Różne typy wykrywaczy metali i zasada ich działania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / wykrywacz metalu

Komentarze do artykułu

Aby skutecznie wyszukiwać metalowe przedmioty w ziemi, nie trzeba znać naukowych podstaw działania wykrywacza metali. Jednak warto wiedzieć ogólnie, jak działa wykrywacz metali.

wykrywacz metali to urządzenie elektroniczne, które wykrywa obecność metalu i informuje nas o tym. Metalowy przedmiot, powiedzmy moneta, umieszczony w ziemi, sam w sobie niczego nie promieniuje i nie zdradza swojej obecności. Aby go wykryć, konieczne jest napromieniowanie go falami radiowymi i złapanie sygnału wtórnego. Wszystkie wykrywacze metali działają na tej zasadzie.Różnica między tanimi i drogimi modelami polega na sposobach emitowania tych fal radiowych, sposobach wychwytywania sygnałów wtórnych, a także sposobach informowania o obecności metalu.

Ryż. 12. Pole elektromagnetyczne cewki wyszukiwania

Ryż. 13. Występowanie prądów wirowych na powierzchni przedmiotów metalowych złapanych w pole elektromagnetyczne sondy

Po włączeniu wykrywacza metali prąd przemienny przepływa przez cewkę wyszukiwania, tworząc wokół niej pole elektromagnetyczne. To pole przechodzi do środowiska, czy to powietrza, gleby, wody, kamienia, drewna itp. Jeśli na drodze tego pola znajduje się metalowy przedmiot, to na jego powierzchni pojawiają się tak zwane prądy wirowe. Prądy te tworzą własne pole elektromagnetyczne, które osłabia pole cewki nadawczej. Obwody elektroniczne instrumentu wykorzystują cewkę do wykrywania osłabienia pola spowodowanego obecnością metalu pod cewką i informują o tym w taki czy inny sposób. Bardziej złożone układy elektroniczne zapewniają lepsze wychwytywanie słabszych sygnałów wtórnych, dokładniejsze ich przetwarzanie. Dlatego takie urządzenia są pracochłonne w produkcji i droższe. Jednak zwykle są w stanie znaleźć obiekty na większych głębokościach.

Ryż. 14. Wpływ mineralizacji gleby na głębokość detekcji

Prądy wirowe powstają na powierzchni wszelkich materiałów przewodzących prąd elektryczny - metali, minerałów itp. Metale nieżelazne przewodzą prąd elektryczny lepiej niż metale żelazne i minerały. Dlatego prądy wirowe na nich zanikają dłużej. Wykrywacz metalu wyczuwa, w którym przypadku prądy wirowe zanikają szybciej i na tej podstawie może „powiedzieć”, który z metali – czarny czy nieżelazny – znajduje się pod cewką.

Niestety, w niektórych miejscach gleba zawiera dużą ilość minerałów przewodzących prąd elektryczny (magnetyt, sole sodowe i potasowe), które są wysoce niepożądane, ponieważ maskują obecność metalu, zmniejszając głębokość jego wykrycia. Minerały żelaza i soli stanowią duży problem dla producentów i użytkowników wykrywaczy metali. Stosując różne filtry, możesz znacznie zmniejszyć wpływ funta. Niektóre instrumenty mają automatyczne dostrajanie do gruntu, inne ustawiają je ręcznie przez operatora, co jest dokładniejsze, jeśli jest wykonane prawidłowo.

W literaturze następują główne podejścia do budowy obwodów do wykrywaczy metali:

1. Metoda beat - BFO (Bcat Frequency Oscillation).

2. Metoda bilansowania indukcyjnego - IB/TR (Induction Balance / Transmitter-Receiver).

3. Metoda równoważenia indukcyjnego wykorzystująca bardzo niskie częstotliwości pracy - VLF/TR (Very Low Frequency/ Transmitter-Receiver).

4. Metoda zrównoważenia indukcyjności z cewkami rozstawionymi - RF (Radio Frequency).

5. Metoda impulsowa - PI (Pulse Induction).

6. Metoda zakłóceń rezonansowych - OR (OfTResonance).

Metoda beatu - BFO

Mierzonym parametrem jest częstotliwość oscylatora LC, który obejmuje cewkę głowicy wyszukiwania. Częstotliwość jest porównywana z częstotliwością odniesienia, a wynikowa różnica częstotliwości uderzeń jest wyświetlana na sygnale dźwiękowym. Układ urządzeń jest dość prosty, cewka nie wymaga precyzyjnego wykonania. Częstotliwość robocza 40-500 kHz. Czułość urządzeń BFO jest niska przy niskiej stabilności działania i słabej zdolności do odstrajania od mokrego i zmineralizowanego funta. Metodę BFO stosowano w wykrywaczach min i seryjnych obcych urządzeniach w latach 60-70. ostatni wiek. Obecnie ta metoda jest popularna wśród radioamatorów i znajduje się w niedrogich urządzeniach rosyjskich producentów. Obejmuje to również urządzenia z bezpośrednim pomiarem częstotliwości, które są dobrze zaimplementowane na mikroprocesorach.

Metoda bilansu indukcyjnego - IB/TR

Głowica poszukiwawcza jest utworzona z dwóch cewek umieszczonych w tej samej płaszczyźnie i zrównoważonych tak, że gdy sygnał jest doprowadzany do cewki nadawczej, na wyjściach cewki odbiorczej występuje minimalny sygnał. Cewka nadajnika jest często zawarta w obwodzie oscylatora LC. Mierzonym parametrem jest amplituda sygnału na cewce odbiorczej oraz przesunięcie fazowe między nadawanym i odbieranym sygnałem sinusoidalnym. Takie wykrywacze metali mają częstotliwość roboczą 80-100 kHz. Mogą wykrywać małe obiekty na stosunkowo dużych głębokościach (30-35 cm), ale są bezużyteczne podczas poszukiwań na silnie zmineralizowanych glebach i plażach morskich.

Metoda balansu indukcyjnego z wykorzystaniem bardzo niskich częstotliwości roboczych - VLF/TR

Stwierdzono, że przy obniżeniu częstotliwości pracy poniżej 20 kHz możliwe jest odstrojenie od wpływu funta, głębokość działania urządzenia nieco się zmniejsza, ale stabilność pracy gwałtownie wzrasta i zanikają fałszywe sygnały. Takie urządzenia nazywane są VLF/TR, co oznacza wykrywacz metali typu nadajnik-odbiornik działający na bardzo niskich częstotliwościach.

VLF - metoda pozwala na budowanie bardzo czułych urządzeń z dobrą dyskryminacją metali dzięki analizie charakterystyk fazowych. Układ urządzeń jest dość skomplikowany, cewki wymagają precyzyjnego wyważenia. Większość urządzeń szeregowych, w tym skomputeryzowanych, jest obecnie budowana w oparciu o tę metodę. Dyskryminacja obiektów i odstrajanie od ziemi w takich urządzeniach odbywa się stosunkowo prosto za pomocą obwodów z przesunięciem fazowym.

Zasada TR (lub jej odmiana VLF / TR) zapewnia analizę charakterystyki fazowej sygnału, dzięki czemu urządzenia te z łatwością rozróżniają metale żelazne i nieżelazne oraz są odłączane od gruzu i gleby. Charakteryzują się dużą czułością i rozdzielczością, która zależy od średnicy cewki szukającej – im większa, tym głębsza detekcja, ale tym trudniej szukać małych obiektów.

Wadą takich urządzeń było to, że dostrojenie do gruntu nie mogło być wykonywane jednocześnie z dyskryminacją, a operator musiał wybrać jeden lub drugi tryb za pomocą przełącznika. Urządzenia takie były produkowane w USA i Anglii przez 10 lat, aż do roku 1980, kiedy to zostały zastąpione przez tzw. dynamiczne wykrywacze metali.

Pod koniec lat 70. XX wiek Amerykanin J. Payne opracował schemat, który umożliwia jednoczesne przeprowadzanie zarówno dyskryminacji, jak i rozstrojenia naziemnego.

Pierwsze urządzenia tego typu trzeba było bardzo szybko przenosić, aby uzyskać akceptowalną głębokość działania, co było bardzo męczące dla operatora. Późniejsze modele (ze względu na złożoność obwodu) umożliwiały pracę przy niższych prędkościach cewki bez utraty głębokości.

Na początku lat 80. wykrywacze metali stały się ciężkie i trudne do ustawienia. Zasadniczo jedno urządzenie zawierało cztery różne typy wykrywaczy metali. Amerykańska firma Fisher Research Laboratory szybko odpowiedziała na prośby poszukiwaczy skarbów o stworzenie prostszego, ale nie mniej czułego urządzenia i w oparciu o najnowsze osiągnięcia mikroelektroniki opracowała wykrywacz metalu 1260s z automatyczną regulacją progu, działający na bardzo niskiej częstotliwości . Miał tylko kilka elementów sterujących i nie wymagał żadnej ręcznej regulacji. Jest lekki, łatwy w obsłudze i czuły na drobne przedmioty, urządzenie z powodzeniem sprawdza się na słabo zmineralizowanych glebach. Jego modyfikacja 1266 była produkowana do 2003 roku.

Ten wykrywacz metalu zaczęto nazywać „dynamicznym”, chociaż w istocie należy do typu VLF / TR. Dotychczasowe statyczne wykrywacze metali typu VLF/TR praktycznie zaprzestano produkcji, a wszystkie wiodące firmy szybko przestawiły się na produkcję urządzeń wykorzystujących tę dynamiczną zasadę. Wiele małych firm, które nie miały na to czasu, zostało zmuszonych do zaprzestania istnienia. Od tego czasu na świecie pozostało zaledwie kilkanaście firm produkujących wykrywacze metali.

Metoda równoważenia indukcyjnego z odstępem cewki - RF

To wysokoczęstotliwościowa wersja TR, w której cewki nadawcza i odbiorcza nie tworzą płaskiego transformatora, ale są odseparowane w przestrzeni i ustawione prostopadle do siebie. Cewka odbiorcza odbiera sygnał odbity od powierzchni metalu i emitowany przez cewkę nadawczą. Metoda ta jest stosowana w instrumentach głębinowych i charakteryzuje się niewrażliwością na małe obiekty oraz brakiem możliwości rozróżnienia metali żelaznych i nieżelaznych.

Metoda impulsowa - IP

Urządzenia te, opracowane po raz pierwszy w Stanach Zjednoczonych dla archeologów, były najczęściej używane wśród amatorów w Anglii pod koniec lat 60. Podobnie jak w urządzeniach opartych na zasadzie równowagi indukcyjnej, urządzenia impulsowe wytwarzają pole elektromagnetyczne, które działa na przedmiot, ale pole to nie działa cały czas, ale okresowo - włącza się i wyłącza (impulsy) wielokrotnie w ciągu jednej sekundy.

Gdy pole jest włączone, na powierzchni obiektu indukowane są prądy wirowe. Gdy pole jest wyłączone, prądy wirowe stopniowo zanikają, choć na bardzo krótki okres czasu. W tym momencie cewka działa jak antena odbiorcza, wychwytując ten zanikający sygnał. Jednocześnie zwiększa się progowe tło urządzenia, wskazujące na obecność metalu w glebie. Ponieważ prądy wirowe w glebie zanikają znacznie szybciej i nie są wychwytywane przez urządzenie, pulsacyjne wykrywacze metali działają skutecznie na słabo zmineralizowanych glebach, a zwłaszcza na wilgotnych, słonych glebach wybrzeży morskich.

Wadą impulsowych wykrywaczy metali jest ich duża czułość na metale żelazne i trudności z ich dyskryminacją. Jednak w niektórych przypadkach (na przykład podczas poszukiwania metalu na dnie morza) przewyższają one wszystkie inne typy wykrywaczy metali.

Metoda przerwania rezonansu - OR

Analizowanym parametrem jest amplituda sygnału na cewce obwodu oscylacyjnego, dostrojona blisko rezonansu z sygnałem dostarczanym do niej z generatora. Pojawienie się metalu w polu cewki powoduje albo osiągnięcie rezonansu, albo odejście od niego, w zależności od rodzaju metalu, co prowadzi do zwiększenia lub zmniejszenia amplitudy drgań na cewce. Ta metoda, podobnie jak BFO, została opracowana przez radioamatorów.

Autor: Bulgak L.V.

Zobacz inne artykuły Sekcja wykrywacz metalu.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Strefa czasowa dla księżyca 10.03.2023 21 lipca 1969 roku Neil Armstrong zrobił pierwszy krok na Księżycu, który zmienił jego życie. Stało się to właśnie wtedy, gdy standardowy czas uniwersalny na naszej planecie osiągnął godzinę 2:56 w nocy. Ale która była godzina dla Nilu? Nie ma jeszcze odpowiedzi na to pytanie, ale biorąc pod uwagę plany zasiedlenia Księżyca, może się to zmienić. Na niedawnym spotkaniu w Holandii przedstawiciele organizacji kosmicznych z całego świata zgodzili się, że musimy wprowadzić odpowiednią księżycową strefę czasową – uznawany na całym świecie wspólny standardowy czas księżycowy, który wszystkie przyszłe misje będą mogły z łatwością wykorzystywać do komunikacji i nawigacji. Niedawne spotkanie w Holandii zostało zorganizowane i prowadzone przez naukowców z ESA, ale dyskusja była oparta na współpracy. Celem jest stworzenie wzajemnie uzgodnionej struktury zwanej LunaNet, która zapewni wspólny interfejs dla wszystkich przyszłych comiesięcznych misji, optymalizując ich sieć, nawigację, wykrywanie, informacje i komunikację. Czas będzie kluczowy dla przyszłych operacji. W ciągu najbliższych kilku lat na Księżyc zostanie wysłanych kilka lądowników robotów z różnych organizacji kosmicznych i prywatnych firm. Ponadto ESA, NASA, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) i Canadian Space Agency (CSA) współpracują w celu zbudowania księżycowej stacji orbitalnej o nazwie Gateway, z której będą mogły startować przyszłe misje. „Te misje będą nie tylko znajdować się na Księżycu lub wokół niego w tym samym czasie, ale często będą ze sobą oddziaływać – potencjalnie przekazując sobie nawzajem wiadomości, prowadząc wspólne obserwacje lub przeprowadzając operacje rendez-vous” – poinformowała Europejska Agencja Kosmiczna w komunikacie prasowym. . Historycznie rzecz biorąc, każda misja, która udała się na Księżyc, wykorzystywała zegary atomowe na Ziemi do śledzenia ich postępów, synchronizując ich czas w przestrzeni z czasem na Ziemi. Aby to zrobić, trzeba było „nawiązać kontakt” i zapytać ludzi na Ziemi, która jest godzina, a także wziąć pod uwagę czas potrzebny na wykonanie tego połączenia. Zwykłe stare zegary na pokładzie statku kosmicznego po prostu nie spełnią swojego zadania. Siły grawitacji i prędkości na Księżycu są różne, co oznacza, że ​​inaczej wpływają na czas niż siły działające na naszej planecie. W praktyce oznacza to, że jeśli księżycowy astronauta zabierze ze sobą zegar z Ziemi, będzie on chodził szybciej niż zwykle o kilkadziesiąt mikrosekund dziennie. O ile szybciej zależy od tego, czy astronauta znajduje się na orbicie, czy stoi na samym Księżycu. W tych warunkach trudno będzie ustalić stabilne odniesienie czasowe specjalnie dla Księżyca, ale może to być dokładniejsze i szybsze niż synchronizacja z czasem ziemskim. O tym teraz dyskutują naukowcy. Czy powinniśmy obserwować czas ziemski, czy przejść na strefę czasową księżycową? Ten drugi scenariusz wymagałby działającego księżycowego systemu czasu i wspólnego układu współrzędnych na powierzchni Księżyca, podobnego do tego, którego używamy na Ziemi do śledzenia orbitujących satelitów. Może to wymagać więcej energii i wysiłku, ale rezultatem może być znacznie dokładniejszy system, który można następnie zastosować na innych planetach.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Geny i miłość do kawy

▪ Słuchawki ostrzegają o utracie przytomności

▪ Moduł LED na podczerwień Lextar PR88

▪ PHILIPS DVP 630: niedrogi odtwarzacz DVD na rynek rosyjski

▪ Inteligentne urządzenie MIJIA do sterowania kurtynami

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Regulacja tonu i głośności. Wybór artykułu

▪ artykuł Nie gaście Ducha. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jak rosną homary? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Bakteriolog. Opis pracy

▪ artykuł Mastyks do naprawy wyrobów gumowych. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Rozruch silników indukcyjnych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024