Основные типы металлоискателей. Виды металлодетекторов. Металлоискатели. Сравнение цен и характеристик Металлоискатель на биениях

1.1. Принципы работы

Металлоискатель по принципу "передача-прием"

Термины "передача-прием" и "отраженный сигнал" в различных поисковых приборах обычно ассоциируются с методами типа импульсной эхо- и радиолокации, что является источником заблуждений, когда речь заходит о ме-таллоискателях. В отличие от различного рода локаторов, в металлоискателях рассматриваемого типа как передаваемый (излучаемый), так и принимаемый (отраженный) сигналы являются непрерывными, они существуют одновременно и совпадают по частоте.

Принцип действия металлоискателей типа "передача-прием" заключается в регистрации сигнала, отраженного (или, как говорят, переизлученного) металлическим предметом (мишенью), см. , стр. 225-228. Отраженный сигнал возникает вследствие воздействия на мишень переменного магнитного поля передающей (излучающей) катушки ме-таллоискателя. Таким образом, прибор данного типа подразумевает наличие как минимум двух катушек, одна из которых является передающей, а другая, приемной.

Основная принципиальная проблема, которая решается в металлоискателях данного типа, заключается в таком выборе взаимного расположения катушек, при котором магнитное поле излучающей катушки в отсутствие посторонних металлических предметов наводит нулевой сигнал в приемной катушке (или в системе приемных катушек). Таким образом, необходимо предотвратить непосредственное воздействие излучающей катушки на приемную. Появление же вблизи катушек металлической мишени приведет к появлению сигнала в виде переменной электродвижущей силы (э.д.с.) в приемной катушке.

Поначалу может показаться, что в природе существуют всего два варианта взаимного расположения катушек, при котором не происходит непосредственной передачи сигнала из одной катушки в другую (см. рис. 1, а и б) - катушки с перпендикулярными и со скрещивающимися осями.

Рис. 1. Варианты взаимного расположения катушек датчика металлоискателя по принципу "передача-прием"

Более тщательное изучение проблемы показывает, что подобных различных систем датчиков металлоискате-лей может быть сколь угодно много. Но это - более сложные системы с количеством катушек больше двух, соответствующим образом включенных электрически. Например, на рис. 1, в изображена система из одной излучающей (в центре) и двух приемных катушек, включенных встречно по сигналу, наводимому излучающей катушкой. Таким образом, сигнал на выходе системы приемных катушек в идеале равен нулю, так как наводимые в катушках э.д.с. взаимно компенсируются.

Особый интерес представляют системы датчиков с компланарными катушками (т.е. расположенными в одной плоскости). Это объясняется тем, что с помощью металлоискателей обычно проводят поиск предметов, находящихся в земле, а приблизить датчик на минимальное расстояние к поверхности земли возможно только в том случае, если его катушки компланарны. Кроме того, такие датчики обычно компактны и хорошо вписываются в защитные корпуса типа "блина" или "летающей тарелки".

Основные варианты взаимного расположения компланарных катушек приведены на рис. 2, а и б. В схеме на рис. 2, а взаимное расположение катушек выбрано таким, чтобы суммарный поток вектора магнитной индукции через поверхность, ограниченную приемной катушкой, равнялся нулю. В схеме рис. 2, б одна из катушек (приемная) скручена в виде "восьмерки", так что суммарная э.д.с, наводимая на половинки витков приемной катушки, расположенные в одном крыле "восьмерки", компенсирует аналогичную суммарную э.д.с, наводимую в другом крыле "восьмерки". Возможны и другие разнообразные конструкции датчиков с компланарными катушками, например рис. 2, е.

Рис. 2. Компланарные варианты взаимного расположения катушек металлоискателя по принципу "передача-прием"

Приемная катушка расположена внутри излучающей. Наводимая в приемной катушке э.д.с. компенсируется специальным трансформаторным устройством, отбирающим часть сигнала излучающей катушки.

Металлоискатель на биениях

Название "металлоискатель на биениях" является отголоском терминологии, принятой в радиотехнике еще со времен первых супергетеродинных приемников. Биениями называется явление, наиболее заметно проявляющееся при сложении двух периодических сигналов с близкими частотами и приблизительно одинаковыми амплитудами и заключающееся в пульсации амплитуды суммарного сигнала. Частота пульсации равна разности частот двух складываемых сигналов. Пропустив такой пульсирующий сигнал через выпрямитель (детектор), можно выделить сигнал разностной частоты. Такая схемотехника долгое время была традиционной, однако в настоящее время она уже не используется ни в радиотехнике, ни в металлоискателях. И там, и там - на смену амплитудным детекторам пришли синхронные детекторы, но термин "на биениях" остался до сих пор.

