Какой принцип работы металлодетектора положен в системе генераторных катушек

Обновлено: 04.05.2024

Металлоискатель или металлодетектор предназначен для обнаружения предметов, по своим электрическим и/или магнитным свойствам отличающихся от среды, в которой они находятся. Попросту говоря, он позволяет находить металл в земле. Но не только металл, и не только в грунте. Металлодетекторами пользуются службы досмотра, криминалисты, военные, геологи, строители для поиска профилей под обшивкой, арматуры, сверки планов-схем подземных коммуникаций, и люди многих других специальностей.

Металлоискатели своими руками чаще всего делают любители: кладоискатели, краеведы, члены военно-исторических объединений. Им, начинающим, и предназначена в первую очередь данная статья; описанные в ней устройства позволяют найти монету с советский пятак на глубине до 20-30 см или железяку с канализационный люк примерно в 1-1,5 м под поверхностью. Однако этот самодельный приборчик может пригодиться и на хозяйстве при ремонте или на стройке. Наконец, обнаружив в земле центнер-другой брошенной трубы или металлоконструкций и сдав находку в металлолом, можно выручить приличную сумму. А подобных сокровищ в земле российской точно больше, чем пиратских сундуков с дублонами или боярско-разбойничьих кубышек с ефимками.

Принцип действия

Металлоискатель действует по принципу электромагнитной индукции. В общем схема металлоискателя состоит из передатчика электромагнитных колебаний, передающей катушки, приемной катушки, приемника, схемы выделения полезного сигнала (дискриминатора) и устройства индикации. Отдельные функциональные узлы часто объединяют схемотехнически и конструктивно, напр., приемник и передатчик могут работать на одну катушку, приемная часть сразу выделяет полезный сигнал и т.п.

Принцип действия металлоискателя

Катушка создает в среде электромагнитное поле (ЭМП) определенной структуры. Если в зоне его действия оказывается электропроводящий предмет, поз. А на рис., в нем наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые создают его собственное ЭМП. В результате структура поля катушки искажается, поз. Б. Если же предмет не электропроводящий, но обладает ферромагнитными свойствами, то он искажает исходное поле за счет экранирования. В том и другом случае приемник улавливает отличие ЭМП от исходного и преобразует его в акустический и/или оптический сигнал.

Примечание: в принципе для металлоискателя не обязательно, чтобы предмет был электропроводящим, грунт – нет. Главное, чтобы их электрические и/или магнитные свойства отличались.

Детектор или сканер?

В коммерческих источниках дорогие высокочувствительные металлодетекторы, напр. Терра-Н, нередко называют геосканерами. Это неверно. Геосканеры действуют по принципу измерения электропроводности грунта по разным направлениям на разной глубине, эта процедура называется боковым каротажем. По данным каротажа компьютер строит на дисплее картинку всего, что в земле, включая различные по свойствам геологические слои.

Разновидности

Общие параметры

Принцип действия металлодетектора возможно воплотить технически разными способами соответственно назначению прибора. Металлоискатели для пляжного золотоискательства и строительно-ремонтного поиска внешне могут быть похожи, но существенно отличаться по схеме и техническим данным. Чтобы правильно сделать металлоискатель, нужно четко представлять себе, каким требованиям он должен удовлетворять для данного рода работы. Исходя из этого, можно выделить следующие параметры поисковых детекторов металла:

Дискриминация, в свою очередь, параметр составной, т.к. на выходе металлоискателя наличествует 1, максимум 2 сигнала, а величин, определяющих свойства и расположение находки, больше. Тем не менее, с учетом изменения реакции прибора во время приближения к объекту, в нем выделяются 3 составляющих:

Пространственная – свидетельствует о расположении объекта в зоне поиска и глубине его залегания.
Геометрическая – дает возможность судить о форме и размерах объекта.
Качественная – позволяет строить предположения о свойствах материала объекта.

Рабочая частота

Все параметры металлоискателя связаны сложным образом и многие взаимосвязи взаимоисключающие. Так, напр., понижение частоты генератора позволяет добиться большего проницания и зоны поиска, но ценой увеличения энергопотребления, и ухудшает чувствительность и мобильность вследствие возрастания размеров катушки. В целом же каждый параметр и их комплексы так или иначе привязаны к частоте генератора. Поэтому первоначальная классификация металлоискателей строится по диапазону рабочих частот:

Особняком стоят импульсные металлоискатели. У них первичный ток в катушку поступает импульсами. Задав частоту следования импульсов в пределах НЧ, а их длительность, которая определяет спектральный состав сигнала, соответствующей диапазонам ПЧ-ВЧ, можно получить металлодетектор, совмещающий в себе положительные свойства НЧ, ПЧ и ВЧ или перестраиваемый.

Метод поиска

Насчитывается не менее 10 методов поиска предметов с помощью ЭМП. Но такие, как, скажем, метод непосредственной оцифровки ответного сигнала с компьютерной обработкой – удел профессионального применения.

Самодельный металлоискатель схемотехнически строят более всего следующими способами:

Параметрическим.
Приемо-передающим.
С накоплением фазы.
На биениях.

Без приемника

С приемником и передатчиком

Устройство приемопередающего металлоискателя показано на рис. в начале, к пояснению принципа действия; там же описан и принцип работы. Такие приборы позволяют добиться наилучшей эффективности в своем диапазоне частот, но сложны схемотехнически, требуют особо качественной системы катушек. Приемопередающие металлоискатели с одной катушкой называются индукционными. Их повторяемость лучше, т.к. проблема правильного расположения катушек относительно друг друга отпадает, но схемотехника сложнее – нужно выделить слабый вторичный сигнал на фоне сильного первичного.

До щелчка

Во втором случае техника поиска та же, но работают 2 строго симметричных электрически и геометрически генератора, каждый на свою катушку. При этом вследствие взаимодействия их ЭМП происходит взаимная синхронизация: генераторы работают в такт. При искажении общего ЭМП начинаются срывы синхронизации, слышимые как те же щелчки, а затем тон. Двухкатушечные металлоискатели со срывом синхронизации проще импульсных, но менее чувствительны: проницание их в 1,5-2 раза меньше. Дискриминация в обоих случаях близка к отличной.

Фазочувствительные металлодетекторы – любимые инструменты курортных старателей. Асы поиска настраивают свои приборы так, что точно над объектом звук снова пропадает: частота следования щелчков переходит в ультразвуковую область. Таким способом на ракушечном пляже удается находить золотые серьги размером с ноготь на глубине до 40 см. Однако на грунте с мелкими неоднородностями, обводненном и минерализованном, металлоискатели с накоплением фазы уступают прочим, кроме параметрических.

По писку

В металлоискателе на биениях действуют 2 генератора: опорный и рабочий. Катушка колебательного контура опорного маленькая, защищенная от посторонних влияний, или его частота стабилизирована кварцевым резонатором (попросту – кварцем). Контурная катушка рабочего (поискового) генератора – поисковая, и его частота зависит от наличия предметов в зоне поиска. Перед поиском рабочий генератор настраивают на нулевые биения, т.е. до совпадения частот. Полного нуля звука как правило не добиваются, а настраивают до очень низкого тона или хрипа, так удобнее искать. По изменению тона биений судят о наличии, величине, свойствах и расположении объекта.

Примечание: чаще всего частоту поискового генератора берут в несколько раз ниже опорной и работают на гармониках. Это позволяет, во-первых, избежать вредного в данном случае взаимного влияния генераторов; во-вторых, точнее настроить прибор, в-третьих, вести поиск на оптимальной в данном случае частоте.

Металлоискатели на гармониках в общем сложнее импульсных, однако работают на любом грунте. Правильно изготовленные и настроенные, они не уступают импульсным. Об этом можно судить хотя бы по тому, что золотоискатели-пляжники никак не сойдутся во мнениях, что же лучше: импульсник или на биениях?

Катушка и прочее

О размерах катушки

Монопетля

Индуктивность

При выборе схемы, чтобы убедиться в достоверности обещаний автора, и тем более при самостоятельном конструировании или доработке, нужно знать индуктивность катушки и уметь ее рассчитывать. Даже если вы делаете металлоискатель из покупного набора, индуктивность все равно нужно проверить измерениями или расчетом, чтобы не ломать потом голову: почему, все вот вроде исправно, а не пищит.

Калькуляторы для расчета индуктивности катушек имеются в интернете, но компьютерная программа все случаи практики предусмотреть не может. Поэтому на рис. дана старая, десятилетиями проверенная номограмма для расчета многослойных катушек; тонкая катушка – частный случай многослойной.

Номограмма для расчета многослойных катушек

Для расчета поисковой монопетли номограммой пользуются следующим образом:

Берем величину индуктивности L из описания прибора и размеры петли D, l и t оттуда же или по своему выбору; типичные значения: L = 10 мГн, D = 20 см, l = t = 1 см.
По номограмме определяем количество витков w.
Задаемся коэффициентом укладки k = 0,5, по размерам l (высота катушки) и t (ширина ее) определяем площадь сечения петли и находим площадь чистой меди в ней как S = klt.
Поделив S на w, получим сечение обмоточного провода, а по нему – диаметр провода d.
Если получилось d = (0,5…0,8) мм, все ОК. В противном случае увеличиваем l и t при d>0,8 мм или уменьшаем при d

Самодельные металлоискатели: простые и посложнее – на золото, черный металл, для стройки

Тепловентилятор: что такое, как работает, зачем нужен. Как не ошибиться с выбором прибора и где можно размещать

Как правильно нужно выбирать грунтовые металлоискатели?

Для того, чтобы правильно выбрать металлоискатель, необходимо изначально точно определиться с целью такой покупки.

Что можно сделать со старыми шинами, если у вас их много?

Зачем менять ванну, если ее можно отреставрировать

Ванна является самым большим сантехническим прибором, который весьма непросто заменить в случае необходимости.

Что делать, если нужно ускорить продажу недвижимости?

Что нужно знать, если решились на пенопластовый улей?

Преимущества поиска вакансий для моряков в компании Марин МАН

Устроиться работать на крупное морское грузовое судно хотели бы многие. Однако большинство не понимает, что для этого вообще необходимо делать.

Для успешного поиска ценностей желательно хотя бы в общих чертах понимать как работает металлоискатель и как он устроен. Толкового материала на эту тему мне найти не удалось; попадается либо пересказ одноименной статьи из Википедии, либо слишком заумные тексты и видео, которые совершенно непонятны неспециалисту. Поэтому постараюсь максимально просто и доступно изложить принцип работы металлоискателя, основываясь на скудной имеющейся информации. Итак, приступим.

Виды металлоискателей

В принципе нам этот пункт не особо интересен, т.к. нас интересуют только грунтовые металлодетекторы, предназначенные для поиска монет, кладов и прочих ценностей. Но помимо грунтовых существуют еще военные металлоискатели — миноискатели, а также досмотровые — ручные (у сотрудников охраны в аэропортах и вокзалах) и арочные (через которые мы проходим в тех же аэропортах и вокзалах). Как правило, военные и досмотровые металлодетекторы проще по конструкции, т.к. предназначены для поиска любых металлических предметов и дискриминация для них не важна. Поэтому не будем на них останавливаться.

Арочный и ручной досмотровый металлодетекторы

К грунтовым условно также можно причислить т.н. подводные приборы, отличающиеся полностью герметичной конструкцией. В качестве примера можно привести любые приборы, допускающие полное погружение под воду: Minelab Excalibur 2, Garrett AT GOLD, Minelab CTX 3030, Garrett Sea Hunter Mark II и другие.

Minelab Excalibur 2, Garrett AT GOLD, Minelab CTX 3030, Garrett Sea Hunter Mark II

Также стоит упомянуть про глубинные металлоискатели, предназначенные для поиска крупных металлических предметов на глубине несколько метров. Обычно они весьма массивные и имеют две катушки: приемную и передающую. Часто эти приборы не реагируют на мелкие цели вроде монеты и не обладают дискриминацией. Однако они способны реагировать не только на металл, но и на некоторые неоднородности в земле: пустоты, фундаменты и подобные, что при поиске, скажем клада, весьма полезно.

Глубинный металлодетектор

И еще такой немаловажный момент: металлодетектор может быть аналоговым или цифровым. Цифровые более распространены. Различаются подходом к обработке сигнала. Если в цифровом приборе сигнал от катушки обрабатывается процессором и после этого выводится на экран и в виде звука, то в аналоговом сигнал сразу выводится на динамик без сложной обработки. Соответственно, время отклика у аналогового прибора меньше, однако функциональность заметно слабее. Вообще вопрос выбора цифрового или аналогового металлоискателя заслуживает отдельного внимания, но сейчас не об этом.

Аналоговый металлоискатель

Устройство металлоискателя

Тут все достаточно просто, если не углубляться в технические дебри. Взять к примеру простейший Garrett ACE 150, который состоит из: верхней штанги с подлокотником и рукоятью, пластиковой нижней штанги, электронного блока с экраном, органами управления, отделением для батареек и разъемами под катушку и наушники, и собственно катушки со шнуром. Конечно, конструкция других приборов может отличаться, но большинство металлодетекторов устроено похожим образом.

Конструкция Гарретт АСЕ150

Принцип действия металлоискателя

Работа металлодетектора основана на поиске металлических предметов в относительно нейтральной среде благодаря наличию у металла электропроводности. В качестве нейтральной среды в нашем случае является земля. Принцип работы достаточно прост: катушка излучает сигнал определенной частоты, этот сигнал отражается от металлического предмета, что фиксируется этой же катушкой. Далее отраженный сигнал обрабатывается электроникой и выводится на дисплей и динамик.

Частота работы металлоискателя

Достаточно важный показатель любого прибора. Ее значение напрямую влияет на глубину поиска и размер искомых целей. Обычно чем ниже частота, тем глубже цепляет металлоискатель, но относительно крупные предметы. И наоборот, чем выше частота, тем более мелкие цели способен обнаружить прибор, но на сравнительно небольшой глубине. При прочих равных условиях конечно. Приборы начального уровня обычно работают на одной частоте. Например тот же Garrett ACE 150 использует частоту 6,5 кГц. А вот другой популярный прибор полупрофессиональног уровня — Minelab X-Terra 705 — уже использует 3 частоты: 3 кГц, 7,5 кГц и 18,75 кГц.

Minelab x-terra705

Вывод

Принцип работы металлоискателя достаточно прост и понятен, если особо не вдаваться в технические тонкости. Я постарался изложить все максимально просто и доступно. Возможно где-то я допустил неточность или в чем-то ошибся. Если так, буду рад поправкам и дополнениям в комментариях.

Устройство позволяющее отыскивать металлические предметы, расположенные в нейтральной среде, например, грунте, за счет их проводимости называют металлодетектором (металлоискателем). Это прибор позволяет находить металлические предметы в различных средах, в том числе и в организме человека.

Во многом благодаря развитию микроэлектроники металлодетекторы, которые выпускают множество предприятий по всему свету, обладают высокой надежностью и небольшими габаритно-весовыми характеристиками.

Работа сапера с металлоискателем

Конструкция и принцип работы прибора

Металлодетекторы, предлагаемые на рынке, работают на разных принципах. Многие считают, что они используют принцип импульсной эхо- или радиолокации. Их отличие от локаторов заключается в том, передаваемый и принимаемый сигналы, действуют постоянно и одновременно, ко всему прочему они работают на совпадающих частотах.

Принцип работы металлоискателя

Приборы этого класса обладают следующими достоинства:

простота конструкции;
большие возможности для обнаружения металлических материалов.

В тоже время, металлоискатели этого класса обладают определенными недостатками:

металлоискатели могут быть чувствительными к составу грунта, в котором производят поиск металлических предметов.
технологические сложности при производстве изделия.

Другими словами, устройства этого типа перед работой необходимо настраивать своими руками.

Другие устройства иногда называют металлоискатель на биениях. Это название пришло из далекого прошлого, точнее со времен, когда широко эксплуатировались супергетеродинных приемников. Биения – это явление, которое становится заметно при суммировании двух сигналов с близкими частотами и равными амплитудами. Биение заключается в пульсировании амплитуды просуммированного сигнала.

Частота пульсирования сигнала равняется разностью частот суммируемых сигналов. Пропуская такой сигнал через выпрямитель, его еще называют детектором, выделяют, так называемую разностную частоту.

Такая схема долго применялось, но в наши дни, ее не применяют. Их сменили синхронные детекторы, но термин остался в применении.

Металлодетектор на биении работает, используя следующий принцип – он регистрирует разность частот от двух генераторных катушек. Одна частота стабильна, вторая содержит в себе катушку индуктивности.

Устройства этого класса отличаются простой конструкцией датчика, слабой чувствительностью к к минеральному составу почвы.

Но кроме этого, при их эксплуатации необходимо учитывать и то, что у них высокое энергопотребление.

Типовая конструкция

В состав металлоискателя входят следующие составные части:

Катушка – это конструкция коробчатого типа, в ней располагают приемник и передатчик сигнала. Чаще всего катушка имеет эллиптическую форму и для ее изготовления применяют полимеры. К ней подведен провод, соединяющий ее с блоком управления. Это провод передает сигнал от приемника к блоку управления. Передатчик формирует сигнал при обнаружении металла, который транслируется на приемник. Катушку устанавливают на нижнюю штангу.
Металлическую часть, на которой фиксируется катушка и настраивается угол ее наклона, называют нижней штангой. Благодаря такому решению происходит более тщательное исследование поверхности. Существуют модели, в которых нижняя часть может регулировать высоту металлоискателя и обеспечивает телескопическое соединение со штангой, которую называют средней.
Средняя штанга – это узел, расположенный между нижней и верхней штангами. На ней закрепляют приспособления, позволяющие регулировать размеры устройства. на рынке можно встретить модели, которые состоят из двух штанг.
Верхняя штанга, как правило, имеет изогнутый вид. Она напоминает, букву S. Такая форма считается оптимальной для закрепления ее на руке. На ней устанавливают подлокотник, блок управления и рукояткой. Подлокотник и рукоятку изготавливают из полимерных материалов.
Блок управления металлодетектором необходим для обработки получаемых от катушки данных. После того, как сигнал преобразован он направляется на наушники или другие средства индикации. Кроме того, блок управления предназначен для регулировки режима работы устройства. Провод от катушки присоединяется с помощью быстросъемного устройства.

Все устройства входящие в состав металлоискателя выполняют во влагозащищенном исполнении.

Вот такая относительная простота конструкция и позволяет изготовлять металлоискатели своими руками.

Разновидности металлодетекторов

На рынке представлена широкая номенклатура металлодетекторов, применяемых во многих сферах. Ниже приведен список, в котором указаны некоторые разновидности этих устройств:

Грунтовая модель Глубинный металлоискатель Подводный аппарат Охранное устройство Металлодетектор промышленного назначения

Использование современных материалов позволяет проектировать и изготавливать приборы с высокой точности обнаружения металлов в разных средах. Применение микроэлектроники позволило минимизировать их габаритно-весовые параметры. Кроме этого, простота электрической схемы позволяет с минимальными затратами изготовить металлодетектор своими руками.

Основные параметры

Как и любое техническое устройство металлодетектор обладает определенными параметрами, характеризующими их функциональные свойства.

Глубина обнаружения

На первом месте стоит глубина обнаружения металла. Кстати, многие компании, производящие подобные устройства не показывают предельную глубину, на которой их продукция может обнаружить металлические изделия. И если такая цифра и указана, то, скорее всего, это данные полученные во время лабораторных испытаний. То есть, реальные, полевые условия существенно отличаются от лабораторных (полигонных).

Это значит, что при выполнении реальной работы своими руками, глубина обнаружения будет несколько меньше, чем указано в паспорте. Почему так происходит? Дело в том, что состав грунта оказывает существенное влияние на способности металлодетектора. В самом деле, одно дело вести поиск в речном песке, а другое в грунте с высоким содержанием железа. Металлические изделия, особенно те, которые длительное время находятся на глубине, окисляются и изменяют свои свойства и это оказывает влияние на возможности обнаружения объекта.

Глубина обнаружения металлоискателем

Большая часть современных металлоискателей может найти металлические объекты на глубине до 2,5 м, специальные глубинные изделия могут обнаружить изделие на глубине до 6 метров.

Частота работы

Второй параметр – это частота работы. Все дело в том, что низкие частоты позволяют металлоискателю видеть на довольно большую глубину, но мелкие детали они увидеть не в состоянии. Высокие частоты позволяют заметить мелкие объекты, но не допускает просмотра грунта на большую глубину.

Самые простые (бюджетные) модели работают на одной частоте, модели которые относят к среднему ценовому уровню используют в работе 2 и более частоты. Существуют модели, которые при поиске применяют 28 частот.

Металлоискатель с дискриминацией металлов

Современные металлодетекторы оснащаются такой функцией, как дискриминация металла. Она позволяет различать тип материала находящегося на глубине. При этом при обнаружении черного металла в наушниках поисковика будет звучать один звук, а при обнаружении цветного другой.

Такие устройства относят к ипульсно – балансным. Они используют в своей работе частоты от 8 до 15 кГц. В качестве источника применяют батареи в 9 – 12 В.

Приборы этого класса способны обнаружить золотой предмет на глубине в несколько десятков сантиметров, а изделия из черных металлов на глубине порядка 1 и более метра.

Металлоискатель с дискриминацией металлов

Но, разумеется, эти параметры зависят от модели устройства.

Как собрать самодельный металлоискатель своими руками

На рынке существует множество моделей приборов для поиска металла в грунте, стенах и пр. Несмотря на его внешнюю сложность, изготовить металлоискатель своими руками не так и сложно и это может сделать практически любой человек. Как уже отмечалось выше, любой металлоискатель состоит из следующих ключевых компонентов – катушки, дешифратора и сигнализирующего устройства блока питания.

Для сборки своими руками такого металлоискателя необходим следующий набор элементов:

контроллер;
резонатор;
конденсаторы разных типов, в том числе и пленочные;
резисторы;
излучатель звука;
стабилизатор напряжения.

Металлоискатель простейший своими руками

Схема металлоискателя не отличается сложностью, а найти ее можно или на просторах мировой сети, или в специализированной литературе. Выше приведен перечень радиоэлементов, которые пригодятся для сборки металлоискателя своими руками в домашних условиях. Простой металлоискатель можно собирать своими руками, используя паяльник или другой доступный способом. Главное при этом, детали не должны касаться корпуса прибора. Для обеспечения работы собранного металлоискателя применяют источники питания в 9 – 12 вольт.

Для намотки катушки применяют провод с диаметром сечения в пределах 0,3 мм, разумеется, это будет зависеть от выбранной схемы. Кстати, намотанную катушку необходимо защитить от воздействия постороннего излучения. Для этого ее экранируют своими руками при помощи обыкновенной пищевой фольги.

Металлоискатель простейший в домашних условиях

Для прошивки контроллера применяют специальные программы, которые также можно найти на просторах интернет.

Металлоискатель без микросхем

Простая схема на тронзисторных генераторах

Существуют более простые схемы, основанные на использовании традиционных транзисторов. Такой прибор может найти металл на глубине в несколько десятков сантиметров.

Схема глубинного металлоискателя

Глубинные металлодетекторы используют для поиска металлов на больших глубинах. Но стоит отметить, что стоят они недешево и поэтому вполне возможно его собрать его своими руками. Но перед тем, как приступить к его изготовлению надо понять как работает типовая схема.

Схема глубинного металлоискателя

Схема глубинного металлоискателя не самая простая и существует несколько вариантов его исполнения. Перед его сборкой необходимо подготовить следующий набор деталей и элементов:

конденсаторы разного типа – пленочные, керамические и пр.;
резисторы разного номинала;
полупроводники – транзисторы и диоды.

Номинальные параметры, количество зависят от выбранной принципиальной схемы прибора. Для сборки приведенных элементов потребуется паяльник, набор инструмента (отвертка, плоскогубцы, кусачки пр.), материал для изготовления платы.

Процесс сборки глубинного металлодетектора

Процесс сборки глубинного металлодетектора выглядит примерно следующим образом. Сначала собирают блок управления, основу которого составляет печатная плата. Ее изготавливают из текстолита. Затем схему сборки переносят непосредственно на поверхность готовой платы. После того, как рисунок перенесен, плату необходимо протравить. Для этого применяют раствор, в который входят перекись водорода, соль, электролит.

После того, как выполнено травление платы, в ней необходимо выполнить отверстия для установки компонентов схемы. После того, как выполнено лужение платы. Наступает самый важный этап. Установка и пайка своими руками деталей на подготовленную плату.

Для намотки катушки своими руками применяют провод марки ПЭВ с диаметром 0,5 мм. Количество витков и диаметр катушки зависят от выбранной схемы глубинного металлоискателя.

Немного о смартфонах

Существует мнение о том, что вполне возможно изготовить металлоискатель из смартфона. Это не так! Да, есть приложения, которые устанавливают под ОС Android.

Но по факту, после установки такого приложения он действительно сможет находить металлические предметы, но только предварительно намагниченные. Искать и тем более дискриминировать металлы он не сможет.

Как следует из названия, назначение металлоискателей – искать металлические предметы; и первый металл, который многими вспоминается при упоминании металлоискателя, конечно же, золото. Поиск кладов, когда бывший уделом немногих авантюристов, сегодня, благодаря совершенствованию и удешевлению металлоискателей, превратился в целую индустрию. Но поиск закопанных сокровищ – не единственная сфера применения металлоискателей:

- миниатюрные металлоискатели (металлодетекторы) используются для поиска в стенах и строительных конструкциях проводов, арматурных прутков и других металлических деталей;

- с помощью досмотровых металлоискателей сотрудники служб охраны и полицейские могут быстро и просто найти под одеждой спрятанное оружие;

- на пищевых производствах специализированные металлоискатели проверяют продукт на содержание в нем металлических предметов – с повсеместным внедрением автоматических фасовочных линий, вероятность попадания деталей (или их обломков) в продукт стала весьма высокой;

- военные начали использовать металлоискатели раньше всех остальных – для поиска мин. Продолжающийся по сей день бум поиска кладов начался в США после второй мировой войны, когда армия начала распродавать ставшие ненужными миноискатели.

- поисковые группы используют металлоискатели для поиска незахороненных тел бойцов, погибших в Великую Отечественную войну (сами тела, конечно, металлоискателем не обнаружить, а вот каски, оружие и прочие металлические предметы - вполне).

- строительные организации используют металлоискатели для поиска или уточнения линий прокладки подземных кабелей и металлических трубопроводов.

- экспаты, туристы и сами жители теплых стран используют металлоискатели для поиска потерянных украшений на пляжах. В популярных местах отдыха фигура человека с металлоискателем на пляже во время отлива уже ни у кого не вызывает удивления.

Принцип действия металлоискателя.

Все перечисленные выше приборы используют один и тот же принцип поиска – улавливание магнитного поля, возникающего вокруг металлических предметов, попадающих в магнитное поле, излучаемое прибором.

Дискриминация (избирательность) металлоискателя обеспечивается тем, что наведенное в металлическом предмете магнитное поле имеет тем меньшую амплитуду, чем дальше он находится от передатчика; а фаза наведенного магнитного поля зависит от проводимости металла.

Передающая катушка металлоискателя излучает сигнал постоянной амплитуды и частоты, а электронная схема анализирует сигнал с приемной катушки и вычисляет разницу амплитуд и сдвиг фазы. По первому параметру определяется расстояние до предмета, по второму – металл. Благодаря простоте реализации и легкой дискриминации этот метод стал наиболее популярным и применяется в большинстве металлоискателей.

Важно понимать, что дорогой профессиональный металлоискатель отличается от дешевого любительского не столько количественными характеристиками (глубиной обнаружения, рабочей частотой и т.п.), сколько качественными. Дорогие приборы отличаются качеством дискриминатора, обеспечивают лучшее разделение различных металлов и лучшее оповещение оператора. Лучшая элементная база и развитое программное обеспечение позволяют дорогим металлоискателям получать больше информации о предмете, а многтональный звук, отображение характеристик сигнала на экране ВДИ (визуального индикатора дискриминации), подсчет рейтинга цели (чем выше рейтинг цели, тем более достоверно дискриминатор определил металл) позволяют передать эту информацию оператору.

Сравнивая три металлоискателя различного ценового уровня, работающих на одной частоте, предмет размером с монету на глубине обнаружения монеты определят все три. Но:

- дешевый металлоискатель оповестит о наличии предмета только писком в наушниках;

- металлоискатель среднего уровня даст более точную информацию о месте залегания, материале предмета и позволит отказаться от явно бесполезных находок;

- дорогой металлоискатель позволит судить о материале и размерах предмета более точно.

Черного металла разной степени ржавости в земле лежит в разы больше, чем цветного, и, тем более, драгоценного - с дешевым металлоискателем копать придется намного больше. Но, в то же время, дорогой металлоискатель не дает гарантий немедленной находки клада - правильно выбранное место поиска, в большинстве случаев, намного важнее класса металлоискателя.

Характеристики металлоискателей.

Вид определяет область применения металлоискателя.

Досмотровый, как следует из названия, применяется для поиска, спрятанного под одеждой, оружия и других металлических предметов. Досмотровый металлоискатель может применяться и в иных, не требующих большой глубины и точности обнаружения, случаях. Возможности по определению размера и материала обнаруженного предмета отсутствуют, и вообще, досмотровые металлоискатели являются наиболее простыми и дешевыми представителями этого типа приборов.

Грунтовой металлоискатель наиболее распространен в среде поисковиков и кладоискателей. Эти приборы, как следует из названия, предназначены для поиска металлических предметов под землей. Разброс возможностей и цен в этом виде очень высок – базовые модели недороги, но обладают низкой точностью и небольшой глубиной обнаружения, да и отличить один металл от другого они тоже не смогут. Дорогие способны обнаруживать небольшие крупинки золота (или иного выбранного металла) на глубинах до нескольких метров, игнорируя прочие металлы.

Подводный металлоискатель выполняет те же функции, что и грунтовой, но при этом он еще и не боится полного погружения под воду. Различные модели допускают погружение на разную глубину – некоторые подойдут максимум для поиска украшений в местах купания, другие можно использовать для подводного кладоискательства. Как правило, подводные металлоискатели можно применять и на поверхности, как обычный грунтовый металлоискатель. Подводный металлоискатель может оказаться неудобным для использования на поверхности, но многие подводные металлоискатели являются универсальными – длину штанги и расположение упора можно менять в зависимости от того где прибор используется – на поверхности или под водой.

Дискриминатор, без сомнения, является важнейшим элементом металлоискателя – он позволяет определить, из какого металла изготовлен обнаруженный предмет и отсеять "ненужные" металлы. При отсутствии этого элементиа металлоискатель будет реагировать на любой металлический предмет. Хотя покупка модели без дискриминатора тоже может быть целесообразна – для определения линий прокладки кабелей и труб дискриминатор не нужен, а модели без него стоят намного дешевле.

Дискриминаторы также разделяются по возможностям – самый простой из них представляет собой регулятор чувствительности, который отсеивает все найденные предметы с проводимостью ниже некоторого заданного значения. Более удобные в работе дискриминаторы имеют возможность выделения некоторого диапазона проводимостей и сигнал будет подаваться только при попадании характеристик принятого сигнала в указанный диапазон. Наиболее продвинутые дискриминаторы в дорогих металлоискателях поддерживают несколько таких диапазонов и используют при дискриминации не одну только проводимость, а целый набор параметров – это позволяет с более высокой достоверностью определять все интересующие поисковика предметы, а остальные металлические предметы игнорировать. Такие наборы параметров для удобства пользователя могут быть подготовлены производителем заранее (например, "Монеты/реликвии", "Мелкое золото" и т.п.)

Следует иметь в виду, что проводимость металла вовсе не однозначно соответствует материалу находки. Мелкие, поврежденные и окислившиеся металлические предметы дадут проводимость намного меньше, чем крупный цельный кусок того же металла. Поэтому большую надпись GOLD на шкале ВДИ многих металлоискателей следует рассматривать как рекламную - проводимость окажется в этом диапазоне, только если под катушкой будет слиток золота или крупный самородок, в крайнем случае - крупное кольцо. Золотые цепочки и мелкие украшения дают низкую проводимость, сравнимую с проводимостью цветных металлов или даже железа.

Метод обнаружения.

VFLEX – развитие метода VLF, разработанное компанией Minelab. VFLEX подразумевает цифровую генерацию излучаемого сигнала и цифровую же обработку полученного сигнала. Цифровой генератор импульсов встроен в катушку и (в многочастотных металлоискателях) может быть сменен вместе с катушкой.

Конкретная частота обнаружения (рабочая частота) металлоискателя может облегчить поиск тех или иных предметов. Чем ниже частота, тем меньше влияние грунта и, соответственно, больше глубина обнаружения. Но в то же время, чем меньше частота, тем хуже прибор определяет мелкие предметы. Так, низкие частоты (3-5 кГц) хорошо подходят для поиска достаточно крупных металлических деталей на средней и большой глубине, но мелкие монеты прибор на такой частоте уже может не заметить.

Средние частоты (6-8 кГц) являются "золотой серединой" и наиболее универсальны для поиска большинства предметов.

Высокие частоты (14-20 кГц) обеспечивают высокую чувствительность и хорошо подходят для поиска мелких металлических предметов на небольших глубинах.

Для увеличения универсальности, у некоторых приборов количество рабочих частот больше 1. Такие приборы могут вести поиск на нескольких частотах, давая пользователю максимум шансов на обнаружение чего-нибудь ценного. Единственный (кроме высокой цены) минус многочастотных металлоискателей - для работы на разных частотах может потребоваться набор сменных катушек.

Конструкция катушки определяет форму зоны обнаружения.

В концентрических катушках принимающая катушка расположена внутри передающей. Это формирует довольно узкую конусообразную зону обнаружения. Такой вид зоны обнаружения обеспечивает хорошую точность локализации находки, но снижает производительность – обследование таким металлоискателем большой площади может занять немалое время.

Монопетлевые катушки используются на приборах типа PI и имеют сужающуюся книзу конусовидную зону обнаружения. Обычно их зона обнаружения шире, чем у аналогичного размера концентрических, что увеличивает производительность, но снижает точность локализации.

Варианты выбора.

Для проведения личного досмотра и выявления металлических предметов, спрятанных под одеждой, вам потребуется досмотровой металлоискатель. Стоят они недорого 1800 – 2300 рублей.

Если вы планируете приобрести металлоискатель, в основном, для развлечения и не рассчитываете, что он принесет вам заметную прибыль, обратите внимание на недорогие базовые модели. Большой бреши в бюджете они вам не нанесут (3700-12000 рублей), а при случае вполне смогут обнаружить монетку-другую позпрошлого века.

Если у вас уже есть грунтовый металлоискатель, возможно, полезным приобретением будет покупка пин-поинтера – он сможет сэкономить вам время при поиске мелких предметов в вынутом грунте. Стоят они 4300-10000 рублей.

Если намерены примкнуть к поисковому движению, вам потребуется прибор на черный металл – с глубиной обнаружения хотя бы до 150 см и невысокой рабочей частотой или многочастотный. Такой металлоискатель обойдется вам в 12000-84000 рублей.

Для поиска утерянных на пляже украшений вам потребуется прибор, хорошо различающий мелкие предметы на небольшой глубине, и, соответственно, либо имеющий относительно высокую рабочую частоту, либо многочастотный. Стоить такие будут 14000-84000 рублей.

Если вы – профессиональный кладоискатель, вам потребуется инструмент, обеспечивающий высокую точность определения металла обнаруженного предмета и максимально повышающий ваш шанс на удачную находку. Правда, стоят такие металлоискатели недешево 50000 – 300000 рублей.

Если вам нужен металлоискатель для поиска металлических предметов на дне водоемов, вам потребуется герметичный подводный металлоискатель. Стоят они подороже грунтовых со схожими характеристиками – от 33500 до 138000 рублей.

Знать все об импульсных металлоискателях — очень важно, чтобы получить максимум пользы от их использования и выбрать оптимальный вариант. Придется проанализировать схему и принцип работы металлодетектора. Также надо будет ознакомиться с китайскими глубинными и другими приборами импульсного типа от разных производителей.

Плюсы и минусы

Импульсный металлоискатель обнаруживает искомые объекты весьма быстро. На скорость поиска совершенно не влияет та среда, которая находится между прибором и нужными предметами. Ил, кораллы, воздух, вода, болотная тина, коряги — все это не имеет никакого значения. Импульсная индуктивность гарантирует высокую чувствительность.

Потому горячий камень, соленая жидкость не будут вовсе преградой.

При работе на минерализованных песках или в соленой воде помехи будут сведены к минимуму. Уровень продуктивности выше, чем у изделий категории VLF. Металлоискатели импульсного типа отлично справляются с поиском золота. Уверенно они работают даже при крайне малом размере искомых объектов. Однако при этом дискриминация не слишком хороша, а стоить такой прибор будет весьма дорого.

Принцип работы

Обычно металлодетектор срабатывает за счет отражения сигнала. В импульсной модели этот эффект тоже используется. Однако разница от других моделей касается способа отличия излучаемого и отраженного сигналов. Классические системы разграничивают их за счет особого взаимного размещения принимающей и излучательной катушек либо путем введения особых компенсирующих схем.

Импульсные устройства работают иначе: они разделяют сигналы по времени.

Ничего необычного тут нет – такое решение использовали еще в ранних радарах. Основной метод — применение эффекта самоиндукции. Когда в проводящем ток предмете возникает импульс магнитной индукции, он какое-то время поддерживает затухающий электрический импульс. Этот затухающий сигнал и отстает по времени. Его регистрация и анализ позволяют получить немало полезной информации.

Генератор создает очень короткие (длящиеся буквально несколько миллисекунд) импульсы тока. Они сначала попадают в катушку-излучатель. Там такой ток превращается в магнитно-индуктивный импульс. В отдельные моменты на генераторе появляются перегрузки, достигающие десятков и даже сотен вольт; но их сознательно не ограничивают, потому что только так можно упростить отделение сигналов. Катушки (приемник и излучатель) могут ставиться произвольно по отношению друг к другу, а иногда обходятся одной катушкой — но такая схема особенно сложна.

Часто за разделение отвечает коммутатор. Он блокирует цепи на входе в прибор. Время блокировки равно времени действия электрического импульса. Важна роль модуля, обрабатывающего сигнал. Именно он позволяет облегчить понимание показаний прибора.

Лучшие модели

Среди китайских подводных металлоискателей импульсного типа выделяется модификация PI-iking 750. Это устройство отлично работает даже со средами высокой плотности. Прибор считается универсальным, неплохо работает как в воде, так и на суше. Наибольшая допустимая глубина — 30 м. К сожалению, датчик этого устройства не позволяет определять вид найденного металла.

Но МГ-17 пока еще не слишком раскручен. Среди промышленных металлодетекторов более привлекательным решением оказывается Fisher Impulse AQ. Такой аппарат рассчитан, между прочим, на дискриминацию металлов. Устройство потому отлично подходит для профессиональных поисков как золота, так и простого черного металла. Пользователи могут регулировать обнаружение по уровню проводимости искомого образца; альтернативный режим — поиск больших предметов (с отсечением слабо проводящих находок).

Прочие особенности:

сборка из крепких деталей;

солидная емкость питающей батареи;

водонепроницаемость до 1 м;

нестандартный метод присоединения катушки к штанге;

оптимальное разнообразие настроек;

довольно высокая (но полностью оправданная возможностями устройства) цена.

Стоит присмотреться и к Garrett ATX Deepseeker. Весящий 0,2 кг металлоискатель способен работать и на засоленных грунтах, и даже на морских акваториях. Конструкторы добились детектирования металлических предметов величиной в несколько миллиметров. Дискриминацию можно регулировать, задавая одну из 25 степеней. За счет использования 8 батареек формата АА устройство проработает до 15 часов.

Minelab GPX 5000 тоже применяют довольно часто. Он весит 2,5 кг и при этом обнаруживает металл на глубине до 1,5 м. Поиск самородного золота проходит очень эффективно. Однако стоимость такого прибора довольно высока.

Кроме того, он категорически не рекомендован для начинающих поисковиков, поскольку технология работы непроста.

Читайте также: