Metaldetektor

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 22. marts 2020; checks kræver 40 redigeringer .

En metaldetektor ( metaldetektor , minedetektor ) er en elektronisk enhed , der giver dig mulighed for at detektere metalgenstande i et neutralt eller svagt ledende miljø på grund af deres ledningsevne . Metaldetektoren registrerer metal i jord , vand, vægge, træ, under tøj og bagage, i fødevarer, i menneske- og dyrekroppen osv. Takket være udviklingen af ​​mikroelektronik er moderne metaldetektorer kompakte og pålidelige enheder.

Fysiske principper

I slutningen af ​​det 5. århundrede nævner Bao Zhao magneter , der modvirker en bevæbnet fjende, som blev installeret ved porten til den antikke by Guangling , i hans "Ode til en by bevokset med ukrudt" ( kinesisk øvelse芜城赋) [ 1] .

Den tyske fysiker Heinrich Wilhelm Dove ( tysk:  Heinrich Wilhelm Dove ) opfandt[ hvornår? ] system af induktionsbalance ( impedans ), som kom ind i metaldetektoren hundrede år senere.

Grundlaget for induktionsbalancen er flere induktorer , en sender og en eller to modtager, der danner en induktiv sensor. Alle spoler er placeret i rummet på en sådan måde, at signalet fra sendespolen, i fravær af metalgenstande i nærheden, ikke ville blive induceret til de modtagende (eller induceret, men signalet induceret i en spole ville blive trukket fra signal fra den anden spole), det vil sige, at hele systemet ville være afbalanceret, og udgangssignalet ville være nul. Hvis nu en metalgenstand dukker op i nærheden af ​​sensoren, vil balancen blive forstyrret, og der kommer et fejlsignal på udgangen, som kan forstærkes. [2]

Forskellige modeller af metaldetektorer fungerer ved forskellige frekvenser . Dette skyldes fysikken i fænomenet udbredelse af elektromagnetiske bølger . Så metaldetektorer, der arbejder ved lave frekvenser, kan finde genstande, der er dybe, men store. Samtidig er de ikke i stand til at bemærke metalgenstande på jordens overflade. Hvis frekvensen af ​​metaldetektoren er høj , registrerer enhederne små genstande godt, men kan ikke finde genstande dybt i jorden. Der er modeller med justerbar frekvens. [3]

Et eksempel på frekvenser for metaldetektorer efter formål:

• Dybe metaldetektorer fungerer for eksempel ved en frekvens på 6,6 kHz. Detektionsdybden er omkring 4 m.
• Jordmetaldetektorer til søgning efter små genstande - op til 22,5 kHz. Detektionsdybden, for eksempel hjelme  er omkring 1-1,5 m, mønter  - op til 40 cm.

Typer af metaldetektorer

Efter arbejdsprincippet

• Enheder af typen "modtagelse-transmission" . De er baseret på to induktorer - modtagende og transmitterende, placeret således, at signalet fra sendespolen ikke lækker ind i modtagespolen. Når en metalgenstand dukker op i nærheden af ​​enheden, genudsendes signalet fra sendespolen af ​​den i alle retninger og kommer ind i modtagespolen, forstærkes og føres til displayenheden.
  Fordele: relativt enkle kredsløb, brede muligheder for at bestemme typen af ​​detekteret genstand.
  Ulemper: kompleksiteten ved fremstilling af sensoren, indflydelsen af ​​jordmineralisering , relativt lav følsomhed.
• Induktion metaldetektorer . De er en slags enheder af typen "modtagelsestransmission", men i modsætning til sidstnævnte indeholder de ikke to, men kun en spole, som både sender og modtager. Den største vanskelighed ved at skabe sådanne enheder er valget af et meget lille reflekteret (induceret) signal på baggrund af et kraftigt transmitteret (udstrålet) signal.
  Fordele: enkelt design af sensoren.
• Enheder - frekvensmålere . De er baseret på en LC-oscillator . Når metallet nærmer sig konturen, ændres dets frekvens. Denne ændring er rettet på forskellige måder:
  • Blanding af generatorens frekvens med referencen og måling af slagfrekvensen.
  • Påføring af et signal fra generatoren til PLL -systemet og måling af spændingen i feedbackkredsløbet .
    Fordele: enkelt sensordesign, enkelt kredsløb.
    Ulemper: den værst mulige diskrimination af detekterede genstande, lav følsomhed.
• Enheder, der fikser ændringen i kvalitetsfaktoren af ​​det oscillerende kredsløb, som er en del af LC-generatoren. Når en metalgenstand nærmer sig spolen, falder kredsløbets kvalitetsfaktor, og amplituden af ​​oscillationer ved udgangen af ​​LC-generatoren falder også.
  Fordele: enkelt design, lavt strømforbrug.
  Ulemper: lav temperatur stabilitet.
• Pulsmetaldetektorer - funktionsprincippet er baseret på excitation af pulserende hvirvelstrømme i området for placeringen af ​​en metalgenstand og måling af det sekundære elektromagnetiske felt, som disse strømme inducerer. I dette tilfælde sendes excitationssignalet til sensorspolen ikke konstant, men periodisk i form af impulser . I ledende genstande induceres dæmpede hvirvelstrømme, som exciterer et dæmpet elektromagnetisk felt. Feltet inducerer til gengæld en faldende strøm i sensorspolen. Afhængigt af objektets ledende egenskaber og størrelse ændrer signalet følgelig form og varighed.
  Fordele: ufølsomhed over for mineraliseret jord, enkelhed af sensordesign.
  Ulemper: øget energiforbrug, dårlige diskriminationsevner.

I professionelle metaldetektorer kan flere metoder til at detektere genstande kombineres.

Efter opgaver

• Jordmetaldetektor - designet til at søge efter skatte , mønter og smykker , skrot. Som regel er det bygget ved hjælp af induktionsteknologi. Den har mange indstillinger, DSP - processor, metal diskriminator - en speciel funktion til at bestemme det metal, som en genstand i jorden angiveligt består af. Dybde af detektion af objekter fra 20 cm til 1 meter.
• Militær metaldetektor (minedetektor) - designet til hovedsageligt at søge efter miner . Som regel er det bygget på princippet om "modtagelse-transmission". Den har et minimum af indstillinger. Dybden af ​​minedetektion er fra 20 cm ( sovjetisk minedetektor IMP ) til 1 meter (moderne militærminedetektorer IMP-2 ).
• Inspektionsmetaldetektor - en håndholdt metaldetektor designet til sikkerhedstjenester . Tjener til at opdage metalgenstande på den menneskelige krop (pistol, kniv). Detektionsområdet for Makarov-pistolen er op til 25 cm.
  • Buet (ramme) metaldetektor - en inspektionsmetaldetektor, der bruges til at kontrollere store strømme af mennesker, for eksempel i metroen , på togstationer . De repræsenterer en ramme, som en person passerer igennem.
• Dyb metaldetektor - designet til at søge efter store dybe mål, såsom en kiste af guld . Den har to spoler med afstand fra hinanden, eller en stor ramme med en spole. Det er baseret på princippet om "modtagelse-transmission". Et karakteristisk træk ved denne type metaldetektor er, at den ikke kun reagerer på metaller , men også på eventuelle ændringer i jordens dybde (overgange fra en jord til en anden, gamle bygningsfundamenter osv.). Dybde af detektion af objekter fra 50 cm til 3 meter.
• Magnetometer - designet til at søge efter ferromagnetiske objekter (for eksempel jern ). Denne type metaldetektor er den mest kompakte og mest følsomme, da søgehovedet kan passe i din håndflade. Magnetometre kan også bruges til at søge efter guld , kobber , aluminium ... Men dette kræver en ekstra exciter, der billedligt talt vil lave elektromagneter af ikke-ferromagnetiske metaller.

Praktisk anvendelse

Det første patent på opfindelsen af ​​en metaldetektor blev indgivet af Gerard Fisher i 1925 [4] i USA . Oprindeligt blev enheden udviklet til at forhindre tyveri af metaldele fra fabrikker. Men efterfølgende blev fordelene ved metaldetektorer bemærket i andre industrier, både industrielle og militære. Oprindeligt var disse enheder for store og ubelejlige til massebrug, men i begyndelsen af ​​60'erne blev mere kompakte modeller udviklet.

• Den skotske fysiker Alexander Bell brugte en metaldetektor til at forsøge at finde placeringen af ​​en kugle i brystet på den amerikanske præsident James Garfield i 1881 [4] , selvom dette forsøg var mislykket, fordi præsidentens lig lå på en metalseng, hvilket vildledte metallet. detektor.
• I militære anliggender (se minedetektor ).
• De har fundet bred anvendelse i søgen efter skatte og relikvier .
• Når du leder efter meteoritter :

En gruppe søgere brugte jord- og dybe metaldetektorer og metaldetektorer til at søge efter Dronino- jernmeteoritten . Ekspeditionen fandt sted i 2007-2008 i samarbejde med Laboratory of Meteoritics fra Det Russiske Videnskabsakademis Geokemiske Institut. Brugen af ​​moderne søgeteknologi har givet positive resultater. Mere end 200 kilo meteorisk jern blev udvundet fra jorden fra en dybde på op til 2 meter til overfladen. Lidt tidligere blev metaldetektorer testet for at søge efter stenmeteoritter "Tsarev" . De mindste indeslutninger af metal i stenen blev bemærket af en metaldetektor.

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

• I slutningen af ​​1960'erne udviklede fabrikken (nu OJSC TZIA) efter ordre fra USSR 's luftfartsministerium og begyndte produktionen af ​​metaldetektorer til screening af flypassagerer. Fra 1972 til 1990 blev der produceret 12.000 stationære metaldetektorer (MIS, MIS-2, MIS-3, MIS-4).
• CEIA (Construzioni Elettroniche Industriali Automatismi), Italien, blev grundlagt i 1968 som grundlæggeren og hovedmotoren for fremskridt i udviklingen af ​​metaldetektorer. I 2018 fejrede virksomheden sit 50-års jubilæum for succesfuld drift på sikkerhedsmarkedet ved at levere mere end 500.000 metaldetektorer verden over og vinde tillid fra de bedste specialister.
• I 1979 patenterede hun den første gennemgangsmetaldetektor med en mikroprocessorbaseret kontrolenhed. I 1982 producerede han for første gang en metaldetektor med søjle-type antenner og spiralviklinger.
• Firmaet Garrett Metal Detectors (USA) introducerede ved de Olympiske Lege i 1984 for første gang inspektionsbuede og håndholdte metaldetektorer. Siden da er lufthavne i USA og mange andre lande, herunder Rusland, blevet udstyret med sikkerhedsdetektorer.
• I 1996 patenterede CEIA en buet metaldetektor med elliptiske søjler . Denne højtydende enhed, takket være dens æstetiske og originale udseende, kan installeres i offentlige institutioner og private virksomheder på højt niveau og blander sig let og uden at forstyrre harmonien i miljøet. Det var metaldetektoren med elliptiske antenner, der blev valgt til at sikre sikkerheden i den velkendte Jubilee 2000-kampagne.
• I 1997 udviklede CEIA teknologi til humanitær og militær minerydning efter anmodning fra flere internationale agenturer.
• I 2002 blev CEIA udvalgt af FN som leverandør af underjordiske metaldetektorer til minerydningsprogrammet i Afghanistan .
• Nokia- ingeniører har udviklet[ hvornår? ] mobiltelefon , Nokia nr. 97 udstyret med metaldetektorfunktioner. Enheden giver brugeren mulighed for at lokalisere skjulte våben, lokalisere elektriske kabler eller finde mistede bilnøgler. Enheden er baseret på to induktorer, hvoraf den ene fungerer som modtager, den anden som sender. Når en metalgenstand dukker op i nærheden af ​​mobiltelefonen, reflekteres senderspolens signal fra den og kommer ind i modtagespolen, hvorefter der lyder et lydsignal [5] .

Større producenter

Australien

• minelab

Bulgarien

• Golden Mask metaldetektorer

Tyskland

• Lorenz detektionssystemer [6]

Polen

• Rutus metaldetektorer

Rusland

• AKA metaldetektorer
• LLC "OPKB Explomet"

USA

• Bounty Hunter metaldetektorer
• Detech metaldetektorer
• Fisher metaldetektorer
• Garrett metaldetektorer
• Teknetics metaldetektorer
• Tesoro metaldetektorer
• Quest metaldetektorer
• White's metaldetektorer

Tyrkiet

• Nokta & Makro Metaldetektorer

Ukraine

• Mars metaldetektorer
• Nel metaldetektorer

Frankrig

• XP metaldetektorer

Se også

• Minedetektor 42
• Position-2
• radio interferometer
• Termisk billedkamera
• skattejagt
• sorte gravere

Noter

1. ↑ Noter // Antologi af kinesisk poesi / Oversættelse fra kinesisk under den generelle redaktion af Guo Mo-Zho og N. T. Fedorenko . - M . : Statens skønlitterære forlag , 1957. - T. 1. - S. 413. (Russisk)
2. ↑ Sådan fungerer en IMP-minedetektor . zpostbox.ru Hentet 8. december 2018. Arkiveret fra originalen 9. december 2018. (ubestemt)
3. ↑ Sådan vælger du en metaldetektor  (russisk)  (16. maj 2018). Arkiveret fra originalen den 14. november 2018. Hentet 13. november 2018.
4. ↑ 1 2 Metaldetektor - opfindelsens historie. Historien om metaldetektorens oprindelse. . kladoiskatel.net . Hentet 8. juni 2022. Arkiveret fra originalen 18. februar 2020. (ubestemt)
5. ↑ se New Scientist Weekly
6. ↑ LORENZ-detekteringssystemer . Hentet 31. juli 2021. Arkiveret fra originalen 31. juli 2021. (ubestemt)

Links

Kontrolelementer
Gasbeskyttelse gasdetektor Lysbuebeskyttelse Faseindikator Kaliber (værktøj) grænseafbryder metaldetektor pyroskop branddetektor signaleringsanordning sprinkler sprinkler