Принцип действия металлоискателя на биениях очень прост и заключается в регистрации разности частот от двух генераторов, один из которых является стабильным по частоте, а другой содержит датчик - катушку индуктивности в своей частотозадающей цепи. Прибор настраивается таким образом, чтобы в отсутствие металла вблизи датчика частоты двух генераторов совпадали или были очень близки по значению. Наличие металла вблизи датчика приводит к изменению его параметров и, как следствие, к изменению частоты соответствующего генератора. Это изменение, как правило, очень мало, однако изменение разности частот двух генераторов уже существенно и может быть легко зарегистрировано.

Разность частот может регистрироваться самыми различными путями, начиная от простейшего, когда сигнал разностной частоты прослушивается на головные телефоны или через громкоговоритель, и кончая цифровыми способами измерения частоты. Чувствительность металлоискателя на биениях зависит, кроме всего прочего, от параметров преобразования изменения полного сопротивления датчика в частоту.

Обычно преобразование заключается в получении разностной частоты стабильного генератора и генератора с катушкой датчика в частотозадающей цепи. Поэтому, чем выше будут частоты этих генераторов, тем больше будет разность частот в отклик на появление металлической мишени вблизи датчика Регистрация небольших отклонений частоты представляет определенную сложность. Так, на слух можно уверенно зарегистрировать уход частоты тонального сигнала не менее 10 Гц. Визуально, по миганию светодио-да, можно зарегистрировать уход частоты не менее 1 Гц. Другими способами можно добиться регистрации и меньшей разности частот, однако, эта регистрация потребует значительного времени, что неприемлемо для металлоис-кателей, которые всегда работают в реальном масштабе времени.

Селективность по металлам на таких частотах, весьма далеких от оптимальной, проявляется очень слабо. Кроме того, по сдвигу частоты генератора определить фазу отраженного сигнала практически невозможно. Поэтому селективность у металлоискателя на биениях отсутствует.

Металлоискатель по принципу электронного частотомера

Положительной для практики стороной является простота конструкции датчика и электронной части металлоис-кателей на биениях и по принципу частотомера. Такой прибор может быть очень компактным. Им удобно пользоваться, когда что-либо уже обнаружено более чувствительным прибором. Если обнаруженный предмет небольшой и находится достаточно глубоко в земле, то он может "затеряться", переместиться в ходе раскопок. Чтобы по многу раз не "просматривать" громоздким чувствительным металлоискателем место раскопок, желательно на завершающей стадии контролировать их ход компактным прибором малого радиуса действия, которым можно более точно узнать местонахождение предмета.

Однокатушечный металлоискатель индукционного типа

Слово "индукционный" в названии металлоискателей данного типа полностью раскрывает принцип их работы, если вспомнить смысл слова "inductio" (лат.) - наведение. Прибор данного типа имеет в составе датчика одну катушку любой удобной формы, возбуждаемую переменным сигналом. Появление вблизи датчика металлического предмета вызывает появление отраженного (переизлученного сигнала), который "наводит" в катушке дополнительный сигнал -электрический. Остается этот дополнительный сигнал только выделить.

Металлоискатель индукционного типа получил право на жизнь, главным образом, из-за основного недостатка приборов по принципу "передача-прием" - сложности конструкции датчиков. Эта сложность приводит либо к высокой стоимости и трудоемкости изготовления датчика, либо к его недостаточной механической жесткости, что обусловливает появление ложных сигналов при движении и снижает чувствительность прибора.

Рис. 3. Структурная схема входного узла индукционного металлоискателя

Если задаться целью исключить у приборов по принципу "передача-прием" этот недостаток путем устранения самой его причины, то можно прийти к необычному выводу - излучающая и приемная катушки у металлоискателя должны быть объединены в одну! В самом деле, весьма нежелательные перемещения и изгибы одной катушки относительно другой в данном случае отсутствуют, так как катушка только одна и она одновременно и излучающая, и приемная. Налицо также предельная простота датчика. Платой за эти преимущества является необходимость выделения полезного отраженного сигнала на фоне значительно большего сигнала возбуждения излучающей/приемной катушки.

Выделить отраженный сигнал можно, если вычесть из электрического сигнала, присутствующего в катушке датчика, сигнал той же формы, частоты, фазы и амплитуды, что и сигнал в катушке при отсутствии металла вблизи. *Как это можно реализовать одним из способов, показано на рис. 3.

Генератор вырабатывает переменное напряжение синусоидальной формы с постоянной амплитудой и частотой. Преобразователь "напряжение-ток" (ПНТ) преобразует напряжение генератора Ur в ток Iг, который задается в колебательный контур датчика. Колебательный контур состоит из конденсатора С и катушки L датчика. Его резонансная частота равна частоте генератора. Коэффициент преобразования ПНТ выбирается таким, чтобы напряжение колебательного контура ид равнялось напряжению генератора Ur (в отсутствие металла вблизи датчика). Таким образом, на сумматоре происходит вычитание двух сигналов одинаковой амплитуды, а выходной сигнал - результат вычитания -равен нулю. При появлении металла вблизи датчика возникает отраженный сигнал (иными словами, меняются параметры катушки датчика), и это приводит к изменению напряжения колебательного контура 11д. На выходе появляется сигнал, отличный от нуля.

