Принцип работы металлоискателя для поиска цветного металла

Если вы недавно стали интересоваться приборным поиском, то для начала нужно понять, как устроен главный инструмент любого кладоискателя — металлодетектор.

Без базовых знаний вы не сможете разобраться, за что отвечают характеристики аппарата.

После прочтения статьи вы поймете, чем отличается детектор за 15000 от детектора за 50000, и почему нельзя настроить даже самый дорогой прибор только на поиск золота. Но обо всём по порядку…

Принцип работы металлоискателя для поиска цветного металла

Область применения металлоискателя

Металлоискатель — это специальный прибор, который способен обнаружить различные металлические предметы под землёй, в воде, в стенах зданий и т.д.

В современном мире детекторы нашли своё применение не только в руках кладоискателей. Их используют для поиска инженерных коммуникаций, потерянных вещей, взрывоопасных предметов.

Детекторы устанавливают в аэропортах, вокзалах с целью обезопасить граждан от терактов. Но в нашей статье мы заострим своё внимание на детекторах, используемых для поиска реликвий.

Именно это хобби сделало металлоискатели такими популярными.

Принцип работы металлоискателя для поиска цветного металла

Основные функции металлоискателя

Производители металлоискателей ведут постоянную конкуренцию, поэтому каждый из них старается не отставать от прогресса. Сегодня все детекторы оснащаются следующими функциями:

Дискриминация

Дает возможность получить предварительную информацию о металле, находящимся под катушкой. Разные металлы занимают разные места на шкале дискриминации.

Звук металлодетектора

Позволяет идентифицировать цель на слух. Чем выше электропроводность металла, тем выше издаваемый металлоискателем звук. Многие поисковики не следят за показаниями на дисплее, а ориентируются только на звук, настраивая его под себя. Глубинные цели могут не отображаться на дисплее, но давать еле слышимое звучание.

Чувствительность металлоискателя

Параметр, отвечающий за глубину обнаружения объектов в земле. Каждый поисковик заинтересован в том, чтобы его детектор имел максимальную глубину обнаружения. Но это не означает, что этот параметр нужно выкручивать на максимум. На сложных грунтах максимальная чувствительность делает детектор нестабильным.

Баланс грунта

Дает возможность минимизировать влияние грунта на работу детектора с целью использовать поисковые возможности по максимуму.

Отстройка от электропомех

Помогает ослабить влияние других электроприборов (телефона, рации, GPS-навигатора) на металлоискатель. Позволяет работать вблизи ЛЭП.

Pinpoint

Переводит работу детектора в статический режим, что позволяет более точно локализовать цель.

Виды металлоискателей

По специфике поиска

Различают следующие виды металлоискателей, которые используют для поиска артефактов: грунтовые, подводные, глубинные. Такие виды, как: промышленные, досмотровые и военные, мы рассматривать не будем.

Грунтовые.

Самый обширный класс металлоискателей, который включает 90% детекторов, представленных на рынке. Название говорит само за себя: они предназначены для работы на суше. Все функции, перечисленные выше, имеются в этих приборах. Существуют приборы, которые могут искать как на суше, так и в воде. Поэтому их можно причислить сразу к двум видам: грунтовые и подводные.

Подводные.

Имеют защиту от воды, в том числе морской. Функции детектора заточены на специфику этих проборов. Например, они обладают повышенной чувствительностью к маленьким объектам (ювелирные украшения и монеты). Часто у приборов отсутствует дисплей, управление осуществляется регуляторами, расположенными под подлокотниками. Подводному кладоискателю понадобится не только металлоискатель, но и акваланг с гидрокостюмом.

Глубинные.

Этот вид детекторов используют для поиска крупных предметов (размером с кулак и выше). Кладоискатели используют эти детекторы для поиска кладов. Удобство заключается в том, что мелкий мусор остаётся вне зоны видимости этих аппаратов. Следовательно, поисковик не тратит время на выкапывание мелкого шмурдяка. Глубинники распространены и у тех, кто ищет чермет.

По принципу работы

BFO-детекторы.

Один из самых первых видов металлоискателей. В основу этих устройств положено явление формирования биений, возникающих при смешивании двух близких по частоте сигналов.

Они имеют слабую стабильность на минерализованных грунтах и минимум функций. Технология устарела и не используется в настоящее время

TR-детекторы.

Тоже устаревшая технология, которую не применяют современные производители. Основана на схеме «приём-передача» и принципе индукционного баланса.

В данных детекторах впервые появилась дискриминация, которая позволила различать цветной и чёрный металл. TR-детекторы более стабильны и имеют большую глубину обнаружения, чем BFO-детекторы, но современные технологии вытеснили эти аппараты навсегда.

VLF-детекторы.

Современная технология, основанная на действии индукционного баланса с использованием низких частот до 20 КГц. (в некоторых случаях используются частоты до 100 КГц). Крупные предметы лучше всего фиксируются на низких частотах, а маленькие — на высоких.

Отличительная особенность технологии — это появление продвинутой дискриминации, а также возможность производить отстройку от электропомех.

VLF/TR-детекторы.

Гибридная технология. Принцип работы такой же, как у TR-детекторов. Разница заключатся в режиме работы и используемой частоте.

Приборы этого типа имеют плохие показатели по сравнению с VLF-детекторами.

RF-детекторы.

Технология используется в глубинных металлоискателях. Работа основана на действии индукционного баланса с использованием приемной и передающей катушки.

Детектор обладает высокой глубиной обнаружения, но дискриминация отсутствует. При поиске прибор нужно держать всегда на одном расстоянии от земли.

PI-детекторы.

Используются при работе на сложных грунтах, под водой. Принцип работы заключается в действии пульсирующего электромагнитного поля на грунт.

Детекторы этого типа имеют лучшую глубину и быстрый отклик от цели, но даже небольшая замусоренность осложняет работу.

В настоящее время металлоискатели выпускают с использованием технологий VLF и PI. Эти технологии имеют поднастройки. Для VLF — VLFEX, BBS и FBS, для PI — DVT и SETA.

По цене

Цены на металлоискатели могут варьироваться от пары до нескольких сотен тысяч рублей. Однако не стоит думать, что металлоискатель, который стоит в два раза дороже, ищет в 2 раза лучше. Попытаемся разобраться в отличиях разных ценовых категорий и найти золотую середину.

Принцип работы металлоискателя для поиска цветного металла

До 15000 рублей.

Если вы решили купить металлоискатель с целью поиска старины, то эти металлоискатели не для вас. Их можно воспринимать, как игрушку, которая будет интересна только детям.

Они имеют маленькую глубину обнаружения, плохую дискриминацию и минимум функций.

Среди кладоискателей идёт большая конкуренция, найти не битое место очень сложно, поэтому поисковики стараются сразу купить хороший детектор, чтобы находить глубинные цели недоступные самым простым детекторам.

Принцип работы металлоискателя для поиска цветного металла

От 15000 до 25000 рублей

Первые шаги в кладоискательстве стоит начинать с этих детекторов. В них нет самых передовых технологий, они не показывают отличные результаты по глубине, но эти приборы обладают минимумом необходимых для поиска. Вы сможете найти свои первые артефакты и, возможно, окупите стоимость прибора. Многие копатели со стажем начинали именно с этих приборов, но потом купили более дорогие модели.

Принцип работы металлоискателя для поиска цветного металла

От 25000 до 45000

Данные металлоискатели являются золотой серединой, которые сочетают в себе относительную простоту и использование современных технологий. Отличительные особенности данных детекторов: хорошая глубина, продвинутая дискриминация, несколько режимов поиска. Кладоискатели любят эти детекторы за долговечность. Если возникнет поломка, то замена будет стоить не так дорого, как для топовых моделей.

Принцип работы металлоискателя для поиска цветного металла

От 45000 и выше

Самые продвинутые поисковики, которые готовы платить большие деньги за прирост к глубине на несколько сантиметров, используют дорогие аппараты с самыми новейшими технологиями.

Новичку не стоит начинать с этих моделей, если рядом нет опытного камрада. Разобраться в них самому будет сложно. Приборы имеют множество поднастроек, позволяющие заточить его под определенные условия поиска.

Эти детекторы покупают профессионалы, которые хорошо понимают, за что отвечает каждая опция.

Но и самый дорогой металлоискатель — не идеален. В руках опытного поисковика даже дешёвый детектор может обнаружить что-то ценное. Ни один аппарат нельзя настроить исключительно на поиск золота.

Многие факторы влияют на показания прибора: минерализация грунта, форма, размер объекта. Копатели со стажем знают, что нужно проверять каждый цветной сигнал и, по возможности, сомнительный.

Кто знает, очередной невзрачный сигнал, возможно, обеспечит вам беззаботную старость! Главный девиз кладоискателей: «Кто ищет, тот всегда найдет».

Металлоискатель: принцип работы, виды, модификации, достоинства и недостатки

Несложно догадаться, что металлоискатель — МИ — или металлодетектор — МД — нужен для того, чтобы обнаружить металл. В грунте, под водой, в стене, на теле или даже в теле человека. Попробуем разобраться, как работает металлоискатель.

Немного истории. В 1881 году откровенный псих Шарль Гито выстрелил в спину Президента США Джеймса Гарфилда из револьвера «Бульдог». Гарфилд бы вполне пережил ранение, если бы пулю нашли и извлекли вовремя. Врачи пытались нащупать её пальцами, но безуспешно.

Читайте также:  Пространственная разметка: инструменты, приспособления, приемы

Небезызвестный изобретатель телефона Александр Белл приволок к постели Гарфилда свой металлоискатель.

Однако, поиск пули не увенчался успехом — в суматохе никому и в голову не пришло заменить железную кровать на деревянную.

Металлоискатель Белла давал постоянные сработки на большую массу чёрного металла, не замечая сравнительно маленькой револьверной пули. Гарфилда не спасли, а о металлоискателе Белла забыли.

С появлением противопехотных и противотанковых — то бишь сухопутных — мин, нужда в их обнаружении заставила военных напрячь инженеров, а те выдали на-гора приборы, которые могли бы обнаружить металлические корпуса смертоносных закладок. До этого единственным миноискателем был щуп — заточенный шомпол, привязанный к ручке от швабры. Сапёр полагался на своё чутьё и внимательность — нехарактерные неровности, следы снятия дёрна и прочие минно-взрывные хитрости.

Читай также: Подробная статья о поиске по войне, рекомендации по оборудованию, обзор находок, особенности копа

Виды металлоискателей

По назначению

В зависимости от того, где ищем металл, МД делятся на:

  • грунтовые;
  • подводные;
  • досмотровые.

Многие выделяют в отдельное назначение пинпоинтеры — металлоискатели для точного обнаружения мелких целей. Но досмотровый металлоискатель и многие подводные — и есть суть пинпоинтеры.

По способу обработки сигнала

МД делятся на аналоговые и цифровые. Вторые явно прогрессивнее, но до недавнего времени не отличались быстродействием — поисковый детектор уже прошёл над целью, а металлоискатель только что отреагировал.

Современные цифровые металлоискатели такого себе не позволяют, выдают звуковой сигнал и высвечивают vDI (визуальный индикатор дискриминации) вовремя.

Слава труду, и элементная база, и микропрограммное обеспечение в последнее время шагнули вперёд достаточно далеко.

Аналоговый металлоискатель по сравнению с цифровым имеет ряд недостатков. В частности, только последовательная дискриминация, бедная звуковая индикация, практически отсутствующая визуализация копаемых сигналов.

Читай также: Garrett Pro-Pointer AT: характеристики, тесты, сравнение с другими моделями, отзывы владельцев

Базовый принцип работы металлоискателя

Все металлоискатели работают примерно одинаково. Они излучают и регистрируют. Излучают они электромагнитные волны. А регистрируют либо их возмущение, либо отражённый сигнал.

Досмотровые металлоискатели создают вихревые токи и регистрируют их возмущение. А возмущение строгих вихревых токов вызывают металлические предметы. Пинпоинтеры и маленькие подводные металлоискатели работают ровно так же.

Грунтовые металлоискатели могут быть построены по нескольким схемам или принципам.

Transmitter-receiver

Первый и наиболее часто встречающийся — TR или VLF. Основан такой принцип работы металлоискателя на испускании волны определённой частоты одной антенной и приёма отражённого сигнала другой. Частота у таких металлоискателей не очень велика, что и нашло отражение в названии. VLF расшифровывается как Very Low Frequency или Очень Низкая Частота.

Принцип действия VLF/TR металлоискателя похож на принцип работы эхолота. Испустили сигнал в одной точке пространства, приняли в другой. Именно поэтому металлоискателем нужно махать.

Приёмная и передающая антенны могут располагаться, например, одна внутри другой, образуя окружности с общим центром, то есть, концентрические. И катушка тоже называется концентрической. Другой распространённый тип катушки — DoubleD. Две эллипсовидные рамки располагаются со смещением по короткой стороне.

Совершенно необязательно, что VLF-металлоискатель — это катушка. Бывают и другие конструктивы. Например, как у White’s ТМ 808 — приёмная и передающая антенны разнесены в пространстве, поэтому им можно не махать.

Такие металлоискатели умеют различать металлы под катушкой. В зависимости от целей под катушкой меняется характер «ответки». Анализируя разные характеристики ответного сигнала, металлодетекторы различают цели основании либо проводимости металлов, либо индуктивных свойств.

Поэтому, если вам встретится термин IB — это оно и есть баланс индукции — пусть он вас не смущает. Это не способ обнаружения, а способ различения. Кстати, есть приборы, которые анализируют и проводимость и индуктивность. Это, например, знаменитый «трактор» —  Minelab E-Trac.

Анализ проводимости же какой-то отдельной устоявшейся аббревиатуры не имеет.

VLF-металлоискатели видят монету — например, советский пятак — на глубине в сантиметров 20-30 в грунте. Выдающиеся модели могут обнаруживать монеты глубже. Например, польский Rutus Alter 71 гарантировано выцепляет пятак и с глубины 35 см. А бывает, что и поглубже находит.

Pulse Induction

Принцип действия металлоискателя PI или Pulse Induction — испускание одиночного импульса и анализ ответки от него. Но происходит этот анализ с частотой от сотен до десятков тысяч раз в секунду. Кстати, по-русски такая технология называется импульсной.

Антенна у импульсных МД одна — она же и приёмная, и передающая. Махать таким металлоискателем не обязательно. Но при работе с катушкой проводки дают возможность искать в более широкой полосе. А вот рамки просто носят.

Импульсники плохо различают металлы. Почти никак. Зато пробивают значительно более мощный слой грунта по сравнению с VLF.PI — одна из схем, по которой строятся глубинные металлоискатели.

Можно копать и монеты, но вот отличить монету от пивной пробки импульсник сможет навряд ли.

Поэтому с импульсниками копают шурфы на полях сражений, ищут пушечные ядра, каски и прочие достаточно крупные военные реликвии на глубинах от полуметра.

Читай также: Minelab Excalibur II: особенности, возможности, тесты, примеры находок, отзывы владельцев

Radio Frequency

Ещё один металлоискатель, которым не нужно махать — это прибор, построенный на принципе RF. Устройство металлоискателя с одной стороны банально, с другой оригинально — у него всегда две антенны. Но передающая ориентирована параллельно грунту. А принимающая обязательно отстоит от передающей минимум на метр и расположена перпендикулярно грунту.

Достаточно просто взглянуть на Fisher Gemini 3, чтобы понять, насколько он не похож на тот же Garrett Ace 250. Особенно разница видна при, например, трассировании трубопроводов, которое делают вдвоём, когда приёмную и передающую антенну переносят отдельно друг от друга.

Металлоискатель RF не видит мелкий металломусор. Он не различает металлы — и железо, и золото звенит одинаково. Зато может найти водопроводную трубу на глубине в 3 метра. Или самолёт в болоте. Или металлическую печку-буржуйку в давно засыпанном блиндаже. Или колодец. Или туннель — в общем, монетки с ним не копают, у него другие задачи.

Частотный диапазон металлоискателя

У металлоискателей есть поисковая частота — на ней работает поисковый детектор. Этот вопрос редакция уже разбирала в отдельной статье. Рабочие частоты VLF-приборов начинаются буквально с 1 кГц. И заканчиваются, например, на 100 кГц.

А вот о частоте звука, который издаёт металлоискатель, были лишь отдельные упоминания. Напомним, что человеческое ухо воспринимает частоты от 20 Гц до 20 кГц плюс-минус.

Аналоговый прибор плавно меняет частоту звука в зависимости от характера цели — обычно так настраивают схему инженеры-конструкторы. У цифровых звуки прошиты по сегментам шкалы дискриминации, либо есть полифония — это когда каждый VDI звучит своим тоном.

Продвинутые цифровые приборы позволяют настраивать аудиоотклик по сегментам шкалы дискриминации. Кладоискатель может слушать только приятные звуки, избегая «бесячих». Некоторые цифровые МД позволяют отдельно настраивать отклик на железо не только по частоте, но и по громкости. Этот звук металлоискателя называется Iron Audio.

Читай также: Minelab E-trac: подробный обзор, отзывы, сравнение с конкурентами, тесты с видео

Базовая комплектация металлоискателя

Обычно базовая комплектация, что автомобиля, что металлоискателя, включает в себя только то, без чего эксплуатация невозможна. Для обычного привычного грунтового металлоискателя TR это:

  • блок управления;
  • штанга;
  • катушка с кабелем и крепежом.

Это набор, с помощью которого уже можно ходить. Подлокотники также часто включаются в базовую комплектацию, если являются конструктивной частью штанги. Могут быть МД и без подлокотников — например, Bounty Hunter Junior. Элементы питания или аккумуляторы, если они типового размера, в базовую комплектацию часто не включаются.

Базовая комплектация зависит также и от уровня и статуса модели. Например, металлоискатели Rutus это наглядно демонстрируют. У младшей модели Ultima почти нет допов, у средней — Argo — их значительно больше. А уж у старшей — Alter 71 — отсыпано щедрой рукой. Тут и чехлы, и тренчики, и сумка типа «грыжа» — в общем, укомплектовали кладоискателя.

Читайте также:  Переход с металла на полипропилен

Комплектации типа «Pro» всё-таки обычно содержат какое-то дополнительное оборудование — наушники, катушки, пинпоинтер.

Модификации металлоискателя

Прогресс не стоит на месте. И металлоискатели тоже развиваются, у них появляются новые функции.

У многих цифровых приборов есть возможность прошивки — то есть обновления микропрограммного обеспечения. Блок управления загружает в себя новую программу и улучшает свой функционал, добавляет новые программы поиска и режимы, даёт ещё большие возможности управления железом металлоискателя.

Часто модификациям подвергаются кустарные и самодельные металлоискатели. Особенно те, схемы которых выложены в интернет, программы тоже. Любой знающий радиолюбитель может взять их за основу и модифицировать в соответствии со своими внутренними убеждениями.

Отдельно стоит выделить тюнинг серийных моделей. Обычно он заканчивается на новых катушках, в том числе альтернативных производителей — Nel, MarsMD, Detech. Но есть и любители поковырять схему. Например, приколхозить регулятор к тем же аськам, которые верещат, как потерпевшие, на постоянной громкости.

Читай также: АКА Сорекс: особенности, возможности, тесты с видео, примеры находок и отзывы владельцев

Достоинства и недостатки металлоискателей

Нет универсальных металлоискателей. Которые одинаково хорошо ищут затонувшие в болотах самолёты и мелкие самородки золота. То, что является достоинством для одних — например, обнаружение металлической мелочи для монетника — благо, то не нужно другим. Например, глубиннику мелочь обнаруживать незачем. Он и не «видит» предметов меньше, например, консервной банки.

Вообще говоря, любой параметр металлоискателя — палка о двух концах и важно найти правильный баланс. Например, чрезмерная чувствительность оборачивается ложными срабатываниями. Повышенная глубина поиска — расходом батарей. Причём ослабление волны идёт по кубу расстояния, значит, рассуждая условно, чтобы увеличить глубину вдвое, нужно повысить мощность излучателя в 8 раз.

Но есть и недостатки, единственная компенсация которых — это цена. К таким, например, относится отсутствие отстройки от грунта. Единожды настроенный на какой-то средний грунт металлоискатель будет давать ложные сработки на высокоминерализованных почвах. И пропускать цели в низкоминерализованных.

Как настроить металлоискатель

Настройки металлоискателя зависят от целей поиска. Обычно у металлодетектора настраиваются следующие параметры:

  • дискриминация;
  • чувствительность;
  • баланс грунта;
  • пороговый звук или threshold;
  • частота — не у всех металлоискателей;
  • аудиоотклик.

Программы поиска у цифровых металлоискателей позволяют сократить время на настройки. Ибо программа — это установка ровно тех же параметров, что и вручную, нажатием одной кнопки. Настройки в программе выполнены опытными инженерами. Дополнительную тонкую настройку копарь выполняетсамостоятельно.

Отдельно остановимся на частоте. Для выбора частоты иногда нужно и поменять катушку. Например, так работают «тёрки» — знаменитая Minelab X-terra 705 и её младшие сёстры.

Другие металлоискатели, например, уже знакомый нам Rutus Alter 71 позволяет менять частоту в диапазоне от 4,4 до 18,4 кГц с шагом 0,2 кГц безо всякой замены катушки.

Читай также: Rutus Ultima: подробный обзор, сравнение с другими моделями, тесты, находки, отзывы

Что находят любители металлопоиска

Обычно кладоискатели что ищут, то и находят. Как говорят сами копари, «ищем по войне» или «копаем монеты». Но, разумеется, металлоискатель не читает мысли хозяина, а реагирует на любой металл под катушкой, кроме исключённого пользователем.

Итак, есть определённая прослойка пользователей, которая живёт за счёт сдачи лома. Металлоискатель для них — инструмент заработка. С советских времён в полях, на месте деревень, машинно-тракторных станций, других объектов народного хозяйства остались просто залежи чёрного металла.

Канал Metal Digger наглядно показывает, как накопать полтонны металлолома. Смотрим.

Многие любители приборного поиска целенаправленно охотятся за монетами и антиквариатом. Сначала раскапывают архивы, определяют места бывших поселений, ярмарок и рынков, а потом раскапывают грунт на их месте. Возникает резонный вопрос: законно ли пользоваться металлоискателем а потом присваивать поднятые из земли реликвии. Ответ — в нашей статье Закон О Металлоискателях 2020 в России.

Вот, например, видео канала В поисках раритетов и кладов. Целая пригоршня монетосов — «уставшие» советы и вполне бодрая империя — и копейки Николая и денежки Александра и много ещё чего интересного.

Нелишним будет прочесть эту статью и любителям «копа по войне». Им же порекомендуем свежее видео камрада Гельмут Вайссвальд.

Если вас не смущает некоторая напыщенность речи и морализаторство ведущего — канал очень информативный, на нём просто тонны видео военных раскопок.

По каждому направлению приборного поиска в интернете есть масса полезной и бесполезной информации, видео, гайдов — копай не хочу. Главное помнить о правовых аспектах.

Простой металлоискатель своими руками

Людям, которые только задумываются о кладоискательстве, но не хотят вкладываться в дорогостоящее оборудование, посоветуем начать с простого самодельного металлоискателя.

Мы публиковали ряд статей со ссылками и на схемы, и на магазины, где можно купить набор из платы и деталей.

В частности, так можно собрать довольно простые Кощей и Пират, приборы посложнее Clone PI-W, Фортуна, и, пожалуй, самую удачную самоделку Квазар ARM.

Блок управления самодельного металлоискателя состоит из генератора излучения и приёмника излучения. И может быть построен с использованием самых простых и доступных элементов из магазина «Радио».

Катушки и штанги можно также изготовить самостоятельно или купить готовые. О штангах читаем материал Штанги Для Металлоискателей: Обзор + Как Сделать Своими Руками.

Какой бы металлоискатель не выбрал любитель поиска, редакция желает ему кладоискательского фарта. Берегите себя!

↓↓↓ Обсуждайте данную статью в х. Листайте вниз ↓↓↓

Читай также: XP Deus: конструкционные особенности, характеристики, тесты, сравнение с другими моделями, отзывы владельцев

Металлоискатель: основные принципы действия металлодетектора

Металлоискателями или металлодетекторами (от англ. Metal Detector) принято называть электронные устройства для обнаружения металлических предметов, находящихся в воде, почве, стенах зданий и других средах. На рис. ниже показан момент работы с металлоискателем под водой.

Работа с металлоискателем под водой

В качестве поискового оборудования различные модификации металлоискателей (далее по тексту – МИ) задействованы во многих сферах человеческой деятельности, например:

  • для поиска в земле металлолома, монет и ювелирных украшений, корректировки мест пролегания в почве скрытой кабельной проводки или инженерных коммуникаций привлекаются грунтовые МИ, эффективно работающие на глубине до 1 метра, либо глубинные детекторы с глубиной обнаружения более 3 метров;
  • для обнаружения взрывных устройств применяются армейские МИ, называемые миноискателями;
  • ручной досмотровый МИ взят на вооружение службами безопасности для выявления спрятанных на теле человека или в его багаже металлических предметов.

Базовый принцип работы МИ

Функционирование металлодетекторов основывается на практической реализации явления возникновения вихревых токов при изменении электромагнитного поля в процессе его распространения в физически неоднородной среде. По своей сути, МИ является электронным прибором, при включении которого создается направленный первичный сигнал, распространяющий в окружающей среде свое электромагнитное поле.

Принцип действия металлоискателя состоит в том, что при прохождении через предметы, обладающие токопроводящими свойствами (куски металла, минералы, элементы инженерных коммуникаций и т.п.), магнитное поле передаваемого (первичного) сигнала возбуждает на их поверхностях вихревые токи, создающие собственные поля.

В результате искажаются конфигурация и параметры поля первичного сигнала, что фиксирует и обрабатывает принимающая аппаратура МИ. Параметры отраженного сигнала информируют о присутствии металлического предмета в зоне действия металлодетектора и его особенностях.

В зависимости от уровня сложности схемотехники различных моделей МИ удается определять глубину залегания обнаруженного металлического предмета и его вид (золото, ферромагнитный сплав, цветной или черный металл).

Обратите внимание! Металлы не способны сами по себе испускать электромагнитные волны, чтобы каким-то образом «выдать» свое присутствие в грунте или в толще бетона. Только облучение направленным сигналом, исходящим от МИ, сможет возбудить вторичный сигнал от металлической мишени, который нередко называют отраженным или переизлученным сигналом.

На рис. ниже показана условная схема генерации магнитного поля вторичного сигнала, наглядно поясняющая, как работает металлоискатель.

Схема генерации электромагнитного поля в процессе работы МИ

Вышеизложенный принцип работы металлоискателя, требующий облучения радиоволнами исследуемой среды/объекта и расшифровку принятых отраженных сигналов, является базовым для всех современных серийных МИ.

Компактный ручной металлодетектор сотрудника безопасности крупного торгового центра и арочный металлоискатель в международном аэропорту, высота рамки которого превышает 2 метра, работают по одинаковому принципу.

Частотный диапазон МИ

Что такое диод — принцип работы и устройство

Читайте также:  Водяной резак по металлу своими руками

Диапазон рабочих частот современных металлодетекторов составляет от 1 кГц до 30 МГц.

Разбивка частотных параметров серийных МИ на основные диапазоны работы поисковых катушек с указанием принятых обозначений в зарубежной и российской классификации

Диапазон рабочих частотАнгл. обозначениеРусск. обозначение
От 3 кГц до30 кГц VLF — Very Low Frequency СНЧ – сверхнизкие частоты
От 30 кГц до 300 кГц LF — Low Frequency НЧ – низкие частоты
От 300 кГц до 3 МГц MF — Medium Frequency СЧ – средние частоты
От 3 МГц до 30 МГц HF — High Frequency ВЧ – высокие частоты

В практике поисковых работ с использованием МИ рабочие частоты первичного сигнала подбирают следующим образом:

  1. Низкочастотные радиоволны более чувствительны, по сравнению с ВЧ-излучением к мишеням из металлов, обладающих высокой электрической проводимостью (золото, серебро, медь и их сплавы). НЧ-сигналы глубоко проникают в землю, поэтому глубинные МИ, способные выявлять металлические предметы на глубине до 4 метров, работают на частотах в пределах 2,5-6,6 кГц. При этом чувствительность прибора к мелким мишеням снижается.
  2. Высокочастотные радиоволны имеют повышенную чувствительность к металлическим целям с низкой электропроводностью, изготовленным из алюминия, никеля и т.п., однако проникающая способность ВЧ-излучения в почву довольно низкая. Зато высокие частоты способны обнаруживать мелкие мишени размерами до 1 мм.
  3. Излучение среднечастотного интервала представляет собой своеобразный компромисс между vlf (СВЧ) и hf (ВЧ) сигналами и считается подходящим для поиска находок любого типа.

Базовая комплектация МИ

Практически все модификации серийных и самодельных металлодетекторов состоят из функционально однотипных элементов. На рис. ниже приведена конструкция типового МИ с указанием основных деталей и модульных блоков.

Блокинг генератор: принцип работы

В состав МИ входят следующие элементы:

  1. Поисковая катушка, выполняющая функции радиопередатчика и приемника отраженных сигналов. Конструктивно катушка поисковая представляет собой пластиковый корпус (в большинстве моделей МИ – круглой или эллиптической конфигурации), внутри которого размещены витки многожильного провода. В целях герметизации после укладки проводов внутренняя полость корпуса заливается компаундом.

Важно! Принято считать, что поисковые катушки МИ не ремонтируются, поскольку процедура вскрытия монолитного корпуса для ремонта и обратной заливки – довольно трудоемкий процесс. Чаще всего при выходе катушки МИ из строя ее просто заменяют на новую.

  1. Нижняя штанга, предназначенная для:
  • регулировки угла наклона катушки поисковой в целях обеспечения более точного исследования местности;
  • жесткой фиксации катушки после корректировки ее пространственного положения.
  1. Средняя штанга, используемая для соединения верхней и нижней штанги. Средней штанге приданы функции регулировки длины МИ при подгонке под рост оператора.
  2. Верхняя штанга, на которой размещается блок управления. Наиболее удобными для пользования считаются изделия с S-образной верхней штангой, дополнительно оснащенные:
  • подлокотником, используемым для упора локтя оператора;
  • рукояткой, обеспечивающей удобный захват и удержание МИ в процессе поисковых работ.
  1. Блок управления, обрабатывающий информацию, получаемую от поисковой катушки, и выдающий оператору-пользователю результаты обработки в виде звуковых сигналов и цифровых данных на дисплее. Используется для:
  • визуального и акустического контроля поискового процесса;
  • управления работой аппаратуры МИ;
  • настройки рабочих режимов аппаратуры.

На рис. ниже показаны блок управления отдельно и металлоискатель в комплекте с этим блоком.

Металлоискатель и блок управления

Модификации МИ

Принцип работы электродвигателя

Конструкции современных металлоискателей зависят от методик построения схемотехники поискового аппарата. В соответствии с применяемым методом построения схемы выделяют следующие модификации металлодетекторов:

  1. Импульсные МИ, называемые также PI-металлоискателями (от англ. pulse induction – импульсная индукция). Принцип работы импульсного устройства заключается в подаче на катушку поисковой головки импульсных сигналов, которые создают электромагнитное поле, пульсирующее с определенной частотой. Включенное поле наводит вихревые токи на поверхности обнаруженного объекта. Сразу после выключения индуцирующего поля эти токи затухают, но не мгновенно, а в течение короткого временного промежутка, создавая затухающий сигнал, который улавливается катушкой. Анализ параметров затухающего магнитного «эха» позволяет судить о наличии или отсутствии металлических предметов.
  2. Балансные МИ, по зарубежной классификации – TR-металлоискатели (от transmitter-reciver – передатчик-приемник), работающие по методу индукционного баланса. Головка прибора оснащена двумя катушками, тщательно сбалансированными до нулевого значения взаимной индукции. Анализируемыми параметрами являются:
  • амплитуда принятого сигнала;
  • сдвиг фазы между отправленным и полученным сигналами.

Дополнительная информация. TR-методика в чистом виде практически не встречается из-за сложностей с балансировкой системы катушек. В основном она применяется в сочетании с другими методами, из которых наиболее распространенным является метод VLF/TR.

  1. VLF/TR – металлоискатели, схема которых работает на низких рабочих частотах.
  2. RF-металлоискатели (от radio frequency – радиочастота), работающие в высокочастотном волновом диапазоне с перпендикулярно расположенными относительно друг друга передающей и приемной катушками.
  3. BFO-металлоискатели, называемые также генераторными металлодетекторами. Схема прибора строится по методу биений. В процессе работы измеряется частота LC-генератора, включающего поисковую катушку. Показания сравниваются с эталонными частотными параметрами, после чего полученную разностную частоту биений выводят на акустическую индикацию (динамик).

На рис. ниже показан грунтовый МИ с VLF-схемой, использующей катушку типа DD (DoubleD).

Достоинства и недостатки металлоискателей

Любая модификация МИ имеет свои достоинства и недостатки, характерные для примененной методики построения схемы аппаратуры. Типовые достоинства и недостатки вышерассмотренных методов:

  • PI-металлоискатели эффективны для выявления металлов в засоленных грунтах и морской воде, однако плохо распознают цели и весьма энергозатратны;
  • TR-металлоискатели обладают высокой чувствительностью и хорошо различают разные типы металлов, однако при нарастании глубины чувствительность на мелкие мишени утрачивается;
  • VLF/TR – металлоискатели способны отличать цветные металлы от черных, у них высокая разрешающая способность, однако достаточно сложная схемотехника затрудняет настройку прибора до нужного качества работы;
  • RF-металлоискатели достаточно универсальны при их использовании в качестве глубинных МИ. Они не «отвлекаются» на мелкий металлический мусор, могут обнаруживать трубы и даже рудные жилы на глубине 5-6 метров. Недостаток – отсутствие чувствительности к мелким целям на малой глубине;
  • BFO-металлоискатели отличаются сравнительно простой конструкцией, для поисковой катушки не требуется прецизионного исполнения. Из минусов применения – низкая чувствительность, нестабильная работа на минерализованных грунтах и во влажной почве.

Что находят любители металлопоиска

Земляной грунт выступает своеобразным консервантом, в котором старые вещи сохраняются достаточно долго. Поисковое занятие позволяет не только отдохнуть душой на природе, но и подзаработать на реализации найденного в толще земли или под водой металла.

При помощи МИ поисковикам удается находить клады, ценные вещи и военные бронзовые артефакты, золотые ювелирные украшения и цветной металлолом, монеты времен Древней Руси и старинные нательные крестики XVI-XVIII вв. Известны случаи обнаружения золотых самородков и железных метеоритов.

Использование МИ в любительских изысканиях предполагает определенные ограничения, не допускающие целенаправленных поисков на территориях памятников археологического наследия либо повреждений культурного слоя.

Важно! Предметы, обладающие исторической ценностью, старинные украшения, оружие, найденные в местах боевых действий, и археологические раритеты подлежат сдаче в госорганы. Не следует превращать хобби в криминальный бизнес.

На рис. ниже показана монетка, обнаруженная при помощи МИ.

Находка любителя металлопоиска

Простой металлоискатель своими руками

Сборку простого МИ можно выполнить собственноручно, воспользовавшись доступными радиодеталями выпуска советских времен. На рис. ниже показана структура схемы МИ генераторного типа, построенной по методике биений (BFO-металлоискатель).

Структура схемы простого МИ на транзисторах

Схема строится из пяти основных модулей:

  • задающего генератора, создающего эталонную частоту;
  • поискового генератора, частота которого изменяется при обнаружении металлической мишени;
  • низкочастотного усилителя, увеличивающего разность сигнала генераторов;
  • звуковоспроизводящего устройства (динамика);
  • источника питания.

На страницах Интернета можно найти десятки схем полноценных металлодетекторов, для сборки которых пригодятся резисторы, конденсаторы и транзисторы, которые производились еще в советские времена.

Эксперты уверяют, что на руках у населения России имеется не менее двух миллионов МИ, позволяющих вести активный металлопоиск. Наряду с самоделками, имеющими ограниченную сферу деятельности, поисковиками, используются изделия ведущих мировых брендов. На рис.

ниже показан металлоискатель модели Garrett AT MAX, считающийся одним из лидеров продаж 2018 года в своем классе.

Изделие относится к категории подводных и грунтовых МИ, работает на частоте 13,6 кГц и способно распознавать даже под водой на глубине 3 метров мелкие монеты разного диаметра.

Металлоискатель Garrett AT MAX

Видео

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector