Wykrywacze metali-wykrywacze metali. Rodzaje i działanie

Istnieje kilka rodzajów wykrywaczy metali:

1. Podstawowe detektory naziemne
2. Półprofesjonalny
3. Profesjonalne detektory naziemne.
4. Specjalne urządzenia do wykrywania bryłek złota
5. Wykrywacze metali do poszukiwań pod wodą.
6. Głębokie wykrywacze metali
7. Urządzenia ramowe (łukowe), stacjonarne wykrywacze metali
8. Ręczne wykrywacze metali do kontroli
9. Pinpointery (urządzenia do precyzyjnego wykrywania obiektów)

Podstawowe wykrywacze metali naziemnych

Koszt takich urządzeń waha się od 100 do 500 dolarów. Są popularne głównie wśród początkujących wyszukiwarek, ponieważ są łatwe w użyciu i mają minimalny zestaw funkcji wyszukiwania. Do wyszukiwania celów wykorzystuje się jedną, czasem dwie częstotliwości. Mają funkcję dyskryminacji, niektóre urządzenia mają możliwość określenia głębokości obiektu. Dostępna głębokość dla wykrywaczy metali tego typu jest niewielka, w zależności od właściwości gleby: drobne monety z XV-XVII wieku. („łuski”) – 3-5 cm, monety pięciokopijkowe z czasów Katarzyny II – 15-20 cm, przedmioty wielkości topora – 20-30 cm, pokrywa włazu znajduje się na głębokości do do 70cm.

Są rzemieślnicy, którzy sami montują wykrywacze metali, korzystając ze schematów z książek. Jednak jakość takich urządzeń nie jest zbyt wysoka. W domu prawie niemożliwe jest samodzielne odbudowanie wykrywacza metalu przed wszelkiego rodzaju wpływami elektromagnetycznymi, nawet jeśli masz pod ręką specjalny sprzęt. Tło z metalowych przedmiotów znajdujących się w pobliżu powoduje wiele zakłóceń. W rezultacie, przy zastosowaniu w warunkach terenowych, gdzie nie ma tła zakłócającego, taki wykrywacz metali zaczyna działać nieprawidłowo.

Oczywiście możesz samodzielnie wykonać najprostszy wykrywacz metali ze wskaźnikiem dźwiękowym. Jednakże, ze względu na charakter urządzenia, duży przedmiot wykonany z metalu żelaznego będzie dawać taki sam sygnał, jak przedmioty „nieżelazne”. Bez gadografu niezwykle trudno jest odbudować urządzenie z tych zakłóceń.

Lider wśród urządzeń klasy podstawowej wynika z przystępnej ceny. dobra jakość i wydajność (a także możliwość modernizacji za pomocą cewek).

Półprofesjonalne wykrywacze metali

Takie urządzenia kosztują około 500-800 dolarów. Te wykrywacze metali przydadzą się doświadczonym poszukiwaczom. Działanie wykrywaczy metali tego typu opiera się na wykorzystaniu kilku częstotliwości pracy jednocześnie. Urządzenia takie dostarczają informacji zarówno dźwiękowych, jak i wizualnych. Dane wizualne są wyświetlane na wyświetlaczu, na którym można zobaczyć VDI znalezionego przedmiotu. Jeżeli wartość VDI mieści się w strefie dodatniej, czyli jest opatrzona znakiem „+”, to znaleziony przez urządzenie przedmiot jest wykonany z metalu nieżelaznego, jeżeli wartość wynosi „-”, to znaleziony przedmiot jest wykonane z metali żelaznych. Na podstawie wartości VDI z prawdopodobieństwem 70% można dowiedzieć się, jakiego rodzaju przedmiot z metalu nieżelaznego został znaleziony.

Monety miedziane i zawsze srebrne tworzą wartość VDI bliską znaku maksymalnego. Wykrywacze metali różnych firm mają różne skale wartości maksymalnych i minimalnych VDI. Istnieją urządzenia o skali -10 - +10, inne o skali -30 - +50 itd. Dzięki temu urządzenia te uznawane są za profesjonalne. Maksymalna możliwa głębokość efektywnego działania takich urządzeń: „łuski” - 5-15 cm, pięć kopiejek Katarzyny II - 25-30 cm, przedmioty wielkości siekiery - 40-50 cm, pokrywy włazów - 100-150 cm .

P profesjonalnywykrywacz metalu

Takie urządzenia mogą kosztować od 800 do kilku tysięcy dolarów. Wysoką cenę takich wykrywaczy metali tłumaczy się faktem, że urządzenia te są wielofunkcyjne i przeznaczone dla profesjonalnych poszukiwaczy skarbów. Urządzenia tego typu charakteryzują się dyskryminacją wielogłosową, wykorzystują wiele częstotliwości do wyszukiwania oraz posiadają całą gamę ustawień ręcznych i automatycznych. Profesjonalne wykrywacze metali są w stanie wykryć pod ziemią „kolorowy” obiekt znajdujący się obok „czarnego” z prawdopodobieństwem około 80%. To znacznie upraszcza poszukiwania w obszarach silnie zanieczyszczonych odpadami metalowymi. Po wykryciu celu profesjonalne wykrywacze metali zapewniają sygnał wizualny, cyfrowy i dźwiękowy. Po przeanalizowaniu otrzymanych danych doświadczona wyszukiwarka jest w stanie od razu określić, co odkryło urządzenie, na jakiej głębokości leży obiekt i jakie są jego wymiary.

W profesjonalnych wykrywaczach metali sygnał przetwarzany jest przez mikroprocesor.
Doświadczeni profesjonalni poszukiwacze korzystają z wyrafinowanych, wielofunkcyjnych urządzeń, które potrafią wykryć wszystkie „kolorowe” obiekty na badanym obszarze. Głębokość wykrywania dla urządzeń tego typu: łuski - 15-25 cm, monety o nominale pięciu kopiejek Katarzyny II - 30-45 cm, przedmioty wielkości siekiery - 50-80 cm, pokrywy włazów można znaleźć na głębokości 150-200cm.

Poniżej przyjrzymy się zasadzie działania wykrywaczy metali. Jednak niezależnie od tego w jaki sposób urządzenie wykrywa metal w ziemi, wszystkie wykrywacze metali można podzielić na procesorowe i analogowe.

Analogowe i procesorowe wykrywacze metali

Konieczne jest natychmiastowe zrozumienie różnicy między tymi pojęciami, ponieważ w literaturze panuje zamieszanie i zastępowanie jednych słów innymi.
Czasami impulsowe wykrywacze metali nazywane są analogowymi. To prawda, ale częściowo.
Co za różnica?
Jeżeli wykrywacz metalu posiada procesor przetwarzający sygnał, wówczas taki wykrywacz metalu nazywa się wykrywaczem procesorowym.
Jeżeli nie ma procesora i sygnał nie jest w żaden sposób przetwarzany, tj. trafia bezpośrednio do operatora (do głośnika lub słuchawek), wtedy taki wykrywacz metalu nazywa się analogowym.

Przykładem analogowego wykrywacza metalu jest Golden Mask 4WD PRO.

Analogowe wykrywacze metali nie mają opóźnienia i ostrzegają operatora w momencie, gdy cel znajdzie się pod cewką. A procesory mają opóźnienie. Cewka jest już oddalona od celu, a sygnał właśnie dotarł.

Z tego punktu widzenia preferowane są analogowe wykrywacze metali, ale procesor zapewnia większe możliwości wyszukiwania: dodatkowe programy wyszukiwania, reprezentację graficzną, specjalne przetwarzanie sygnału w celu odfiltrowania niepożądanych zakłóceń, zarówno z ziemi, jak i od dyskryminowanych celów, ponadto dyskryminacja selektywna (na analogowej dyskryminacja jest spójna).

Ogólna zasada działania wykrywacza metali

Wszystkie technologie wykrywaczy metali opierają się na następującej zasadzie:
Cewka wykrywacza metalu generuje fale elektromagnetyczne
W metalowym przedmiocie pod wpływem tych fal powstają własne prądy wirowe
te prądy wirowe generują własne fale elektromagnetyczne
te fale z obiektu są rejestrowane przez wykrywacz metalu

Detektor metali PI (impulsowy)

Wykrywacz metali PI nie zawsze wysyła sygnał z cewki do masy. Używa impulsów. Najpierw daje sygnał, potem milczy i odbiera sygnał od celu na tej samej cewce.
Oczywiste jest, że odbity sygnał pochodzi również z ziemi. Ale znika szybciej od niego niż od celu.
Typowa częstotliwość robocza takich wykrywaczy metali wynosi 0t 50 do 400 Hz.

Wykrywacze metali TR

W wykrywaczach metali TR działają 2 zbalansowane cewki, umieszczone w tej samej płaszczyźnie: jedna nadaje, druga odbiera. Sygnał z pierwszej cewki trafia do masy, a druga rejestruje sygnał powracający. Na podstawie różnicy faz sygnału wyciąga się wniosek o obecności (lub braku) celu pod cewką.
Częstotliwość robocza około 20 kHz

VLF/TR - wykrywacze metali

VLF – bardzo niska częstotliwość.
Zasada działania wykrywacza metalu VLF jest obecnie najnowocześniejsza. Jest to rodzaj wykrywacza metalu TR.
Istnieją również dwie cewki (ale podlegają one bardziej rygorystycznym wymogom dotyczącym konsystencji), są one również umieszczone w tej samej płaszczyźnie, jedna nadaje, druga odbiera. Na podstawie przesunięcia fazowego wyciąga się wniosek o obecności celu.
Częstotliwość robocza od 1 kHz do 10 kHz.

Detektory metali RF

RF - Częstotliwość radiowa (częstotliwość radiowa).
Są to wykrywacze metali, które działają na tej samej zasadzie co TR, jedynie ich częstotliwość pracy jest wyższa: od 50 do 500 kHz. A cewki nie są ułożone w tej samej płaszczyźnie, jak miało to miejsce w VLF i TR, ale są prostopadłe i rozmieszczone w pewnej odległości.
Przykładem takiego wykrywacza metalu jest Fisher Gemini-3.
(Ta zasada działania znana jest od dawna, bo już od lat 30-tych)

Wykrywacze metali BFO

Takie wykrywacze metali działają na zasadzie dudnienia. Stara technologia stosowana w latach 60-tych i 70-tych.
Jest generator częstotliwości, jest częstotliwość przychodząca od celu. Dokonano porównania 2 częstotliwości. Na tej podstawie wyciąga się wniosek o obecności celu.
Częstotliwość tych urządzeń wynosi od 40 do 500 kHz

Zalety i wady różnych zasad działania wykrywaczy metali

• Detektory metali BFO - niska czułość, niska stabilność, problematyczna praca na glebach zmineralizowanych i wilgotnych.
• Wykrywacze metali TR - wysoka czułość, dobra dyskryminacja metali, dobre balansowanie do masy. Wada - wraz ze wzrostem głębokości traci się czułość na małe cele.
• Detektory metali RF - wyjątkowo niska czułość na małe cele. Stosowany w głębokich wykrywaczach metali.
• Detektory metali PI - niewrażliwe na podłoże, słabe rozpoznawanie celu, duże zużycie energii.

Zatem ze wszystkich wymienionych metod najbardziej postępową i nowoczesną jest VLF.
W związku z tym wykrywacze metali VLF mogą być oparte na procesorze lub analogowe.

Wykrywacze metali są od dawna szeroko stosowane w różnych obszarach życia i działalności ludzi. Coraz więcej tego typu urządzeń znajduje zastosowanie w życiu codziennym i aby wybrać odpowiedni model, trzeba poznać zasadę działania wykrywacza metalu. Następnie wystarczy postępować zgodnie z załączoną instrukcją.

Podstawowe zasady obsługi urządzenia

Działanie wykrywaczy metali opiera się na zasadach fizycznych, które pozwalają im wykrywać obiekty. Wyjaśnia to dość ograniczony zakres ich działania. Każdy typ wykrywacza metalu ma inną czułość, proporcjonalną do jego kosztu. Ważną rolę odgrywa umiejętność skutecznego oznaczania różnych metali.

Najczęściej wykorzystuje się różnicę pomiędzy częstotliwościami generatora odniesienia i generatora wyszukiwania, która jest ze sobą porównywana. Cewka głowicy badawczej pełni rolę mierzonego parametru. W zależności od rodzaju metalu częstotliwość obwodu wyszukiwania wzrasta lub maleje. Następnie porównuje się go ze standardem częstotliwości w oscylatorze odniesienia. Powstała różnica jest wyświetlana za pomocą wskaźnika wizualnego lub dźwiękowego.

W innym wykonaniu w cewce odbiorczej analizowane jest przesunięcie fazowe sygnałów z cewek odbiorczych i nadawczych. Jeśli w pobliżu nie zostaną zaobserwowane żadne metalowe przedmioty ani przedmioty, wówczas sygnał w cewce odbiorczej będzie miał minimalną amplitudę, a przesunięcie fazowe będzie wynosić 0 lub 900. Gdy głowica poszukująca zbliży się do metalu, amplituda sygnału w cewce odbiorczej zaczyna rosnąć. Zmiana przesunięcia fazowego jest w tym przypadku związana z przewodnością metalu. Metodą tą można rozróżnić metale żelazne i nieżelazne, zidentyfikować puste przestrzenie i odróżnić je od gruntów.

Istnieją inne zasady działania wykrywaczy metali, które z powodzeniem stosuje się w różnych konstrukcjach tych urządzeń.

Najprostsze konstrukcje wykrywaczy metali

Urządzenia te przeznaczone są dla początkujących użytkowników, służą do wykonywania prostych prac wyszukiwania. Z reguły ich konstrukcja jest wersją dynamiczną, w której głowica jest w ciągłym ruchu i tylko w tym przypadku możliwe jest pojawienie się sygnału. Sygnał znika natychmiast po zatrzymaniu się głowicy.

Głównymi zaletami dynamicznej zasady działania jest możliwość automatycznego dostosowania się do przeciętnych gleb, a także łatwość ustawienia urządzenia. Wykrywacz metali posiada prosty, tani obwód połączony z dużą niezawodnością. Wady obejmują słabą czułość w porównaniu do innych typów wykrywaczy metali. Lokalizacja obiektów jest niedokładna, ze względu na niską czułość możliwe są fałszywe alarmy, zwłaszcza na skomplikowanych glebach.

Sterowanie wykrywaczem metalu jest bardzo proste i obejmuje od 1 do 3 pokręteł do regulacji głośności, poziomu dyskryminacji i czułości. Jeśli brakuje jednego z nich, ten lub inny parametr jest natychmiast ustawiany na wartość maksymalną. Prędkość ciągłego skanowania wynosi około 30 cm/s.

Wykrywacze metali klasy średniej

Urządzenia tej klasy charakteryzują się dużą czułością i dobrą rozdzielczością. Ich zestaw zawiera kilka wymiennych głowic poszukiwawczych o różnych średnicach o kształcie okrągłym lub owalnym. Zarządzanie może obejmować maksymalnie 8 organów o różnych funkcjach. Konfiguracja odbywa się w ciągu kilku minut, jeśli masz określone umiejętności.

W procesie ręcznego dostrajania do gruntu wymagany regulator obraca się do momentu pojawienia się tego samego sygnału początkowego w głowicy, podniesionej i opuszczonej do podłoża. Urządzenia te posiadają wielostopniową dyskryminację, pozwalającą na wyszukiwanie dowolnych metali. Sterowanie może posiadać dodatkowy przycisk umożliwiający szybką regulację. Duża liczba elementów sterujących wynika z braku mikroprocesorów w konstrukcjach tego typu wykrywaczy metali.

Skomputeryzowane wykrywacze metali

Urządzenia sterowane komputerowo mogą podejmować niezależne decyzje dotyczące każdego konkretnego znaleziska. Mikroprocesor odgrywa decydującą rolę w obwodzie. Wykrywacze metali są wyposażone w ekran ciekłokrystaliczny lub czujnik zegarowy. Programy wprowadza się za pomocą klawiszy dotykowych.

Pamięć wykrywacza metali jest obciążona kilkoma programami, które pozwalają na wyszukiwanie w różnych warunkach. Klasyfikacja każdego znaleziska dokonywana jest poprzez pomiar charakterystyki amplitudowo-fazowej, a wyniki wyświetlane są na ekranie. Gradacje mierzonego parametru mieszczą się w przedziale 8-190 jednostek. Na podstawie optymalnych danych istnieje możliwość wybrania i wpisania własnego programu do pamięci wykrywacza metalu dla określonych warunków. W ten sam sposób ustalany jest dowolny wzorzec odróżniający niepożądane wyniki.

Urządzenia dla górników złota

Wiele osób interesuje się poszukiwaniem rodzimego złota. Do tych celów specjalne urządzenia stają się po prostu niezastąpione. Główna trudność polega na fałszywej identyfikacji małych cząstek metalu szlachetnego. Urządzenie traktuje je jako ziarna metali żelaznych i odmawia ich wykrycia. Dodatkowe trudności pojawiają się, gdy złotemu towarzyszy tzw. czarny piasek zawierający magnetyt. Silna mineralizacja gleby ma niekorzystny wpływ.

Przeszkody te można skutecznie pokonać poprzez znaczne zwiększenie częstotliwości pracy. Dla konwencjonalnych urządzeń liczba ta wynosi 2-7 kHz, a dla specjalnych wykrywaczy metali dostrojonych do złota 18-70 kHz. Dodatkowo urządzenia wyposażone są w eliptyczne głowice poszukiwawcze.

Praktykowane jest stosowanie zmodyfikowanych urządzeń impulsowych, które dają dobre wyniki w poszukiwaniu zagubionych drobnych złotych przedmiotów.

Głębokie wykrywacze metali

Urządzenia te przeznaczone są do poszukiwania obiektów znajdujących się na dużych głębokościach. Zasada działania wykrywaczy metali tego typu opiera się na przestrzennym oddzieleniu płaskich cewek odbiorczych i nadawczych. Zaprojektowane są w formie dwóch głowic poszukiwawczych, sztywno połączonych ze sobą prętem. Położenie robocze jednej cewki jest równoległe do powierzchni ziemi. Druga cewka jest ustawiona prostopadle. Jeden z nich emituje fale elektromagnetyczne, a drugi je odbiera. Podczas skanowania nałożony jest na siebie pasek o szerokości równej szerokości cewki.

Tym samym, w odróżnieniu od konwencjonalnych wykrywaczy metali ziemnych, zaprojektowanych na maksymalną głębokość do 3 metrów, urządzenia głębokie pozwalają na wykrywanie dużych obiektów, których głębokość sięga od 3 do 6 metrów. Określają nie tylko metale, ale także możliwe zmiany wewnętrzne w glebach, na przykład puste przestrzenie lub fundamenty budynków.

Stacjonarne wykrywacze metali

Urządzenia te przeznaczone są do stosowania przede wszystkim na punktach kontrolnych. Z reguły wykonane są w formie bram łukowych lub w kształcie litery U. Nowoczesne wielostrefowe wykrywacze metali mają możliwość wykrywania metalowych obiektów znajdujących się na różnych wysokościach. Zawierają kilka komponentów kontrolujących swoje strefy i są kontrolowane przez komputer.

Istnieją modele o małych wymiarach i wadze, stosowane na tymczasowych stanowiskach kontrolnych.

Aby skutecznie wyszukiwać metalowe przedmioty w ziemi, nie trzeba rozumieć naukowych zasad działania wykrywacza metalu. Warto jednak wiedzieć ogólnie, jak działa wykrywacz metali.

Wykrywacz metali to urządzenie elektroniczne, które wykrywa obecność metalu i nas o tym informuje. Metalowy przedmiot, np. moneta, umieszczony w ziemi, sam niczego nie emituje i nie zdradza swojej obecności. Aby go wykryć, należy go napromieniować falami radiowymi i wykryć sygnał wtórny. Wszystkie wykrywacze metali opierają się na tej zasadzie.Różnica pomiędzy tanimi i drogimi modelami polega na sposobie emitowania tych fal radiowych, sposobach wychwytywania sygnałów wtórnych oraz sposobach informowania o obecności metalu.

Ryż. 12. Pole elektromagnetyczne cewki poszukującej

Ryż. 13. Pojawienie się prądów wirowych na powierzchni metalowych przedmiotów złapanych w polu elektromagnetycznym cewki wyszukiwania

Po włączeniu wykrywacza metalu przez cewkę wyszukiwania przepływa przemienny prąd elektryczny, tworząc wokół cewki pole elektromagnetyczne. Pole to przechodzi do środowiska, czy to powietrza, gleby, wody, kamienia, drewna itp. Jeśli na drodze tego pola pojawi się metalowy przedmiot, na jego powierzchni pojawiają się tzw. prądy wirowe. Prądy te tworzą własne pole elektromagnetyczne, które osłabia pole cewki nadawczej. Układ elektroniczny urządzenia za pomocą cewki wykrywa osłabienie pola spowodowane obecnością metalu pod cewką i w ten czy inny sposób informuje o tym. Bardziej złożone obwody elektroniczne zapewniają lepsze wychwytywanie słabszych sygnałów wtórnych i dokładniejsze ich przetwarzanie. Dlatego takie urządzenia są pracochłonne w produkcji i droższe. Jednak zazwyczaj są w stanie znaleźć obiekty na większych głębokościach.

Ryż. 14. Wpływ mineralizacji gleby na głębokość detekcji

Prądy wirowe powstają na powierzchni wszelkich materiałów przewodzących prąd elektryczny - metali, minerałów itp. Metale nieżelazne są bardziej przewodzące prąd elektryczny niż metale żelazne i minerały. Dlatego prądy wirowe na nich wygasają dłużej. Wykrywacz metalu wykrywa, w takim przypadku, że prądy wirowe zanikają szybciej i na tej podstawie może „powiedzieć”, który metal – żelazny czy nieżelazny – znajduje się pod cewką.

Niestety, w niektórych miejscach gleba zawiera dużą ilość minerałów przewodzących prąd elektryczny (magnetyt, sole sodowe i potasowe), które są wyjątkowo niepożądane, ponieważ maskują obecność metalu, zmniejszając głębokość jego wykrycia. Minerały żelaza i soli stanowią poważny problem dla producentów i użytkowników wykrywaczy metali. Stosując różne filtry, wpływ funta można znacznie zmniejszyć. Niektóre urządzenia posiadają funkcję automatycznego równoważenia gruntu, w innych jest to wykonywane ręcznie przez operatora, co jest dokładniejsze, jeśli zostanie wykonane prawidłowo.

W literaturze wyróżnia się: główne podejścia do budowy obwodu wykrywacza metalu:

1. Metoda beatowa – BFO (Bcat Frequency Oscillation).

2. Metoda równowagi indukcyjnej - IB/TR (Balans indukcyjny/nadajnik-odbiornik).

3. Metoda bilansu indukcyjnego wykorzystująca bardzo niskie częstotliwości pracy - VLF/TR (Very Low Frequency/Transmitter-Reciver).

4. Metoda równowagi indukcyjnej z cewkami rozmieszczonymi w odstępach - RF (częstotliwość radiowa).

5. Metoda impulsowa – PI (indukcja impulsowa).

6. Metoda zakłócenia rezonansowego - OR (OfTResonance).

Metoda beatowa – BFO

Mierzonym parametrem jest częstotliwość generatora LC, w skład którego wchodzi cewka głowicy detekcyjnej. Częstotliwość jest porównywana z częstotliwością odniesienia, a wynikowa różnica częstotliwości dudnienia jest wyświetlana na wyświetlaczu audio. Obwód urządzeń jest dość prosty, cewka nie wymaga precyzyjnego wykonania. Częstotliwość robocza 40-500 kHz. Czułość urządzeń BFO jest niska, przy niskiej stabilności i słabej zdolności do strojenia mokrego i zmineralizowanego gruntu. Metodę BFO stosowano w wykrywaczach min i seryjnych urządzeniach obcych w latach 60-70-tych. ostatni wiek. Obecnie metoda ta jest popularna wśród radioamatorów i można ją znaleźć w niedrogich urządzeniach rosyjskich producentów. Dotyczy to również urządzeń z bezpośrednim pomiarem częstotliwości, które są dobrze zaimplementowane na mikroprocesorach.

Metoda równowagi indukcyjnej - IB/TR

Głowicę poszukującą tworzą dwie cewki umieszczone w tej samej płaszczyźnie i zrównoważone w taki sposób, że po doprowadzeniu sygnału do cewki nadawczej na wyjściach odbiorczych występuje sygnał minimalny. Cewka nadawcza jest często zawarta w obwodzie oscylatora LC. Mierzonym parametrem jest amplituda sygnału na cewce odbiorczej oraz przesunięcie fazowe pomiędzy nadawanym i odbieranym sygnałem sinusoidalnym. Takie wykrywacze metali mają częstotliwość roboczą 80-100 kHz. Potrafią wykryć małe obiekty na stosunkowo dużych głębokościach (30-35 cm), jednak są bezużyteczne podczas poszukiwań na silnie zmineralizowanych torfowiskach i plażach morskich.

Metoda bilansu indukcyjnego wykorzystująca bardzo niskie częstotliwości robocze - VLF/TR

Odkryto, że gdy częstotliwość robocza zostanie zmniejszona poniżej 20 kHz, możliwe jest odstrojenie się od wpływu funta, głębokość działania urządzenia jest nieco zmniejszona, ale stabilność działania gwałtownie wzrasta i znikają fałszywe sygnały. Urządzenia takie nazywane są VLF/TR, co oznacza wykrywacz metali typu nadajnik-odbiornik pracujący na bardzo niskich częstotliwościach.

Metoda VLF pozwala na budowę bardzo czułych urządzeń z dobrą dyskryminacją metali poprzez analizę charakterystyk fazowych. Obwody urządzeń są dość złożone, cewki wymagają precyzyjnego wyważenia. Większość urządzeń szeregowych, w tym skomputeryzowanych, buduje się obecnie w oparciu o tę metodę. Dyskryminacja obiektów i odstrojenie od ziemi w takich urządzeniach odbywa się stosunkowo prosto za pomocą obwodów przesuwających fazę.

Zasada TR (lub jej wersja VLF/TR) przewiduje analizę charakterystyki fazowej sygnału, dzięki czemu urządzenia te z łatwością rozróżniają metale żelazne i nieżelazne oraz są eliminowane z zanieczyszczeń i gleby. Charakteryzują się dużą czułością i rozdzielczością, która zależy od średnicy cewki detekcyjnej – im większa, tym głębsza detekcja, ale tym trudniej jest szukać małych obiektów.

Wadą takich urządzeń było to, że nie można było przeprowadzić równoważenia uziemienia jednocześnie z dyskryminacją, a operator musiał użyć przełącznika, aby wybrać jeden lub drugi tryb. Urządzenia tego typu produkowane były w USA i Anglii przez 10 lat, aż do roku 1980, kiedy to zastąpiono je tzw. dynamicznymi wykrywaczami metali.

Pod koniec lat 70. XX wiek Amerykanin J. Payne opracował schemat pozwalający na jednoczesną dyskryminację i regulację podłoża.

Pierwsze urządzenia tego typu trzeba było bardzo szybko przemieszczać, aby osiągnąć akceptowalną głębokość działania, co było bardzo męczące dla operatora. Późniejsze modele (ze względu na złożoność obwodu) umożliwiły pracę przy niższych prędkościach ruchu cewki bez utraty głębokości.

Na początku lat 80. wykrywacze metali stały się ciężkie i trudne w konfiguracji. Zasadniczo jedno urządzenie zawierało cztery różne typy wykrywaczy metali. Amerykańska firma Fisher Research Laboratory szybko odpowiedziała na prośby poszukiwaczy skarbów o stworzenie prostszego, ale nie mniej czułego urządzenia i w oparciu o najnowsze osiągnięcia mikroelektroniki opracowała wykrywacz metali z lat 60. XII wieku z automatyczną regulacją progu, działający na bardzo niskiej częstotliwości. Miał tylko kilka elementów sterujących i nie wymagał żadnej ręcznej regulacji. Jest to lekkie, proste w obsłudze i czułe na drobne przedmioty urządzenie, które z powodzeniem sprawdza się na glebach słabo zmineralizowanych. Jego modyfikacja 1266 była produkowana do 2003 roku.

Ten wykrywacz metalu zaczęto nazywać „dynamicznym”, chociaż w istocie należał do typu VLF/TR. Dotychczasowe statyczne wykrywacze metali typu VLF/TR praktycznie przestały być produkowane, a wszystkie wiodące firmy szybko przestawiły się na produkcję urządzeń wykorzystujących tę dynamiczną zasadę. Wiele małych firm, które tego nie zrobiły, zostało zmuszonych do zaprzestania istnienia. Od tego czasu na świecie pozostało zaledwie kilkanaście firm produkujących wykrywacze metali.

Metoda balansu indukcyjnego z cewkami rozmieszczonymi w odstępach - RF

Jest to wersja TR o wysokiej częstotliwości, w której cewki nadawcza i odbiorcza nie tworzą płaskiego transformatora, ale są od siebie oddalone i ustawione prostopadle do siebie. Cewka odbiorcza odbiera sygnał odbity od powierzchni metalu, emitowany przez cewkę nadawczą. Metoda ta stosowana jest w instrumentach głębinowych i charakteryzuje się niewrażliwością na małe przedmioty oraz brakiem możliwości rozróżnienia metali żelaznych i nieżelaznych.

Metoda impulsowa - IP

Urządzenia te, opracowane po raz pierwszy w USA dla archeologów, stały się najbardziej rozpowszechnione wśród amatorów w Anglii pod koniec lat 60-tych. Podobnie jak w urządzeniach opartych na zasadzie równowagi indukcyjnej, urządzenia impulsowe wytwarzają pole elektromagnetyczne, które działa na obiekt, przy czym pole to nie działa cały czas, ale okresowo - włącza się i wyłącza (pulsuje) wielokrotnie w ciągu jednej sekundy.

Kiedy pole jest włączone, na powierzchni obiektu indukowane są prądy wirowe. Kiedy pole jest wyłączone, prądy wirowe stopniowo zanikają, choć w bardzo krótkim czasie. W tym momencie cewka działa jak antena odbiorcza, wychwytując zanikający sygnał. Jednocześnie wzrasta tło progowe urządzenia, wskazując na obecność metalu w glebie. Ponieważ ziemne prądy wirowe zanikają znacznie szybciej i nie są wykrywane przez urządzenie, impulsowe wykrywacze metali skutecznie działają na glebach słabo zmineralizowanych, a zwłaszcza na wilgotnych, słonych glebach wybrzeży morskich.

Wadą impulsowych wykrywaczy metali jest ich duża czułość na metale żelazne i trudności z dyskryminacją. Jednak w niektórych przypadkach (na przykład podczas poszukiwania metalu na dnie morza) są one lepsze od wszystkich innych typów wykrywaczy metali.

Metoda usuwania rezonansu - OR

Analizowanym parametrem jest amplituda sygnału na cewce obwodu oscylacyjnego, dostrojona blisko rezonansu z sygnałem dostarczanym do niego z generatora. Pojawienie się metalu w polu cewki powoduje albo osiągnięcie rezonansu, albo odejście od niego, w zależności od rodzaju metalu, co prowadzi do zwiększenia lub zmniejszenia amplitudy oscylacji na cewce. Metodę tę, podobnie jak BFO, opracowali radioamatorzy.

Nowoczesny wykrywacz metali to wysoce wyspecjalizowane urządzenie przeznaczone do bezdotykowego wykrywania metali i wyrobów metalowych poprzez przechwytywanie sygnałów wtórnych za pomocą fal radiowych. Po włączeniu urządzenia w określonym zakresie powstaje pole elektromagnetyczne, które jest rozprowadzane po otoczeniu: ziemia, kamień, woda, drewno, powietrze. Na metalach znajdujących się w zasięgu cewki wykrywacza metali pod wpływem pola elektromagnetycznego pojawiają się prądy wirowe, tworzące własne pola wtórne, zniekształcające konfigurację i sygnały pola głównego, co jest szybko wykrywane przez urządzenie. Urządzenie elektroniczne wykrywacza metalu przetwarza informacje i sygnalizuje obecność metalu.

Przede wszystkim przed zakupem tego złożonego, funkcjonalnego urządzenia należy odpowiedzieć na następującą serię pytań:

• Główne cele i zadania, które będzie musiał rozwiązać wykrywacz metalu
• Rodzaj urządzenia
• Kategoria cenowa

Rada! Różnica pomiędzy drogimi i tańszymi modelami polega jedynie na emisji fal radiowych, możliwości przechwytywania i przetwarzania sygnałów wtórnych. Droższe urządzenia charakteryzują się wyższym stopniem wykrywania metalu zanim zostanie on usunięty i mogą od razu ujawnić głębokość jego występowania oraz inne dodatkowe informacje.

Główne typy i cechy wykrywaczy metali

W zależności od zakresu zastosowania, przeznaczenia funkcjonalnego i poziomu obciążenia wszystkie nowoczesne wykrywacze metali dzielą się na następujące typy:

Urządzenia uniwersalne. Przeznaczony do poszukiwania małych obiektów (monet, bryłek i biżuterii) w ziemi na głębokości do 50 cm oraz dużych znalezisk na głębokości do 1,5 m.

Urządzenia specjalistyczne. Każdy typ urządzenia jest przeznaczony do prac wysoce specjalistycznych i ma swoje własne cechy konstrukcyjne i cel funkcjonalny, zgodnie z którym wszystkie specjalistyczne wykrywacze metali dzielą się na:

• głęboko
• Podwodny
• rzemieślnicze
• budowa
• urządzenia bezpieczeństwa

Urządzenia uniwersalne

Najpopularniejszą grupą wykrywaczy metali są urządzenia uniwersalne, które w zależności od zestawu funkcji i kosztu dzielą się na następujące grupy:

Dla początkujących . Urządzenia tej klasy przeznaczone są do rozwiązywania prostych problemów. Są to dynamiczne wersje modeli TR/VLF, tj. wykrywacze metali wymagające ciągłego ruchu głowicy. Dynamiczna zasada działania tych urządzeń zapewnia następujące korzyści:

• Automatyczna regulacja z „przeciętnej” gleby
• Łatwy w użyciu, „podłącz i używaj”
• Wysoka niezawodność powiązana z prostotą urządzenia

Wady wykrywaczy metali dla początkujących:

• Niska czułość
• Niedokładność lokalizacji obiektu
• Zmniejszona czułość lub fałszywe alarmy podczas pracy na „trudnych glebach”.

Klasa średnia. Możliwość dostosowania do statycznych i dynamicznych trybów pracy. Mają wysoką czułość i doskonałą rozdzielczość. Wyposażone są w kilka głowic poszukiwawczych typu wymiennego i o różnych średnicach. Liczba funkcji sterujących może sięgać nawet 8. Dlatego konfiguracja i praca z takim urządzeniem wymaga pewnych umiejętności i czasu.

Skomputeryzowany. Mogą samodzielnie decydować o charakterze znaleziska, korzystając z wydajnego wbudowanego mikroprocesora. Wyposażony w wygodny i wielofunkcyjny ekran ciekłokrystaliczny (lub czujnik zegarowy) oraz minimalną liczbę klawiszy dotykowych dla programów.

Główne cechy specjalistycznych wykrywaczy metali

Głębokie instrumenty

Metoda wyszukiwania głębokich wykrywaczy metali różni się od innych urządzeń następującymi cechami:

• Skanowanie podłoża odbywa się nie poprzez oscylacyjne ruchy głowicy, lecz poprzez trzymanie wykrywacza metalu równolegle do podłoża, z pokryciem pasma poszukiwań równym szerokości cewki (25 cm).
• Tego typu wykrywacza metali nie można sprawdzać w pomieszczeniach zamkniętych ze względu na odbicie fal elektromagnetycznych od ścian i urządzeń gospodarstwa domowego
• Urządzenia tego typu działają znacznie nad powierzchnią ziemi, jednak poszukiwania w wykopanych okopach, dziurach, grotach i jaskiniach utrudniają złożone sygnały.
• Urządzenia głębokie nie reagują na małe obiekty znajdujące się na płytkich głębokościach i nie rozróżniają metali.

Instrumenty podwodne

Wytrzymują zanurzenie na znaczną głębokość (około 90 m) w wodzie słodkiej lub słonej.

Rada! Do okresowego nurkowania na płytkich głębokościach (płytka woda) nadają się prawie wszystkie opisane powyżej typy wykrywaczy metali. Jednak do ciągłej pracy w środowisku wodnym i nurkowania na znacznych głębokościach konieczne jest użycie wyłącznie specjalistycznego urządzenia.

Urządzenia górnicze

Ten typ wykrywacza metali przeznaczony jest głównie do wykrywania złota. Dużą popularnością cieszą się zmodyfikowane urządzenia typu impulsowego, umożliwiające skuteczne poszukiwanie najmniejszych złotych przedmiotów na plażach i płytkich wodach.

Urządzenia łączności budowlanej

Są to specjalne wykrywacze metali przeznaczone do rozwiązywania pewnych zadań, których nie można wykonać przy użyciu tradycyjnych urządzeń. Służy do wyszukiwania kabli, rurociągów i innej komunikacji podziemnej. W tej grupie znajdują się urządzenia do poszukiwania żelaza, które różnią się od indukcyjnych wykrywaczy metali. Do specjalnych przyrządów należą magnetometry do wyszukiwania żelaza.

Urządzenia dla służby bezpieczeństwa

Bezpieczne wykrywacze metali dzielą się na ręczne urządzenia inspekcyjne, wykrywacze stacjonarne oraz urządzenia do sprawdzania poczty.

• Ręczne urządzenia inspekcyjne przeznaczone są do wyszukiwania broni i różnych przedmiotów zabronionych ukrytych w bagażu lub pod ubraniem.
• Detektory stacjonarne to urządzenia typu łukowego instalowane w obszarach wejściowych lub przejściach, aby umożliwić odwiedzającym przejście, jednocześnie monitorując ukryty metal.
• Detektor poczty to automatyczne urządzenie typu przenośnikowego, przeznaczone do wyszukiwania nieautoryzowanych załączników i części wybuchowych w listach i paczkach.

Dziś zakup wykrywacza metalu do dowolnego celu nie stanowi problemu. Wielu ekspertów doradza zakup urządzenia znanych marek, argumentując, że w przyszłości łatwiej będzie pracować z urządzeniem zgodnie z instrukcją i łatwiej będzie dobrać komponenty i części zamienne. W rankingu najpopularniejszych modeli wykrywaczy metali znalazły się marki: AKA, Garrett, Minelab, Fisher i Whites.