий ток называется отраженным импульсом и длится всего около 30 микросекунд.

Типичный металлоискатель на основе PI посылает около 100 импульсов в секунду, но это число может варьироваться в зависимости от производителя и модели, от примерно 25 импульсов в секунду до более 1000.

Проходные металлоискатели создают сильные магнитные поля, которые покрывают все пространство внутри прямоугольной дуги металлоискателя. Если человек проходит через металлоискатель и включает сигнализацию, служба безопасности аэропорта получает информацию о том, что этот человек потенциально может скрывать опасное металлическое оружие, такое как нож или пистолет, и проводятся дальнейшие исследования.

В новейших металлоискателях есть несколько зон, которые не только подают сигнал тревоги, но также могут сообщить сотруднику службы безопасности, где находится металлический объект.

Отображение местоположения объекта металлоискателя

Многозонные проходные металлоискатели содержат несколько катушек, которые образуют отдельную зону обнаружения. Они могут обнаруживать несколько объектов и отображать все области, где их можно найти. Доступны системы с 33 зонами. Сбоку от устройства есть сигнальные лампы, что значительно упрощает поиск объекта сотрудником службы безопасности. Чтобы узнать больше, посмотрите наше видео « Как работают проходные металлоискатели .”

Проходные металлоискатели безопасны и эффективны

Общество физики здоровья написало информационный бюллетень по безопасности аэропорта, в котором говорилось: «Даже если магнитные поля [созданные металлодетекторами] являются формой излучения, излучение, которое излучает машина, является неионизирующим… [и] не вызывает биологического ущерба. Следовательно, даже повторное воздействие металлодетекторов не связано с радиационным риском ». Имея это в виду, металлоискатели в аэропортах представляют собой очень эффективный и безопасный метод обеспечения безопасности в аэропортах, школах и на предприятиях.

No related posts.