|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Історія металодетекторів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору Теорія електромагнетизму вперше була продемонстрована Американцем Джозефом Генрі та незалежно від нього Майклом Фарадеєм у 1831 році. Незабаром Генрі провів успішні експерименти з індукцією та самоіндукцією, які стали основою для телеграфу, телефону та радіо. Він розширив свої експерименти з індукцією, використовуючи плоскі спіралі ізольованого дроту - перші котушки. Багато експериментів, поставлених різними дослідниками, вивчали вплив металевих предметів на індуктивність, а також принцип врівноваження індуктивних ефектів на одну частину ланцюга рівними та протилежними ефектами на іншу частину. Рання форма індукційного балансу для цих цілей очевидно була винайдена в Німеччині професором Дове близько 1841 Приблизно в той же час схожа апаратура була незалежно винайдена в Америці професором Генрі Ровландом. У 1976, професор Олександр Грехем з фірми "Bell" звернув увагу на балансування індуктивностей через проблеми шумів у телефоні, викликаних телеграфної апаратурою лініях, що пролягають поруч із телефонними проводами. Перешкода була усунена шляхом використання двох провідників замість одного, оскільки струми, індуковані в одному провіднику, були точно рівні і мали протилежний напрямок струмам, індукованим в іншому провіднику; таким чином утворився індуктивний баланс і схема мала на виході нульовий сигнал. Цей метод був запатентований в Англії в 1877 Беллом, і протягом зими 1877-78 років в Лондоні Белл займався експериментами, пов'язаними з цим методом. Він виявив, що коли схема збалансована, то шматок металу, поміщений у полі індуктивності, викликає звук у телефоні (приймачі). Коли срібна монета розміром на пів крони або флорин переміщалася перед котушками, розміщеними паралельно, то тиша в телефоні переривалася три рази. Англійський знайомий Белла, професор музики Даніель Х'юс, що експериментував з індуктивним балансом в 1878 році і продемонстрував у липні 1879 більш багатообіцяючий пристрій для індуктивного балансу, що використовував чотири котушки, в якому за допомогою новітнього запатентованого містить дві основні котушки та дві вторинні котушки, з'єднані з телефонними навушниками. Коли шматок металу містився поблизу однієї пари котушок, то баланс порушувався, і цокання годинника ставало чутно в навушниках.
Коли Белл повернувся до Америки, він опублікував статтю "Про нові методи дослідження поля індукції плоских котушок" у серпні 1879 року, на прохання Гарднера Хаббарда, який розглянув тут можливий спосіб виявлення покладів цінних металів у землі. Другого липня 1881 року вбивця вистрілив президенту Гардфілду у спину. Протягом наступних годин і днів цілий світ чекав у надії та страху, але ніхто не міг наважитися передбачити кінець, оскільки позиція кулі в тілі залишалася невідомою. Белл, який на той час перебував у місті Вашингтон, запропонував свою допомогу. Він швидко зробив деякі попередні експерименти. 11 липня 1881 Джордж Хопкінс з журналу "Scientific American" опублікував свої результати використання поліпшених методів індуктивного балансу Х'юса в газеті "New York Tribune". Белл, за допомогою Саммера Тейнтера, зв'язався з Хопкінсом, і, спільно з Хьюзом, Ровландом і Джоном Тровбрідж з Гарварда, організував співтовариство, що сприяє створенню приладу для виявлення кулі. Вони експериментували з балансними пристроями різного розміру, різною довжиною та діаметром котушок, різними батареями, і зрештою додали конденсатор до схеми, так що тепер аналогічна свинцева куля виявлялася на відстані двох дюймів у стислому кулаку. 26 липня Белл приніс свою апаратуру до Білого Дому. Після налаштування він почув звуки, що шипають, і виявив, що схоже дальність виявлення недостатня. Прилад не міг виявити кулю. Пізніше було виявлено, що конденсатор був приєднаний лише до однієї з двох котушок. Белл повернувся у серпні і почув у приладі слабкий звук на значній площі тіла Гарфілда. Наступного дня він виявив, що матрац президента підтримувався сталевими пружинами. Пізніше 19 вересня президент помер. Розтин показав, що куля була надто глибоко, щоб вона могла бути виявленою апаратурою Белла. 24 жовтня 1881 року Белл був у Парижі, де успішно продемонстрував спосіб індукційного балансу та опублікував статтю "Успішне застосування індукційного балансу для безболісного виявлення металевих об'єктів у людському тілі". Його апаратура могла виявити кулю з відривом 2,5 дюймів, 5 дюймів - коли куля перебуває в осі котушки, і 1 дюйм - край. Наприкінці він пояснив, що глибина, де об'єкт лежить нижче поверхні землі, може бути визначено, якщо невідома форма об'єкта і кут його проекції. Увага Белла було залучено до інших робіт до грудня 1882 року, коли він зробив експеримент із котушкою для виявлення металевих жил у землі, також метою експерименту було виявлення підземних телеграфних проводів.
У лютому 1887 доктор Джон Джиндер з Нью Йорка, який слухав промову Белла 5 років тому, опублікував результати своїх експериментів з виявлення металевих предметів в людському тілі. Його апаратура складалася з двохромової батареї із шести елементів, звичайного переривача з частотою переривання близько 600 Гц. Пошукові котушки були встановлені у дерев'яний корпус, який він назвав "Експлорер", інші котушки були названі "настроювальними". Цей пристрій міг виявляти кулю на глибині 6 дюймів у людському тілі, у землі дальність була меншою. Наприкінці століття капітан Мак Евой, який експериментував з апаратурою Х'юса, зменшив металодетектор до розмірів, що дозволяють його використовувати під водою. Портативний, герметичний корпус містив настроювальні котушки, переривник, батарею з двох елементів, яка могла бути замінена невеликим магнітоелектричним генератором, що робить змінний струм, і навушниками. Ізольований кабель з'єднував пари котушок. Гумові шайби, гвинти зі слонової кістки та ебонітові ручки використовувалися щоб знизити взаємодію з металевими частинами. Коли котушка була занурена у воду, то якщо її переміщали біля дна і в її полі з'являвся шматок металу - корпус торпеди, ланцюг, підводний кабель, то баланс порушувався і звук у телефоні, дуже слабкий, ставав дуже гучним і ясним. Єдиним недоліком було те, що металевий предмет, що лежить точно під котушкою, не вплинув на неї.
Протягом цього часу Джордж Хопкінс, який продовжував вивчати металодетекцію, винайшов пристрій для пошуку металевих руд, який не використовував індукційний баланс, котушки якого були встановлені перпендикулярно. Звичайна 6 або 8-дюймова котушка могла виявляти мінерали, що лежать біля поверхні на глибині кілька дюймів.
Протягом Першої Світової війни деяку увагу було привернуто до детекторів бомб, але жодних документів про практичне застосування цих детекторів знайдено не було. 1915 року М.С. Гуттон із Франції експериментував із подібним приладом, але йому не вдалося його повністю збалансувати. Його апаратура складалася із двох трансформаторів у вигляді п'яти котушок, з'єднаних з мостом Максвелла. Після експериментів з апаратурою Гуттона і мостом Андерсона в 1922 Бюро стандартів США опублікувало статтю "Індуктивний баланс для виявлення металевих тіл". На початку 1924 року Даніель Чілсон з Лос-Анджелеса винайшов і запатентував електромагнітний детектор, відомий як "радіо" детектор. Його апаратура використовувала нову схему на биття, яка стала відома як "Міст Чілсона". Про перші успішні пошуки закопаних скарбів за допомогою "фіолетового променя" або "радіо" пристрою, що показувало присутність скарбу, було повідомлено Джеймсом Янгом у газеті Нью-Йорк Таймс у 1927 році. Пошуки були влаштовані одним Американцем та двома Ангійськими шукачами пригод із чотирирічною урядовою ліцензією на Панамському перешийку. Знахідки включали золоті ланцюги, ювелірні вироби та тарілки, заховані піратами. Мр. Янг продовжував стверджувати, що пройшов лише рік чи два з того часу, що стало можливо проникнути на затоплене судно до скарбів. Він брав участь у організації пошуку втрачених скарбів із великим розмахом. Радіо апаратура, сказав він, принесла успіх там, де людина марно шукала протягом більше двох століть, і він передбачив, що майбутній успіх із застосуванням нових радіозасобів для пошуку скарбів буде безперечно здійснюватися у Вест Індії, Флоридських Ключах та на узбережжі Мексики. Очевидно, що першою книгою з металодетекції була книга Р.Дж. Сентськи "Сучасне лозоплавство: конструювання та використання електронних метелошукачів", видана у 1927 році. Вона стала настільки популярною, що її перевидували у 1928, 1931 та 1939 роках. У 1929 році, Герхард Гішер, з Голлівуду (Каліфорнія), інженер-дослідник, який консультує Радіо Корпорацію (відому своїми геофізичними дослідженнями для видобувної галузі), запатентував "Металоскоп". Він важив 22 фунти (10 кг) і був оснащений сухими батареями, електронними лампами та навушниками. Для роботи з ним не потрібно мати будь-якої кваліфікації або спеціального навчання. Оператор знаходився між вертикальним передавачем та горизонтальним приймачем, які з'єднувалися один з одним дерев'яними ручками. Ламповий вольтметр реєстрував збурення, викликані металом. Глибина залягання об'єктів не могла бути виміряна, але якщо помітити кут передавача, при якому стрілка максимально відхиляється, потім виконавши вимірювання з різних точок, а потім побудувати малюнок на папері, використовуючи тригонометрію, можна отримати позицію об'єктів з цілком прийнятною точністю. Пристрій, що продавався по 200 $, став широко використовуватися комунальними компаніями для швидкого і точного пошуку старих трубопроводів, кабелів, коробів, сталевих рейок та інших закопаних предметів, а так само він став використовуватися розвідувачами для пошуку рудних жил, що залягають на поверхні. Крім того, Фішер приготував креслення та інструкції та зробив їх доступними любителям, які використовують стандартні радіодеталі. Незабаром цей пристрій, названий "М-Скоп", став використовуватися як "скарбошукач" тими, хто вірив, що вони знають зразкове розташування закопаних цінностей. Найпростіший набір, що продається за 95 $ - МТ-Скоп, що мав середню чутливість і регульовану глибину виявлення, як індикатор використовував ламповий вольтметр. Пізніше було розроблено третю схему Фішера, але вона ніколи не з'явилася на комерційному ринку. Вона використовувала лише три лампи та одну подвійну котушку замість роздільних котушок для передавача та приймача. Фішер також зазначив, що чим довше закопаний об'єкт, тим його легше виявити. Незабаром після цього Фішер М-Скоп отримав успіх на ринку, креслення були опубліковані, за ними можна було зібрати саморобний "радіо шукач", який міг знайти срібний долар на глибині кількох дюймів під землею, індикацією служив дзижчий звук у навушниках. Для котушок використовувався 28 дюймовий дерев'яний велосипедний обід. У 1930 році фізик Теодор Теодорсен, який працює на Національний Консультативний Комітет з Аеронавтики, доповів про те, що в лабораторії Ленглі був розроблений "Інструмент для виявлення металевих тіл, що знаходяться в Землі", призначений для безпосереднього виявлення бомб, що не вибухнули, скинутих. Місце скидання бомб знаходилося біля нового каналу, на якому випробовували гідроплани в Ленглі Філд, Вірджинія, на той час воно реконструювалося. Новий "детектор" успішно виявив багато бомб, закопаних на тому місці або поблизу, включаючи 17 фунтових бомб на глибині 2 фути. Цей детектор, відомий як NACA бомбошукач, мав просту конструкцію та не вимагав кваліфікованого оператора. Конструкція була заснована на роботі М.С. Гуттона із Франції. Три котушки були намотані на підлогому дерев'яному каркасі 3 фути діаметром і висотою 1-1,5 фути. Котушки були підвішені на сходоподібному каркасі, для роботи з пристроєм були потрібні двоє людей. Пристрій живився від 110 вольтових батарей, розміщених у великій скриньці. 1935 року було сконструйовано металодетектор для пошуку підземних колодязів за стінами провідного американського університету. Пошуковий радіопристрій незабаром зарекомендував себе як чутливий інструмент для пошуку скарбів, і його креслення стали доступними для любителів популярних журналів. Як і більшість детекторів того часу, для роботи він мав перебувати на прийнятній відстані від мети і не міг розрізняти чорні та кольорові метали. І хоча одні детектори мали можливість компенсувати вплив тіла оператора та землі, інші реагували на смужки мокрого ґрунту та вологе коріння рослин. Але навіть найкращі детектори були марні на окенаських пляжах, що містять багато магнітного чорного піску. Протягом цього часу "Невидимий детектор зброї" було застосовано у в'язницях для виявлення магнітних металів. Про наявність металу можна судити з різкого відхилення променя електронно-променевої трубки. Прилад забезпечував хорошу чутливість, але був складений у налаштуванні. У 1938 році була розроблена схема індуктивного моста, що налаштовується, для виявлення металевих частинок у сигарах. Ця схема мала хорошу чутливість і стабільність і могла працювати за будь-якої температури, вологості, запиленості та вібрації. Так само особливістю схеми було легке регулювання та компактність, і ця схема була більш стабільною ніж прилади на биття. У 1939 році Гаррі Фор опублікував схему недорогого детектора з використанням моста Чілсона на биттях, що не реагує на зовнішні перешкоди і налаштовується за нульовими биттями. Він використовував одиночну котушку і сигналом виявлення були "кудахтають звуки", що видаються навушниками з опором 4 кОм. При правильному налаштуванні прилад міг виявити пластину металу площею 3 дюйми на глибині 12 дюймів і монету а 10 центів на глибині кількох дюймів. У грудні 1939 року доктор Лінкольн Ла Пас із Державного університету Огайо представив Астрономічному Товариству доповідь з детекторів метеоритів. Три прилади були сконструйовані та побудовані з використанням досліджень, проведених Теодорсеном під час розробки бомбошукача. Перший прилад був великий трикотушковий детектор, що збуджується від генератора, що працює від бензинового двигуна. Прилад міг розміститися у багажнику автомобіля. Друга конструкція так само мала трикотушкову систему, що збуджується ламповим генератором і була невелика, так що її можна було носити в рюкзаку. Пошукові котушки будь-яких розмірів можна було приєднувати до приладу так само легко, як вкрутити лампочку в патрон. Третя конструкція виявилася найуспішнішою. Вона складалася з пошукової та випромінюючої котушок, і в порівнянні з комерційними приладами мало вдвічі менше енергоспоживання з живленням від батарей. При вазі менше 15 фунтів цей прилад міг бути використаний скрізь, куди тільки людина могла дістатися. Розвиток Другої Світової війни зажадав негайної розробки міношукачів. Роботу було виконано дослідницьким підрозділом Міністерства Постачання. Невдовзі вони розробили дев'ять експериментальних детекторів. Проблема була в тому, щоб розробити прилад, здатний витримати жорсткі умови експлуатації і щоб його вага була прийнятною для солдата. Крім того, він повинен був бути нескладним, вимагав би мінімальної кількості людей для роботи і був би зроблений із простих взаємозамінних частин для їхньої швидкої заміни. Зрештою було використано одноламповий генератор, розроблений Вільямом Осборном у 1928 році. На початку Жовтня 1941 року дослідницька група була близько до кінцевої стадії, коли вони отримали подробиці про нову модель, розроблену незалежно двома лейтенантами Польської армії. Вона не містила нових принципів, але її розведення обіцяло переваги у виробництві та експлуатації. Відразу стало ясно, що Польська конструкція виявилася дуже гарною, тому тестові моделі створили на основі цієї конструкції. Виробництво почалося в 1941 році. Детектор складався з плоского диска - пошукової котушки і мав розміри 8x15 дюймів. Рухлива штанга кріпилася до центру котушки, на рукоятці штанги було дві ручки управління. Решта знаходилося в оператора в заплечному мішку. Перше замовлення на виготовлення детекторів було розміщено серед різних британських фірм, що виробляють радіообладнання. Ці "модернізовані" детектори стали стандартними конструкціями і ними все ще користуються. Істотна експериментальна робота 1942 року призвела до появи детектора з частотною модуляцією. Відомий як ЧС Локатор, він показав себе дуже стабільним та його особливістю було регулювання балансу землі.
У 1943 році Вільям Блекмер удосконалив схему на биття. У тому ж році було розроблено міст Вінстона для вимірювань опорів у міношукачі. Цей пристрій, що штовхається вперед по землі як машина для підлоги, було зібрано з 250 компонентів, що містяться в 29 блоках. Відразу після війни, як тільки магазини з розпродажу залишків військового обладнання поширилися по всій Північній Америці та Європі, тисячі металодетекторів було запропоновано публіці за ціною від 5$ до 50$ доларів. Чи треба говорити, що це породило нову хвилю експериментаторів та мисливців за скарбами. У 1946 році Гаррі Фор опублікував креслення для будівництва детектора на биттях з електричним зв'язком, заснований на дослідженнях Британської армії. Його конструкція була розрахована на просунутих експерментаторів, і поки що не так сильно, як комерційні прилади утримувала відмінні позиції як оригінальний детектор Чілсона. Крім того, в конструкцію було додано багато вдосконалень. Прилад міг виявити пластину металу площею один квадратний фут з відривом 12 дюймів. Індикація здійснювалася збільшенням або зменшенням звуків. Дослідження в області міношукачів, проведені під час війни, стали благом для тих, хто цікавився виявленням схованих скарбів. У міру того, як нові прилади з більшою чутливістю та модернізованим зовнішнім виглядом зростали в популярності, безліч невеликих компаній розпочали виробництво та продаж детекторів та обладнання для пошуку скарбів. Трьома основними типами детекторів стали бруківка, схема на биттях і радіобалансна схема. Інший технологічний прорив – транзистор – змінив конструкцію та характеристики детекторів більш ніж на десятиліття вперед. Сьогодні, майже через півстоліття, металодетекторні хобі та індустрія все ще ростуть і процвітають. І хоча основні принципи, що лежать в основі, залишилися незмінними тривалий час, в сучасному поколінні детекторів були зроблені деякі дивовижні нововведення: дискримінація, Дуже Низькочастотна дискримінація при русі, режекторна дискримінація, візуальне розпізнавання мети та індикація глибини, налаштування натискання, точний ручний баланс та автоматичний баланс землі, можливість роботи на багатьох частотах, удосконалена імпульсна конструкція, комп'ютеризований та мініатюризовані детектори з високими характеристиками, ергономічні конструкції корпусів та багато іншого. Про те, що принесе завтрашній день, можна тільки мріяти! Рой Т. Робертс зараз досліджує історію металодетекторів та пошуку скарбів і хотів би заручитися підтримкою читачів WE&N. Його адреса – 20609 Dundas Street, London, Ontario, Canada NSW 2Z1. Автор: Рой Т. Робертс
Шум транспорту затримує зростання пташенят
06.05.2024 Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024
▪ Природа покращує серцевий ритм ▪ Китайська мова налаштовує дітей на музику
▪ Розділ сайту Застосування мікросхем. Добірка статей ▪ стаття Томас Фуллер. Знамениті афоризми ▪ стаття Що таке чаклунство? Детальна відповідь ▪ стаття Папайя. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Простий металошукач на мікросхемі К176ЛЕ5. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page