Как делают металлоискатели: Самодельные металлоискатели, или как сделать металлоискатель своими руками — Мир искателей

Самодельные металлоискатели, или как сделать металлоискатель своими руками — Мир искателей

Приборный поиск имеет просто огромную популярность. Ищут взрослые и дети, и любители и профессионалы. Ищут клады, монеты, потерянные вещи и закопанный металлолом. А главным орудием для поиска является металлоискатель.

Существует великое множество различных металлоискателей, на любой «вкус и цвет». Но для многих людей покупка готового фирменного металлоискателя просто финансово накладна. А кому то хочется собрать металлоискатель своими руками, а кто-то даже строит свой небольшой бизнес на их сборке.

Самодельные металлоискатели

В этом разделе нашего сайта о самодельных металлоискателях, буду собранны: лучшие схемы металлоискателей, их описания, программы и другие данные для изготовления металлоискателя своими руками. Здесь не будит схем металлоискателей из СССР и схем на двух транзисторах. Так как такие металлоискатели лишь подходят для наглядной демонстрации принципов металлодетекции, но совсем не пригодны для реального использования.

Все металлоискатели в этом разделе будут достаточно технологичными. Они будут иметь хорошие поисковые характеристики. И грамотно собранный самодельный металлоискатель немногим будит уступать заводским аналогам. В основном тут представлены различные схемы импульсных металлоискателей и схемы металлоискателей с дискриминацией металлов.

Но для изготовления этих металлоискателей, вам понадобится не только желание, но еще и определенные навыки и умения. Схемы приведенных металлоискателей, мы постарались разбить по уровню сложности.

Кроме основных данных необходимых для сборки металлоискателя, будет также информация о необходимом минимальном уровне знаний и оборудования для самостоятельно изготовления металлоискателя.

Для сборки металлоискателя своими руками вам обязательно понадобится:

В этом списке будут приведены необходимые инструменты, материалы и оборудование, для самостоятельной сборки всех без исключения металлоискателей. Для многих схем вам также понадобится различное дополнительное оборудования и материалы, тут только основное для всех схем.

1.  Паяльник, припой, олово и другие паяльные принадлежности.
2.  Отвертки, плоскогубцы, кусачки и прочий инструмент.
3.  Материалы и навыки по изготовлению печатной платы.
4.  Минимальный опыт и знания в электронике и электротехники также.
5.  А также прямые руки — будут очень полезны при сборке металлоискателя своими руками.

У нас вы можете найти схемы, для самостоятельной сборки следующих моделей металлоискателей:

изготовление по схемам и инструкциям

Рано или поздно в жизни каждого мужчины наступает тот момент, когда он начинает думать о приобретении собственного металлоискателя. Услышав слово «клад», даже самые серьёзные и респектабельные лица ощущают прилив волнения и адреналина. А ведь с помощью простого и вполне доступного устройства можно найти настоящее сокровище, потратив для этого совсем немного времени и усилий.

• Металлоискатель своими руками
• Принцип работы
• Разновидности приборов
• Рабочая частота
• Методы поиска
• Заключение

Не секрет, что под землей можно найти огромное количество ценных вещей, монет, аксессуаров, ювелирных изделий и предметов старины. Но как найти точное место, где они находятся?

Профессиональные археологи и кладоискатели имеют в своём распоряжении сложнейшие механизмы и приборы, стоимость которых превышает несколько тысяч долларов. Окупится ли это устройство или нет — зависит от одного удачного случая. Представители разных сфер деятельности, таких как археология, строительство, геология, а также участники различных поисковых обществ располагают недешевой техникой. Но в большинстве случаев они берут её у компании, где работают.

А что делать начинающему кладоискателю, у которого отсутствуют широкие возможности выбора из-за финансовой ограниченности? Можно ли сделать металлодетектор своими руками, чтобы не переплачивать большие деньги за приобретение элитной модели премиум-класса.

Металлоискатель своими руками

Несмотря на большое разнообразие подобных приборов на рынке, большинство из них стоят очень дорого, а бюджетные изделия не гарантируют высокую точность и глубину обнаружения ценных предметов. По этой причине всё больше и больше людей мечтают о самодельном металлоискателе.

Даже если вам никогда не приходилось работать с подобным оборудованием, вы наверняка знаете, что оно предназначается для точного поиска предметов с характерными электрическими или магнитными свойствами, что и отличает их от окружающей среды, где они расположены. Простыми словами — металлоискатель определяет металлические изделия в верхних слоях грунта.

Однако устройство используют не только для поиска сокровищ в грунте. В настоящие дни оно является востребованным и для военных, детективов-криминалистов, геологов, строителей и представителей многих других сфер деятельности. Однако такие лица отдают предпочтение профессиональным приборам, а самодельные решения актуальны лишь для новичков.

Сегодня изготовление столь полезного устройства не является чем-то невыполнимым или нереальным, т. к. в свободном доступе предлагается множество схем, чертежей и инструкций. И даже самый неопытный человек сможет изобрести неплохой инструмент, который сможет найти монетку с советский пятак на глубине 20−30 сантиметров или железяку размерами с канализационный люк на глубине 1−1,5 метра под землей.

К тому же инструмент для поиска металла может стать полезным и для бытового хозяйства, ремонтных или строительных работ. Для примера, вы можете случайно определить возле своего частного дома центнер-другой брошенной трубы или металлической конструкции, заработав неплохие деньги на сдаче металлолома. А ведь в земле находится неизмеримое множество по-настоящему бесценных изделий, поэтому каждый желающий может попытать удачу.

Важная особенность: если вы никогда раньше не проводили каких-либо работ с электротехникой или радиоприборами, не пугайтесь множества схем, формул и терминологии. Принцип создания металлодетектора в домашних условиях остаётся очень простым. Главное — быть готовым выделить небольшое количество времени и запастись терпением. Правильный подход к делу позволит создать неплохой инструмент, который сможет определять металлы на различной глубине.

Принцип работы

При создании самодельных металлодетекторов особое внимание уделяется приборам «Пират», которые характеризуются простым принципом действия и простотой в изготовлении. Да и качественные характеристики такого прибора соответствуют многим фирменным моделям в ценовом диапазоне 300−400 долларов. Схемотехника и устройство модели очень простые. А настроить такой детектор и начать поиск металла сможет даже необученный человек.

