Металлоиска́тель (металлодетектор)

Электронный прибор, позволяющий обнаруживать металлические предметы в нейтральной, слабопроводящей или замусоренной среде за счет их проводимости. Металлоискатель обнаруживает металл в грунте, воде, стенах, в древесине, под одеждой и в багаже, в пищевых продуктах, в организме человека и животных и т. д.

Физические принципы металлопоиска

Принцип действия металлоискателей основан на том, что электромагнитное поле возбуждает в металлических предметах вихревые токи, приводя к созданию вокруг этих предметов собственного электромагнитного поля. Измеряя его характеристики, можно узнать примерное расстояние до находки, и даже ее приблизительный состав. Несмотря на единый физический принцип, положенный в основу металлопоиска, современные приборы могут быть построены на основе одного из нескольких методов.

Срыв резонанса (OR [Off resonance]) - простейший способ обнаружения металла. Внесение металлического предмета в поле поисковой катушки резонансного колебательного контура вызывает изменение индуктивности катушки и уход от резонанса (резкое изменение амплитуды колебаний). Этот способ применяется радиолюбителями и не дает возможности различать металлы.

Метод биений (BFO [Beat frequency oscillation]). Поисковая катушка является частью колебательного контура, частота которого при обнаружении металла изменяется. Колебания этого контура сравниваются с "эталонными" [второго генератора], и полученные биения подаются на динамик. Распространенный любительский метод, применяется в дешевых металлоискателях.

Передатчик-приемник/очень низкая частота (TR/VLF [Transmitter-receiver/very low frequency]). Две катушки, внешняя [передатчик] и внутренняя [приемник], располагаются в одной плоскости. Приемная катушка отстраивается и экранируется от собственного сигнала внешней. При обнаружении металла в приемной катушке наводится отраженный сигнал. Измеряя его амплитуду, можно узнать приблизительный размер и глубину находки. А анализ фазового сдвига между сигналами катушек позволяет различать железо и цветные металлы.

Радиочастота RF [Radio frequency] - высокочастотный вариант предыдущего способа. Только передающая и приемная катушки расположены не в одной плоскости, а перпендикулярно друг к другу. Этот способ не дает возможности различать металлы.

Импульсная индукция (PI (Pulse induction]). Одна катушка поочередно выполняет роль и передатчика, и приемника. Этот способ плохо различает металлы, зато позволяет искать их в проводящей среде - например, под водой.

На сегодняшний день является общепризнанным преимущество приборов построенных по методу VLF. Этот метод стал практически де-факто стандартом построения современных приборов профессионального уровня. Хотя и приборы построенные на других принципах не редкость и активно используются любителями.

VLF металлоискатель. Технология VLF

VLF металлоискатель (Very Low Frequency – англ.) является наиболее распространенным и совершенным типом металлоискателя в настоящее время, который используется для обнаружения скрытых монет, самородного золота, военной атрибутики или других металлических объектов. Именно на технологии VLF построено большинство обычных и компьютеризированных приборов всех известных производителей.
VLF металлоискатель

Работа VLF металлоискателя основана на принципе индукционного баланса с использованием очень низких рабочих частот (менее 20 кГц). Большинство VLF приборов имеет диапазон рабочей частоты от 2 до 20 кГц. Этот интервал излучения является оптимальным для отстройки от влияния грунта и обнаружения малых объектов.

Известно, что разные металлы имеют разную проводимость. VLF металлоискатель анализирует фазовый сдвиг между сигналом от передающей и приемной катушки. Фазовый сдвиг изменяется в зависимости от проводимости металла. Это позволяет легко отличать черный металл от цветного, а также цветные металлы между собой (серебро, медь, бронза, свинец). Функция дискриминации в VLF металлоискателя реализована наилучшим образом.

Глубина обнаружения объектов при различных условиях поиска зависит от размеров объекта, ориентации объекта, вида грунта и его свойств.

Принцип работы VLF металлоискателя

Поисковую головку образуют излучающая и приемная катушки, скомпонованные в круговой горизонтальный блок. Переменный ток, протекающий по виткам излучающей катушки, создает электромагнитное поле. Излученный синусоидальный сигнал является постоянным по частоте и амплитуде. Воздействие на сканируемый грунт производится постоянным электромагнитным полем.

При появлении вблизи поисковой головки металлического объекта на его поверхности возникают вихревые токи, которые создают собственное электромагнитное поле. Это поле инициирует возникновение сигнала (вторичного электромагнитного поля) в приемной катушке. Амплитуда сигнала в приемной катушке увеличивается, а фазовый сдвиг изменяется в зависимости от проводимости металла (черный или цветной метал).

Принцип работы VLF металлоискателя основан на анализе амплитуды сигнала от объекта в приемной катушке поисковой головки и фазового сдвига между излученным и принятым сигналом. При отсутствии вблизи поисковой головки металлических объектов амплитуда сигнала в приемной катушке минимальна, а фазовый сдвиг 0 или 90 градусов.

Технология VLF позволяет производить выборочную дискриминацию металлов, отстройку от грунта и металлического мусора, позволяет определить металл мишени и даже отличить цветные металлы.

Поисковые катушки VLF металлоискателя требуют очень точного изготовления и настройки. Это обязательное условие для эффективной работы прибора.

Диапазон рабочей частоты VLF металлоискателя

Условно можно разделить диапазон рабочей частоты VLF приборов на несколько диапазонов. Каждому из них будет соответствовать определенная группа объектов для обнаружения.

Небольшие объекты эффективно обнаруживаются при диапазоне рабочей частоты 5…15 кГц (например, монеты, серебряные украшения). Диапазон рабочей частоты 5…10 кГц эффективен для поиска разного рода военной атрибутики (штыков, касок, деталей оружия).
Диапазон рабочей частоты VLF металлоискателя

VLF металлоискатель для поиска золота использует диапазон рабочей частоты 10…30 кГц и даже за пределами диапазона VLF (максимально до 100 КГц). На этих частотах улучшается чувствительность к очень мелким предметам, например, к золотым самородкам, которые в основном имеют малые размеры и вес.

Существуют VLF приборы, одновременно работающие на нескольких частотах. Многочастотный поиск при определенных условиях дает преимущества. Это значительно повышает эффективность обнаружения и удовлетворяет желание владеть универсальным прибором. Но есть два важных момента.

Значительное повышение глубины дискриминации по сравнению с одночастотными приборами не достигается. В случае сложной формы находок может происходить их «отсечение».