На рис. 3 приведен лишь простейший вариант одной из схем входной части металлоискателей рассматриваемого типа. Вместо ПНТ в данной схеме в принципе возможно использование токозадающего резистора. Могут быть использованы различные мостовые схемы для включения катушки датчика, сумматоры с различными коэффициентами передачи по инвертирующему и неинвертирующему входам, частичное включение колебательного контура и т.д.

В схеме на рис. 3 в качестве датчика используется колебательный контур. Это сделано для простоты, чтобы получить нулевой сдвиг фаз между сигналами Ur и 11д (контур настроен на резонанс). Можно отказаться от колебательного контура с необходимостью точной настройки его на резонанс и использовать в качестве нагрузки ПНТ только катушку датчика. Однако коэффициент передачи ПНТ для этого случая должен быть комплексным, чтобы скорректировать сдвиг фазы на 90°, возникающий из-за индуктивного характера нагрузки ПНТ.

Импульсный металлоискатель

В рассмотренных ранее типах электронных металлоискателей отраженный сигнал отделяется от излучаемого либо геометрически - за счет взаимного расположения приемной и излучающей катушки, либо с помощью специальных схем компенсации. Очевидно, что может существовать и временной способ разделения излучаемого и отраженного сигналов. Такой способ широко используется, например, в импульсной эхо- и радиолокации. При локации механизм задержки отраженного сигнала обусловлен значительным временем распространения сигнала до объекта и обратно.

Применительно к металлоискателям, таким механизмом может быть и явление самоиндукции в проводящем объекте. Как использовать это на практике? После воздействия импульса магнитной индукции в проводящем объекте возникает и некоторое время поддерживается (вследствие явления самоиндукции) затухающий импульс тока, обусловливающий задержанный по времени отраженный сигнал. Он и несет полезную информацию, его и надо регистрировать.

Таким образом, может быть предложена другая схема построения металлоискателя, принципиально отличающаяся от рассмотренных ранее по способу разделения сигналов. Такой металлоискатель получил название импульсного. Он состоит из генератора импульсов тока, приемной и излучающей катушек, которые могут быть совмещены в одну, устройства коммутации и блока обработки сигнала.

Генератор импульсов тока формирует короткие импульсы тока миллисекундного диапазона, поступающие в излучающую катушку, где они преобразуются в импульсы магнитной индукции. Так как излучающая катушка - нагрузка генератора импульсов - имеет ярко выраженный индуктивный характер, на фронтах импульсов у генератора возникают перегрузки в виде всплесков напряжения. Такие всплески могут достигать по амплитуде десятков-сотен (!) вольт, однако использование защитных ограничителей недопустимо, так как оно привело бы к затягиванию фронта импульса тока и магнитной индукции и, в конечном счете, к усложнению отделения отраженного сигнала.

Приемная и излучающая катушки могут располагаться друг относительно друга достаточно произвольно, так как прямое проникновение излучаемого сигнала в приемную катушку и действие на нее отраженного сигнала разнесены по времени. В принципе, одна катушка может выполнять роль как приемной, так и излучающей, однако в этом случае гораздо сложнее будет развязать высоковольтные выходные цепи генератора импульсов тока и чувствительные входные цепи.

Устройство коммутации призвано произвести упомянутое выше разделение излучаемого и отраженного сигналов. Оно блокирует входные цепи прибора на определенное время, которое определяется временем действия импульса тока в излучающей катушке, временем разрядки катушки и временем, в течение которого возможно появление коротких откликов прибора от массивных слабопрово-дящих объектов типа грунта. По истечении же этого времени устройство коммутации должно обеспечить передачу сигнала с приемной катушки на блок обработки сигнала.

Блок обработки сигнала предназначен для преобразования входного электрического сигнала в удобную для восприятия человеком форму. Он может быть сконструирован на основе решений, используемых в металлоискателях других типов. К недостаткам импульсных металлоискателей следует отнести сложность реализации на практике дискриминации объектов по типу металла, сложность аппаратуры генерации и коммутации импульсов тока и напряжения большой амплитуды, высокий уровень радиопомех.

Магнитометры

Магнитометрами называется обширная группа приборов, предназначенных для изменения параметров магнитного поля (например, модуля или составляющих вектора магнитной индукции). Использование магнитометров в качестве металлоискателей основано на явлении локального искажения естественного магнитного поля Земли ферромагнитными материалами, например железом. Обнаружив с помощью магнитометра отклонение от обычного для данной местности модуля или направления вектора магнитной индукции поля Земли, можно с уверенностью говорить о наличии некоторой магнитной неоднородности (аномалии), которая может быть вызвана железным предметом.