Устройство функционирует по принципу электромагнитной индукции. Общая схема включает в себя передатчик электромагнитных колебаний, который отдаёт и принимает сигнал, передающую катушку, приёмную катушку, приёмник, дискриминатор, а также индикационный прибор. Другие рабочие узлы являются дополнительными и устанавливаются по желанию пользователя.

Задача катушки заключается в создании электромагнитного поля с определенным температурным показателем. Если в зоне действия появляется предмет, проводящий электрической ток, в нём наводятся вихревые токи или токи Фуко, которые способствуют образованию собственного ЭМП. В конечном итоге структура поля катушки меняет свою конфигурацию. Если же предмет не проводит ток, но имеет ряд ферромагнитных свойств, при попадании в поле зрения катушки он искажает исходные показатели посредством экранирования. В обоих случаях задача приёмника заключается в улавливании отличия ЭМП и преобразования его в акустический или оптический сигнал.

По сути, для металлоискателя необязательно, чтобы предмет проводил ток. Важно, чтобы электрические или магнитные характеристики были разными.

Коммерческие источники ставят особый акцент на дорогостоящих металлодетекторах с высокой чувствительностью и точностью работы. В их числе — профессиональный прибор Teppa — H, который часто называют геосканером. Однако это название ошибочное, т. к. принцип действия геосканеров заключатся в измерении электропроводности почвы с учётом разных направлений и разной глубины. Такое действие принято называть боковым каротажем. Согласно данным каротажа, компьютер создаёт на экране картинку всего, что происходит в верхних слоях земли, включая всевозможные по свойствам геологические слои.

Разновидности приборов

Если вы задаетесь вопросом: «Как сделать металлоискатель в домашних условиях?», не забудьте разобраться с основными параметрами устройства. Принцип работы воплощается посредством разных технических способов с учётом назначения устройства. Для примера, модели, которые эксплуатируются при пляжном золотоискательстве и строительно-ремонтном поиске, могут обладать внешними сходствами, но работать по существенно другому принципу. Чтобы успешно завершить монтаж устройства, важно иметь четкое представление требований, которым должен соответствовать детектор. Учитывая конструктивные особенности поисковых детекторов, можно выделить ряд параметров:

1. Проникающая способность или проницаемость — этот показатель указывает на максимальную глубину, на которую распространяется ЭМП катушки в грунте. Если предмет находится глубже этой отметки, скорее всего, он останется незаметным.
2. Величина и размеры зоны поиска — воображаемая зона в почве, где предположительно находится объект.
3. Показатели чувствительности — поддержка функций определения более или мелких предметов.
4. Избирательность — функция быстрого реагирования на более актуальные находки. Мечтой каждого кладоискателя является детектор, определяющий лишь самые драгоценные металлы.
5. Помехоустойчивость — способность дискриминировать (исключать из поиска) ЭМП посторонних предметов и источников: например, радиостанций, грозовых разрядов, ЛЭП, электрического транспорта и других помех.
6. Компактность и оперативность. Эти показатели указывают на уровень электропотребления, а также массогабариты прибора и размеры зоны поиска. Ведь маленьким устройством тяжело изучить большую площадь, в то время как слишком крупный прибор не сможет дать точные результаты в узком пространстве.
7. Наличие функции дискриминации или разрешающей способности, которая позволяет микроконтроллеру отделять разные по свойствам и характерам металлы. Данный параметр относится к составным характеристикам, т. к. на выходе устройства присутствует 1, максимум 2 сигнала, а величины, которые указывают на свойства и местонахождение предмета находки гораздо больше.

Рабочая частота

Практически все характеристики металлодетекторов каким-либо образом связаны между собой. Для примера, понижение частоты генератора способствует более глубокому проницанию и точному поиску, правда, за это приходится платить увеличенным энергопотреблением и ухудшением чувствительности. Также увеличиваются размеры катушки, поэтому компактность и эргономичность существенно страдают. В остальном каждый параметр или комплексы каким-либо образом привязаны к частоте генератора. Поэтому первоначальная классификация устройств создана с учётом диапазона рабочих частот.

1. Сверхнизкочастотные — работают до первой сотни Гц. Не являются любительскими приборами, т. к. требуют особого подхода и навыков. Их энергопотребление начинается с нескольких десятков Вт, а без применения дополнительной компьютерной техники и транспортных средств, которые будут служить для передвижения конструкции, попросту не обойтись.
2. Низкочастотные (НЧ) с диапазоном от сотен Гц до нескольких кГц. Отличаются простой схемой и отсутствием сложной конструкции. При этом они гарантируют максимальную помехоустойчивость, но не могут похвастаться хорошей чувствительностью и качественной дискриминацией. Уровень проницаемости достигает 4−5 метров при употреблении электрической энергии от 10 Вт. Такие изделия способны реагировать на ферромагнитные материалы из черного металла, или крупногабаритные бетонные и каменные конструкции. Чаще всего эти устройства называются магнитодететекторами.
3. С повышенной частотой — представители этой группы работают на частоте до нескольких десятков кГц. Их схемотехническая оснастка гораздо сложнее, чем у предыдущих моделей, правда, требования по уходу и эксплуатации минимальные. Показатели проницаемости достигают 1−1,5 метра. Помехоустойчивость вполне нормальная, а дискриминация и чувствительность находятся на высоком уровне. Существуют универсальные, импульсные детекторы, которые способны работать на обводненных или минерализованных грунтах, где присутствует большое скопление обломок или частиц скальных пород, которые тоже издают сигнал ЭМП. Правда, качество работы в такой среде очень низкое.
4. В последней категории находятся приборы с высокой частотой. Их используют для поиска золота.

Методы поиска

В настоящее время применяется больше 10 методов поиска предметов посредством ЭМП. Однако если говорить о непосредственной оцифровке ответного сигнала, то чаще всего такое решение практикуется лишь представителями разных профессиональных сфер, которые применяют самую дорогую технику.

Что касается самодельных металлоискателей, то они бывают следующих типов:

1. Параметрические.
2. Приемопередающие.
3. С накоплением фазы.
4. На биениях.

Параметрические изделия не оснащены специальным приемником, поэтому их нельзя назвать очень популярными. Чтобы определить нахождение металлической конструкции, используется влияние самого предмета на параметры катушки — индуктивность и добротность. При этом показатели ЭМп здесь незначительны. Любые изменения параметров приводят к изменению частоты и амплитды вырабатываемых колебаний.

Несмотря на простоту сборки и дешевизну, такие металлоискатели отличаются хорошей помехоустойчивостью, но нуждаются в особом подходе и навыках.

Модели с приемником обеспечивают максимальную эффективность работы в конкретном диапазоне частот, правда, их схемотехнические свойства остаются очень сложными. Для продуктивной работы приходится покупать качественные катушки. Приемопередающие металлоискатели, у которых одна катушка — называются индукционными. Они обладают хорошей повторяемостью, а проблема правильного размещения катушек отсутствует. Тем не менее схемотехника такого решения гораздо сложнее.

Заключение

Изготовить мощный металлоискатель в домашних условиях несложно. Главное — запастись терпением, чертежами и подробным руководством, внимательно изучая все пункты.

Как работают металлодетекторы – объясните это.

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 9 мая 2022 г.

Бип-бип! Бип-бип! Есть ли что-нибудь более захватывающее, чем
обнаружение сокровищ? Миллионы людей во всем мире имеют
весело использовать металлоискатели, чтобы обнаружить ценные реликвии похоронены
метро. Точно такая же технология работает в нашей армии.
и службы безопасности, помогая сохранять мир в безопасности, раскрывая
ружья, ножи и закопанные мины. Металлоискатели основаны на
наука об электромагнетизме. Давайте узнаем, как они работают!

Фото: морской пехотинец США с помощью металлодетектора осматривает придорожные шины в поисках спрятанной взрывчатки. Фото предоставлено Министерством обороны США и Wikimedia Commons.

Содержание

1. Когда магнетизм встретился с электричеством
2. Как электромагнетизм питает металлоискатель
3. Как работают металлодетекторы
4. Какие существуют типы металлодетекторов?
5. На какую глубину проникнет металлоискатель?
6. Где используются металлодетекторы?
7. Кто изобрел металлоискатели?
8. А как насчет неметаллических детекторов ?
9. Узнать больше

Когда магнетизм встретился с электричеством

Если вы когда-нибудь делали электромагнит, намотав катушку из проволоки
вокруг гвоздя и подключив его к батарее, вы узнаете, что
магнетизм и электричество подобны
пожилая супружеская пара: когда бы вы ни нашли одного, вы всегда найдете другого, не очень далеко.

Мы находим практическое применение этой идее каждую минуту каждого дня.
Каждый раз, когда мы используем электроприбор, мы полагаемся на близкое
Связь между электричеством и магнетизмом. Электричество, которое мы используем
поступает от электростанций (или,
все чаще из возобновляемых источников
как ветряные турбины) и это сделано
генератор, который на самом деле просто
большой барабан с медной проволокой. Когда провод
вращается с большой скоростью
через магнитное поле внутри него «волшебным образом» генерируется электричество — и
мы можем использовать эту силу в наших собственных целях. Электрические приборы
используем (во всем, от стирки
машины к пылесосам)
содержат электродвигатели, которые работают в точности противоположным образом.
генераторы: по мере того, как электричество поступает в них, оно генерирует изменяющееся
магнитное поле в катушке провода, которое давит на поле
постоянный магнит, и это то, что заставляет двигатель вращаться. (Ты можешь найти
подробнее об этом в нашей статье об электродвигателях. )

Фото: Гениальный физик Джеймс Клерк Максвелл.
Фото из общественного достояния предоставлено Wikimedia Commons.

Короче говоря, вы можете использовать электричество для создания магнетизма и магнетизма
производить электричество. Фантастически умный шотландский физик по имени
Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) подытожил все это в 1860-х годах.
когда
он выписал четыре обманчиво простые математические формулы (теперь известные
как уравнения Максвелла). Один из них говорит, что всякий раз, когда есть
изменяющееся электрическое поле, вы также получаете изменяющееся магнитное поле.
Другой говорит, что когда есть изменяющееся магнитное поле, вы получаете
изменяющееся электрическое поле. На самом деле Максвелл говорил, что
электричество и магнетизм — две части одного и того же:
электромагнетизм. Зная это, мы можем точно понять, как металл
детекторы
работа.

Фото: Этот усовершенствованный проходной детектор разработан
в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории использует визуализацию волн для обнаружения пластикового и керамического оружия.
не улавливаются обычными металлоискателями.
Фото предоставлено Министерством энергетики США.

Как электромагнетизм питает металлоискатель

Различные металлоискатели работают по-разному, но вот
наука, стоящая за одним из более простых видов. Металлоискатель содержит
моток проволоки (обернутый вокруг круглой головки на конце
ручка), известная как передающая катушка. Когда электричество течет
через
вокруг катушки создается магнитное поле. Когда вы подметаете
детектор над землей, вы заставляете магнитное поле двигаться вокруг
слишком. Если вы перемещаете металлоискатель над металлическим объектом, движущийся
магнитное поле воздействует на атомы внутри
металл. На самом деле, это
меняет то, как электроны (крошечные частицы «вращаются» вокруг
эти атомы) движутся. Теперь, если у нас есть изменяющееся магнитное поле в
металл, призрак Джеймса Клерка Максвелла говорит нам, что мы также должны иметь
электрический ток движется туда же. Другими словами, металлоискатель.
создает (или «индуцирует») некоторую электрическую активность в металле. Но затем Максвелл рассказывает
нас интересует еще кое-что: если у нас есть электричество, движущееся в
кусок металла, он также должен создавать некоторый магнетизм. Итак, когда вы
перемещайте металлоискатель над куском металла, магнитное поле
исходящий от детектора, вызывает появление другого магнитного поля вокруг
металл.

Работа: Компактный металлоискатель в современном стиле был изобретен Чарльзом Гарреттом в начале 1970-х годов.
Вы можете ясно видеть две катушки (которые я покрасил в красный и синий цвета). Коробка (оранжевая) в верхней части рукоятки (зеленая) содержит схему управления, включая батарею (не показана), громкоговоритель (24), переключатель громкости (27), регулятор чувствительности (28) и переключатель включения/выключения ( 29). Эта иллюстрация взята из патента США № 3 662 255 Чарльза Гаррета, выданного в 1972 г. с любезного разрешения Управления по патентам и товарным знакам США.

Детектор улавливает второе магнитное поле вокруг металла.
Металлоискатель имеет вторую катушку провода в головке (известную как
приемная катушка), которая подключена к цепи, содержащей
громкоговоритель. Когда вы перемещаете детектор
о над куском металла,
магнитное поле, создаваемое металлом, прорезает катушку. Сейчас
если вы перемещаете кусок металла через магнитное поле, вы делаете
через него течет электричество (помните, так работает генератор).
Итак, когда вы перемещаете детектор по металлу, течет электрический ток.
через катушку приемника, вызывая щелчок или звуковой сигнал громкоговорителя. Привет
вуаля, металлоискатель сработал, и вы что-то нашли!
Чем ближе вы перемещаете катушку передатчика к куску металла, тем
сильнее магнитное поле, создаваемое в нем катушкой передатчика, тем сильнее
магнитное поле, которое металл создает в приемной катушке, тем больше ток, который
течет в громкоговоритель, и тем громче шум.

Итак, спасибо, Джеймс Клерк Максвелл, за то, что помог нам понять, как работают металлоискатели, используя электричество для создания магнетизма, который создает больше электричества где-то еще.

Какие существуют типы металлодетекторов?

Как мы видели выше, магнитные поля создаются изменяющимися электрическими полями, которые колеблются с определенной частотой.
частота. Различные частоты дают лучшие или худшие результаты в зависимости от того,
металл, который вы ищете, как глубоко в земле вы ищете, из какого материала сделана земля
(песок или почва или что-то еще) и так далее.

Хотя все металлоискатели работают примерно одинаково, преобразовывая электричество в магнетизм и обратно.
опять же, они бывают трех основных типов. Самые простые подходят для всех видов универсальных
металлоискатель и кладоискатель. Они называются VLF (очень низкочастотными) детекторами , потому что они используют
единая фиксированная частота обнаружения обычно составляет около 6–20 кГц (обычно менее 30 кГц).

Фото: Этот складной миноискатель VLF (Vallon VMW1 армии США) можно использовать на суше или под водой на глубине до 30 м (100 футов). Фотография Кимберли Трамбулл предоставлена ​​армией США, опубликована на Викискладе.

Вы также встретите PI (импульсно-индукционные) детекторы , которые используют более высокие частоты и
импульсные сигналы. Как правило, они могут улавливать предметы глубже в земле, чем детекторы ОНЧ, но они не так разборчивы и не так разборчивы.
ничего подобного, как обычно используется. Третий тип известен как детектор FBS (полнополосный спектр) , который одновременно использует несколько частот, так что, по сути, это немного похоже на использование нескольких немного по-разному настроенных детекторов одновременно.

Фото: Разминирование. Этот армейский миноискатель (CyTerra AN/PSS-14) сочетает в себе
сверхчувствительный импульсный металлодетектор и георадар (GPR) в одном устройстве.
портативный блок. Он может обнаруживать мины с низким содержанием металла и различать металл мины, нерелевантный металлический мусор и почву с высоким содержанием металла. Фотография предоставлена ​​армией США, опубликована на Flickr по лицензии Creative Commons (CC BY 2.0).

На какую глубину может проникнуть металлоискатель?

Точного ответа на этот вопрос, к сожалению, нет, потому что он зависит от всевозможных факторов, в том числе:

• Размер, форма и тип закопанного металлического предмета: более крупные предметы легче обнаружить на глубине, чем мелкие.
• Ориентация объекта: объекты, закопанные горизонтально, как правило, легче найти, чем те, которые закопаны концами вниз, отчасти потому, что это создает большую целевую область, а также потому, что это делает закопанный объект более эффективным при отправке сигнала обратно в детектор. .
• Возраст объекта: вещи, которые долгое время были закопаны, с большей вероятностью окислились или подверглись коррозии, что затрудняет их поиск.
• Природа почвы или песка, которые вы ищете.
• Тип детектора и частота (или частоты), которые он использует.

Обычно металлоискатели работают на максимальной глубине около 20–50 см (8–20 дюймов).

Где используются металлодетекторы?

Металлоискатели используются не только для поиска монет на пляже. Ты
их можно увидеть в проходных сканерах в аэропортах (предназначенных для остановки
люди с оружием и ножами в самолеты или в другие безопасные
местах, таких как тюрьмы и больницы) и во многих видах научных
исследовать. Археологи часто осуждают неподготовленных людей, использующих металл.
детекторы для нарушения важных артефактов, но при правильном и
С уважением, металлоискатели могут быть ценными инструментами в исторических исследованиях.

Фото: этот металлоискатель стержневого типа, называемый SuperScanner и изготовленный Garrett Metal Detectors,
используется для проверки посетителей медицинской клиники в Афганистане.
Он работает от встроенной 9-вольтовой батареи, которая обеспечивает около 60 часов непрерывной работы.
Если вы найдете металл, детектор сообщит вам об этом комбинацией
мигающих светодиодов и трели.
Его длина составляет 42 см (16,5 дюйма), а вес — 500 г (17,6 унции).
Такие детекторы стоят около 200 долларов (100 фунтов).
Фото Кристофера Адмира предоставлено армией США.

Кто изобрел металлоискатели?

Металлоискатели, по-видимому, восходят к расстрелу президента США Джеймса А. Гарфилда в июле 1881 года. Одна из пуль, направленных в президента, застряла внутри его тела, и ее не удалось найти. Пионер телефонии Александр Грэм Белл быстро собрал электромагнитное устройство для обнаружения металла, названное индукционными весами, основанное на более раннем изобретении немецкого физика Генриха Вильгельма Дава.
Хотя пуля не была найдена, а президент позже умер, устройство Белла работало правильно, и многие люди считают его самым первым электромагнитным локатором металла.

Рисунок: Слева: Найдите пулю! На этом зарисовке Уильяма А. Скинкла из иллюстрированной газеты Фрэнка Лесли от 20 августа 1881 г. показано довольно много врачей (!) использующих индукционные весы Белла, чтобы найти пулю, затерявшуюся в теле президента. В комнате слева находится оборудование на столешнице, которое помечено как «прерыватель», «конденсатор» и «батарея» (коробки в задней части стола). Вы можете просто разглядеть провода, которые тянутся от нижней части изображения к кровати президента справа. Предположительно Александр Грэм Белл — это бородатый мужчина, разговаривающий по телефону справа?
С разрешения Библиотеки Конгресса США.

Портативные металлоискатели были изобретены немецким инженером-электронщиком Герхардом Фишером (которое он также произносил как «Фишер»), когда жил в Соединенных Штатах, и в январе 1933 года он подал заявку на патент на эту идею. Он назвал свое изобретение Металлоскоп. — «метод и средства для указания наличия закопанных металлов, таких как руда, трубы и т. п.» — и вы можете видеть это на рисунке здесь. В том же году он основал исследовательскую лабораторию Fisher, которая и по сей день остается ведущим производителем металлоискателей. Доктор Чарльз Л. Гарретт, основатель Garrett Electronics, первым изобрел современные электронные металлодетекторы в начале 19 века.70-е годы. После работы в НАСА над программой посадки на Луну «Аполлон» Гарретт обратил внимание на свое хобби — любительскую охоту за сокровищами — и его компания произвела революцию в этой области, представив ряд инноваций, в том числе первый компьютеризированный металлоискатель с цифровой обработкой сигнала, запатентованный в 1987 году.

Произведение: Металлоскоп, запатентованный Герхардом Фишером (Fisher) в 1937 году, который я раскрасил, чтобы за ним было легче следить. Катушка передатчика находится в красной рамке спереди; катушка приемника находится в синей коробке сзади. Передатчик использует неслышимые сигналы частотой 30 000 Гц; приемник посылает звуковые сигналы (с частотой около 500 Гц) в наушники, как в современном металлоискателе. Катушки передатчика и приемника установлены под прямым углом друг к другу, поэтому приемник не принимает сигналы непосредственно от передатчика. Работа предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США.

А как насчет

неметаллических детекторов ?

Охотники за сокровищами всегда будут ценить подобные металлоискатели, потому что исторически ценные вещи обычно делались из металла.
Но в мире безопасности уже недостаточно полагаться на металлодетекторы как на нашу единственную линию.
защита. Люди, которым нравится проносить оружие контрабандой через охрану, например, хорошо осведомлены
что им придется пройти через металлоискатели, и они, вероятно, попробуют альтернативы, такие как керамика,
ножи из пластика или углеродного волокна. Хотя уважаемые производители прилагают все усилия, чтобы обеспечить наличие мелких металлических деталей в
рукояти «неметаллических» ножей, именно по этой причине ничто не мешает наточить кусок пластмассы до
импровизируйте нож, как неоднократно делала полиция
найденный. Как же тогда мы обнаруживаем неметаллические угрозы?

Одним из решений, принятых в аэропортах, является использование сканеров миллиметрового диапазона (MMS) для обнаружения металлических и неметаллических объектов.
По сути, они работают как более безопасные версии рентгеновских аппаратов: волны проходят через одежду, но
отражаются нашими телами, а любое спрятанное оружие (металлическое или иное) отображается в виде картинок на экране.
Рентгеновские аппараты используют очень мощное излучение (с длиной волны примерно в нанометры или миллиардные доли метра), которое может быть опасным, если ваше тело поглощает слишком много излучения.
Как следует из их названия, сканеры миллиметрового диапазона используют гораздо более длинные волны размером 1–10 мм (примерно в 10 раз меньше, чем микроволны, отправляемые и принимаемые мобильными телефонами), которые составляют значительно ниже по интенсивности, и поэтому поза
небольшой или нулевой риск для здоровья людей.

Узнайте больше

На этом сайте

• Электричество
• Магнетизм
• Металлы
• Рентгеновские лучи

На других веб-сайтах

• Свод правил ответственного поиска металлов. Хотя приведенные здесь разумные рекомендации написаны для Великобритании, они применимы в большей степени и в других странах, но обязательно узнайте о законах или правилах, применимых конкретно к вашему региону. .
• Обнаружение предметов, спрятанных на человеке или внутри тела: краткий обзор некоторых передовых технологий обнаружения, разработанных Национальным институтом юстиции США, включая радар миллиметрового диапазона (ммВт) и ультразвук.
• Глава 3: Обнаружение металлов. Этот полезный (хотя и немного устаревший) обзор 1999 года взят из отчета Министерства юстиции США «Надлежащее и эффективное использование технологий безопасности в школах США». -металлодетекторы и рентгеновские сканеры багажа. [Архивировано через Wayback Machine]

Книги

• Библия металлоискателя: полезные советы, советы экспертов и секреты инсайдеров для поиска спрятанных сокровищ, Брэндон Нейс. Улисс Пресс, 2016.
• Обнаружение металлов и археология Сьюзи Томас, Питер Стоун. Издательство Гринлайт, 2012.
• Руководство для начинающих по поиску металлов Джулиана Эван-Харта и Дэйва Стаки. Издательство Гринлайт, 2012.
• «Городской охотник за сокровищами: практическое руководство для начинающих» Майкла Чаплана. Square One Publishers, Inc., 2005.
• Расширенный справочник по современным металлодетекторам Чарльза Гарретта. Ram Publishing, 1985. Старая книга, но достойная внимания, так как она написана самим Чарльзом Гарреттом.

Артикул

• Металлодетекторы – норма в школах и на стадионах. Капитолии штатов? «Не так много» Алана Блиндера. The New York Times, 14 апреля 2018 г. Сканирование системы безопасности вовсе не так распространено, как вы думаете.
• Радость поиска металла — это не только сокровище Дейва Криспа. The Guardian, 29 августа., 2014. Металлоискатель связывает людей с прошлым, утверждает один энтузиаст.
• Робот берется за обнаружение наземных мин, пока люди остаются очень-очень далеко, Эван Акерман. IEEE Spectrum, 23 января 2014 г. Краткий обзор робота, который может находить мины с помощью георадара и металлоискателя.
• Археология и поиск металлов, Алекс Хант. BBC News, 17 февраля 2011 г. Могут ли профессиональные археологи и любители металлодетекторов работать бок о бок?
• [PDF] Система обнаружения мин AN/PSS-14 предлагает улучшенные противоминные возможности, Келлин Д. Риттер, US Army AL&T, январь-март 2007 г. Интересная статья о разработке комбинированного металлодетектора AN/PSS-14 и георадара выше.

Патенты

Если вас интересуют технические подробности, ознакомьтесь со следующими патентами:

• Патент США 2 066 561: Металлоскоп Герхарда Р. Фишера. Запатентован 5 января 1937 г. (подана 16 января 1933 г.).
• Патент США 3,662,255: Устройство для обнаружения скрытых или зарытых металлических тел и стабильный индуктор, используемый в таких детекторах Чарльзом Л. Гарреттом. Запатентован 2 мая 1972 г. (подана 13 апреля 1970 г.). Я считаю, что это был первый патент Garrett на металлоискатель.
• Патент США 4,709,213: Металлоискатель с цифровой обработкой сигнала Роберта Дж. Подраски. Запатентован 24 ноября 1987 г. (подана 8 июля 1985 г.). Первый компьютеризированный металлоискатель Garrett. Поисковые сигналы оцифровываются и обрабатываются компьютерным чипом для более точного поиска.

Как работают металлодетекторы. Объясните это.

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 9 мая 2022 г.

Бип-бип! Бип-бип! Есть ли что-нибудь более захватывающее, чем
обнаружение сокровищ? Миллионы людей во всем мире имеют
весело использовать металлоискатели, чтобы обнаружить ценные реликвии похоронены
метро. Точно такая же технология работает в нашей армии.
и службы безопасности, помогая сохранять мир в безопасности, раскрывая
ружья, ножи и закопанные мины. Металлоискатели основаны на
наука об электромагнетизме. Давайте узнаем, как они работают!

Фото: морской пехотинец США с помощью металлодетектора осматривает придорожные шины в поисках спрятанной взрывчатки. Фото предоставлено Министерством обороны США и Wikimedia Commons.

Содержание

1. Когда магнетизм встретился с электричеством
2. Как электромагнетизм питает металлоискатель
3. Как работают металлодетекторы
4. Какие существуют типы металлодетекторов?
5. На какую глубину проникнет металлоискатель?
6. Где используются металлодетекторы?
7. Кто изобрел металлоискатели?
8. А как насчет неметаллических детекторов ?
9. Узнать больше

Когда магнетизм встретился с электричеством

Если вы когда-нибудь делали электромагнит, намотав катушку из проволоки
вокруг гвоздя и подключив его к батарее, вы узнаете, что
магнетизм и электричество подобны
пожилая супружеская пара: когда бы вы ни нашли одного, вы всегда найдете другого, не очень далеко.

Мы находим практическое применение этой идее каждую минуту каждого дня.
Каждый раз, когда мы используем электроприбор, мы полагаемся на близкое
Связь между электричеством и магнетизмом. Электричество, которое мы используем
поступает от электростанций (или,
все чаще из возобновляемых источников
как ветряные турбины) и это сделано
генератор, который на самом деле просто
большой барабан с медной проволокой. Когда провод
вращается с большой скоростью
через магнитное поле внутри него «волшебным образом» генерируется электричество — и
мы можем использовать эту силу в наших собственных целях. Электрические приборы
используем (во всем, от стирки
машины к пылесосам)
содержат электродвигатели, которые работают в точности противоположным образом.
генераторы: по мере того, как электричество поступает в них, оно генерирует изменяющееся
магнитное поле в катушке провода, которое давит на поле
постоянный магнит, и это то, что заставляет двигатель вращаться. (Ты можешь найти
подробнее об этом в нашей статье об электродвигателях. )

Фото: Гениальный физик Джеймс Клерк Максвелл.
Фото из общественного достояния предоставлено Wikimedia Commons.

Короче говоря, вы можете использовать электричество для создания магнетизма и магнетизма
производить электричество. Фантастически умный шотландский физик по имени
Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) подытожил все это в 1860-х годах.
когда
он выписал четыре обманчиво простые математические формулы (теперь известные
как уравнения Максвелла). Один из них говорит, что всякий раз, когда есть
изменяющееся электрическое поле, вы также получаете изменяющееся магнитное поле.
Другой говорит, что когда есть изменяющееся магнитное поле, вы получаете
изменяющееся электрическое поле. На самом деле Максвелл говорил, что
электричество и магнетизм — две части одного и того же:
электромагнетизм. Зная это, мы можем точно понять, как металл
детекторы
работа.

Фото: Этот усовершенствованный проходной детектор разработан
в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории использует визуализацию волн для обнаружения пластикового и керамического оружия.
не улавливаются обычными металлоискателями.
Фото предоставлено Министерством энергетики США.

Как электромагнетизм питает металлоискатель

Различные металлоискатели работают по-разному, но вот
наука, стоящая за одним из более простых видов. Металлоискатель содержит
моток проволоки (обернутый вокруг круглой головки на конце
ручка), известная как передающая катушка. Когда электричество течет
через
вокруг катушки создается магнитное поле. Когда вы подметаете
детектор над землей, вы заставляете магнитное поле двигаться вокруг
слишком. Если вы перемещаете металлоискатель над металлическим объектом, движущийся
магнитное поле воздействует на атомы внутри
металл. На самом деле, это
меняет то, как электроны (крошечные частицы «вращаются» вокруг
эти атомы) движутся. Теперь, если у нас есть изменяющееся магнитное поле в
металл, призрак Джеймса Клерка Максвелла говорит нам, что мы также должны иметь
электрический ток движется туда же. Другими словами, металлоискатель.
создает (или «индуцирует») некоторую электрическую активность в металле. Но затем Максвелл рассказывает
нас интересует еще кое-что: если у нас есть электричество, движущееся в
кусок металла, он также должен создавать некоторый магнетизм. Итак, когда вы
перемещайте металлоискатель над куском металла, магнитное поле
исходящий от детектора, вызывает появление другого магнитного поля вокруг
металл.

Работа: Компактный металлоискатель в современном стиле был изобретен Чарльзом Гарреттом в начале 1970-х годов.
Вы можете ясно видеть две катушки (которые я покрасил в красный и синий цвета). Коробка (оранжевая) в верхней части рукоятки (зеленая) содержит схему управления, включая батарею (не показана), громкоговоритель (24), переключатель громкости (27), регулятор чувствительности (28) и переключатель включения/выключения ( 29). Эта иллюстрация взята из патента США № 3 662 255 Чарльза Гаррета, выданного в 1972 г. с любезного разрешения Управления по патентам и товарным знакам США.

Детектор улавливает второе магнитное поле вокруг металла.
Металлоискатель имеет вторую катушку провода в головке (известную как
приемная катушка), которая подключена к цепи, содержащей
громкоговоритель. Когда вы перемещаете детектор
о над куском металла,
магнитное поле, создаваемое металлом, прорезает катушку. Сейчас
если вы перемещаете кусок металла через магнитное поле, вы делаете
через него течет электричество (помните, так работает генератор).
Итак, когда вы перемещаете детектор по металлу, течет электрический ток.
через катушку приемника, вызывая щелчок или звуковой сигнал громкоговорителя. Привет
вуаля, металлоискатель сработал, и вы что-то нашли!
Чем ближе вы перемещаете катушку передатчика к куску металла, тем
сильнее магнитное поле, создаваемое в нем катушкой передатчика, тем сильнее
магнитное поле, которое металл создает в приемной катушке, тем больше ток, который
течет в громкоговоритель, и тем громче шум.

Итак, спасибо, Джеймс Клерк Максвелл, за то, что помог нам понять, как работают металлоискатели, используя электричество для создания магнетизма, который создает больше электричества где-то еще.

Какие существуют типы металлодетекторов?

Как мы видели выше, магнитные поля создаются изменяющимися электрическими полями, которые колеблются с определенной частотой.
частота. Различные частоты дают лучшие или худшие результаты в зависимости от того,
металл, который вы ищете, как глубоко в земле вы ищете, из какого материала сделана земля
(песок или почва или что-то еще) и так далее.

Хотя все металлоискатели работают примерно одинаково, преобразовывая электричество в магнетизм и обратно.
опять же, они бывают трех основных типов. Самые простые подходят для всех видов универсальных
металлоискатель и кладоискатель. Они называются VLF (очень низкочастотными) детекторами , потому что они используют
единая фиксированная частота обнаружения обычно составляет около 6–20 кГц (обычно менее 30 кГц).

Фото: Этот складной миноискатель VLF (Vallon VMW1 армии США) можно использовать на суше или под водой на глубине до 30 м (100 футов). Фотография Кимберли Трамбулл предоставлена ​​армией США, опубликована на Викискладе.

Вы также встретите PI (импульсно-индукционные) детекторы , которые используют более высокие частоты и
импульсные сигналы. Как правило, они могут улавливать предметы глубже в земле, чем детекторы ОНЧ, но они не так разборчивы и не так разборчивы.
ничего подобного, как обычно используется. Третий тип известен как детектор FBS (полнополосный спектр) , который одновременно использует несколько частот, так что, по сути, это немного похоже на использование нескольких немного по-разному настроенных детекторов одновременно.

Фото: Разминирование. Этот армейский миноискатель (CyTerra AN/PSS-14) сочетает в себе
сверхчувствительный импульсный металлодетектор и георадар (GPR) в одном устройстве.
портативный блок. Он может обнаруживать мины с низким содержанием металла и различать металл мины, нерелевантный металлический мусор и почву с высоким содержанием металла. Фотография предоставлена ​​армией США, опубликована на Flickr по лицензии Creative Commons (CC BY 2.0).

На какую глубину может проникнуть металлоискатель?

Точного ответа на этот вопрос, к сожалению, нет, потому что он зависит от всевозможных факторов, в том числе:

• Размер, форма и тип закопанного металлического предмета: более крупные предметы легче обнаружить на глубине, чем мелкие.
• Ориентация объекта: объекты, закопанные горизонтально, как правило, легче найти, чем те, которые закопаны концами вниз, отчасти потому, что это создает большую целевую область, а также потому, что это делает закопанный объект более эффективным при отправке сигнала обратно в детектор. .
• Возраст объекта: вещи, которые долгое время были закопаны, с большей вероятностью окислились или подверглись коррозии, что затрудняет их поиск.
• Природа почвы или песка, которые вы ищете.
• Тип детектора и частота (или частоты), которые он использует.

Обычно металлоискатели работают на максимальной глубине около 20–50 см (8–20 дюймов).

Где используются металлодетекторы?

Металлоискатели используются не только для поиска монет на пляже. Ты
их можно увидеть в проходных сканерах в аэропортах (предназначенных для остановки
люди с оружием и ножами в самолеты или в другие безопасные
местах, таких как тюрьмы и больницы) и во многих видах научных
исследовать. Археологи часто осуждают неподготовленных людей, использующих металл.
детекторы для нарушения важных артефактов, но при правильном и
С уважением, металлоискатели могут быть ценными инструментами в исторических исследованиях.

Фото: этот металлоискатель стержневого типа, называемый SuperScanner и изготовленный Garrett Metal Detectors,
используется для проверки посетителей медицинской клиники в Афганистане.
Он работает от встроенной 9-вольтовой батареи, которая обеспечивает около 60 часов непрерывной работы.
Если вы найдете металл, детектор сообщит вам об этом комбинацией
мигающих светодиодов и трели.
Его длина составляет 42 см (16,5 дюйма), а вес — 500 г (17,6 унции).
Такие детекторы стоят около 200 долларов (100 фунтов).
Фото Кристофера Адмира предоставлено армией США.

Кто изобрел металлоискатели?

Металлоискатели, по-видимому, восходят к расстрелу президента США Джеймса А. Гарфилда в июле 1881 года. Одна из пуль, направленных в президента, застряла внутри его тела, и ее не удалось найти. Пионер телефонии Александр Грэм Белл быстро собрал электромагнитное устройство для обнаружения металла, названное индукционными весами, основанное на более раннем изобретении немецкого физика Генриха Вильгельма Дава.
Хотя пуля не была найдена, а президент позже умер, устройство Белла работало правильно, и многие люди считают его самым первым электромагнитным локатором металла.

Рисунок: Слева: Найдите пулю! На этом зарисовке Уильяма А. Скинкла из иллюстрированной газеты Фрэнка Лесли от 20 августа 1881 г. показано довольно много врачей (!) использующих индукционные весы Белла, чтобы найти пулю, затерявшуюся в теле президента. В комнате слева находится оборудование на столешнице, которое помечено как «прерыватель», «конденсатор» и «батарея» (коробки в задней части стола). Вы можете просто разглядеть провода, которые тянутся от нижней части изображения к кровати президента справа. Предположительно Александр Грэм Белл — это бородатый мужчина, разговаривающий по телефону справа?
С разрешения Библиотеки Конгресса США.

Портативные металлоискатели были изобретены немецким инженером-электронщиком Герхардом Фишером (которое он также произносил как «Фишер»), когда жил в Соединенных Штатах, и в январе 1933 года он подал заявку на патент на эту идею. Он назвал свое изобретение Металлоскоп. — «метод и средства для указания наличия закопанных металлов, таких как руда, трубы и т. п.» — и вы можете видеть это на рисунке здесь. В том же году он основал исследовательскую лабораторию Fisher, которая и по сей день остается ведущим производителем металлоискателей. Доктор Чарльз Л. Гарретт, основатель Garrett Electronics, первым изобрел современные электронные металлодетекторы в начале 19 века.70-е годы. После работы в НАСА над программой посадки на Луну «Аполлон» Гарретт обратил внимание на свое хобби — любительскую охоту за сокровищами — и его компания произвела революцию в этой области, представив ряд инноваций, в том числе первый компьютеризированный металлоискатель с цифровой обработкой сигнала, запатентованный в 1987 году.

Произведение: Металлоскоп, запатентованный Герхардом Фишером (Fisher) в 1937 году, который я раскрасил, чтобы за ним было легче следить. Катушка передатчика находится в красной рамке спереди; катушка приемника находится в синей коробке сзади. Передатчик использует неслышимые сигналы частотой 30 000 Гц; приемник посылает звуковые сигналы (с частотой около 500 Гц) в наушники, как в современном металлоискателе. Катушки передатчика и приемника установлены под прямым углом друг к другу, поэтому приемник не принимает сигналы непосредственно от передатчика. Работа предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США.

А как насчет

неметаллических детекторов ?

Охотники за сокровищами всегда будут ценить подобные металлоискатели, потому что исторически ценные вещи обычно делались из металла.
Но в мире безопасности уже недостаточно полагаться на металлодетекторы как на нашу единственную линию.
защита. Люди, которым нравится проносить оружие контрабандой через охрану, например, хорошо осведомлены
что им придется пройти через металлоискатели, и они, вероятно, попробуют альтернативы, такие как керамика,
ножи из пластика или углеродного волокна. Хотя уважаемые производители прилагают все усилия, чтобы обеспечить наличие мелких металлических деталей в
рукояти «неметаллических» ножей, именно по этой причине ничто не мешает наточить кусок пластмассы до
импровизируйте нож, как неоднократно делала полиция
найденный. Как же тогда мы обнаруживаем неметаллические угрозы?

Одним из решений, принятых в аэропортах, является использование сканеров миллиметрового диапазона (MMS) для обнаружения металлических и неметаллических объектов.
По сути, они работают как более безопасные версии рентгеновских аппаратов: волны проходят через одежду, но
отражаются нашими телами, а любое спрятанное оружие (металлическое или иное) отображается в виде картинок на экране.
Рентгеновские аппараты используют очень мощное излучение (с длиной волны примерно в нанометры или миллиардные доли метра), которое может быть опасным, если ваше тело поглощает слишком много излучения.
Как следует из их названия, сканеры миллиметрового диапазона используют гораздо более длинные волны размером 1–10 мм (примерно в 10 раз меньше, чем микроволны, отправляемые и принимаемые мобильными телефонами), которые составляют значительно ниже по интенсивности, и поэтому поза
небольшой или нулевой риск для здоровья людей.

Узнайте больше

На этом сайте

• Электричество
• Магнетизм
• Металлы
• Рентгеновские лучи

На других веб-сайтах

• Свод правил ответственного поиска металлов. Хотя приведенные здесь разумные рекомендации написаны для Великобритании, они применимы в большей степени и в других странах, но обязательно узнайте о законах или правилах, применимых конкретно к вашему региону. .
• Обнаружение предметов, спрятанных на человеке или внутри тела: краткий обзор некоторых передовых технологий обнаружения, разработанных Национальным институтом юстиции США, включая радар миллиметрового диапазона (ммВт) и ультразвук.
• Глава 3: Обнаружение металлов. Этот полезный (хотя и немного устаревший) обзор 1999 года взят из отчета Министерства юстиции США «Надлежащее и эффективное использование технологий безопасности в школах США». -металлодетекторы и рентгеновские сканеры багажа. [Архивировано через Wayback Machine]

Книги

• Библия металлоискателя: полезные советы, советы экспертов и секреты инсайдеров для поиска спрятанных сокровищ, Брэндон Нейс. Улисс Пресс, 2016.
• Обнаружение металлов и археология Сьюзи Томас, Питер Стоун. Издательство Гринлайт, 2012.
• Руководство для начинающих по поиску металлов Джулиана Эван-Харта и Дэйва Стаки. Издательство Гринлайт, 2012.
• «Городской охотник за сокровищами: практическое руководство для начинающих» Майкла Чаплана. Square One Publishers, Inc., 2005.
• Расширенный справочник по современным металлодетекторам Чарльза Гарретта. Ram Publishing, 1985. Старая книга, но достойная внимания, так как она написана самим Чарльзом Гарреттом.

Артикул

• Металлодетекторы – норма в школах и на стадионах. Капитолии штатов? «Не так много» Алана Блиндера. The New York Times, 14 апреля 2018 г. Сканирование системы безопасности вовсе не так распространено, как вы думаете.
• Радость поиска металла — это не только сокровище Дейва Криспа. The Guardian, 29 августа., 2014. Металлоискатель связывает людей с прошлым, утверждает один энтузиаст.
• Робот берется за обнаружение наземных мин, пока люди остаются очень-очень далеко, Эван Акерман. IEEE Spectrum, 23 января 2014 г. Краткий обзор робота, который может находить мины с помощью георадара и металлоискателя.
• Археология и поиск металлов, Алекс Хант. BBC News, 17 февраля 2011 г. Могут ли профессиональные археологи и любители металлодетекторов работать бок о бок?
• [PDF] Система обнаружения мин AN/PSS-14 предлагает улучшенные противоминные возможности, Келлин Д. Риттер, US Army AL&T, январь-март 2007 г. Интересная статья о разработке комбинированного металлодетектора AN/PSS-14 и георадара выше.

Патенты

Если вас интересуют технические подробности, ознакомьтесь со следующими патентами:

• Патент США 2 066 561: Металлоскоп Герхарда Р.