Корисні визначення
Динамічний режим роботи передбачає безперервний рух пошукової головки (котушки). Реакція приладу буде спостерігатися тільки при пронесення головки над металом. Якщо голівку зупинити над об'єктом - реакція пропаде.
Статичний режим роботи - такий режим, при якому реакція приладу буде зберігатися, поки головка знаходиться над об'єктом. При цьому не важливо, рухається вона чи ні.
Псевдостатический режим роботи - динамічний режим є дуже повільною підстроюванням порога. Тобто, якщо довго тримати голівку над об'єктом, відбудеться налаштування приладу під цей об'єкт і реакція пропаде. При видаленні від головки об'єкта почнеться зворотна підстроювання тієї ж тривалості. У комп'ютеризованих приладах процесами налаштування порогу управляє мікропроцесор, тому швидкості підстроювання при наближенні і видаленні від об'єкта можуть бути різними. У звичайних приладах з псевдостатикой для швидкого відновлення порога при видаленні котушки від об'єкта служить кнопка RETUNE.
VCO-режим - залежність не тільки гучності звуку, але і його тону (частоти) від величини і глибини об'єкта. Загострює реакцію людського вуха на слабкі зміни в прийнятому від об'єкта сигналі.
Поріг (пороговий тон) - слабкий звуковий тон, чутний в динаміці приладу або навушниках при відсутності металевих об'єктів поблизу голівки. Пороговий тон мають як прилади, що мають режим пошуку всіх металів, так і прилади з статичними режимами пошуку. З цього тону можна судити про працездатність металошукача і зміни мінералізації грунту. У більшості приладів пороговий тон регулюється.
Режекциі - відсутність звукового сигналу (ігнорування) для певного виду об'єктів.
Основні принципи побудови металодетектора: переваги та недоліки
Принципів, за якими будують металодетектори, відомо кілька. Ось основні три.
BFO (Beat Frequency Oscillator - генератор биттів, залежний генератор) - додавання коливань двох високочастотних генераторів і виділення їх різниці частот, що лежить в звуковому діапазоні. Якщо поблизу від пошукової котушки з'являється металевий предмет, змінюється частота сигналу одного з генераторів, а з нею і висота чутного звуку. Тобто працюють на основі визначення малих змін пошукової котушки індуктивності під впливом залізних предметів. Характеризуються низькою чутливістю.
TR/IB (Transmit-Receive/Induction Balance - передача, прийом і баланс індукції) - в датчику встановлюють дві котушки, передавальну та приймальну. Присутність металу змінює індуктивний зв'язок між ними, що впливає на який приймається сигнал.
PI (Pulse Induction - імпульсна індукція) - передачу ведуть імпульсами, форма і амплітуда прийнятих сигналів залежать від наявності металевих об'єктів поблизу котушок детектора.
Навпаки, імпульсні детектори мають багато переваг:
- найчутливіші серед всіх детекторів, які в сучасний час є;
- малочутливі до впливу землі;
- мають просту конструкцію.
При їх роботі використовуються магнітні імпульси, здатні наводити струм у всіх металевих предметах, що потрапляють у магнітне поле. У перервах між імпульсами, приймач приймає відгук, який посилюється і обробляється електронної частиною.
При своїх незаперечних достоїнствах, вони мають і недоліки:
- для їх роботи потрібні потужні акумулятори;
- вони вкрай чутливі до дрібних залізних предметів.
З середини 90-х років багато імпульсні металодетектори стали постачатися дискримінатором.
Металодетектори з урівноваженою індукцією стали стандартними детекторами для загального використання. У пошуковій голівці у них розташовані дві котушки, одна з яких наводить змінне магнітне поле. Інша котушка розташована так, що поле в нормальному стані навколо неї врівноважено, а на її виході немає ніякого електричного сигналу.
Насправді в приймальній котушці є так званий залишковий сигнал, обумовлений не ідеальністю конструкції. Металеві предмети, які наближаються до котушок, змінюють конфігурацію цього поля, розбалансують систему. У результаті на виході приймальної котушки з'являється сигнал. Цей сигнал можна посилити і інформувати оператора про знахідку.
Сучасні металодетектори, які використовують цей принцип, мають потужну електроніку, обробну сигнал і дає оператору масу додаткової інформації, наприклад:
- відносну питому провідність металу;
- глибину залягання і т. д.
Кожному принципом властиві специфічні переваги і недоліки. Тому в дорогих і складних детекторах, здатних визначити не тільки наявність, але і вид металу, комбінують всі три.
Функціонування металошукача
При включенні металошукача в пошуковій котушці створюється електромагнітне поле, яке поширюється в навколишнє середовище:
- земля;
- камінь;
- вода;
- дерево;
- повітря.
На поверхні металів, які потрапили в зону дії пошукової котушки, під дією електромагнітного поля виникають вихрові струми. Ці вихрові струми створюють власні зустрічні електромагнітні поля, що призводять до зниження потужності електромагнітного поля, створюваного пошукової котушкою. Це фіксується електронною схемою приладу.
Крім того, вторинне поле спотворює конфігурацію основного поля, що також вловлюється приладом.
Електронна схема металошукача обробляє отриману інформацію і сигналізує про виявлення металу.
Вихрові струми утворюються на поверхні будь-яких металевих об'єктів або електропровідних мінералів. Визначення металу в об'єкті засноване на вимірювання питомої електропровідності об'єкта.
Частотні діапазони металодетекторів
У технічній літературі, присвяченій металодетекторів, використовується багато спеціальних термінів. Так, позначення VLF (Very Low Frequency) означає дуже низьку робочу частоту металодетектора.
Здатність металодетектора дискримінувати (розпізнавати) характер знахідки залежить від робочої частоти приладу. При високих частотах посилюється явища скін-ффекта, і якість дискримінації значно погіршується.
Тому спочатку (70-ті-початок 80-х років) виробники металодетекторів використовували дуже низькі частоти близько 2 кГц. Це призводило до виникнення специфічних проблем:
- на цих частотах, незважаючи на хорошу чутливість до міді і срібла, була знижена чутливість до золота і нікелю;
- при конструюванні котушок виникали проблеми з якістю (добротністю).
Сучасні детектори металу мають широкий розкид по робочій частоті, це обумовлено специфікою їх застосування, а також з інженерно-конструкторських міркувань.
Найчастіше діапазон частот простягається від 6 до 20 кГц, але буває і нижче. В цьому частотному діапазоні прилади добре дискримінують мети і не виникає серйозних проблем з конструкцією котушок.
Прилади для пошуку золота використовують підвищені частоти - до 15-20 кГц і вище. Це обумовлено ще і тим, що на цих частотах поліпшується чутливість до дуже дрібних предметів, наприклад, до золотих самородків, часто мають мізерні розміри і малу вагу.
В останні роки для підвищення глибини та якості дискримінації стали використовувати багаточастотний пошук, який за певних умов дає переваги. З появою дешевих мікропроцесорів цей метод отримав сильний поштовх у своєму розвитку. Але хочеться зробити два важливих зауваження з приводу багаточастотного пошуку:
- по-перше, значного підвищення глибини дискримінації порівняно з одночастотными приладами цей метод не дає;
- по-друге, збільшується асортимент знахідок, які добре дискримінуються, але у випадку складної конфігурації останніх може відбуватися їх відсікання.
- Позначення TR (Transmitter-receiver) означає "передавач-приймач" і також має відношення до металодетекторів, які працюють за принципом індукційного балансу. Цей тип детекторів металу з'явився в 30-х роках. У цих приладів є рознесені, ортогонально розташовані котушки. Прилади цього типу мають робочі частоти від 50 до 100 кГц. Серйозні недоліки цих приладів:
- велика реакція на мінералізований грунт;
- несприйнятливість до дрібних предметів.
При пошуку великих об'єктів, розміром з літрову банку і більше, в умовах слабоминерализованного і несильно засміченого ґрунту ці металодетектори дуже зручні. З середини 70-х років практично вийшли з ужитку.
Сьогодні типовим представником металодетекторів цього типу є Gemini-З фірми Fisher. Деякі виробники металодетекторів використовували це позначення як доповнення до терміна VLF мабуть для того, щоб зайвий раз підкреслити, що в основі пристрою лежить принцип індукційного балансу.
Коригування системи компенсації впливу землі
Мінералізація грунту - наявність в грунті електропровідних солей і мінералів, а також мінералів і порід, що містять залізо. Призводить до порушення правильної роботи приладів. Усувається введенням додаткових схемних рішень і режимів.
В процесі роботи на місцевості може змінюватися характер грунту, а, отже, і його мінералізація. Для цього буде потрібно коректування системи компенсації впливу землі. Це робиться як вручну, так і автоматично, якщо в детекторі є такий режим роботи. Він отримав позначення Ground Track. Застосування цього режиму не рекомендується при встановленні високої чутливості.
Термін VCO використовується для позначення звукового режиму роботи металодетектора, при якому в залежності від величини і глибини залягання об'єкта змінюється не тільки гучність звуку, але і його тон. Це загострює сприйняття слухом найменшої зміни звукового сигналу.
Сучасні висококласні металодетектори мають багатий сервіс, що дозволяє досвідченому оператору вести плідний пошук з найменшою витратою часу. Якщо пошуковик додатково має уявлення про принцип роботи металодетектора і про його реальних можливостях, це приносить додаткові дивіденди.
Про чутливості металодетекторів
Для отримання високої чутливості сумарний коефіцієнт посилення всього приймального тракту металодетектора може складати десятки децибел. Безрозсудне збільшення чутливості призводить до погіршення стабільної роботи приладу, перетворюючи, таким чином, металодетектор в даремний інструмент пошуку.
Чутливість є головним, але не основним гідністю сучасного металодетектора.
Розуміння цього факту приходить з досвідом і стає очевидним після того, коли пошуковик потрапляє на сильно засмічене металевим брухтом ділянку. Тут вже і висока чутливість не в радість!
Інколи гонитва за суперчувствительностью у деяких індивідуумів вироджується в хвороба, коли людина концентрує увагу на кожному зайвому сантиметрі глибини, зазначеному у рекламних проспектах. Фірми - продавці вміло грають на цьому факт! І останнє, глибина виявлення, як правило, наводиться по повітрю, т. тобто для ідеалізованих умов, але в землі зазначений предмет заявленої глибині, швидше за все, виявити не вдасться.
Автор: Дубровський С. Л.