Принцип работы металлоискателя и многое другое для новичков. Выбираем металлоискатель

Современные металлоискатели работают по принципу зондирования грунта электромагнитным излучением. Причем, наличие металлического предмета изменяет это излучение, например, его частоту. В самых простых металлоискателях используется только одна рабочая частота. Более совершенные приборы одновременно работают на нескольких частотах, а также могут переключаться на работу в различных режимах. Основная характеристика металлоискателя - чувствительность. Также часто бывает важна способность прибора различать виды металлов. Тогда их правильнее именовать металлодетекторами. Разделяют несколько видов металлоискателей:

Простой грунтовой металлоискатель

Такие приборы широко используются для ближнего поиска мелких металлических предметов на пляже или под лесной постилкой. Они используют одну рабочую частоту (для грунта оптимально 100 кГц или меньше). Принцип обнаружения основан на отклонении частоты поискового генератора. В результате возникают биения - разностный сигнал, который улавливается процессором. Часто такие приборы не имеют дисплея и подают только звуковой сигнал. Иногда в них встроен анализатор вида металла: черный/цветной. Чувствительность позволяет обнаружить монету на 3 - 5 см от поисковой катушки. Канализационный люк - 60 см. Анализатор вида металла часто отсутствует. Однако его можно реализовать с индикацией на числовой шкале.

Металлоискатели с одной рабочей частотой могут быть изготовленными любителями. Простые металлоискатели рекомендуются начинающим. Они находятся в самой низкой ценовой категории поисковых приборов.

Полупрофессиональные металлоискатели

От простых отличаются многочастотным диапазоном. Если в обычном металлоискателе только один излучатель частоты зондирования, то в полупрофессиональном их может быть несколько. Один и тот же обнаруженный металлический предмет изменяет поле нескольких генераторов в различной степени. Таким образом, можно повысить их чувствительность, особенно к мелким предметам. Монету они уверенно обнаруживают с 10 - 15 см.

Стоимость полупофесиональных металлоискателей в два - три раза выше простых. Они рекомендованы тем, кто имеет опыт эксплуатации простых приборов, посмотреть варианты таких приборов можно на сайте - http://pro-spec.ru/catalog/sredstva-i-sistemy-bezopasnosti/poiskovo-dosmotrovoe-oborudovanie/metallodetektory-i-metalloiskateli/gruntovye-metalloiskateli.

Профессиональные металлоискатели

Всегда работают по многочастотному принципу. Имеют множество режимов переключения. (Одновременно включаются различные комбинации частот зондирования). Это дает возможность судить о контурах найденного предмета. Рассчитать его массу и глубину залегания. Металлоискатель подстраивается под свойства грунта. Элементная база его делается полностью цифровой на микропроцессорах. Практически всегда имеется дисплей и все остальные виды индикации.

Рабочая частота подбирается в зависимости от характера поиска. Для мелких предметов пользуются высокой частотой. Более глубинный поиск ведут на более низких частотах. Самые продвинутые приборы позволяют обнаружить монету с 20 - 25 см. Крышку от люка - 1 м. В них одновременно используется 28 рабочих частот. Для обработки такого количества откликов необходим довольно мощный микропроцессор.

Частоты зондирования обнаруживают предмет по различным принципам: биения (срыв резонанса), индукционный баланс двух генераторов и другие. Особенно перспективны технологии с использованием низких частот для поиска. Они, как известно, обладают самой высокой проницаемостью. Еще одно направление - регистрация изменения фазовых характеристик излучения поискового генератора.

Основной недостаток профессиональных металлоискателей - высокая цена. Прибор с хорошими характеристиками стоит почти столько, сколько автомобиль эконом класса. Также приборам требуется подстройка под грунт, которую новичкам проводить затруднительно.

Металлоискатели для золота

Обычно представляют собой специализированный вариант профессионального металлоискателя. Ценовая категория у них такая же. Данный тип рекомендуется для поиска предметов из золота и цветных металлов в сильнозагрязненных металлическим бытовым мусором местах.

Глубинный металлоискатель

Если все рассмотренные ранее металлоискатели работают по принципу изменения частоты зондирования (индукционные металлоискатели), то глубинные аппараты имеют принцип работы схожий с эхолокатором. Прибор использует генератор электромагнитных волн достаточной мощности, чтобы вести зондирование на 5 - 6 метров в глубину. Сигнал его воспринимается чувствительным приемником. Такие металлоискатели позволяют обнаруживать массивные металлические объекты на предельной глубине. Однако мелкие объекты, даже если они находятся почти на поверхности, в поле зрения прибора не попадают. Обычно критерий минимальной размерности предмета должен быть не менее 10 х 10 см.

Чтобы экономить энергию аккумулятора и повысить эффективность зондирования, применяют импульсные генераторы.

Подобные приборы довольно редко используются в любительской практике, так как нет необходимости искать крупные предметы на большой глубине. В основном, ими пользуются для поиска трубопроводов, кабелей и подъемных сооружений. Иногда они необходимы в археологии.

Подводные металлоискатели

Нашли свое применение в любительском дайвинге. Также есть приборы, которые погружаются в воду на тросе, но они встречаются очень редко. Обычно подводные металлоискатели представляют собой полупрофессиональный металлоискатель в водозащитном исполнении. Пока они применяются редко и стоят дорого. Часто встречаются переоборудованные приборы.

Для подводного поиска металлов хорошо подходят глубинные импульсные металлоискатели. Такие приборы довольно простые. С их помощью можно обнаруживать массивные предметы на глубине до 5 метров под толщей дна.

Наиболее правильно производить выбор металлоискателя под задачи. В подавляющем большинстве случаев, это поиск предметов на небольшой глубине с точным определением их местоположения. Для этого лучше всего подойдут три первых типа приборов.

Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2015.07.01

1.1. Принципы работы

Металлоискатель по принципу "передача-прием"

Термины "передача-прием" и "отраженный сигнал" в различных поисковых приборах обычно ассоциируются с методами типа импульсной эхо- и радиолокации, что является источником заблуждений, когда речь заходит о ме-таллоискателях. В отличие от различного рода локаторов, в металлоискателях рассматриваемого типа как передаваемый (излучаемый), так и принимаемый (отраженный) сигналы являются непрерывными, они существуют одновременно и совпадают по частоте.

Принцип действия металлоискателей типа "передача-прием" заключается в регистрации сигнала, отраженного (или, как говорят, переизлученного) металлическим предметом (мишенью), см. , стр. 225-228. Отраженный сигнал возникает вследствие воздействия на мишень переменного магнитного поля передающей (излучающей) катушки ме-таллоискателя. Таким образом, прибор данного типа подразумевает наличие как минимум двух катушек, одна из которых является передающей, а другая, приемной.

Основная принципиальная проблема, которая решается в металлоискателях данного типа, заключается в таком выборе взаимного расположения катушек, при котором магнитное поле излучающей катушки в отсутствие посторонних металлических предметов наводит нулевой сигнал в приемной катушке (или в системе приемных катушек). Таким образом, необходимо предотвратить непосредственное воздействие излучающей катушки на приемную. Появление же вблизи катушек металлической мишени приведет к появлению сигнала в виде переменной электродвижущей силы (э.д.с.) в приемной катушке.

Поначалу может показаться, что в природе существуют всего два варианта взаимного расположения катушек, при котором не происходит непосредственной передачи сигнала из одной катушки в другую (см. рис. 1, а и б) - катушки с перпендикулярными и со скрещивающимися осями.

Рис. 1. Варианты взаимного расположения катушек датчика металлоискателя по принципу "передача-прием"

Более тщательное изучение проблемы показывает, что подобных различных систем датчиков металлоискате-лей может быть сколь угодно много. Но это - более сложные системы с количеством катушек больше двух, соответствующим образом включенных электрически. Например, на рис. 1, в изображена система из одной излучающей (в центре) и двух приемных катушек, включенных встречно по сигналу, наводимому излучающей катушкой. Таким образом, сигнал на выходе системы приемных катушек в идеале равен нулю, так как наводимые в катушках э.д.с. взаимно компенсируются.

Особый интерес представляют системы датчиков с компланарными катушками (т.е. расположенными в одной плоскости). Это объясняется тем, что с помощью металлоискателей обычно проводят поиск предметов, находящихся в земле, а приблизить датчик на минимальное расстояние к поверхности земли возможно только в том случае, если его катушки компланарны. Кроме того, такие датчики обычно компактны и хорошо вписываются в защитные корпуса типа "блина" или "летающей тарелки".

Основные варианты взаимного расположения компланарных катушек приведены на рис. 2, а и б. В схеме на рис. 2, а взаимное расположение катушек выбрано таким, чтобы суммарный поток вектора магнитной индукции через поверхность, ограниченную приемной катушкой, равнялся нулю. В схеме рис. 2, б одна из катушек (приемная) скручена в виде "восьмерки", так что суммарная э.д.с, наводимая на половинки витков приемной катушки, расположенные в одном крыле "восьмерки", компенсирует аналогичную суммарную э.д.с, наводимую в другом крыле "восьмерки". Возможны и другие разнообразные конструкции датчиков с компланарными катушками, например рис. 2, е.

Рис. 2. Компланарные варианты взаимного расположения катушек металлоискателя по принципу "передача-прием"

Приемная катушка расположена внутри излучающей. Наводимая в приемной катушке э.д.с. компенсируется специальным трансформаторным устройством, отбирающим часть сигнала излучающей катушки.

Металлоискатель на биениях

Название "металлоискатель на биениях" является отголоском терминологии, принятой в радиотехнике еще со времен первых супергетеродинных приемников. Биениями называется явление, наиболее заметно проявляющееся при сложении двух периодических сигналов с близкими частотами и приблизительно одинаковыми амплитудами и заключающееся в пульсации амплитуды суммарного сигнала. Частота пульсации равна разности частот двух складываемых сигналов. Пропустив такой пульсирующий сигнал через выпрямитель (детектор), можно выделить сигнал разностной частоты. Такая схемотехника долгое время была традиционной, однако в настоящее время она уже не используется ни в радиотехнике, ни в металлоискателях. И там, и там - на смену амплитудным детекторам пришли синхронные детекторы, но термин "на биениях" остался до сих пор.

Принцип действия металлоискателя на биениях очень прост и заключается в регистрации разности частот от двух генераторов, один из которых является стабильным по частоте, а другой содержит датчик - катушку индуктивности в своей частотозадающей цепи. Прибор настраивается таким образом, чтобы в отсутствие металла вблизи датчика частоты двух генераторов совпадали или были очень близки по значению. Наличие металла вблизи датчика приводит к изменению его параметров и, как следствие, к изменению частоты соответствующего генератора. Это изменение, как правило, очень мало, однако изменение разности частот двух генераторов уже существенно и может быть легко зарегистрировано.

Разность частот может регистрироваться самыми различными путями, начиная от простейшего, когда сигнал разностной частоты прослушивается на головные телефоны или через громкоговоритель, и кончая цифровыми способами измерения частоты. Чувствительность металлоискателя на биениях зависит, кроме всего прочего, от параметров преобразования изменения полного сопротивления датчика в частоту.

Обычно преобразование заключается в получении разностной частоты стабильного генератора и генератора с катушкой датчика в частотозадающей цепи. Поэтому, чем выше будут частоты этих генераторов, тем больше будет разность частот в отклик на появление металлической мишени вблизи датчика Регистрация небольших отклонений частоты представляет определенную сложность. Так, на слух можно уверенно зарегистрировать уход частоты тонального сигнала не менее 10 Гц. Визуально, по миганию светодио-да, можно зарегистрировать уход частоты не менее 1 Гц. Другими способами можно добиться регистрации и меньшей разности частот, однако, эта регистрация потребует значительного времени, что неприемлемо для металлоис-кателей, которые всегда работают в реальном масштабе времени.

Селективность по металлам на таких частотах, весьма далеких от оптимальной, проявляется очень слабо. Кроме того, по сдвигу частоты генератора определить фазу отраженного сигнала практически невозможно. Поэтому селективность у металлоискателя на биениях отсутствует.

Металлоискатель по принципу электронного частотомера

Положительной для практики стороной является простота конструкции датчика и электронной части металлоис-кателей на биениях и по принципу частотомера. Такой прибор может быть очень компактным. Им удобно пользоваться, когда что-либо уже обнаружено более чувствительным прибором. Если обнаруженный предмет небольшой и находится достаточно глубоко в земле, то он может "затеряться", переместиться в ходе раскопок. Чтобы по многу раз не "просматривать" громоздким чувствительным металлоискателем место раскопок, желательно на завершающей стадии контролировать их ход компактным прибором малого радиуса действия, которым можно более точно узнать местонахождение предмета.

Однокатушечный металлоискатель индукционного типа

Слово "индукционный" в названии металлоискателей данного типа полностью раскрывает принцип их работы, если вспомнить смысл слова "inductio" (лат.) - наведение. Прибор данного типа имеет в составе датчика одну катушку любой удобной формы, возбуждаемую переменным сигналом. Появление вблизи датчика металлического предмета вызывает появление отраженного (переизлученного сигнала), который "наводит" в катушке дополнительный сигнал -электрический. Остается этот дополнительный сигнал только выделить.

Металлоискатель индукционного типа получил право на жизнь, главным образом, из-за основного недостатка приборов по принципу "передача-прием" - сложности конструкции датчиков. Эта сложность приводит либо к высокой стоимости и трудоемкости изготовления датчика, либо к его недостаточной механической жесткости, что обусловливает появление ложных сигналов при движении и снижает чувствительность прибора.

Рис. 3. Структурная схема входного узла индукционного металлоискателя

Если задаться целью исключить у приборов по принципу "передача-прием" этот недостаток путем устранения самой его причины, то можно прийти к необычному выводу - излучающая и приемная катушки у металлоискателя должны быть объединены в одну! В самом деле, весьма нежелательные перемещения и изгибы одной катушки относительно другой в данном случае отсутствуют, так как катушка только одна и она одновременно и излучающая, и приемная. Налицо также предельная простота датчика. Платой за эти преимущества является необходимость выделения полезного отраженного сигнала на фоне значительно большего сигнала возбуждения излучающей/приемной катушки.

Выделить отраженный сигнал можно, если вычесть из электрического сигнала, присутствующего в катушке датчика, сигнал той же формы, частоты, фазы и амплитуды, что и сигнал в катушке при отсутствии металла вблизи. *Как это можно реализовать одним из способов, показано на рис. 3.

Генератор вырабатывает переменное напряжение синусоидальной формы с постоянной амплитудой и частотой. Преобразователь "напряжение-ток" (ПНТ) преобразует напряжение генератора Ur в ток Iг, который задается в колебательный контур датчика. Колебательный контур состоит из конденсатора С и катушки L датчика. Его резонансная частота равна частоте генератора. Коэффициент преобразования ПНТ выбирается таким, чтобы напряжение колебательного контура ид равнялось напряжению генератора Ur (в отсутствие металла вблизи датчика). Таким образом, на сумматоре происходит вычитание двух сигналов одинаковой амплитуды, а выходной сигнал - результат вычитания -равен нулю. При появлении металла вблизи датчика возникает отраженный сигнал (иными словами, меняются параметры катушки датчика), и это приводит к изменению напряжения колебательного контура 11д. На выходе появляется сигнал, отличный от нуля.

На рис. 3 приведен лишь простейший вариант одной из схем входной части металлоискателей рассматриваемого типа. Вместо ПНТ в данной схеме в принципе возможно использование токозадающего резистора. Могут быть использованы различные мостовые схемы для включения катушки датчика, сумматоры с различными коэффициентами передачи по инвертирующему и неинвертирующему входам, частичное включение колебательного контура и т.д.

В схеме на рис. 3 в качестве датчика используется колебательный контур. Это сделано для простоты, чтобы получить нулевой сдвиг фаз между сигналами Ur и 11д (контур настроен на резонанс). Можно отказаться от колебательного контура с необходимостью точной настройки его на резонанс и использовать в качестве нагрузки ПНТ только катушку датчика. Однако коэффициент передачи ПНТ для этого случая должен быть комплексным, чтобы скорректировать сдвиг фазы на 90°, возникающий из-за индуктивного характера нагрузки ПНТ.

Импульсный металлоискатель

В рассмотренных ранее типах электронных металлоискателей отраженный сигнал отделяется от излучаемого либо геометрически - за счет взаимного расположения приемной и излучающей катушки, либо с помощью специальных схем компенсации. Очевидно, что может существовать и временной способ разделения излучаемого и отраженного сигналов. Такой способ широко используется, например, в импульсной эхо- и радиолокации. При локации механизм задержки отраженного сигнала обусловлен значительным временем распространения сигнала до объекта и обратно.

Применительно к металлоискателям, таким механизмом может быть и явление самоиндукции в проводящем объекте. Как использовать это на практике? После воздействия импульса магнитной индукции в проводящем объекте возникает и некоторое время поддерживается (вследствие явления самоиндукции) затухающий импульс тока, обусловливающий задержанный по времени отраженный сигнал. Он и несет полезную информацию, его и надо регистрировать.

Таким образом, может быть предложена другая схема построения металлоискателя, принципиально отличающаяся от рассмотренных ранее по способу разделения сигналов. Такой металлоискатель получил название импульсного. Он состоит из генератора импульсов тока, приемной и излучающей катушек, которые могут быть совмещены в одну, устройства коммутации и блока обработки сигнала.

Генератор импульсов тока формирует короткие импульсы тока миллисекундного диапазона, поступающие в излучающую катушку, где они преобразуются в импульсы магнитной индукции. Так как излучающая катушка - нагрузка генератора импульсов - имеет ярко выраженный индуктивный характер, на фронтах импульсов у генератора возникают перегрузки в виде всплесков напряжения. Такие всплески могут достигать по амплитуде десятков-сотен (!) вольт, однако использование защитных ограничителей недопустимо, так как оно привело бы к затягиванию фронта импульса тока и магнитной индукции и, в конечном счете, к усложнению отделения отраженного сигнала.

Приемная и излучающая катушки могут располагаться друг относительно друга достаточно произвольно, так как прямое проникновение излучаемого сигнала в приемную катушку и действие на нее отраженного сигнала разнесены по времени. В принципе, одна катушка может выполнять роль как приемной, так и излучающей, однако в этом случае гораздо сложнее будет развязать высоковольтные выходные цепи генератора импульсов тока и чувствительные входные цепи.

Устройство коммутации призвано произвести упомянутое выше разделение излучаемого и отраженного сигналов. Оно блокирует входные цепи прибора на определенное время, которое определяется временем действия импульса тока в излучающей катушке, временем разрядки катушки и временем, в течение которого возможно появление коротких откликов прибора от массивных слабопрово-дящих объектов типа грунта. По истечении же этого времени устройство коммутации должно обеспечить передачу сигнала с приемной катушки на блок обработки сигнала.

Блок обработки сигнала предназначен для преобразования входного электрического сигнала в удобную для восприятия человеком форму. Он может быть сконструирован на основе решений, используемых в металлоискателях других типов. К недостаткам импульсных металлоискателей следует отнести сложность реализации на практике дискриминации объектов по типу металла, сложность аппаратуры генерации и коммутации импульсов тока и напряжения большой амплитуды, высокий уровень радиопомех.

Магнитометры

Магнитометрами называется обширная группа приборов, предназначенных для изменения параметров магнитного поля (например, модуля или составляющих вектора магнитной индукции). Использование магнитометров в качестве металлоискателей основано на явлении локального искажения естественного магнитного поля Земли ферромагнитными материалами, например железом. Обнаружив с помощью магнитометра отклонение от обычного для данной местности модуля или направления вектора магнитной индукции поля Земли, можно с уверенностью говорить о наличии некоторой магнитной неоднородности (аномалии), которая может быть вызвана железным предметом.

По сравнению с рассмотренными ранее металлоискателями, магнитометры имеют гораздо большую дальность обнаружения железных предметов. Очень впечатляет информация о том, что с помощью магнитометра можно зарегистрировать мелкие обувные гвозди от ботинка на расстоянии 1 м, а легковой автомобиль - на расстоянии 10 м! Такая большая дальность обнаружения объясняется следующим. Аналогом излучаемого поля обычных металлоискателей для магнитометров является однородное (в масштабах поиска) магнитное поле Земли. Поэтому отклик прибора на железный предмет обратно пропорционален не шестой, а всего лишь третьей степени расстояния.

Принципиальным недостатком магнитометров является невозможность обнаружения с их помощью предметов из цветных металлов. Кроме того, даже если нас интересует только железо, применение магнитометров для поиска затруднительно - в природе существует большое разнообразие естественных магнитных аномалий самого различного масштаба (отдельные минералы, залежи минералов и т.п.). Однако при поиске затонувших танков и кораблей такие приборы вне конкуренции!

Радиолокаторы

Общеизвестен факт, что с помощью современных радиолокаторов можно обнаружить самолет на расстоянии нескольких сотен километров. Возникает вопрос: неужели современная электроника не позволяет создать компактное устройство, позволяющее обнаруживать интересующее нас предметы хотя бы на расстоянии нескольких метров9 Ответом является ряд публикаций, в которых такие устройства описаны.

Типичным для них является применение достижений современной микроэлектроники СВЧ, компьютерной обработки полученного сигнала. Использование современных высоких технологий практически делает невозможным самостоятельное изготовление этих устройств. Кроме того, большие габаритные размеры пока не позволяют их широко применять в полевых условиях.

К преимуществам радиолокаторов следует отнести принципиально более высокую дальность обнаружения -отраженный сигнал в грубом приближении можно считать подчиняющимся законам геометрической оптики и его ослабление пропорционально не шестой и даже не третьей, а лишь второй степени расстояния.

Металлодетекторы-металлоискатели ныне становятся незаменимым оборудованием при реконструкции старинных домов, именно с их помощью работники разыскивают проложенные трубы, электрокабеля и т.п.

Поиск металлических предметов под землёй, в воде, стенах здания и т.п. является не только методом заработка или хобби для некоторых людей. Археологи, дайверы, военные давно пользуются специальными приборами для поиска различных предметов в нейтральной среде.

Устройство металлодетекторов

Металлодетектор (МД) является специальным электроприбором, обнаруживающим металлические предметы за счёт их проводимости в любой среде (воде, земле, организме живого существа, стенах зданий). Обнаруживая металл, приборы подают особый звуковой либо светозвуковой сигнал, некоторые модели способны даже чётко определить найденную вещь.

Существует уйма металлодетекторов, все они различаются своим конструктивным исполнением, эти отличия обусловлены разным назначением приборов. Конструкция устройств для поиска металлов довольно сложная, но любой прибор состоит из нескольких основных частей, присутствующих в основном в каждой модели.

Типовая конструкция металлоискателя:

• Катушка . Этот элемент металлодетектора представляет короб, в котором расположен приемник сигналов и передатчик. Обычно катушка круглой либо эллиптической формы, а в её изготовлении используется пластик. К ней присоединяется кабель, который проходит к блоку управления. Соединение кабеля и катушки обязательно должно быть выполнено герметично. По этому кабелю передаются сигналы от приемника к блоку. А сам приемник получает сигнал от передатчика, как только тот обнаружит вблизи металл. Сама катушка закреплена в нижней штанге.
• Нижняя штанга . Эта металлическая часть устройства выполняется из металла, предназначена для фиксирования катушки и регулировки угла её наклона, благодаря чему происходит более точное исследование. В некоторых моделях штанга регулирует высоту металлоискателя и телескопическое соединение со средней штангой.
• Средняя штанга . Обычно этот элемент представляет промежуточную часть между нижней и верхней штангой. На этой штанге крепятся специальные приспособления для изменения высоты устройства. Некоторые приборы состоят только из двух штанг.
• Верхняя штанга . Форма этой штанги обычно S-образная. Эта форма признана, как более удобная для применения приборов МД. Верхняя штанга оборудована подлокотником, блоком управления и рукояткой.
• Подлокотник . Чаще всего этот элемент изготавливают из полимерного материала. Предназначен он для того, чтобы прибор было удобнее держать, делая на подлокотник упор локтем.
• Рукоятка . Этот элемент изготавливают из пористого материала и устанавливают на верхней штанге МД. Рукоятка обеспечивает надёжность держания и удобство эксплуатации.
• Блок управления . Благодаря блоку управления происходит обработка информации, полученной от катушки. После преобразования данных, пользователь получает в ясном виде сигналы от передатчика. Также с помощью блока происходит настройка режимов прибора. Кабель от поисковой катушки подключается к блоку управления путём быстросъёмного разъёма.

Блок управления бывает фиксированным и съёмным. Профессиональные модели оснащены батарейным отсеком, располагающимся от блока управления отдельно.

Много новых моделей металлодетекторов имеют очень компактные габариты и исполнение, а также высокую надёжность.

Принцип работы металлодетекторов

Все МД-МИ определяют присутствие металлических предметов и информируют об этом. Металл, где бы он ни находился, не способен сам по себе что-то излучать, тем самым выдавая своё присутствие. Но облучая предмет радиоволнами, его можно обнаружить, улавливая вторичный сигнал. На этом принципе работают все металлоискатели.

При включении МД, переменный электроток протекает в поисковой катушке и создаёт вокруг неё электромагнитное поле, которое способно проходить в окружающую среду. При сталкивании с металлом на поверхности поля появляются вихревые токи, которые образовывают своё электромагнитное поле, ослабляющее поле катушки. Электронная схема устройства улавливает ослабление поля и информирует об этом, благодаря катушке.

Вихревые токи появляются на поверхности разных металлов либо минералов, имеющих электропроводность. Более электропроводны цветные металлы, из-за этого создающиеся токи затухают дольше на них. Приборы ощущают, насколько затухают вихревые токи, благодаря чему определяют цветной или чёрный металл под катушкой.

Лучше улавливать слабые вторичные сигналы и точнее их обрабатывать, способны электронные схемы, отличающиеся сложностью. Приборы с такими схемами стоят дороже, потому что их изготовление довольно трудоёмкое. Но такие металлодетекторы находят металлические объекты на большой глубине. Препятствием для обнаружения металла в грунте, может быть наличие электропроводных минералов в почве (соли калия, натрия, магнетит и пр.). Они способны маскировать металл, снижая глубину его поиска. Снизить влияние подобных минералов помогают различные фильтры и разные другие приспособления, которым наделяют производители некоторые модели МД. К примеру, некоторые устройства оснащены автоматической отстройкой от почвы, в других эту отстройку можно выполнять вручную.

Разновидности металлодетекторов по принципу работы

Все металлодетекторы-металлоискатели можно классифицировать по принципу работы, а также по назначению (выполняемым задачам).

МД по специфике действия:

• МД типа «прием-передача» . Приборов этого типа довольно много можно встретить на рынке. Простая специфика действия устройств, базируется на приеме и передаче электромагнитного излучения. Главными элементами прибора служат две катушки. Приёмная катушка индуктивности принимает сигналы, её также принято называть поисковой. Передающая – излучает электромагнитные волны, попадающие в поисковую катушку. Волны легко проходят через нейтральную среду, и отражаются от металла, когда на их пути стоит металлический объект. Из-за этого МД получает отражённую волну, после чего срабатывает сигнал, информирующий о находке.

Достоинствами этих приборов являются следующие моменты:

Простая конструкция;
широкие возможности для поиска и определения металла.

Недостатки:

Чувствительность к минерализации почвы;
сложность производства датчика.
Соли и прочие минералы, находящиеся в грунте, представляют большие преграды в нахождении и определении металла, поэтому устройства этого типа следует предварительно настраивать, указывая тип почвы, в которой будет происходить поиск.

• Индукционные металлодетекторы . Этот тип металлоискателей спецификой поиска объектов практически не отличается от МД вида «прием-передача», поэтому индукционные приборы приписывают к разновидностям первых. Они отличаются от них конструкцией, так как имеют только одну катушку, способную посылать и принимать сигналы. Приборы имеют простой конструкции датчик, но слабый отражённый сигнал в сравнении с мощным излучаемым.
  На индукционные металлоискатели также очень влияет минерализация грунта.
• Импульсные металлодетекторы . Основой приборов является катушка, формирующая в месте размещения металла вихревые токи, которые ловит устройство. Возникающий сигнал передаётся в катушку датчика в виде импульсов. Длительность сигнала может быть разной, как и его форма. Эти отличия обусловлены разными размерами и проводящими свойствами предмета, с которым столкнулся прибор.

Эти устройства для поиска металлических предметов имеют следующие плюсы:

Простота конструкции датчика;
нечувствительность к минерализации почвы.
Но импульсные металлодетекторы имеют и своеобразные минусы, они много потребляют энергии и низкие возможности дискриминации, что влияет негативно на работу с одним типом металла.
Генераторные металлоискатели:
МД измерители частоты;
МД определяющие изменение добротности колебательного контура.
Основой этих устройств является LC-генератор. Приборами этого типа ищут чаще металл только определённого вида.

В одних генераторных приборах меняется частота, если вблизи находиться металлический объект. Эти устройства называют измерителями частоты, и их работа может основываться на разных методах:

• Подачи сигнала на систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с LC-генератор и измерении напряжения в цепи обратной связи.
• Фиксировании частоты биений и совмещении генераторной частоты с эталонной.
  Измерители частоты отличаются простой схемотехникой и конструкцией датчика, но у них низкая чувствительность и возможности дискриминации найденных предметов.
  Другой тип генераторных приборов основан на изменении добротности контура, сталкиваясь с металлом на пути. Колебательный контур является частью LC-генератор, когда катушка приближается к зоне размещения металлических предметов, добротность и амплитуда колебаний снижается.

Приборы, находящие металл таким способом, имеют небольшую потребляемую мощность и простую конструкцию, эти особенности можно отнести к их достоинствам. Но такие МД довольно неустойчивые к варьированию температур.

Профессиональные приборы имеют несколько способов одновременно для поиска и определения типа металлов.

Металлодетекторы-металлоискатели виды и применение

Рынок постоянно пополняется новыми моделями МД, которые имеют улучшенные показатели качества, точности и практичности эксплуатации. Устройства, обнаруживающие металл в разных средах, применяются во многих отраслях, их используют любители кладоискательства, археологи в экспедициях и даже строители. Во всевозможных сферах применяют разного рода металлодетекторы-металлоискатели, поэтому их и разделяют по предназначению.

Виды МД по предназначению:

• Грунтовые. Металлоискатель, с помощью которого ищут металлолом, ювелирные изделия, монеты и прочий клад.
• Глубинные. С использованием этой категории приборов разыскиваются на большой глубине крупные объекты.
• Подводные. Предназначены для дайверов, этими устройствами ищут артефакты, клады на больших глубинах в воде.
• Золотоискательские. Этими устройствами ищут золото в разных средах.
• Досмотровые металлодетекторы (охранные). Этими МД пользуются службы безопасности для обнаружения металлических предметов на теле человека.

• К охранным МД относятся рамочные детекторы, которые устанавливаются в виде арки в аэропортах, метро и прочих местах с большим потоком людей.

• Промышленные. Этими детекторами оборудованы конвейеры и другое оборудование на производствах с целью выявления металла в других материалах.
• Военные. В основном эта группа МД применяется для поиска мин, поэтому их называют миноискателями.
• Магнитометр. Этот вид детекторов используют для поиска железа и прочих ферромагнитных металлов.

В основном нынешние металлодетекторы и металлоискатели считаются высокоточными приборами. Они имеют эргономичный дизайн, простые в эксплуатации и весят совсем немного.

Современный металлоискатель – это узкоспециализированный прибор, предназначенный для бесконтактного обнаружения металла и изделий из него с помощью улавливания вторичных сигналов радиоволнами. При включении прибора создается в определенном диапазоне электромагнитное поле, распространяемое в окружающую среду: землю, камень, воду, дерево, воздух. На металлах, которые попадают в зону действия катушки металлоискателя, под воздействием электромагнитного поля появляются вихревые токи, создающие собственные вторичные поля, искажающие конфигурацию и сигналы основного поля, что быстро улавливается прибором. Электронное устройство металлоискателя обрабатывает информацию и сигнализирует о нахождении металла.

В первую очередь перед приобретением этого сложного, функционального аппарата необходимо определиться со следующим рядом вопросов:

• Основными целями и задачами, которые придется решать металлоискателю
• Типом прибора
• Ценовой категорией

Совет! Разница между дорогими и более дешевыми моделями состоит лишь в излучении радиоволн, способности улавливания и обработки вторичных сигналов. Более дорогие приборы обладают более высокой степенью обнаружения металла до его извлечения, могут сразу выявить глубину его залегания и другую дополнительную информацию.

Основные виды и особенности металлоискателей

По сфере применения, функциональному назначению и уровню нагрузки все современные металлоискатели делятся на следующие виды:

Универсальные приборы. Предназначаются для поиска небольших предметов (монет, самородков и украшений) в грунте на глубине до 50 см и крупных находок на глубине до 1,5 м.

Специализированные приборы. Каждый вид устройства предназначается для проведения узкоспециализированных работ, обладает своими конструктивными особенностями и функциональным назначением, по которому все специализированные металлоискатели делятся на:

• глубинные
• подводные
• старательские
• строительные
• охранные приборы

Универсальные приборы

Наиболее востребованная группа металлоискателей – это универсальные приборы, которые в зависимости от набора функций и стоимости подразделяются на следующие группы:

Для начинающих . Приборы этого класса предназначены для решения несложных задач. Это динамические варианты моделей TR/VLF, т.е. металлоискателей, требующих непрерывного движения головки. Динамический принцип действия этих приборов обеспечивает следующие преимущества:

• Автоматическую отстройку от «среднего» грунта
• Простоту в использовании по принципу «включил и пошел»
• Высокую надежность, связанную с простотой устройства

Недостатки металлоискателей для начинающих:

• Невысокая чувствительность
• Не точность локализации объекта
• Снижение чувствительности или ложные срабатывания при работе на «сложных грунтах».

Среднего класса . Настраиваются на статический и динамический режим работы. Обладают высокой чувствительностью и отличной разрешающей способностью. Комплектуются несколькими поисковыми головками сменного типа и разного диаметра. Количество функций управления может доходить до 8. Поэтому настройка и работа с таким устройством требует определенных навыков и времени.

Компьютеризированные. Самостоятельно могут принимать решение о характере находки с помощью мощного встроенного микропроцессора. Оснащены удобным и многофункциональным жидкокристаллическим экраном (или стрелочным индикатором) и минимальным количеством сенсорных клавиш для программ.

Основные характеристики специализированных металлоискателей

Глубинные приборы

Метод поиска глубинными металлоискателями отличаются от других устройств следующими особенностями:

• Сканирование грунта проводится не колебательными движениями головки, а проведением металлоискателя параллельно грунту, с покрытием полосы поиска равной ширине катушки (25 см).
• Этот вид металлоискателей нельзя проверять в помещениях из-за отражения от стен и бытовых приборов электромагнитных волн
• Приборы этого типа хорошо работают над поверхностью земли, однако, поиск в выкопанных траншеях, ямах, гротах, пещерах затрудняются сложными сигналами.
• Глубинные приборы не реагируют на маленькие предметы, расположенные на незначительной глубине, и не различают металлы.

Подводные приборы

Могут выдерживать погружение на значительную глубину (около 90 м), в пресную или соленую воду.

Совет! Для периодического погружения на небольшую глубину (мелководье) подойдут практически все виды вышеописанных металлоискателей. Однако для постоянной работе в водной среде и погружении на значительную глубину необходимо использовать только специализированное устройство.

Старательские приборы

Этот тип металлоискателей в основном предназначен для поиска золота. Широкую популярность приобрели модифицированные приборы импульсного типа, позволяющие результативно искать мельчайшие золотые изделия на пляжах и мелководьях.

Строительные коммуникационные устройства

Эти специальные металлоискатели, сконструированные для решения определенных задач, выполнение которых посредством традиционных приборов невозможно. Применяются для поиска кабеля, трубопроводов и других подземных коммуникаций. В эту группу относят приборы для поиска железа, которые отличаются от индукционных металлоискателей. К числу специальных приборов можно отнести магнитометры для поиска железа.

Приборы для службы безопасности

Охранные металлоискатели подразделяются на ручные досмотровые устройства, стационарные детекторы и приборы для проверки почты.

• Ручные досмотровые устройства предназначаются для поиска скрытого в багаже или под одеждой оружия и различных запрещенных предметов.
• Стационарные детекторы – устройства арочного типа, устанавливаемые во входных или проходных зонах для пропуска посетителей с одновременным контролем скрытого металла.
• Детекторы для почты – автоматические приборы конвейерного типа, предназначенные для поиска неразрешенных вложений и деталей взрывчатки в письма и бандероли.

Сегодня купить металлоискатель любого назначения не проблема. Многие специалисты советуют приобретать прибор известных марок, утверждая, что в дальнейшем проще будет работать с устройством согласно инструкции и легче подобрать комплектующие и запчасти. В рейтинге самых популярных моделей металлоискателей следующие бренды: АКА, Garrett, Minelab, Fisher и Whites.