Для чего применяются металлоискатели
Металлоискатель. Виды и работа. Применение и особенности
Металлоискатель – это электронное устройство, предназначенное для обнаружения скрытых металлических предметов за счет обнаружения их проводимости. С его помощью можно найти изделия из металла глубоко в грунте, дереве, под одеждой, в теле человека, пищевых продуктах и т.д. Эти приборы нашли свое применение в различных отраслях промышленности и повседневной жизни.
Где используется металлоискатель
Существует масса разновидностей металлоискателей, корпус которых адаптирован под определенные условия работы. В различных модификациях данные приборы применяются в следующих направлениях:
С развитием технологий себестоимость производства металлоискателей существенно снизилась, поэтому данное оборудование стало более доступным для покупателей. Это посодействовало применению металлоискателей в развлекательных целях. Десятки тысяч людей во всем мире используют их для поиска в грунте ценных исторических предметов, таких как монеты, старинные изделия быта, а также остатков военной техники и боеприпасов, потерянных в боях. Также металлоискатели используют для поиска находящегося под землей металла с целью его дальнейшей сдачи на переплавку.
Принцип работы
Для обнаружения металлических предметов используются различные физические принципы, поэтому неудивительно, что металлоискатели по этому критерию разделяются на виды.
Они бывают следующими:
Индукционный металлоискатель работает по принципу приема-передачи. В устройстве может быть одна или две катушки индуктивности. Одна работает как излучатель, а вторая служит приемником. В отдельных случаях обе роли выполняет одна катушка. Излучаемый сигнал проходит сквозь нейтральные предметы (почва, древесина и пр.) и при попадании на металл отбивается обратно, после чего фиксируется чувствительным элементом металлоискателя. Данное оборудование является относительно простым и зачастую может ремонтироваться в домашних условиях. Такие устройства обладают плохой чувствительности на определенных типах грунтов, поэтому эффективно далеко не во всех условиях.
Импульсные металлоискатели возбуждают в зоне поиска импульсные вихревые токи, после чего измеряют вторичное электромагнитное поле. Вихревые токи реагируют на затухающие электромагнитные поля, что обеспечивает более высокую чувствительность, чем у индукционного оборудования. Мощность индикации прибора отличается в зависимости от длины и массы обнаруженного предмета. Такие устройства нечувствительные к сложным грунтам с большой минерализацией. Их главным недостатком является большое потребление энергии, поэтому на одном заряде батареи добиться продолжительной автономной работы невозможно.
Частотный металлоискатель имеет в основе LC-генератор. Он выдает сигналы с различной частотой, которая меняется при приближении к металлическим объектам. Изменения в его работе фиксируются чувствительным оборудованием металлоискателя. Такие устройства имеют простую схему и часто собираются своими руками из недорогих покупных деталей. Их недостатком является малая чувствительность, поэтому оборудования работающего по данному принципу лучше избегать, если требуются сложные поиски.
Металлоискатели, которые фиксируют добротность колебательного контура, работают тоже от LC-генератора. Добротность контура снижается при уменьшении расстояния между катушкой и металлическим предметом. То же самое касается и амплитуды колебаний на самом генераторе. Подобные устройства очень экономичные в плане потребления заряда, поэтому отличаются большой автономностью.
Классификация по выполняемым задачам
По выполняемым задачам металлоискатели принято классифицировать на следующие виды:
Каждая разновидность адаптирована под определенные условия применения и отличается разной чувствительностью. В связи с этим сравнивать эффективность каждой разновидности между собой неправильно, поскольку их предназначение между собой не пересекается.
Грунтовые
Грунтовые являются самыми распространенными. Они применяются для поиска закрытых в почве кладов, металлолома, старинных монет и потерянных ювелирных изделий. Обычно они работают по индукционной технологии. Данное оборудование может настраиваться для реакции на определенный металл. Самые простые устройства имеют глубину чувствительности в твердых грунтах около 20 см. Более дорогостоящие профессиональные устройства реагируют на объекты находящиеся под слоем грунта высотой в 1 м. Такими устройствами пользуются как профессиональные археологи, так и любители. Довольно часто подобные металлоискатели можно встретить на морских пляжах, поскольку их применяют для поиска потерянных отдыхающими монеток и ювелирных изделий. Специально для этих целей существует влагонепроницаемая модификация металлоискателя, которая может работать под водой, ища предметы на дне.
Военные
Военный металлоискатель также называют миноискатель. Его предназначение заключается в поиске закрытых в грунте мин. Обычно данное оборудование работает по принципу приема-передачи и оснащается двумя катушками. Одна излучает сигнал, а вторая реагирует на колебания, которые получаются в случае его отображения от металлических предметов. Данное оборудование обладает высокой надежностью, но малым диапазоном настройки. Глубина чувствительности такого оборудования аналогична обычным металлоискателям, которые используют археологи и любители. При этом миноискатель не может реагировать на специфические металлы, которые не используются для производства мин. Они чувствительны к стали и никак не отреагируют на находящиеся в грунте золотое кольцо.
Досмотровые
Самым распространенным досмотровым металлоискателем является оборудование арочного типа. Оно представляет собой металлическую рамку, размером с дверной проем, сквозь которую проходит человек. Рамка реагирует на крупные металлические предметы и предупреждает дежурного.
Кроме арок к группе досмотровых металлоискателей относятся ручные приборы. Они являются довольно компактными и по размеру идентичный обычным бытовым фенам для высушивания волос. С помощью данного оборудования осуществляется поиск предметов на теле или в багаже. Для этого нужно провести по всей поверхности тела или по вещам чувствительной стороной корпуса прибора осуществляя сканирование без пропусков. Чувствительность оборудования обычно не превышает больше 25 см от предмета. Ручной досмотровый металлоискатель требует больше времени на проверку, поэтому используется только при индивидуальном досмотре, поскольку потоковая проходимость людей при применении подобного оборудования будет снижена.
Глубинные
Глубинный металлоискатель обнаруживает объекты на глубине до 3 м. Это довольно массивное оборудование, представляющее собой широкую рамку, на краях которой установлены катушки. Данное оборудование работает по принципу приема-передачи. Первая катушка создает мощный сигнал с большой проникающей способностью, который способен достигнуть изделия из металла сквозь высокий столб грунта, песка, глины или другой породы. Поскольку катушки располагается далеко друг от друга, то принимающая не реагирует на издаваемый направленный сигнал вниз, но при этом может воспринимать отбитые волны.
Подобное оборудования редко применяется любителями поиска металлолома, поскольку вряд ли кто-то захочет откапывать изделие весом 0,5 кг, которое находится на глубине 2 м. Глубинные металлоискатели используются спасателями и профессиональными археологами. Особенность данного оборудования в том, что оно может реагировать не только на металл, но и находящиеся под землей объекты строительства. В частности это фундаменты, поскольку они обычно сделаны из камня. Также металлоискатель глубинного типа способен зафиксировать уплотнение почвы или переход с одной породы на другую.
Магнитометр
Магнитометр представляет собой самую компактную разновидность металлоискателей. Это очень маленькие и чувствительные приборы, которые имеют сканирующую головку меньше ладони. Такие устройства применяются для поиска цветных и драгоценных металлов, таких как золото, алюминий, медь и пр.
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.
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.
Виды металлоискателей
По назначению
В зависимости от того, где ищем металл, МД делятся на:
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.
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.
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.
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.
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
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.
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:
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.
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.
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:
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 выполняет
самостоятельно.
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.
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.
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
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».
Какой бы металлоискатель не выбрал любитель поиска, редакция желает ему кладоискательского фарта. Берегите себя!
↓↓↓ Обсуждайте данную статью в комментариях. Листайте вниз ↓↓↓
Применение металлоискателей в различных областях деятельности человека
Послевоенные металлоискатели работали на вакуумных лампах, были громоздки и потребляли много энергии. Лишь в середине 60-х годов были созданы малогабаритные, стабильные и чувствительные приборы, которые могли различать металлы и позволяли отстраиваться от влияния окружающей среды.
С каждым годом расширяется область использования металлоискателей в самых различных сферах.
удивительно, у нас пока еще засекречены технические разработки на приборы времен Великой Отечественной войны, хотя в Московских магазинах свободно продается современная американская техника. Российская армия до недавних пор обходилась только отечественными миноискателями (прибор ИМП-1). В последнее время, по разным причинам, миноискателей собственного производства стало резко не хватать, и в телевизионных репортажах из горячих точек бывшего Союза то и дело мелькают наши солдаты с американскими приборами в руках.
Незаменимы металлоискатели в строительстве и в процессе ремонтных работ. Подумайте, как обойтись без этого прибора, если Вам нужно составить проект реконструкции старого здания, на которое отсутствуют чертежи расположения балок и других несущих конструкций (нельзя ведь долбить памятник архитектуры где попало); а если необходимо проследить как проходит в земле трубопровод или электрический кабель (не перекапывать же все вокруг);
или просто Вы хотите просверлить электрической дрелью отверстие в стене своего дома, то незнание расположения проводки может стоить Вам жизни. Спасти Вашу жизнь или избавить от ненужной работы поможет металлоискатель.
В процессе обработки древесины, особенно поступающей из пригородных лесов, в стволах попадаются гвозди и другие металлические предметы. Избежать поломки пилы или другого оборудования можно только, проверив древесину металлоискателем. Специальная рамка, установленная перед циркулярной пилой, автоматически остановит транспортер при обнаружении металла в древесине.
При добыче полезных ископаемых, особенно самородного золота, металлоискатель просто незаменим. Многие прииски в Америке, Австралии и других странах пережили второе рождение, когда при помощи металлоискателей производительность труда старателей увеличилась в десятки раз. Российских золотодобытчиков подобная «революция» еще ждет: металлоискатели только начинают появляться на бескрайних просторах Зауралья.
Археологу металлоискатель поможет определить наиболее перспективное место для детальных раскопок, даст возможность извлечь интересные находки там, где сплошные раскопки просто невозможны по разным причинам (см. [16]-[20]).
В соответствии с назначением и кругом решаемых задач кладоискательские приборы подразделяются на ([25]):
Сейчас практически любой из рассмотренных типов приборов можно купить или заказать в России.