Metalldetektor

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 22 mars 2020; kontroller kräver 40 redigeringar .

En metalldetektor ( metalldetektor , mindetektor ) är en elektronisk enhet som gör att du kan upptäcka metallföremål i en neutral eller svagt ledande miljö på grund av deras ledningsförmåga . Metalldetektorn detekterar metall i jord , vatten, väggar, trä, under kläder och bagage, i livsmedel, i människo- och djurkroppen, etc. Tack vare utvecklingen av mikroelektronik är moderna metalldetektorer kompakta och pålitliga enheter.

Fysiska principer

I slutet av 400-talet nämner Bao Zhao magneter som motverkar en beväpnad fiende, som installerades vid portarna till den antika staden Guangling , i hans "Ode på en stad bevuxen med ogräs" ( kinesisk övning芜城赋) [ 1] .

Den tyska fysikern Heinrich Wilhelm Dove ( tyska:  Heinrich Wilhelm Dove ) uppfann[ när? ] system för induktionsbalans ( impedans ), som kom in i metalldetektorn hundra år senare.

Grunden för induktionsbalansen är flera induktorer , en sändande och en eller två mottagande, som bildar en induktiv sensor. Alla spolar är placerade i rymden på ett sådant sätt att signalen från sändningsspolen, i frånvaro av metallföremål i närheten, inte skulle induceras till de mottagande (eller induceras, utan signalen som induceras i en spole skulle subtraheras från signal från den andra spolen), det vill säga hela systemet skulle vara balanserat och utsignalen skulle vara noll. Om nu ett metallföremål dyker upp nära sensorn kommer balansen att störas och en felsignal visas vid utgången som kan förstärkas. [2]

Olika modeller av metalldetektorer arbetar med olika frekvenser . Detta beror på fysiken i fenomenet utbredning av elektromagnetiska vågor . Så metalldetektorer som arbetar vid låga frekvenser kan hitta föremål som är djupa men stora. Samtidigt kan de inte lägga märke till metallföremål på jordens yta. Om frekvensen för metalldetektorn är hög , upptäcker enheterna små föremål bra, men kan inte hitta föremål djupt i jorden. Det finns modeller med justerbar frekvens. [3]

Ett exempel på frekvenser för metalldetektorer efter syfte:

• Djupa metalldetektorer arbetar till exempel med en frekvens på 6,6 kHz. Detekteringsdjupet är cirka 4 m.
• Jordmetalldetektorer för sökning efter små föremål - upp till 22,5 kHz. Detekteringsdjupet, till exempel hjälmar  är ca 1-1,5 m, mynt  - upp till 40 cm.

Typer av metalldetektorer

Enligt arbetsprincipen

• Enheter av typen "mottagning-sändning" . De är baserade på två induktorer - mottagande och sändande, placerade så att signalen som sänds ut av sändningsspolen inte läcker in i mottagningsspolen. När ett metallföremål dyker upp nära enheten, återutsänds signalen från sändningsspolen av den i alla riktningar och går in i mottagningsspolen, förstärks och matas till displayenheten.
  Fördelar: relativt enkla kretsar, breda möjligheter för att bestämma typen av detekterat objekt.
  Nackdelar: komplexiteten i tillverkningen av sensorn, påverkan av jordmineralisering , relativt låg känslighet.
• Induktionsmetalldetektorer . _ De är en typ av enheter av typen "mottagningsöverföring", men till skillnad från den senare innehåller de inte två, utan bara en spole, som både sänder och tar emot. Den största svårigheten med att skapa sådana enheter är valet av en mycket liten reflekterad (inducerad) signal mot bakgrunden av en kraftfull sänd (utstrålad) signal.
  Fördelar: enkel design av sensorn.
• Enheter - frekvensmätare . De är baserade på en LC-oscillator . När metallen närmar sig konturen ändras dess frekvens. Denna förändring är fixerad på olika sätt:
  • Blanda generatorns frekvens med referensen och mäta slagfrekvensen.
  • Tillföra en signal från generatorn till PLL- systemet och mäta spänningen i återkopplingskretsen .
    Fördelar: enkel sensordesign, enkla kretsar.
    Nackdelar: värsta möjliga diskriminering av upptäckta föremål, låg känslighet.
• Enheter som fixar förändringen i kvalitetsfaktorn för den oscillerande kretsen, som är en del av LC-generatorn. När ett metallföremål närmar sig spolen minskar kretsens kvalitetsfaktor och svängningsamplituden vid LC-generatorns utgång minskar också.
  Fördelar: enkel design, låg strömförbrukning.
  Nackdelar: låg temperaturstabilitet.
• Pulsmetalldetektorer - funktionsprincipen är baserad på exciteringen av pulserande virvelströmmar i området för platsen för ett metallföremål och mätningen av det sekundära elektromagnetiska fältet som dessa strömmar inducerar. I detta fall överförs excitationssignalen till sensorspolen inte konstant, utan periodiskt, i form av pulser . I ledande föremål induceras dämpade virvelströmmar som exciterar ett dämpat elektromagnetiskt fält. Fältet inducerar i sin tur en avtagande ström i sensorspolen. Följaktligen, beroende på föremålets ledande egenskaper och storlek, ändrar signalen sin form och varaktighet.
  Fördelar: okänslighet för mineraliserad jord, enkel sensordesign.
  Nackdelar: ökad energiförbrukning, dåliga diskrimineringsförmåga.

I professionella metalldetektorer kan flera metoder för att upptäcka föremål kombineras.

Efter uppgifter

• Jordmetalldetektor - designad för att söka efter skatter , mynt och smycken , metallskrot. Som regel är den byggd med induktionsteknik. Den har många inställningar, DSP - processor, metalldiskriminator - en speciell funktion för att bestämma metallen som ett föremål i marken ska bestå av. Detekteringsdjup av föremål från 20 cm till 1 meter.
• Militär metalldetektor (mindetektor) - designad för att söka främst efter minor . Som regel bygger den på principen om "mottagning-sändning". Den har ett minimum av inställningar. Djupet för mindetektering är från 20 cm ( sovjetisk mindetektor IMP ) till 1 meter (moderna militära mindetektorer IMP-2 ).
• Inspektionsmetalldetektor - en handhållen metalldetektor designad för säkerhetstjänster . Fungerar för att upptäcka metallföremål på människokroppen (pistol, kniv). Detektionsområdet för Makarov-pistolen är upp till 25 cm.
  • Bågformad (ram) metalldetektor - en inspektionsmetalldetektor som används för att kontrollera stora flöden av människor, till exempel i tunnelbanan , vid tågstationer . De representerar en ram genom vilken en person passerar.
• Djup metalldetektor - designad för att söka efter stora djupa mål, som en kista av guld . Den har två spolar åtskilda från varandra, eller en stor ram med en spole. Den bygger på principen om "mottagning-sändning". En utmärkande egenskap hos denna typ av metalldetektor är att den reagerar inte bara på metaller utan också på alla förändringar i jordens djup (övergångar från en jord till en annan, gamla byggnadsgrunder, etc.). Detekteringsdjup av föremål från 50 cm till 3 meter.
• Magnetometer - designad för att söka efter ferromagnetiska föremål (till exempel järn ). Denna typ av metalldetektor är den mest kompakta och känsligaste, eftersom sökhuvudet får plats i din handflata. Magnetometrar kan också användas för att söka efter guld , koppar , aluminium ... Men detta kräver en extra exciter som bildligt talat kommer att göra elektromagneter från icke-ferromagnetiska metaller.

Praktisk tillämpning

Det första patentet för uppfinningen av en metalldetektor lämnades in av Gerard Fisher 1925 [4] i USA . Ursprungligen utvecklades enheten för att förhindra stöld av metalldelar från fabriker. Men senare märktes fördelarna med metalldetektorer i andra industrier, både industriella och militära. Ursprungligen var dessa enheter för stora och obekväma för massanvändning, men i början av 60-talet utvecklades mer kompakta modeller.

• Den skotske fysikern Alexander Bell använde en metalldetektor för att försöka hitta platsen för en kula i bröstet på USA:s president James Garfield 1881 [4] , även om detta försök misslyckades eftersom presidentens kropp låg på en metallbädd, vilket vilseledde metallen. detektor.
• I militära angelägenheter (se mindetektor ).
• De har hittat bred tillämpning i sökandet efter skatter och reliker .
• När du letar efter meteoriter :

En grupp sökare använde mark- och djupmetalldetektorer och metalldetektorer för att söka efter Dronino- järnmeteoriten . Expeditionen ägde rum 2007-2008 i samarbete med Laboratory of Meteoritics vid Ryska vetenskapsakademins geokemiska institut. Användningen av modern sökteknik har gett positiva resultat. Mer än 200 kilo meteoriskt järn utvanns från marken från ett djup på upp till 2 meter till ytan. Lite tidigare testades metalldetektorer för att söka efter stenmeteoriter "Tsarev" . De minsta inneslutningarna av metall i stenen märktes av en metalldetektor.

- Paleo World magazine, 1, 2008. s. 22

• I slutet av 1960-talet, på order av USSR :s luftfartsministerium, utvecklade och började fabriken (nu OJSC TZIA) tillverkning av metalldetektorer för screening av flygpassagerare. Från 1972 till 1990 producerades 12 000 stationära metalldetektorer (MIS, MIS-2, MIS-3, MIS-4).
• CEIA (Construzioni Elettroniche Industriali Automatismi), Italien, grundades 1968 som grundare och huvudmotor för framsteg inom utvecklingen av metalldetektorer. Under 2018 firade företaget sitt 50-årsjubileum av framgångsrik verksamhet på säkerhetsmarknaden genom att leverera mer än 500 000 metalldetektorer över hela världen och vinna de bästa specialisternas förtroende.
• 1979 patenterade hon den första genomgångsmetalldetektorn med en mikroprocessorbaserad kontrollenhet. 1982 tillverkade han för första gången en metalldetektor med pelarantenner och spirallindningar.
• Företaget Garrett Metal Detectors (USA) introducerade vid de olympiska spelen 1984 för första gången inspektionsbågformade och handhållna metalldetektorer. Sedan dess har flygplatser i USA och många andra länder, inklusive Ryssland, utrustats med säkerhetsdetektorer.
• 1996 patenterade CEIA en bågmetalldetektor med elliptiska pelare . Denna högpresterande enhet, tack vare sitt estetiska och ursprungliga utseende, kan installeras i högnivå statliga institutioner och privata företag, smälter in med lätthet och utan att störa harmonin i miljön. Det var metalldetektorn med elliptiska antenner som valdes för att säkerställa säkerheten för den välkända Jubilee 2000-kampanjen.
• 1997 utvecklar CEIA teknologi för humanitär och militär minröjning på begäran av flera internationella organ.
• År 2002 valdes CEIA ut av FN som leverantör av underjordiska metalldetektorer för minröjningsprogrammet i Afghanistan .
• Nokias ingenjörer har utvecklat[ när? ] mobiltelefon , Nokia No. 97 utrustad med metalldetektorfunktioner. Enheten gör det möjligt för bäraren att lokalisera dolda vapen, lokalisera elkablar eller hitta borttappade bilnycklar. Enheten är baserad på två induktorer, varav den ena fungerar som mottagare och den andra som sändare. När ett metallföremål dyker upp nära mobiltelefonen reflekteras sändarspolens signal från den och går in i mottagningsspolen, varefter en ljudsignal hörs [5] .

Stora tillverkare

Australien

• minelab

Bulgarien

• Guldmask metalldetektorer

Tyskland

• Lorenz detektionssystem [6]

Polen

• Rutus metalldetektorer

Ryssland

• AKA metalldetektorer
• LLC "OPKB Explomet"

USA

• Bounty Hunter metalldetektorer
• Detech metalldetektorer
• Fisher metalldetektorer
• Garrett metalldetektorer
• Teknetics metalldetektorer
• Tesoro metalldetektorer
• Quest metalldetektorer
• Whites metalldetektorer

Turkiet

• Nokta & Makro Metalldetektorer

Ukraina

• Mars metalldetektorer
• Nel metalldetektorer

Frankrike

• XP metalldetektorer

Se även

• Mindetektor 42
• Position-2
• radiointerferometer
• Värmekamera
• skattjakt
• svarta grävare

Anteckningar

1. ↑ Anteckningar // Anthology of Chinese poetry / Översättning från kinesiska under allmän redaktion av Guo Mo-Zho och N. T. Fedorenko . - M . : Statens skönlitterära förlag , 1957. - T. 1. - S. 413. (ryska)
2. ↑ Hur en IMP-induktionsmindetektor fungerar . zpostbox.ru Hämtad 8 december 2018. Arkiverad från originalet 9 december 2018. (obestämd)
3. ↑ Hur man väljer en metalldetektor  (ryska)  (16 maj 2018). Arkiverad från originalet den 14 november 2018. Hämtad 13 november 2018.
4. ↑ 1 2 Metalldetektor - uppfinningens historia. Historien om metalldetektorns ursprung. . kladoiskatel.net . Hämtad 8 juni 2022. Arkiverad från originalet 18 februari 2020. (obestämd)
5. ↑ se New Scientist Weekly
6. ^ LORENZ som upptäcker system . Hämtad 31 juli 2021. Arkiverad från originalet 31 juli 2021. (obestämd)

Länkar

Kontroller
Gasskydd gasdetektor Bågskydd Fasindikator Kaliber (verktyg) gränslägesbrytare metalldetektor pyroskop branddetektor signalanordning sprinkler sprinkler