Принцип дії металошукача. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Принцип дії металошукача. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Металошукачі

Коментарі до статті

Корисні визначення

Динамічний режим роботи передбачає безперервний рух пошукової головки (котушки). Реакція приладу спостерігатиметься лише під час пронесення головки над металом. Якщо головку зупинити над об'єктом – реакція пропаде.

Статичний режим роботи - такий режим, у якому реакція приладу зберігатиметься, поки головка перебуває над об'єктом. При цьому не важливо, рухається вона чи ні.

Псевдостатичний режим роботи - динамічний режим з дуже повільним підстроюванням порога. Тобто, якщо головку довго тримати над об'єктом, станеться підстроювання приладу під цей об'єкт і реакція пропаде. При видаленні головки від об'єкта почнеться зворотне підстроювання тієї самої тривалості. У комп'ютеризованих приладах процесами підстроювання порога управляє мікропроцесор, тому швидкості підстроювання при наближенні та віддаленні від об'єкта можуть бути різними. У звичайних приладах із псевдостатикою для швидкого відновлення порога при видаленні котушки від об'єкта служить кнопка RETUNE.

VCO-режим - залежність як гучності звуку, а й його тони (частоти) від величини і глибини об'єкта. Загострює реакцію людського вуха на слабкі зміни у прийнятому від об'єкта сигналі.

Порог (пороговий тон) - слабкий звуковий тон, чутний у динаміці приладу чи навушниках за відсутності металевих об'єктів поблизу головки. Пороговий тон мають як прилади, які мають режим пошуку всіх металів, і прилади зі статичними режимами пошуку. За цим тоном можна судити про працездатність металошукача та зміну мінералізації ґрунту. У більшості приладів регулюється пороговий тон.

Режекція - Відсутність звукового сигналу (ігнорування) для певного виду об'єктів.

Основні принципи побудови металодетектора: переваги та недоліки

Принципів, якими будують металодетектори, відомо кілька. Ось три основні.

BFO (Beat Frequency Oscillator – генератор биття, залежний генератор) - Складання коливань двох високочастотних генераторів і виділення різниці їх частот, що лежить у звуковому діапазоні. Якщо поблизу пошукової котушки з'являється металевий предмет, змінюється частота сигналу одного з генераторів, а з нею і висота чутного звуку. Т. е. працюють на основі визначення малих змін індуктивності пошукової котушки під впливом залізних предметів. Характеризуються низькою чутливістю.

TR/IB (Transmit-Receive/Induction Balance - передача, прийом та баланс індукції) - в датчику встановлюють дві котушки, що передає та приймальну. Присутність металу змінює індуктивний зв'язок між ними, що впливає на сигнал, що приймається.

PI (Pulse Induction – імпульсна індукція) - передачу ведуть імпульсами, форма і амплітуда сигналів, що приймаються, залежать від наявності металевих об'єктів поблизу котушок детектора.

Навпаки, імпульсні детектори мають багато переваг:

найчутливіші серед усіх детекторів, які в сучасний час є;
малочутливі до впливу землі;
мають просту конструкцію.

При роботі використовуються магнітні імпульси, здатні наводити струм переважають у всіх металевих предметах, які у магнітне полі. У перервах між імпульсами приймач приймає відгук, який посилюється і обробляється електронною частиною.

За своїх незаперечних переваг вони мають і недоліки:

для їхньої роботи потрібні потужні акумулятори;
вони дуже чутливі до дрібних залізних предметів.

З середини 90-х років багато імпульсних металодетекторів стали забезпечуватися дискримінатором.

Металодетектори з врівноваженою індукцією стали стандартними детекторами загального використання. У пошуковій головці у них розташовані дві котушки, одна з яких наводить змінне магнітне поле. Інша котушка розташована так, що поле в нормальному стані навколо неї врівноважене, а на її виході немає електричного сигналу.

Насправді в приймальні котушці є так званий залишковий сигнал, обумовлений не ідеальністю конструкції. Металеві предмети, що наближаються до котушок, змінюють конфігурацію цього поля, розбалансують систему. В результаті – на виході приймальної котушки з'являється сигнал. Цей сигнал можна посилити та інформувати оператора про знахідку.

