Принципы работы металлоискателей

Металлоискатели – приборы, способные обнаруживать металлы на расстоянии – под землей, под водой, многие из них с успехом применяются для поиска подземных пустот и трубопроводов. Пользователь получает информацию о типе найденного предмета по звуку, изображению пиктограмм на дисплее и других способах идентификации в зависимости от модели детектора.
По принципу работу металлоискатели могут быть различных типов.

Металлоискатель по принципу электронного частотомера

Такой металлоискатель работает по принципу измерения электронным частотомером частоты измерителя колебательного контура с возможностью оценки наращивания частоты. Регистр фиксирует значение и при последующем поиске частотомер работает в режиме постоянного измерения частоты, получая нужные данные. Пользователь получает результат на дисплее.

Особенность электронных металлоискателей в том, что они отлично разделяют цели по типу металла за счет разницы в частоте – ферромагнетики (железо, кобальт и некоторые редкоземельные металлы) понижают частоту измерительного генератора, а неферромагнетики – повышают. Поиск драгоценностей, монет из некоторых видов сплавов и металлов, реликвии – вот самые желанные цели, которые может реализовать металлоискатель с электронным частотомером.

Схема металлоискателя с электронным частотомером

Металлоискатель на биениях

Принцип работы металлоискателя на биениях является одним из простейших, основан на регистрации частот от двух генераторов, первый работает со стабильной частотой, второй содержит в конструкции индуктивную катушку. При отсутствии в непосредственной близости от металлодетектора металлической цели оба генератора работают в одинаковых частотах (или практически равнозначных). Как только на горизонте прибора появляется металлический объект, его параметры резко изменяются, и генератор с катушкой индуктивности изменяет частоту. Зарегистрированное значение подается пользователю, чаще всего с помощью многотональной идентификации или визуальных показателей. Уход частоты тонального сигнала определяется с несколько раз труднее, чем со светодиодными индикаторами.

Недостатком металлоискателя на биениях является весьма посредственная селективность, это связано с так называемой «паразитарной синхронизацией», вызванной близкими значениями частот обоих генераторов. Проявляется синхронизация в том, что сигнал одного генератора проникает в другой по цепи питания, происходит «захват фазы». Чтобы избежать подобных явлений, используется оптоволоконная развязка. Также эти детекторы не могут похвастаться хорошей глубиной обнаружения.

Однокатушечный индукционный металлоискатель

В конструкции датчика имеется лишь одна катушка, она может быть любой формы. Катушка возбуждается переменным сигналом и следит за изменением частот. При появлении рядом с датчиком металлического объекта появляется переизлученный сигнал, наведенный дополнительным электрическим сигналом из катушки. Выделение сигнала производится методом вычитания значения сигнала, равнозначного по частоте, амплитуде и фазе, что и в катушке при отсутствии поблизости металлических объектов, из электрического сигнала в катушке датчика.
Индукционные металлоискатели отличаются очень простой конструкцией, повышенной чувствительностью.

Схема индукционного металлоискателя

Импульсный металлоискатель

Принцип работы импульсного металлоискателя основан на самоиндукции в проводящем объекте. Импульсный металлоискатель состоит из генератора токовых импульсов, коммутационного устройства, двух катушек приема и излучения импульса (часто они объединены в одну) и блока обработки полученного сигнала. Отраженный сигнал появляется под воздействием возникновения токового импульса, вызванного импульсом магнитной индукции в проводящем объекте. Полученный сигнал регистрируется прибором и выводит нужную информацию на дисплей пользователя.

Импульсные металлоискатели характеризуются высокой чувствительностью, подходят для поиска на большой глубине. Из недостатков можно выделить высокий уровень электрических и радиопомех.

Схема импульсного металлоискателя

Магнитометры

Магнитометры работают по принципу изменения показателей магнитного поля, часто используются как металлоискатели для поиска в сложных грунтах. Магнитометры отличаются очень большой глубиной обнаружения, они с успехом используются для поиска рудных жил, трубопроводов и т.д. Для бытового пользователя магнитометр не представляет интереса, поскольку не может искать цветные металлы, которые и являются основным объектом поисковиков.

Магнитометр фиксирует искажение естественного магнитного поля Земли различными ферромагнитными металлами и соединениями. Обнаружив отклонение от нормы, можно вполне обоснованно предположить, что в определенном месте присутствует железный объект. С помощью магнитомеров производят поиски затерянных кораблей, танков.

Радиолокаторы

С помощью радиолокационных устройств успешно производят поиски затерянных самолетов и другой техники на расстоянии километров, и в кладоискательском деле они тоже нашли своем применение. Принцип работы радиолокатора заключается в изучении электромагнитной энергии, ее отражающих и принимающих свойствах, причем место изучения может быть самым разным – земля, вода, воздух. Полученный отраженный сигнал подвергается обработке и анализу, в результате местоположение цели определяется очень точно.