По назначению и конструкции металлоискатели делятся. Принципы работы металлоискателей. Быстрая починка катушки

Как выбрать металлоискатель

Каждого начинающего кладоискателя интересует вопрос о выборе лучшего устройства для поиска. Какую модель лучше купить? Как выбрать лучший металлоискатель? На что обратить внимание при покупке?

Самостоятельно определиться с выбором достаточно трудно, ведь приборы этого рода имеют разную направленность, одни предназначены для глубинных поисков на уровне нескольких метров, другие могут быть заточены под определенный металл или поиск монет.

Несомненно, существуют и универсальные металлоискатели, но с ними может быть затруднен поиск поверхностных предметов, например, монет. Статья поможет вам определиться с выбором и примерной стоимостью металлодетектора.

Разновидности и модели

Существует три вида устройств по поиску:

• Подводные. Отлично подходят для поисков в прибрежной зоне, но на суше качество поиска заметно снижается.
• Глубинные. Поиск глубоко залегающих металлических конструкций, больше подходит для работы строителей по поиску пролегающих коммуникаций.
• Грунтовые. Оптимальный вариант, ориентированный на на небольшой глубине.

В дальнейшем расскажем – как выбрать лучший металлоискатель для поиска монет и кладов.

Характеристики металлоискателей

Первое на что обращают внимание большинство покупателей — это глубина поиска, такой подход правильный только частично, как мы уже разобрались, приборы с большим расстоянием поиска не очень нужны обыкновенному искателю.

Точней узнать о возможной глубине залегания можно исследовав состав грунта на предмет обнаружения степени минерализации. Чем выше степень минерализации, тем ближе к поверхности располагаются металлические предметы.

Влажность грунта частично влияет на максимальную глубину поиска, чем влажней почва, тем дальше проникает сигнал прибора.

Разобравшись с простейшими характеристиками, стоит перейти к более подробному изучению прибора. Металлодетекторы имеют следующие показатели:

• Дискриминация – возможность прибора определять тип металла. Очень важная функция, которая помогает с высокой точностью обнаружить, к примеру, медные или серебряные монеты. Чем выше стоимость прибора, тем зачастую качественней выполнена данная функция, но и бюджетные аппараты не лишены такой привилегии.
• Пинпоинтер – дополнительный девайс, который позволяет точно обнаружить место предмета в грунте на небольшой глубине;
• Количество настроек. Логика начинающего искателя иногда строится на том, что стоит приобрести прибор с максимальным набором всевозможных функций и настроек, чтобы в будущем не пришлось приобретать усовершенствованную модель. Увы, профессиональные металлоискатели – очень сложные в понимании простого человека приборы, и на их правильную настройку и изучение всех возможностей прибора могут уйти недели или месяцы. Лучше всего купить прибор с оптимальным соотношением «цена – качество» и максимально простым интерфейсом.
• Вес прибора. Поиски монет и других кладов занимают очень длительное время, чем легче прибор, тем дольше вы сможете с ним работать без сильной усталости.
• Герметичность. Данный показатель – это то, на что тоже стоит обратить внимание, даже если вы не собираетесь окунать прибор в воду на пляже, намочить искатель росой или под дождем.
• Стоимость. Иногда некоторые требования, выставляемые к будущему прибору, могут не вписаться в бюджет. В таких случаях покупатель становится перед выбором: купить аппарат подешевле или накопить на качественный прибор, по итогу все решает стоимость того или иного металлоискателя.

Металлоискатель своими руками

Интернет полон сайтов, где приведена схема металлоискателя, которая предположительно должна помочь собрать металлоискатель своими руками. Если вы имеете соответствующие навыки, то с некоторыми неудобствами, но можете собрать свой прибор. Например, металлоискатель Пират, который оснащен унифицированной настройкой, конструкция и схема металлоискателя — очень простая. Такой искатель годен разве что в качестве детской игрушки, которая с трудом находит консервную банку на глубине нескольких сантиметров и не приближается по своим характеристикам даже к современным аппаратам из бюджетной линейки.

Металлоискатель — купить просто

Как уже стало понятно, практически в 99% случаях на первое место в выборе металлоискателя становится цена.

Производители металлодетекторов не ограничивают искателей и выпускают приборы в различных ценовых категориях, начиная от простейших аппаратов, доступных любому покупателю, до приборов премиум класса, способных определить не только размер находки, но и ее примерный вес.

Металлоискатель: цена в магазинах разниться в зависимости от представленных мировых брендов и размеров прибора.

Бюджетные модели (цена до 16 тысяч рублей):

• металлоискатель Fisher F2;
• металлоискатель Garrett ACE 250;
• металлоискатель ACE 150 от бренда Garrett.

Аппараты для продвинутых пользователей (цена от 16 до 25 тысяч рублей):

• металлоискатель Garrett ACE 350;
• металлоискатель Minelab Х-TERRA 505;
• MINELAB Х-TERRA 305.

Профессиональные аппараты (цена от 26 до 34 тысяч рублей):

• Garrett AT PRO;
• X-Terra 705 Minelab.
• Fisher F75

Модели премиум класса (цена свыше 35 тысяч рублей):

• металлоискатель Minelab E-Trac;
• металлоискатель Minelab CTX 3030.

Подбор лучшего металлоискателя может зайти в тупик, если будут выставлены неправильные приоритеты, поэтому старайтесь избегать следующих критериев поиска:

• Выбор по внешнему виду. Красота не несет никакого практического применения;
• Высокая цена. Самое дорогое не всегда – лучшее, часто такой подход позволяет приобрести функциональный аппарат по разумной цене, который идеально справится с поиском монет и кладов;
• Ориентация на отзывы на форумах. Пытаться спросить советов у профессиональных искателей — потерять собственное время. Очень часто на форумах сидят именно профессионалы, не признающие детекторы металла из категорий ниже полупрофессиональных.

Металлоискатели для поиска монет

Отправляясь на поиски клада, стоит в первую очередь понимать, что будущие находки напрямую зависят от выбранной местности.

В деревне вы с большой вероятностью отыщите различные предметы быта, украшения или россыпи монет.

Рассчитывать в лесу или поле на золотую цепочку или кольцо можно с большой натяжкой, а вот оружие, медали, значки или награды отыскать вполне реально.

• Поиск монет. У кладоискателей существуют большие шансы отыскать несколько монет царских времен, из золота или серебра. Качественные металлоискатели позволят настроиться на поиск монет из определенного металла.
• Золотые изделия. Первое место по частоте нахождения украшений из золота конечно – пляж. Тысячи утерянных сережек, браслетов и цепочек не находятся во время отдыха и остаются в верхних слоях песка.
• Оружие и награды. Места боевых действий погребли в толще земли огромное количество металла, начиная от ножей и различных ружей, заканчивая наградами, орденами и другими вещами, которые могли быть у солдат.

Подводя итог, хочется сказать, что выбор качественного устройства для поиска по большей части зависит от ваших целей на будущее и цены, которую вы можете заплатить за устройство.

Если детектор приобретается новичком для недолгих вылазок на природу, чтобы почувствовать себя настоящим охотником за сокровищами или клада с большим количеством монет, то не стоит тратить огромные средства на сложный и высокоточный прибор.

Можно обойтись бюджетным вариантом, такие модели в широком ассортименте предлагает любой магазин металлоискателей. Имея серьезные планы на будущий прибор, стоит внимательно ознакомиться со статьей и подобрать лучший металлоискатель, исходя из собственного бюджета.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

В современном мире безопасность играет огромную роль во всех сферах деятельности, будь то экономика или политика, наука или военная промышленность. В условиях действий криминальных и радикальных группировок, активизации террористической деятельности на территории РФ, актуальность выявления огнестрельного оружия, гранат, холодного оружия, замаскированных под одеждой или в багаже определяется необходимостью решения задачи обеспечения безопасности населения. Довольно часто мы наблюдаем картину досмотра сотрудниками органов безопасности граждан их вещей с целью поиска предметов являющихся источником повышенной опасности для населения. Для проведения досмотров используются различные технические устройства. Одним из наиболее распространенных, предназначенных для проведения досмотров в местах массового скопления людей, являются проходные металлодетекторы.

Цель реферата - ознакомление с описанием, общими характеристиками, устройством и принципами работы металлодетекторов а также сфера их применения.

1. Общие сведения

Первый металлоискатель был изобретен в начале XX века в США, эти аппараты были чересчур велики и неудобны для массового использования, но в начале 60-х годов были разработаны более компактные модели. Первоначально прибор разрабатывался для предотвращения воровства металлических деталей с заводов, но, впоследствии, польза металлоискателей была замечена и в других отраслях, как промышленных, так и военных.

1.1 Термины и определения

Металлодетектор (металлообнаружитель) - техническое средство обнаружения запрещенных к несанкционированному проносу металлических предметов, скрываемых под одеждой людей или в их ручной клади.

Металлодетектор (металлоискатель) - устройство, позволяющее регистрировать запрещенные и опасные металлические предметы в непроводящей среде.

Контрольная зона обнаружения (далее КЗ) - зона, характеризуемая высотой, шириной и глубиной свободного пространства, в которой металлодетектором обеспечивается обнаружение заданного объекта или селелективное необнаружение заданного предмета.

Объект обнаружения - металлосодержащие предметы, запрещенные к несанкционированному проносу.

ОП - объект поиска.

ПЛП - предмет личного пользования.

Селективное обнаружение - способность устанавливать факт наличия ОП на фоне одновременного присутствия ПЛП и не давать ложных тревог от ПЛП при отсутствии объектов поиска.

Сигнал срабатывания - реакция металлодетектора световой и/или звуковой индикацией (и/или в виде изображения на экране дисплея) на внесение в его КЗ объекта обнаружения.

Ложное срабатывание - реакция металлодетектора сигналом срабатывания при отсутствии внесения в его КЗ объекта обнаружения или при внесении в его КЗ допустимого предмета необнаружения.

1.2 Область применения

Металлодетекторы применяются в следующих областях:

Военное дело;

Контроль систем;

Службы безопасности;

Дефектоскопия;

Поиск метеоритов;

Кладоискатели и поиск реликвий, археология.

Поиск полезных ископаемых;

Пищевая сфера;

Строительство;

1.3 Назначение

Металлодетекторы - это индукционно-электронные приборы, предназначенные для обнаружения металлических предметов в различных средах: воде, грунте, древесине и т.д.

Так в военной промышленности металлодетекторы (миноискатели) предназначены преимущественно для поиска мин.

В сфере безопасности и управлении контролем доступа металлодетекторы играют роль обнаруживающего устройства переноса оружия, взрывных устройств и запрещенных предметов злоумышленниками и террористами, а также для управления потоком людей, например, в зданиях банков, аэропортов, метро и ж/вокзалов;

В сфере пищевой промышленности металлодетекторы используют как средство обнаружения нежелательных предметов, случайно или умышленно, попавших в пищевое изделие;

Широко распространено использование металлодетекторов для поиска полезных ископаемых, ценных цветных металлов, важных исторических реликвий, ценных кладов и т.д.;

В области строительства металлодетектор выполняют всю ту же поисковую роль. С его помощью выполняется обнаружение скрытых кабелей в грунте или стенах при реконструкциях зданий.

2. Классификация металлодетекторов

Согласно ГОСТу Р 53705-2009 металлодетекторы классифицируются по:

Функциональному назначению;

Условиям применения;

Конструкции;

Размерам контрольной зоны.

По функциональному назначению металлодетекторы подразделяют на предназначенные для досмотра:

Человека;

Ручной клади.

По условиям применения металлодетекторы подразделяют как на стационарные, так и на переносные/передвижные.

По конструктивному исполнению металлодетекторы подразделяют на:

Арочные;

Стоечные (с механически не связанными панелями обнаружения, выполненными в виде вертикальных стоек или колонн);

Имеющие один проход через контрольную зону;

Имеющие два прохода и более через контрольную зону.

По размерам контрольной зоны металлодетекторы для досмотра человека подразделяют на:

С полной контрольной зоной;

С ограниченной контрольной зоной.

Классификации металлодетекторов других свободных источников

Грунтовый: предназначен для сканирования грунта на предмет наличия металлосодержащих предметов, сканирования стен зданий;

Арочный металлодетектор (бывает стационарным и мобильным): предназначен для обеспечения общественного порядка (сканирует людей);

Компактный ручной металлодетектор: используется для проверки людей и их ручной клади или багажа.

Грунтовый металлодетектор (как самый популярный среди кладоискателей) в свою очередь можно разделить по бюджетной стоимости на три группы:

Бюджетные модели: обладают минимумом регулировок и настроек. Используются новичками для обучения и для поиска любых металлических объектов.

Средний класс: оборудуются электронным блоком с широким диапазоном настроек и продвинутых программ. Такие металлодетекторы приобретают уже продвинутые операторы, профессионалы и любители с целью поиска интересных предметов на глубине.

Профессиональное оборудование: предназначается для использования в профессиональных целях, потому что набор функций компьютера может поразить воображение новичка и отпугнуть любителя. Цена на такие аппараты от 1000$ до бесконечности.

3. Устройство и принципы работы металлодетектора

3.1 Устройство металлодетектора

В настоящее время существует множество различных видов металлоискателей: от больших и неподъемных, до сравнительно маленьких и едва заметных. На примере компактного ручного и грунтового металлодетекторов рассмотрим их «архитектуру».

Компактный ручной металлодетектор.

Рисунок 3.1 - Устройство ручного металлодетектора

Стандартный грунтовой металлодетектор

Рисунок 3.2 - Строение грунтового металлодетектора

1. «Катушка». Данная часть прибора включает в себя две антенны (передатчик и приемник сигналов), конструктивно соединенные в одном корпусе. Обычно катушка представляет собой круглую или эллиптическую решетчатую конструкцию, выполненную из пластика. Сигнал от катушки к блоку управления прибора передается по кабелю, выполненному заодно с катушкой. На конце кабеля имеется резьбовой электрический соединитель для подключения к блоку управления. Катушка крепится винтами к нижней штанге прибора с помощью проушин на корпусе. Катушка и ее соединение с кабелем выполняются герметичными во избежание попадания влаги и грязи на антенны прибора. Негерметичным является соединение кабеля с блоком управления(кроме приборов для подводного, реже - для пляжного поиска). Будьте внимательны при работе в сильный дождь или на пляже! Практически каждый прибор позволяет заменять катушки, что позволяет оператору подстраиваться при необходимости под конкретные условия поиска. Различия видов катушек мы рассмотрим в статье «Виды поисковых катушек».

2. Нижняя штанга. Штанга представляет собой полую пластиковую или металлическую трубку. Нижняя штанга МД предназначена для фиксации поисковой катушки и позволяет пользователю регулировать угол наклона катушки для более точной проводки над землей. В большинстве моделей приборов, штанга имеет приспособление для регулировки высоты прибора и телескопическое соединение со следующей штангой.

3. Средняя штанга. Для примера, в металлодетекторе Garrett Ace 250 средняя штанга является промежуточным звеном между нижней штангой, на которой расположена поисковая катушка, и верхней штангой с блоком управления. Существуют также конструкции МД, которые состоят из двух штанг. Средняя штанга также имеет приспособления для крепления и изменения высоты прибора.

4. Верхняя штанга. Обычно имеет S-образную форму для удобства работы с прибором. На верхней штанге прибора обычно расположены - подлокотник, блок управления, рукоятка.

5. Подлокотник. Служит для упора локтя пользователя. Обычно выполняется из пластика и имеет ленту с «липучкой» для фиксации локтевого сустава во время долгой работы. Также подлокотником прибор опирается о землю во избежание попадания грязи при выкапывании находок.

6. Блок управления. Блок управления предназначен для обработки поступающей от катушки информации, преобразования ее в удобный для пользователя вид, а также для настройки режимов прибора. Блок управления может быть как съемным, так и жестко фиксированным к штанге прибора. К блоку управления подключается кабель от поисковой катушки с помощью быстросъемного резьбового разъема. В некоторых (особенно профессиональных, требующих большой энергии для питания) приборах отдельно от блока управления может располагаться батарейный отсек (6А). Более детально блок управления рассматривается в статье «Начало работы».

7. Рукоятка. Расположена на верхней штанге выполняется из пористого материала и служит для удобства удержания прибора пользователем.

3.2 Принципы работы

По принципу работы выделяют следующие виды металлодетекторов:

Устройства с зависимым генератором (BFO - излучающий генераторный детектор);

Металлодетекторы работающие на индукционном балансе (уравновешенная индукция);

Металлодетекторы с импульсно-индуктивным методом поиска;

Металлодетекторы работающие на принципе расстройки;

Магнитометры;

Приборы типа «приём-передача»;

Приборы -- измерители частоты;

Индукционные металлоискатели;

Приборы, фиксирующие изменение добротности колебательного контура, входящего в состав LC-генератора;

Импульсные металлодетекторы.

Приборы типа «прием-передача». В основе их лежат две катушки индуктивности -- приёмная и передающая, расположенные так, чтобы сигнал, излучаемый передающей катушкой, не просачивался в приёмную катушку. Когда вблизи прибора появляется металлический предмет, то сигнал передающей катушки переизлучается им во всех направлениях и попадает в приёмную катушку, усиливается и подаётся на блок индикации.

В основе приборов-измерителей частоты лежит LC-генератор. При приближении металла к контуру его частота изменяется. Это изменение фиксируется различными методами:

Смешивание частоты генератора с эталонной и измерение частоты биений;

Подача сигнала с генератора на систему ФАПЧ и измерение напряжения в цепи обратной связи.

Индукционные металлодетекторы представляют собой разновидность приборов типа «приём-передача», однако в отличие от последних содержат не две, а только одну катушку, которая одновременно является и передающей и приёмной.

При приближении металлического предмета к катушке добротность контура уменьшается и амплитуда колебаний на выходе LC-генератора также уменьшается.

Принцип работы импульсных металлодетекторов основан на возбуждении в зоне расположения металлического объекта импульсных вихревых токов и измерении вторичного электромагнитного поля, которое наводят эти токи. В данном случае, возбуждающий сигнал передается в катушку датчика не постоянно, а периодически, в виде импульсов. В проводящих объектах наводятся затухающие вихревые токи, которые возбуждают затухающее электромагнитное поле. Поле, в свою очередь, наводит в катушке датчика затухающий ток. Соответственно, в зависимости от проводящих свойств и размера объекта, сигнал меняет свою форму и длительность.

4. Промышленные образцы

Арочный металлодетектор общего назначения CEIA Classic

Classic -- стационарный арочный металлодетектор, разработанный для применения в общественных учреждениях, таких как аэропорты, школы, гостиницы, развлекательные центры и государственные учреждения.

Металлодетектор Сlassic позволяет обеспечить максимальный уровень безопасности в сочетании с высокой эффективностью работы.

Применение передовых технологий даёт возможность добиться высокой скорости прохода людей через металлодетектор с минимальным количеством ложных сигналов тревоги от предметов личного пользования, таких как монеты, ключи и пряжки ремней.

Характеристики.

Соответствие требованиям всех международных стандартов безопасности в сочетании с высокой эффективностью;

Легкость и быстрота установки;

Простота эксплуатации;

Отсутствие требований к специальному техническому обслуживанию;

Ширина прохода до 820 мм;

Наличие специального влагозащищённого исполнения для установки вне помещений;

Рисунок 4.1 - Арочный металлодетектор CEIA Classic

Особенности.

Цифровая регулировка чувствительности в широком диапазоне;

Микропроцессорное управление всеми функциями;

Автоматическая синхронизация между двумя или более металлодетекторами, установленными на расстоянии до 5 см друг от друга, без применения дополнительных кабелей;

Высокая степень интеграции и надежности электронных компонентов;

Электронный блок интегрирован непосредственно в конструкцию антенн металлодетектора;

Не требуется начальная и периодическая калибровка;

Простота в обслуживании и ремонте;

Цвет: светло-серый RAL 7040;

Установочные данные.

Электропитание: ~230 В +10%/-20%, 45 ... 60 Гц, макс. 20 ВА.

Диапазон рабочих температур: -20°С...+70°С.

Температура хранения: от -35°С до +70°С.

Относительная влажность: от 0 до 95% (без конденсации).

Режимы сигнализации тревоги.

Визуальная сигнализация :

Высококонтрастный дисплей;

Зеленая и красная зоны для отображения уровня сигнала, пропорционального массе металлов;

Заключение

металлодетектор индукционный опасный

В рамках данного реферата была поставлена цель ознакомиться с теоретическими сведениями, характеристиками, описаниями, классификациями и функциями металлодетекторов; ознакомиться с устройством металлодетекторов и проанализировать принципы их действия. Данная цель достигнута.

Исследования в работе над данным рефератом показали, как много сфер деятельности охватывают металлодетекторы и насколько они важны. Также анализ механизмов работы этих устройств показал, что они являются важным элементом в создании систем контроля доступа.

Список литературы

1. ГОСТ Р 53705-2009 Системы безопасности комплексные. Металлообнаружители стационарные для помещений.

2. Зайцев А.П., Шелупанов А.А. Техническая защита информации. Учеб. пособие. - М.: «Горячая линия Телеком», 2007 г.

3. Щербаков Г.Н. Обнаружение скрытых объектов - для гуманитарного разминирования, криминалистики, археологии, строительства и борьбы с терроризмом. - М.: Арбат-Информ, 2004 г.

4. Корякин-Черняк С.Л., Семьян А.П. Металлоискатели своими руками.: НиТ, 2009 г.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Основные принципы построения металлодетекторов, обзор аналогичных технических решений, патентный поиск. Анализ электрической функциональной и принципиальной схемы устройства. Расчет функциональных узлов. Выбор материалов, конструкции, комплектующих.

дипломная работа , добавлен 26.11.2013


Характеристика системы беспроводного удаленного доступа в телефонную сеть (WLL): функциональная схема радиосвязи, устройство и принцип работы станционного полукомплекта. Технические характеристики и схемотехника передающего устройства абонентской станции.

дипломная работа , добавлен 08.06.2012


Техника безопасности и охраны труда на предприятии. Общие сведения о диспетчерском радиолокаторе, его технические характеристики, принцип работы и структура. Устройство и принцип работы прибора передатчик-приемник, электрические параметры ячейки Д2ХК251.

отчет по практике , добавлен 21.12.2010


Устройство и принцип работы лампы бегущей волны типа М. Путь построения теории лампы: продольная и переменная составляющие, решение характеристического уравнения. Амплитудно-частотная характеристика лампы. Устройство и принцип работы лампы обратной волны.

реферат , добавлен 20.08.2015


Принцип устройства и работа интегральной микросхемы. Пробник для проверки цифровых микросхем. Устройство и принцип работы светодиода. Общие сведения об управлении автоматизации и метрологии. Функции и задачи центральной лаборатории измерительной техники.

аттестационная работа , добавлен 19.06.2010


Электрокардиограф как переносное устройство, позволяющее оперативно и качественно снимать электрокардиограмму: состав его стандартной комплектации и функциональные особенности. Принцип действия прибора, схема устройства, порядок поверки по стандарту.

контрольная работа , добавлен 19.12.2012


Плоские электромагнитные волны в однородной изотропной среде, их поляризация. Поток энергии в плоской волне. Закон сохранения электромагнитной энергии для однородной линейной непроводящей среды. Отражение и преломление волн на плоской границе раздела.

реферат , добавлен 20.08.2015


Генератор звуковой частоты ГЗЧ-2500: предназначение, основные технические характеристики, масса, габариты, устройство и принцип работы. Гарантийные обязательства, сведения о рекламациях. Меры предосторожности при обращении с техническими устройствами.

курсовая работа , добавлен 22.01.2016


Угроза безопасности – потенциальное нарушение безопасности, любое обстоятельство, которое может явиться причиной нанесения ущерба предприятию. Нарушитель – лицо, предпринявшее попытку выполнения запрещенных операций при помощи различных методов.

реферат , добавлен 15.12.2008


Цифровая веб-камера как сетевое устройство и его основные составляющие: видеокамера (ПЗС-матрица), процессор компрессии и встроенный веб-сервер. Устройство и принцип работы веб-камеры, ее подключение и установка, программное обеспечение и функции.

Виды металлоискателей

По принципу работы

• Приборы типа «приём-передача». В основе их лежат две катушки индуктивности - приёмная и передающая, расположенные так, чтобы сигнал излучаемый передающей катушкой не просачивался в приёмную катушку. Когда вблизи прибора появляется металлический предмет, то сигнал передающей катушки переизлучается им во всех направлениях и попадает в приёмную катушку, усиливается и подаётся на блок индикации.

• Индукционные металлоискатели. Представляют собой разновидность приборов типа «приём-передача», однако в отличие от последних содержат не две, а только одну катушку, которая одновременно является и передающей и приёмной. Основной трудностью при создании подобных приборов является выделение весьма малого отражённого (наведённого) сигнала на фоне мощного передаваемого (излучаемого).

• Приборы - измерители частоты . В их основе лежит LC-генератор. При приближении металла к контуру его частота изменяется. Это изменение фиксируется различными методами:
  • Смешивание частоты генератора с эталонной и измерение частоты биений.
  • Подача сигнала с генератора на систему ФАПЧ и измерение напряжения в цепи обратной связи.

По выполняемым задачам

• Грунтовый металлоискатель - предназначен поиска кладов , монет и ювелирных изделий . Как правило, построен по индукционной технологии. Имеет множество настроек, металла из которого предположительно состоит объект в земле. Цена данных металлоискателей от 100 до 1500 долларов. Глубина обнаружения объектов от 20 см до 1 метра.

• Военный металлоискатель (миноискатель) - предназначен для поиска преимущественно мин . Как правило, построен на принципе «приём-передача». Имеет минимум настроек. Глубина обнаружения мины от 20 см (Советский миноискатель ИМП) до 1 метра (Современные военные миноискатели).

• Досмотровый металлоискатель (ручной) - предназначен для служб безопасности. Служит для обнаружения на теле человека металлических предметов (пистолет, нож). Дальность обнаружения пистолета Макарова - до 25 см.

• Глубинный металлоискатель - предназначен для поиска больших глубинных целей, таких как сундук с золотом . Имеет две разнесенные друг от друга катушки, либо одну большую рамку с катушкой. Основан на принципе «приём-передача». Отличительной особенностью данного вида металлоискателей является то, что он реагирует не только на металлы, но и на любые изменения в глубине грунта (переходы от одной почвы к другой, старые фундаменты зданий и т. д.). Цена данных металлоискателей от 500 до 2500 долларов. Глубина обнаружения объектов от 50 см до 3 метров.

• Магнитометры - предназначены для поиска ферромагнитных целей, например железо. Данный вид металлоискателей самый компактный и самый чувствительный, так как поисковая головка может поместится на ладони. Также магнитометры могут применятся и для поиска золота, меди, алюминия... но для этого нужен дополнительно возбудитель, который будет делать из неферромагнитных металлов образно говоря электромагниты.

Физика явления

• Различные модели металлоискателей работают на различных частотах. Это связано с физикой явления распространения электромагнитных волн. Так металлоискатели, работающие на маленьких частотах, могут находить предметы глубоко, но большого размера. При этом на поверхности земли они как бы не замечают металлических предметов. Если частота работы металлоискателя высокая, то приборы хорошо обнаруживают мелкие объекты, но не могут находить цели глубоко.

• Пример частот металлоискателей по назначению:
  • Глубинные металлоискатели, например, работают на частоте - 6,6 кГц. Глубина обнаружения - около 4м.
  • Грунтовые металлоискатели для поиска монет - до 18,5кГц. Глубина обнаружения - около 1-2м.

Современные направления развития технологий металлоискателей

• Современное направление развития металлоискателей идет по пути одновременного применения и обработки нескольких частот.

Практическое применение

• "Группа "ИскателИ" (www.kladpoisk.ru) применили грунтовые и глубинные металлодетекторы и металлоискатели для поиска железного метеорита «Дронино» . Экспедиции состоялась в 2007-2008 годах совместно с Лабораторией метеоритики ГЕОХИ РАН (www.meteorites.ru). Применение современной поисковой техники принесло положительные результаты. Из земли с глубины до 2-х метров на поверхность было извлечено более 200 килограмм метеоритного железа. Немногим ранее были опробованы металлодетекторы для поиска каменных метеоритов

В любительской и профессиональной поисковой практике большое значение придаётся используемому в процессе работы оборудованию, представленному металлоискателем того или иного класса. Всем тем, кто мечтает собрать этот прибор своими руками, будет полезно понять принцип действия металлоискателя, а также узнать, из каких основных деталей он состоит.

Что такое металлоискатель

Металлоискателем принято называть специальное электронное устройство, посредством которого удаётся находить металлические вещи и изделия, скрытые в непрозрачных средах. Последними могут быть:

• Грунты любого качества и состава;
• Стены зданий и сооружений из материалов различного типа;
• Толща жидких и водных сред, а также тела живых существ и многое другое.

Известно множество разновидностей детекторов металла, различающихся своей конструкцией и методом формирования чувствительного электромагнитного поля. С их помощью удаётся организовать поиск невидимых в грунте изделий из самых различных металлов, включая медь, алюминий и ржавое железо. Для освоения технических приёмов обращения с этим прибором, в первую очередь, необходимо ознакомиться с его устройством и понять принцип работы металлоискателей.

Комплектующие изделия и их назначение

Для того чтобы понять, как работают металлоискатели, прежде всего, следует ознакомиться с теми узлами и деталями, которые обеспечивают их работоспособность.

Классические приборы для поиска металлоизделий включают в свой состав следующие основные узлы:

• Электронная схема с чувствительными индуктивными датчиками (катушками);
• Ручка-держатель, состоящая из комплекта штанг, на одной из которых монтируется чувствительный датчик в виде рамки;
• Блок управления с усилительным модулем и элементами индикации (формирования звукового сигнала), крепящийся на ответном конце держателя.

Рассмотрим каждую из перечисленных выше составляющих более подробно.

Электронный чувствительный контур

Эта часть металлодетектора состоит из двух типов катушек, используемых в качестве чувствительных датчиков: приёмной и передающей. Она выполняется в виде пластиковой конструкции, по своей форме напоминающей эллипс или овал, соединяющийся с помощью сигнального кабеля непосредственно с блоком управления.

Обратите внимание! Для обустройства такого соединения, как правило, используется специальный разъем, который легко размыкается при необходимости (для ремонта усилителя или системы датчиков, например).

Крепление контура на корпусе штанги осуществляется посредством проушин, по своему виду напоминающих хомуты с фиксирующими болтами. Во избежание попадания внутрь катушек влаги и грязи они (как и их сочленение с кабелем) делаются полностью герметичными.

Штанги держателя изготавливаются из металлических или пластиковых пустотелых трубок, предназначенных для крепления поисковой катушки с возможностью регулировки угла наклона по отношению к исследуемой поверхности. На нижней штанге имеется специальный механизм, позволяющий регулировать положение пульта по высоте (за счёт изменения длины перекрытия со средней трубкой).

Средняя штанга играет роль промежуточного звена, связывающего две крайние части ручки-держателя. Она обеспечивает стыковку нижней трубы с поисковой рамкой и верхнего участка трубы с закреплённым на ней управляющим блоком. В некоторых моделях металлоискателей применяется держатель, в комплект которого входят только две штанги.

Верхняя часть изделия для удобства переноски и обращения с прибором иногда выполняется в виде изогнутого в форме S держателя, используемого в качестве удобного подлокотника.

Управляющий узел

Эта часть металлоискателя располагается в непосредственной близости от оператора и содержит модуль, обеспечивающий работу всего устройства в целом. С его помощью осуществляется функциональная обработка поступающих с датчиков сигналов, а также их вывод на специальный дисплей.

Дополнительная информация. В простейших и устаревших моделях металлоискателей в качестве отображающего табло используется обычный стрелочный индикатор.

В большинстве современных изделий в этом же модуле находится батарейный отсек с размещёнными в нём элементами питания.

Типы металлоискателей, принцип работы

Все известные образцы металлодетекторов по особенностям устройства электронного чувствительного датчика подразделяются на следующие типы:

• Детекторы, работающие по схеме «приём-передача»;
• Устройства индукционного типа;
• Приборы с импульсной обработкой полезной информации.

Большинство известных моделей детекторов, относящихся к изделиям средней ценовой категории, – это приборы, работающие по схеме «приём-передача». Принцип действия их поисковых устройств основан на генерации и приёме электромагнитного излучения определённой частоты. Основа чувствительной рамки такого прибора – две индуктивные катушки, одна из которых является передающей, а другая – приёмной (она же называется поисковой).

Первая из них излучает э/м волны, пронизывающие нейтральную среду и отражающиеся от появляющихся на пути распространения металлических предметов. Чувствительная поисковая (приёмная) катушка улавливает отражённый сигнал, который затем усиливается и подаётся на исполнительную часть схемы. Размещённый в пульте управления модуль преобразует поступивший сигнал и выводит результаты измерений на ж/к дисплей.

Принцип действия устройств с детектором индукционного типа схож с уже описанным выше алгоритмом, но имеет одно существенное отличие от него. Оно заключается в том, что в этом случае функцию приёмного и передающего контура выполняет одна и та же катушка.

Обратите внимание! Особенностью функционирования рассмотренных моделей является зависимость их чувствительности от состояния грунта. Значительное содержание в нём различных примесей (солей, например) вызывает ослабление отражённого сигнала и его маскировку на фоне помех.

Именно по этой причине устройства такого типа перед началом работы тщательно настраиваются путём выбора режима измерений с поправкой на качество исследуемого участка почвы.

В отличие от рассмотренных ранее образцов, импульсные металлоискатели не столь чувствительны к составу (минерализации) самого грунта. В основу конструкции поисковой рамки заложен тот же принцип, что и в индуктивной катушке. Однако в этом случае с её помощью вырабатываются импульсные воздействия, создающие на поверхностях изделий из металла так называемые «вихревые токи».

Именно эти электромагнитные образования являются откликом для приёмной катушки, улавливающей отражённый сигнал.

Важно! Такой принцип обнаружения металлических предметов не позволяет эффективно идентифицировать различные типы металлов, что существенно ограничивает возможности детектора.

Таким образом, по используемому в чувствительном датчике принципу обнаружения металлов все известные виды детекторов могут заметно отличаться один от другого. При выборе подходящего для решения конкретных задач изделия обязательно нужно учитывать эти различия.

Подготовка к работе (отстройка)

Основным моментом подготовки любого прибора к работе является так называемая «отстройка от земли», позволяющая поддерживать чувствительность прибора на нужном уровне (независимо от состояния и качества грунта). Такая процедура обязательна для моделей с аналоговыми характеристиками поискового сигнала, работающими по схеме «приём-передача». Для импульсных устройств она имеет определённую специфику, связанную с выбором способа отстройки.

Необходимость в её проведении объяснятся особенностями исследуемых грунтов, которые в подавляющем большинстве случаев являются железосодержащими, то есть вызывающими реакцию прибора. В связи с этим отражённый от таких почв сигнал может иметь амплитуду в сотни раз большую полезного импульса, так что обнаружить металл в обычном режиме практически невозможно.

Для устранения этого эффекта разработчиками используется фазовая составляющая, которая не меняется в процессе проведения писка (сдвиг фаз всегда остаётся постоянным). При правильной её отстройке можно добиться состояния, при котором никакие манипуляции с индуктивной рамкой, включая её подъём и опускание, не вызовут изменения показаний на пульте прибора. О таком детекторе металлов можно будет сказать, что он хорошо отстроен от земли.

По способу проведения этой операции все известные образцы детекторов делятся на модели с ручной и автоматической отстройкой.

Ручная

Большинство импульсных поисковых приборов имеет встроенную систему ручной отстройки по грунту. Это значит, что при выборе режима работы оператор должен самостоятельно вращать специальную ручку до появления в наушниках характерного щелчка или зуммера. Пользоваться ручным режимом очень сложно, если постоянная времени интегратора (ПВИ) электронной схемы очень мала, вследствие чего во многих цифровых устройствах он намеренно увеличивается.

Обратите внимание! Того же эффекта удаётся добиться, если при поиске металлов рамку перемещать очень медленно.

Не возникает проблем с выбором требуемого режима в ситуациях, когда импульсный принцип используется в условиях подводного поиска, так как быстро перемещать катушку в плотной среде невозможно физически. Примерно тот же эффект, но с небольшой поправкой на чувствительность, наблюдается при работах, проводимых в прибрежной зоне.

Автоматическая

Этот вид отстройки чувствительности аппарата даёт определённые преимущества в ситуациях, когда поиск осуществляется на морском берегу или почве с большой концентрацией солей. Он позволяет эксплуатировать детектор на максимальном пределе его чувствительности без необходимости её корректировки.

Использование автоматического режима способствует повышению стабильности работы устройства и улучшает его помехозащищенность (за счёт больших значений коэффициента усиления, встроенного в схему операционного усилителя). Для того чтобы при обращении с таким металлоискателем не наблюдалось сбоев настройки, следует перемещать его рамку без задержек, то есть непрерывно.

В завершении обзора несколько слов о применении устройств с импульсным методом формирования поискового сигнала. Многие относят эти приборы к поисковому инструменту с ограниченными возможностями, поскольку они не годятся для работы в городских условиях (из-за больших количеств содержащего железо мусора). Основная сфера их применения – это поиски археологических артефактов в загородных условиях, характеризующихся отсутствием больших скоплений ферромагнитных составляющих.

Видео

Для успешного поиска металлических предметов в земле нет необходимости понимать научные принципы металлоискателя. Однако полезно знать в общих чертах, как металлоискатель работает.

Металлоискатель - это электронный прибор, который определяет присутствие металла и информирует нас об этом. Металлический предмет, скажем монета, находящийся в земле, сам по себе ничего не излучает и не выдает своего присутствия. Чтобы его обнаружить, необходимо облучить его радиоволнами и уловить вторичный сигнал. Все металлоискатели основаны на этом принципе Различие между дешевыми и дорогими моделями заключается в методах излучения этих радиоволн, в методах улавливания вторичных сигналов, а также в способах информирования вас о наличии металла.

Рис. 12. Электромагнитное поле поисковой катушки

Рис. 13. Возникновение вихревых токов на поверхности металлических предметов, оказавшихся в электромагнитном поле поисковой катушки

Когда вы включаете металлоискатель, в поисковой катушке протекает переменный электрический ток, создающий вокруг катушки электромагнитное поле. Это поле проходит в окружающую среду, будь то воздух, грунт, вода, камень, дерево и т.д. Если на пути этого поля оказывается металлический предмет, то на его поверхности возникают так называемые вихревые токи. Эти токи образуют свое электромагнитное поле, которое ослабляет поле передающей катушки. Электронная схема прибора с помощью катушки улавливает это ослабление поля, вызванное присутствием под катушкой металла, и информирует вас об этом тем или иным способом. Более сложные электронные схемы обеспечивают лучшее улавливание более слабых вторичных сигналов, более точно их обрабатывают. Поэтому такие приборы трудоемки в изготовлении и стоят дороже. Однако они, как правило, способны находить объекты набольшей глубине.

Рис. 14. Влияние минерализации грунта на глубину обнаружения

Вихревые токи образуются на поверхности любых электропроводных материалов - металлов, минералов и т.п. Цветные металлы более электропроводны, чем черные металлы и минералы. Поэтому вихревые токи на них затухают дольше. Металлоискатель чувствует, в каком случае вихревые токи затухают быстрее, и на этом основании может "сказать" вам, какой из металлов - черный или цветной - находится под катушкой.

К сожалению, в некоторых местах грунт содержит большое количество электропроводных минералов (магнетит, соли натрия и калия), которые крайне нежелательны, поскольку маскируют присутствие металла, уменьшая глубину его обнаружения. Минералы железа и соли представляют большую проблему для производителей и пользователей металлоискателей. Применяя различные фильтры, можно в значительной мере снизить влияние фунта. Некоторые приборы имеют автоматическую отстройку от грунта, в других это достигается вручную оператором, что более точно, если выполнено правильно.

В литературе различают следующие основные подходы к построению схемотехники металлоискателей:

1. Метод биений - BFO (Bcat Frequency Oscillation).

2. Метод индукционного баланса - IB/TR (Induction Balance / Transmitter-Reciver).

3. Метод индукционного баланса с использованием очень низких рабочих частот - VLF/TR (Very Low Frequency/ Transmitter- Reciver).

4. Метод индукционного баланса с разнесенными катушками - RF (Radio Frequency).

5. Импульсный метод - PI (Pulse Induction).

6. Метод срыва резонанса - OR (OfTResonance).

Метод биений - BFO

Измеряемым параметром является частота LC-генератора, включающего катушку поисковой головки. Частота сравнивается с эталонной, и полученная разностная частота биений выводится на звуковую индикацию. Схемотехника приборов достаточна проста, катушка нетребует прецизионного исполнения. Рабочая частота 40-500 кГц. Чувствительность BFO-приборов невысокая при низкой стабильности работы и слабой возможности отстраиваться от влажного и минерализированного фунта. Метод BFO применялся в миноискателях и серийных иностранных приборах в 60-70 гг. прошлого века. В настоящее время этот метод популярен у радиолюбителей и встречается в недорогих приборах российских производителей. Сюда же можно отнести приборы с прямым измерением частоты, хорошо реализуемые на микропроцессорах.

Метод индукционного баланса - IB/TR

Поисковую головку образуют две катушки, расположенные в одной плоскости и сбалансированные так, что при подаче сигнала в передающую катушку на выходах приемной присутствует минимальный сигнал. Передающая катушка часто включается в контур LC-генератора. Измеряемым параметром является амплитуда сигнала на приемной катушке и фазовый сдвиг между переданным и принятым синусоидальными сигналами. Такие металлоискатели имеют рабочую частоту 80-100 kHz. Они могут обнаруживать небольшие объекты на сравнительно большой глубине (30-35 см), однако они бесполезны при поиске на сильно минерализованных фунтах и морских пляжах.

Метод индукционного баланса с использованием очень низких рабочих частот - VLF/TR

Было обнаружено, что при снижении рабочей частоты ниже 20 kHz можно отстроиться от влияния фунта, глубина действия прибора при этом несколько снижается, зато резко возрастает стабильность работы и исчезают ложные сигналы. Такие приборы получили название VLF/TR, что расшифровывается как металлоискатель типа передатчик-приемник, работающий на очень низких частотах.

VLF - метод позволяет построить высокочувствительные приборы с хорошим различением металлов за счет анализа фазовых характеристик. Схемотехника приборов достаточно сложна, катушки требуют прецизионной балансировки. На основе этого метода сейчас строится большинство серийных приборов, в том числе и компьютеризированных. Дискриминация объектов и отстройка от грунта в таких приборах осуществляется сравнительно просто с помощью фазосдвигающих цепей.

Принцип TR (или его разновидность VLF/TR) предусматривает анализ фазовых характеристик сигнала, поэтому эти приборы легко различают черные и цветные металлы, отстраиваются от мусора и грунта. Они имеют высокую чувствительность и разрешающую способность, которая зависит от диаметра поисковой катушки - чем она больше, тем глубже обнаружение, но тем труднее искать мелкие предметы.

Недостаток таких приборов заключался в том, что отстройку от грунта нельзя было выполнять одновременно с дискриминацией и оператор с помощью переключателя должен выбирать л ибо тот, либо другой режим. Такие приборы выпускались в США и Англии в течение 10 лет вплоть до 1980 г., когда они были заменены на так называемые динамические металлоискатели.

В конце 70-х гг. XX в. американец Дж.Пейн разработал схему, позволяющую проводить одновременно и дискриминацию и отстройку от грунта.

Первые приборы такого типа необходимо было очень быстро перемещать для достижения приемлемой глубины их действия, что было для оператора весьма утомительно. Белее поздние модели (за счет усложнения схемы) позволяли работать уже с меньшими скоростями перемещения катушки без потери глубины.

В начале 80-х гг. металлоискатели стали тяжелыми и сложными в настройке. По существу, один прибор включал в себя четыре металлоискателя различных типов. Американская фирма Fisher Researh Laboratory своевременно отреагировала на просьбы искателей сокровищ сделать более простой, но не менее чувствительный прибор и на основе последних достижений микроэлектроники разработала металлоискатель 1260-х с автоподстройкой порога, работающий на очень низкой частоте. Он имел лишь несколько органов управления и не требовал никакой ручной настройки. Это легкий, удобный в работе и чувствительный к мелким объектам прибор, успешно действующий на плохих минерализованных грунтах. Его модификация 1266-х выпускалась до 2003 г.

Этот металлоискатель стал называться "динамическим", хотя, по существу, он относится к типу VLF/TR. Предыдущие статические металлоискатели типа VLF/TR практически перестали производиться, и все ведущие фирмы быстро переключились на производство приборов, использующих указанный динамический принцип. Многочисленные мелкие компании, не успевшие это сделать, были вынуждены прекратить свое существование. С тех пор в мире осталось л ишь около десятка фирм, производящих металлоискатели.

Метод индукционного баланса с разнесенными катушками - RF

Это высокочастотный вариант TR, где передающая и приемная катушки образуют не плоский трансформатор, а разнесены в пространстве и расположены перпендикулярно друг к другу. Приемная катушка принимает отраженный от металлической поверхности сигнал, излучаемый передающей катушкой. Этот метод используется в глубинных приборах и характеризуется нечувствительностью к мелким объектам и невозможностью различать черные и цветные металлы.

Импульсный метод - IP

Впервые разработанные в США для археологов, эти приборы получили наибольшее распространение среди любителей Англии в конце 60-х гг. Как и в приборах, основанных на принципе индукционного баланса, импульсные приборы создают электромагнитное поле, воздействующее на объект, однако это поле действует не все время, а периодически - то включается, то выключается (пульсирует) многократно в течение одной секунды.

При включении поля на поверхности объекта наводятся вихревые токи. При выключении поля вихревые токи постепенно затухают, хотя и в течение очень короткого промежутка времени. В этот момент катушка действует как приемная антенна, улавливающая этот затухающий сигнал. При этом пороговый фон прибора усиливается, свидетельствуя о наличии металла в почве. Поскольку вихревые токи грунта затухают гораздо быстрее и не улавливаются прибором, импульсные металлоискатели эффектно работают на плохих минерализованных почвах и особенно на влажных соленых грунтах морских побережий.

Недостатком импульсных металлоискателей является высокая чувствительность к черным металлам и трудности с дискриминацией. Однако в ряде случаев (например, при поиске металла на дне моря) они превосходят все другие типы металлоискателей.

Метод срыва резонанса - OR

Анализируемым параметром является амплитуда сигнала на катушке колебательного контура, настроенного близко к резонансу с подаваемым на него сигналом от генератора. Появление металла в поле катушки вызывает или достижение резонанса или уход от него, в зависимости от вида металла, что приводит к увеличению или уменьшению амплитуды колебаний на катушке. Этот метод, так же как и BFO разрабатывался радиолюбителями.