Сучасні металодетектори, що використовують цей принцип, мають потужну електроніку, що обробляє сигнал і дає оператору масу додаткової інформації, наприклад:

відносну питому провідність металу;
глибину залягання тощо.

Кожному принципу властиві специфічні переваги та недоліки. Тому в дорогих та складних детекторах, здатних визначити не лише наявність, а й вид металу, комбінують усі три.

Функціонування металошукача

При включенні металошукача у пошуковій котушці створюється електромагнітне поле, яке поширюється у навколишнє середовище:

земля;
камінь;
вода;
дерево;
повітря.

На поверхні металів, що потрапили в зону дії пошукової котушки, під впливом електромагнітного поля з'являються вихрові струми. Ці вихрові струми створюють власні зустрічні електромагнітні поля, що призводять до зниження потужності електромагнітного поля, яке створюється пошуковою котушкою. Це фіксується електронною схемою приладу.

Крім того, вторинне поле спотворює конфігурацію основного поля, що також уловлюється приладом.

Електронна схема металошукача обробляє отриману інформацію та сигналізує про виявлення металу.

Вихрові струми утворюються на поверхні будь-яких металевих об'єктів або електропровідних мінералів. Визначення металу в об'єкті ґрунтується на вимірі питомої електропровідності об'єкта.

Частотні діапазони металодетекторів

У технічній літературі, присвяченій металодетекторам, використовують багато спеціальних термінів. Так, позначення VLF (Very Low Frequency) означає дуже низьку робочу частоту металодетектора.

Здатність металодетектора дискримінувати (розпізнавати) характер знахідки залежить від робочої частоти приладу. При високих частотах посилюється явища скін-фекту і якість дискримінації значно погіршується.

Тому спочатку (70-ті, початок 80-х років) виробники металодетекторів використовували дуже низькі частоти близько 2 кГц. Це призводило до виникнення специфічних проблем:

на цих частотах, незважаючи на хорошу чутливість до міді та срібла, була знижена чутливість до золота та нікелю;
при конструюванні котушок виникали проблеми з якістю (добротністю).

Сучасні детектори металу мають широкий розкид за робочою частотою, це зумовлено специфікою їх застосування, а також з інженерно-конструкторських міркувань.

Найчастіше діапазон частот тягнеться від 6 до 20 кГц, але буває і нижче. У цьому частотному діапазоні прилади добре дискримінують цілі і не виникають серйозні проблеми з конструкцією котушок.

Прилади для пошуку золота використовують підвищені частоти – до 15-20 кГц та вище. Це зумовлено ще й тим, що на цих частотах покращується чутливість до дуже дрібних предметів, наприклад, до золотих самородків, що часто мають мізерні розміри та малу вагу.

В останні роки для підвищення глибини та якості дискримінації стали використовувати багаточастотний пошук, який за певних умов дає переваги. З появою дешевих процесорів цей метод отримав сильний поштовх у своєму розвитку. Але хочеться зробити два важливі зауваження щодо багаточастотного пошуку:

по-перше, значного підвищення глибини дискримінації проти одночастотними приладами цей метод не дає;
по-друге, збільшується асортимент знахідок, які добре дискримінуються, але у разі складної конфігурації останніх може відбуватися їх відсікання.
Позначення TR (Transmitter-receiver) означає "передавач-приймач" і також стосується металодетекторів, що працюють за принципом індукційного балансу. Цей тип детекторів металу з'явився у 30-х роках. У цих приладів є рознесені, ортогонально розташовані котушки. Прилади цього мають робочі частоти від 50 до 100 кГц. Серйозні недоліки цих приладів:
велика реакція на мінералізований ґрунт;
несприйнятливість до дрібних предметів.

При пошуку великих об'єктів, розміром з літрову банку та більше, в умовах слабомінералізованого та несильно засміченого ґрунту ці металодетектори дуже зручні. З середини 70-х практично вийшли з вживання.

Сьогодні типовим представником металодетекторів цього є Gemini-З фірми Fisher. Деякі виробники металодетекторів використовували це позначення як додаток до терміну VLF, мабуть, щоб зайвий раз підкреслити, що в основі роботи пристрою лежить принцип індукційного балансу.

Коригування системи компенсації впливу землі

Мінералізація ґрунту - наявність у ґрунті електропровідних солей та мінералів, а також мінералів та порід, що містять залізо. Спричиняє порушення правильної роботи приладів. Усувається запровадженням додаткових схемних рішень та режимів.

У процесі роботи біля може змінюватися характер грунту, отже, та її мінералізація. Для цього буде потрібно коригування системи компенсації впливу землі. Це робиться як вручну, так і автоматично, якщо в детекторі є такий режим роботи. Він отримав позначення Ground Track. Застосування цього режиму не рекомендується під час встановлення високої чутливості.

Термін VCO використовується для позначення звукового режиму роботи металодетектора, при якому залежно від величини та глибини залягання об'єкта змінюється не лише гучність звуку, але його тон. Це загострює сприйняття слухом найменшого зміни звукового сигналу.

Сучасні висококласні металодетектори мають багатий сервіс, що дозволяє досвідченому оператору вести плідний пошук із найменшою витратою часу. Якщо пошуковик додатково має уявлення про принцип роботи металодетектора та його реальні можливості, це приносить додаткові дивіденди.

Про чутливість металодетекторів

Для отримання високої чутливості сумарний коефіцієнт посилення всього приймального тракту металодетектора може становити десятки децибелів. Безрозсудне збільшення чутливості призводить до погіршення стабільної роботи приладу, перетворюючи таким чином металодетектор на марний інструмент пошуку.

Чутливість є головною, але не основною перевагою сучасного металодетектора.

Розуміння цього факту приходить з досвідом і стає очевидним після того, коли пошуковик потрапляє на сильно засмічену металевим мотлохом ділянку. Тут уже й висока чутливість не на радість!

Іноді погоня за суперчутливістю у деяких індивідуумів вироджується у хворобу, коли людина концентрує увагу на кожному зайвому сантиметрі глибини, вказаному у рекламних проспектах. Фірми-продавці вміло грають на цьому факті! І останнє, глибина виявлення, зазвичай, наводиться повітрям, т. е. для ідеалізованих умов, але у землі зазначений предмет на заявленої глибині, швидше за все, виявити не вдасться.

Автор: Дубровський С.Л.

Дивіться інші статті розділу Металошукачі.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Портативна стикувальна станція Iogear GUD3C02 04.05.2017

Асортимент компанії Iogear поповнила портативна стикувальна станція USB-C.

За підрахунками виробника, док Iogear GUD3C02 дозволяє підключити до ноутбука до десяти периферійних пристроїв, таких як клавіатура, миша, монітор, зовнішній накопичувач або принтер. Для цього є три порти USB 3.0 Type-A, один із яких підтримує швидку зарядку; слоти для карток SD, MMC та microSD; порт Gigabit Ethernet; відеовиходи HDMI (з підтримкою 4K), mini-DisplayPort (теж з підтримкою 4K) та VGA, а також вхід та вихід аналогового звукового сигналу.

Порт USB-C, що використовується для підключення ноутбука, можна використовувати для заряджання. Максимальна споживана потужність – 60 Вт.

Ціна GUD3C02 приблизно дорівнює $130. Продаж уже почався.

Інші цікаві новини:

▪ Цифровий гаманець замість паперових та пластикових документів

▪ Цифровий барометричний датчик тиску - висотомір Infineon DPS310

▪ Мікросхеми пам'яті типу RRAM 200 мм2 1 ТБ

▪ Компактний фотоапарат Olympus Stylus SH-1

▪ Сучасна вітроенергетика Європи

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Регулятори струму, напруги, потужності. Добірка статей

▪ стаття Омар Хайям. Знамениті афоризми

▪ стаття Скільки часу знадобилося константинопольському патріарху Фотію, щоб пройти всі ступені, які відокремлювали мирянина від глави кліру? Детальна відповідь

▪ стаття Водій авторозвантажувача. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Електротехнічні матеріали. Довідник

▪ стаття Інвертор для симистора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт