Вводный ликбез по металлодетекции

Читаем книгу: Чарльз Гарретт. Металлоискатели. Как найти клад

Миноискатель - специализированный прибор, который используют военные для поиска мин и других взрывоопасных предметов.
Металлоискатель и металлодетектор - это синонимы, подразумевают по собой специализированные приборы, которые детектируют металлические цели в укрывающих средах (например, земля).

Тип металлодетектора (и даже размер и/или частота катушки) зависит от поставленных задач и условий поиска.

 

Андрей, есть теоретические знания по МД - строению, но они весьма косвенно могут помочь. Нужно несколько другое для понимания поиска. При случае, попробую вам кратко донести. Не знаю, получится ли эффект как в фильме газонокосильщик, когда он отваливается от компа)) Но полезным это будет однозначно. Миноискатель обычно импульсный, специализированный, так некоторые называют все мд по незнанию. Хоббийные МД, как правило, с идентификацией. МД генерит ЭМ поле, в зону которого попадают мет. предметы и дают отклик. Они бывают магнитные и цветные, соотв. стрелка отклоняейтся или влево или вправо. Это азы, но большой практической ценности они не несут, важнее ответы на те вопросы, которые вы не задали. Но это долго писать. В обычном разговоре гораздо проще изложить.

 

Воот, так и бывает, после первых ыопросов мимо, приходят другие, а после них третьи, которые гопаздо ближетк сути. А правильно сформулированный вопрос уже почти ответ.))

 

Металлодетектор создает первичное переменное электромагнитное поле. При появлении в данном первичном поле электропроводящей и/или магнитной цели (металлический объект, горячий/холодный камень) в ней (в целе) наводятся вихревые токи (токи Фуко), которые создают вторичное электромагнитное поле, взаимодействующее с первичным. Это изменение первичного поля (отклик цели) регистрируется электронной схемой металлодетектора, далее анализируется процессорным блоком (если мд цифровой) и выдается результат анализа (звуковой и визуальный сигнал (цифры VDI, годограф и т.п. и т.д.)).

Отклик цели (сигнал) так или иначе содержит как магнитную составляющую, так и проводимую (от слова "электропроводность") составляющую. Например, железные объекты характеризуются бОльшей магнитной составляющей, чем проводимой составляющей сигнала, а вот цветные металлы - наоборот. Цифровые металлодетекторы отличаются друг от друга именно заложенными в них алгоритмов ("математика") по выявлению тех или иных составляющих отклика и соответственно обнаружению и правильной идентификации цели.

Грунт для МД - это такая же цель, ибо обладает как магнитными, так и проводимыми свойствами, т.е. грунт выдает отклик (сигнал) при помещение его в переменное электромагнитное поле, генерируемое датчиком (катушкой) металлодетектора. Более выраженные магнитные и/или проводимые свойства грунта порождают более сильный отклик, который характеризуется амплитудой (величиной) сигнала. Учитывая, что электромагнитное поле переменное, то графическое изображение данного поля во времени - это синусоида, вторичное наведенное поле соответственно также является синусоидой. Величина от нуля до пиковых значений синусоиды и является амплитудой:
A - амплитуда
T - период
t - время



Баланс Грунта есть нечто иное, как замер сигнала грунта, который далее будет взят за точку отсчета и любые отклонения от этого значения будут свидетельствовать о наличие какой-то цели. Иначе говоря, металлодетектор постоянно анализирует отклонения от сигнала грунта (который он замерил во время процедуры Баланса Грунта) и если эти отклонения выявлены, то металлодетектор их и озвучивает

 

Главный вопрос, как эти знания применить на практике))) А ведь есть вещи, которые имеют прямое к ней отношение.

 

Отсюда приходит понимание, что:
- современный металлодетектор - это прежде всего "математика" (алгоритмы) обработки сигналов, а уж потом "цветной дисплей", "беспроводные технологии", "встроенный GPS", "современный дизайн" и т.п., а не наоборот. Т.е. приходит понимание по каким критериям выбирать мд и что есть ценно, а что есть мишура.
- Частота датчика (катушки) напрямую связана с частотой переменного электромагнитного поля и соответственно какие цели какими частотами лучше искать.
- ложные сигналы грунта и БГ (Баланс Грунта) имеют прямую связь. Т.е. правильно сделал БГ -> нет ложных сигналов. Есть ложные сигналы, т.е. "уплыл" БГ -> делаем новый БГ.
- Большой отклик от грунта -> нужно его уменьшить дабы правильно сделать БГ -> уменьшаем ток, уменьшаем ОУ (Общее Усиление) и подымаем датчик повыше от земли во время БГ
- Слабый отклик от грунта -> нужно его увеличить дабы правильно сделать БГ -> увеличиваем ток, увеличиваем ОУ (Общее Усиление) и держим датчик ниже во время БГ

 

Ну, как бы прямой связи между выводами и теоретическими выкладками нет) Лучше, когда наоборот - теория позволчет находить практические решения. Но для этого, она должна быть не настолько широкой и общей.

 

Почему нет? Я их перечислил

 

Ну, а связь какая? Можно цепочку провести? Или это практические рекомендации, которые и без теории были известны?

 

Связь? Причинно-следственная...

 

Понятно... Чего ж непонятного))

 

Это первая "точка обнуления", вторая "точка обнуления" - это Баланс Грунта. Т.е. и сам датчик и Сигнал Грунта вносят свои корректуры в генерируемое электромагнитное поле, т.к. эти корректуры будут присутствовать всегда (датчик постоянно присутствует, земля также постоянно присутствует), то точкой отсчета есть смысл взять состояние электромагнитного поля в результате БГ, т.е. прибор запоминает параметры электромагнитного поля (после БГ) и любое изменение этого электромагнитного поля (усиление или ослабление) будет свидетельствовать о какой-то цели с электромагнитными свойствами в зоне распространения электромагнитного поля.

Нет никакого излученного и отраженного полей, это не радиолокация.

Электромагнитное поле (ЭМП) визуально можно представить как неправильной формы cфера, в центре которой находится датчик, т.е. электромагнитное поле - это объемная фигура и зависит от формы датчика. ЭМП характеризуется "напряженностью", т.е. чем ближе к датчику, тем сильнее поле, а чем дальше - тем слабее. Граница, когда прибор может детектировать цель и есть "оболочка"/"поверхность" нашей сферы, т.е. за оболочкой прибор уже не видит цель, внутри сферы - прибор детектирует цель. На самом деле ЭМП не имеет границ и стремится к бесконечно малому значению (чем дальше от источника генерации, тем слабее ЭМП).
В случае грунтовых металлодетекторов (VLW (Very Low Frequency) приборы) ЭМП поле еще и переменное, т.е. имеет свою частоту (задается частотой датчика).

Когда цель c электромагнитными свойствами попадает в ЭМП, то ЭМП изменяется (ослабляется или усиливается) и прибор детектирует изменение ЭМП и сравнивает такое изменение с "точкой отсчета" (Баланс Грунта) и анализирует "природу" такого изменения, в результате которого выдает графическо-звуковой "сигнал".

 

Для радиолокации подойдет такая аналогия

 

Ох! IB - приборы (индукционный баланс) работают по принципу: катушка передатчика TX излучает во внешнюю среду поле и наводит в катушке RX (приёмник) малое напряжение. Подобие "объёмного трансформатора без сердечника". Далее усилитель мд усиливает RX напряжение и оно попадает на фазовый синхро детектор (СД). В СД сигнал делится на ФАЗЫ (условно: чёрный - цветной) и детектируется синхронно с сигналом ТХ.
В каналах СД должно быть "равновесие каналов" - индукционный баланс. Когда делаем БГ по грунту, прибор учитывает напряжения сигнала грунта и корректирует отклонение фазы грунта! Ещё, автоматом выставляются пороги т.е. диапазон уровней сигналов - помех грунта, на которые прибор не реагирует.
Когда в поле катушки ТХ попадает металлический предмет, в катушке RX возникает изменение напряжения, (т.к. обмотки трансформатора вводится сердечник - индуктивная связь изменяется) при этом фаза сигнала смещается в ту или иною сторону, в зависимости от свойств металла. В одном из каналов СД возникает разбаланс и детектор срабатывает.