По сравнению с рассмотренными ранее металлоискателями, магнитометры имеют гораздо большую дальность обнаружения железных предметов. Очень впечатляет информация о том, что с помощью магнитометра можно зарегистрировать мелкие обувные гвозди от ботинка на расстоянии 1 м, а легковой автомобиль - на расстоянии 10 м! Такая большая дальность обнаружения объясняется следующим. Аналогом излучаемого поля обычных металлоискателей для магнитометров является однородное (в масштабах поиска) магнитное поле Земли. Поэтому отклик прибора на железный предмет обратно пропорционален не шестой, а всего лишь третьей степени расстояния.

Принципиальным недостатком магнитометров является невозможность обнаружения с их помощью предметов из цветных металлов. Кроме того, даже если нас интересует только железо, применение магнитометров для поиска затруднительно - в природе существует большое разнообразие естественных магнитных аномалий самого различного масштаба (отдельные минералы, залежи минералов и т.п.). Однако при поиске затонувших танков и кораблей такие приборы вне конкуренции!

Радиолокаторы

Общеизвестен факт, что с помощью современных радиолокаторов можно обнаружить самолет на расстоянии нескольких сотен километров. Возникает вопрос: неужели современная электроника не позволяет создать компактное устройство, позволяющее обнаруживать интересующее нас предметы хотя бы на расстоянии нескольких метров9 Ответом является ряд публикаций, в которых такие устройства описаны.

Типичным для них является применение достижений современной микроэлектроники СВЧ, компьютерной обработки полученного сигнала. Использование современных высоких технологий практически делает невозможным самостоятельное изготовление этих устройств. Кроме того, большие габаритные размеры пока не позволяют их широко применять в полевых условиях.

К преимуществам радиолокаторов следует отнести принципиально более высокую дальность обнаружения -отраженный сигнал в грубом приближении можно считать подчиняющимся законам геометрической оптики и его ослабление пропорционально не шестой и даже не третьей, а лишь второй степени расстояния.

Для успешного поиска металлических предметов в земле нет необходимости понимать научные принципы металлоискателя. Однако полезно знать в общих чертах, как металлоискатель работает.

Металлоискатель - это электронный прибор, который определяет присутствие металла и информирует нас об этом. Металлический предмет, скажем монета, находящийся в земле, сам по себе ничего не излучает и не выдает своего присутствия. Чтобы его обнаружить, необходимо облучить его радиоволнами и уловить вторичный сигнал. Все металлоискатели основаны на этом принципе Различие между дешевыми и дорогими моделями заключается в методах излучения этих радиоволн, в методах улавливания вторичных сигналов, а также в способах информирования вас о наличии металла.

Рис. 12. Электромагнитное поле поисковой катушки

Рис. 13. Возникновение вихревых токов на поверхности металлических предметов, оказавшихся в электромагнитном поле поисковой катушки

Когда вы включаете металлоискатель, в поисковой катушке протекает переменный электрический ток, создающий вокруг катушки электромагнитное поле. Это поле проходит в окружающую среду, будь то воздух, грунт, вода, камень, дерево и т.д. Если на пути этого поля оказывается металлический предмет, то на его поверхности возникают так называемые вихревые токи. Эти токи образуют свое электромагнитное поле, которое ослабляет поле передающей катушки. Электронная схема прибора с помощью катушки улавливает это ослабление поля, вызванное присутствием под катушкой металла, и информирует вас об этом тем или иным способом. Более сложные электронные схемы обеспечивают лучшее улавливание более слабых вторичных сигналов, более точно их обрабатывают. Поэтому такие приборы трудоемки в изготовлении и стоят дороже. Однако они, как правило, способны находить объекты набольшей глубине.

Рис. 14. Влияние минерализации грунта на глубину обнаружения

Вихревые токи образуются на поверхности любых электропроводных материалов - металлов, минералов и т.п. Цветные металлы более электропроводны, чем черные металлы и минералы. Поэтому вихревые токи на них затухают дольше. Металлоискатель чувствует, в каком случае вихревые токи затухают быстрее, и на этом основании может "сказать" вам, какой из металлов - черный или цветной - находится под катушкой.

К сожалению, в некоторых местах грунт содержит большое количество электропроводных минералов (магнетит, соли натрия и калия), которые крайне нежелательны, поскольку маскируют присутствие металла, уменьшая глубину его обнаружения. Минералы железа и соли представляют большую проблему для производителей и пользователей металлоискателей. Применяя различные фильтры, можно в значительной мере снизить влияние фунта. Некоторые приборы имеют автоматическую отстройку от грунта, в других это достигается вручную оператором, что более точно, если выполнено правильно.

В литературе различают следующие основные подходы к построению схемотехники металлоискателей:

1. Метод биений - BFO (Bcat Frequency Oscillation).

2. Метод индукционного баланса - IB/TR (Induction Balance / Transmitter-Reciver).

3. Метод индукционного баланса с использованием очень низких рабочих частот - VLF/TR (Very Low Frequency/ Transmitter- Reciver).

4. Метод индукционного баланса с разнесенными катушками - RF (Radio Frequency).

5. Импульсный метод - PI (Pulse Induction).

6. Метод срыва резонанса - OR (OfTResonance).

Метод биений - BFO

Измеряемым параметром является частота LC-генератора, включающего катушку поисковой головки. Частота сравнивается с эталонной, и полученная разностная частота биений выводится на звуковую индикацию. Схемотехника приборов достаточна проста, катушка нетребует прецизионного исполнения. Рабочая частота 40-500 кГц. Чувствительность BFO-приборов невысокая при низкой стабильности работы и слабой возможности отстраиваться от влажного и минерализированного фунта. Метод BFO применялся в миноискателях и серийных иностранных приборах в 60-70 гг. прошлого века. В настоящее время этот метод популярен у радиолюбителей и встречается в недорогих приборах российских производителей. Сюда же можно отнести приборы с прямым измерением частоты, хорошо реализуемые на микропроцессорах.

Метод индукционного баланса - IB/TR

Поисковую головку образуют две катушки, расположенные в одной плоскости и сбалансированные так, что при подаче сигнала в передающую катушку на выходах приемной присутствует минимальный сигнал. Передающая катушка часто включается в контур LC-генератора. Измеряемым параметром является амплитуда сигнала на приемной катушке и фазовый сдвиг между переданным и принятым синусоидальными сигналами. Такие металлоискатели имеют рабочую частоту 80-100 kHz. Они могут обнаруживать небольшие объекты на сравнительно большой глубине (30-35 см), однако они бесполезны при поиске на сильно минерализованных фунтах и морских пляжах.

Метод индукционного баланса с использованием очень низких рабочих частот - VLF/TR

Было обнаружено, что при снижении рабочей частоты ниже 20 kHz можно отстроиться от влияния фунта, глубина действия прибора при этом несколько снижается, зато резко возрастает стабильность работы и исчезают ложные сигналы. Такие приборы получили название VLF/TR, что расшифровывается как металлоискатель типа передатчик-приемник, работающий на очень низких частотах.

VLF - метод позволяет построить высокочувствительные приборы с хорошим различением металлов за счет анализа фазовых характеристик. Схемотехника приборов достаточно сложна, катушки требуют прецизионной балансировки. На основе этого метода сейчас строится большинство серийных приборов, в том числе и компьютеризированных. Дискриминация объектов и отстройка от грунта в таких приборах осуществляется сравнительно просто с помощью фазосдвигающих цепей.

Принцип TR (или его разновидность VLF/TR) предусматривает анализ фазовых характеристик сигнала, поэтому эти приборы легко различают черные и цветные металлы, отстраиваются от мусора и грунта. Они имеют высокую чувствительность и разрешающую способность, которая зависит от диаметра поисковой катушки - чем она больше, тем глубже обнаружение, но тем труднее искать мелкие предметы.

Недостаток таких приборов заключался в том, что отстройку от грунта нельзя было выполнять одновременно с дискриминацией и оператор с помощью переключателя должен выбирать л ибо тот, либо другой режим. Такие приборы выпускались в США и Англии в течение 10 лет вплоть до 1980 г., когда они были заменены на так называемые динамические металлоискатели.

В конце 70-х гг. XX в. американец Дж.Пейн разработал схему, позволяющую проводить одновременно и дискриминацию и отстройку от грунта.

Первые приборы такого типа необходимо было очень быстро перемещать для достижения приемлемой глубины их действия, что было для оператора весьма утомительно. Белее поздние модели (за счет усложнения схемы) позволяли работать уже с меньшими скоростями перемещения катушки без потери глубины.

В начале 80-х гг. металлоискатели стали тяжелыми и сложными в настройке. По существу, один прибор включал в себя четыре металлоискателя различных типов. Американская фирма Fisher Researh Laboratory своевременно отреагировала на просьбы искателей сокровищ сделать более простой, но не менее чувствительный прибор и на основе последних достижений микроэлектроники разработала металлоискатель 1260-х с автоподстройкой порога, работающий на очень низкой частоте. Он имел лишь несколько органов управления и не требовал никакой ручной настройки. Это легкий, удобный в работе и чувствительный к мелким объектам прибор, успешно действующий на плохих минерализованных грунтах. Его модификация 1266-х выпускалась до 2003 г.

Этот металлоискатель стал называться "динамическим", хотя, по существу, он относится к типу VLF/TR. Предыдущие статические металлоискатели типа VLF/TR практически перестали производиться, и все ведущие фирмы быстро переключились на производство приборов, использующих указанный динамический принцип. Многочисленные мелкие компании, не успевшие это сделать, были вынуждены прекратить свое существование. С тех пор в мире осталось л ишь около десятка фирм, производящих металлоискатели.

Метод индукционного баланса с разнесенными катушками - RF

Это высокочастотный вариант TR, где передающая и приемная катушки образуют не плоский трансформатор, а разнесены в пространстве и расположены перпендикулярно друг к другу. Приемная катушка принимает отраженный от металлической поверхности сигнал, излучаемый передающей катушкой. Этот метод используется в глубинных приборах и характеризуется нечувствительностью к мелким объектам и невозможностью различать черные и цветные металлы.

Импульсный метод - IP

Впервые разработанные в США для археологов, эти приборы получили наибольшее распространение среди любителей Англии в конце 60-х гг. Как и в приборах, основанных на принципе индукционного баланса, импульсные приборы создают электромагнитное поле, воздействующее на объект, однако это поле действует не все время, а периодически - то включается, то выключается (пульсирует) многократно в течение одной секунды.

При включении поля на поверхности объекта наводятся вихревые токи. При выключении поля вихревые токи постепенно затухают, хотя и в течение очень короткого промежутка времени. В этот момент катушка действует как приемная антенна, улавливающая этот затухающий сигнал. При этом пороговый фон прибора усиливается, свидетельствуя о наличии металла в почве. Поскольку вихревые токи грунта затухают гораздо быстрее и не улавливаются прибором, импульсные металлоискатели эффектно работают на плохих минерализованных почвах и особенно на влажных соленых грунтах морских побережий.

Недостатком импульсных металлоискателей является высокая чувствительность к черным металлам и трудности с дискриминацией. Однако в ряде случаев (например, при поиске металла на дне моря) они превосходят все другие типы металлоискателей.

Метод срыва резонанса - OR

Анализируемым параметром является амплитуда сигнала на катушке колебательного контура, настроенного близко к резонансу с подаваемым на него сигналом от генератора. Появление металла в поле катушки вызывает или достижение резонанса или уход от него, в зависимости от вида металла, что приводит к увеличению или уменьшению амплитуды колебаний на катушке. Этот метод, так же как и BFO разрабатывался радиолюбителями.

Читайте и пишите полезные

Сбор цветного металла при помощи металлоискателя – не только интересное и захватывающее хобби. Это, прежде всего, прибыльное занятие . Конечно, в этом деле важна удача, но бывалые искатели уверены, что важнее всего – упорство и опыт.

Эти металлы распространены:

• в окрестностях населенных пунктов,
• возле дорог,
• даже в лесах.

Но большая часть из них скрыта от глаз, так как находится под землей . Просто прогуливаясь, можно насобирать металл, который не находят другие, на одну-две тысячи рублей.

А что уж говорить, если повезет наткнуться на старинные дорогостоящие предметы или на целый клад . Это довольно часто случается с теми, кто пользуется металлоискателями.

Этот электронный прибор способен определить наличие металла на расстоянии и указать на это человеку при помощи звукового оповещения.

Для обнаружения необходимо провести на него воздействие при помощи радиоволн, затем получить «ответ» в виде вторичного сигнала.

Принцип работы металлоискателя для поиска цветного металла одинаков для всех подобных устройств.

Дорогой аппарат от дешевого отличается лишь методом излучения радиоволн и способом реагирования на вторичный сигнал-ответ . Отличаются разные модели и типом сигнала , который оповещает о находке.

Металлоискатель способен четко определить, какой металл находится в поле действия катушки: цветной или черный. Это существенно экономит силы и время .

• воздухе,
• грунте,
• воде,
• дереве и так далее.

Если в поле действия аппарата попадает что-то металлическое, на нем образуются вихревые токи . Они, в свою очередь, ослабляют излучение от катушки. Металлоискатель улавливает это ослабление и подает сигнал.

Электрические вихри затухают дольше на цветных металлах, что также улавливается устройством. Поэтому, если правильно настроить металлоискатель, то вы наткнетесь не на обычную ржавую монтировку, а на дорогой лом цветмета.

Как пользоваться

Главный враг эффективного использования металлоискателя для сбора цветного лома – нетерпеливость . Поначалу придется выучиться не только слышать сигналы аппарата, но и улавливать оттенки. Это необходимо для понимания «языка» устройства.

Резкий четкий сигнал свидетельствует о чем-то небольшом и хорошо сохранившемся, например, о монете. Нечеткий сигнал, который прерывается – металлический предмет неправильной формы и, скорее всего, ржавый.

Глубину залегания предмета покажет столбик на диаграмме устройства. Правильно выставленный дискриминатор покажет, с каким металлом имеем дело:

• черным
• или цветным.

Правила выставления параметров зависят от конкретной модели, поэтому внимательно изучите инструкцию.

Прочитав руководство, можно переходить к практике:

1. Выбираем незагрязненный участок земли.
2. Убеждаемся, что почва мягкая .
3. Для начала надо поработать с дискриминатором . Сначала прослушиваем почву без предмета. Так как металлоискатель реагирует и на минералы, мы узнаем степень минерализации грунта по звуку и выставляем фильтры, которые минимизируют это минеральное воздействие.
4. Во время тренировок тональный звук желательно уменьшать, чтобы привыкнуть к нему. Но во время реальных поисков его подкручивают до пределов хорошей слышимости.
5. Катушку важно держать близко к земле , водить ею надо плавно и в разные стороны .
6. Катушка не должна двигаться по вертикальной дуге – это распространенная ошибка. Катушка над поверхностью должна находиться в одной плоскости, то есть, приподнимать ее в конце каждого движения не надо.
7. Обнаружив предмет , надо подобраться к нему с нескольких сторон, понять, где сигнал от металла пропадает, и копать в зоне предполагаемого местонахождения вещи.

Виды

Металлоискатели делятся на несколько типов. Часть из них имеет устаревшую конструкцию и не выпускается, хотя еще используется и продается.

По характеру действия

Исходя из характера действия, аппараты можно разделить на:

• динамические;
• статические.

По электронике

По использующимся элементам подразделяются на следующие виды:

• аналоговые;
• микропроцессорные.

По технологии

Можно выделить следующие типы металлоискателей, применяемых для поиска цветмета.

1. BFO. Разработан давно. Ведущими производителями не выпускается , но еще используется поисковиками, его можно недорого приобрести. В простейших моделях есть только звуковое оповещение, в других есть и визуальная индикация. Аппарат сравнивает эталонное излучение и частоту LC-генератора, благодаря чему определяет — черный металл или цветной. При низкой стоимости имеет ряд негативных характеристик:
   • малая рабочая глубина,
   • нестабильность в работе,
   • плохая чувствительность и низкая отдача на влажном и минерализованном грунте.
2. TR. Также относится к ранним типам металлоискателей. Определение металла происходит по принципу индукционного баланса . Различает тип металла и способен работать на большой глубине. Плохо функционирует или даже совсем не работает на:
   • замусоренном
   • и сильноминерализованном грунте.

   Редко применяется как самостоятельная технология для металлоискателей. Чаще сочетается с технологией VLF.

3. VLF. Наиболее распространен, так как имеет большой функционал. Безошибочно способен отличить черный металл от цветного, а также цветные металлы между собой. Использует:
   • очень низкие частоты излучения,
   • принцип индукционного баланса.

   Легко устанавливаются фильтры грунтового влияния.

4. VLF/TR. Сочетает две вышеописанные технологии и принципы работы. Чувствительность высокая. Чем больше катушка, тем глубже прибор может «видеть». Настройки можно выставлять так, чтобы отсеивались:
   • помехи от мусора,
   • фон от грунта.
5. PI. Принцип индукционного баланса сочетается с работой пульсирующего электромагнитного поля. Самый чувствительный вид металлоискателей. Характеризуется тем, что без проблем и ошибок отличает ответ от:
   • высокоминерализованного грунта,
   • соленой среды.

   С другой стороны, часто возникают проблемы с дискриминацией, то есть прибор не всегда распознает черный и цветной метал. Приобретается обычно либо для поисков на дне моря, либо если тип металла не особо важен.

6. RF. Использует для работы высокие частоты. Его применяют, если хотят найти что-то большое и находящееся довольно глубоко. В зависимости от типа почвы прибор способен находить металл на глубине до девяти метров . Чаще используется поисковиками, в чью зону интереса входят:
   • тайники,
   • крупные куски ,
   • клады и тому подобные дорогостоящие вещи.

Дополнительные функции

Самый простой металлоискатель будет просто пищать, если вы проведете его катушкой над погребенным под землей куском металла. Он подаст сигнал вне зависимости от того, найдете вы:

• старую консервную банку,
• ржавый железный прут
• или деталь из цветмета в несколько килограммов.

Чтобы отличить нужный нам цветной металл от черного, приборы снабжают функцией дискриминации .

Это сохранит время, усилия и не приведет к разочарованию от процесса поиска. Если поисковик опытный , он может самостоятельно настраивать параметры дискриминации. Для новичков есть уже установленные значения.

Также хороший аппарат имеет функцию балансировки по грунту, которая рассчитана на конкретную:

• минерализацию,
• влажность,
• консистенцию почвы.

Хорошие металлоискатели снабжены еще очень полезным иногда рядом дополнительных функций:

• выставленные настройки под определенные типы грунта;
• экранная подсветка;
• регулятор звука.

Еще доступны такие функции:

1. Режим Pin-Point. Позволяет прибору работать в статическом режиме, что существенно повышает точность определения местонахождения металлического предмета. Также позволяет более эффективно использовать функцию дискриминации. Место, где был найден металлический предмет, называется pin-point. Почти все металлоискатели динамические, то есть, вам постоянно придется перемещать катушку над землей, чтобы точно выяснить месторасположение предмета. Используя функцию pin-point, вы можете держать катушку на одном месте . Сигнал будет зависеть от близости объекта: чем ближе – тем громче. Пиковый сигнал будет тогда, когда предмет из цветмета будет прямо под металлоискателем. Так как двигать аппарат не нужно, вы точнее узнаете, где зарыт металл. У этой функции есть один минус – прибор не сможет различить, черный это металл или цветной. Поэтому включать его необходимо, когда вы в общем режиме уже выяснили тип металла.
2. Настройка чувствительности. Правильная установка этой функции приходит с опытом. Высокий уровень поможет обнаружить предмет на большей глубине. Но в это же время прибор становится неустойчивым к помехам. Эту функцию используют, отталкиваясь от конкретной ситуации.
3. Пороговый фон. Этот звук издается постоянно и зависит, прежде всего, от почвы. Он дает понять, что прибор нормально функционирует. Это полезно, если в данной модели отсутствует дисплей . Гул меняется также при переходе на другой тип грунта, что тоже является важной информацией для охотника за ломом и кладами.
4. Отстройка от электропомех. Нейтрализует ложные сигналы, создаваемые линиями электропередачи, ретрансляторами, включенными двигателями автомобилей и прочими излучателями.
5. Тональная идентификация. Полезна для моделей без дисплея. Разными звуками оповещает о разных типах металла и размерах объекта.
6. Индикатор низкого заряда. Полезная функция, которая не даст вашему металлоискателю откллючиться раньше времени.

Обзор моделей и цен

Рынок металлоискателей изобилует разными обычными (не для глубинного поиска) аппаратами. В любом магазине в ассортименте есть много приборов, которые отличаются друг от друга разными показателями:

• количеством доступных функций ;
• наличием хорошей дискриминации ;
• стоимостью .

Если в ваши планы не входят поиски древних монет или золотых самородков, можно купить модели попроще . Для обнаружения цветмета их хватит.

Подходящий металлоискатель на цветные металлы цена характеризует лишь опосредованно. Для поиска цветмета нет смысла приобретать прибор «с полным фаршем» и платить за него заоблачную цену. Самое главное — функция дискриминации , которая позволит настроить аппарат таким образом, чтобы он не реагировал на ненужный нам черный металл.

• серебро;
• железо.

Железо можно просто игнорировать.

Поработав с уровнем чувствительности, можно настроить аппарат таким образом, чтобы не пришлось копать землю ради фольги от сигаретной пачки или пивной крышечки. Все вышеперечисленные функции присутствуют и в бюджетных моделях, которые и рекомендуется приобрести.

Популярные модели:

1. Недорогая модель, которая прекрасно подойдет для копа цветмета. Его цена не выше 12 тыс. рублей. Способен найти объемные металлические объекты на глубине до 40 см. Есть индикация заряда аккумулятора.
2. Bounty Hunter Discovery 1100. Хороший выбор за 9-11 тыс. рублей . Он имеет несколько меньшую мощность по сравнению с предыдущей моделью. Он не будет реагировать на совсем небольшие объекты, фокусируя ваше внимание на больших кусках металла.
3. Garret Ace 150. Модель удачная, но за ней придется немного поохотиться, так как недавно она была снята с производства. Но среди частных объявлений б/у аппарат встречается часто. Новый стоит около 12 500 рублей . Отлично подходит для цветмета. Находит даже небольшие объекты на глубине до 30 см, а крупные способен отыскать и глубже. Из недоработок – нет индикатора заряда батареи.
4. Garrett Асе 250. По мнению многих поисковиков – лучшее решение для новичков. У прибора есть пять режимов поиска, так что можно выставлять настройки автоматически и безошибочно. Глубина обнаружения больше, чем у предыдущих поисковых моделей – до 60 см. Сравнительно легкий – 1,2 кг. Но вот цена немного выше – он обойдется в среднем в 23 000 рублей .
5. Minelab X-Terra 705. Если вам важнее всего результат поиска, а не дешевизна, одним из лучших профессиональных поисковых металлоискателей для поиска цветного металла является именно эта модель. У нее четыре режима, которые настраивает оператор, + режимы «все металлы» и «маскирование железа». Имеет продвинутый целеуказатель pin-point, который не только точно указывает место, но и способен определить размеры объекта. Ищет на глубине до 80 см. Имеет ряд функций, которые существенно упрощают поиски на сложных грунтах. Стоит прибор около 33 000-38 000 рублей .

Все описанные модели имеют несколько поисковых режимов и могут реагировать как на все металлы, так и только на цветные, что нам и требуется.

Дополнительные принадлежности

Есть масса полезных дополнений к металлоискателю, которые можно приобрести сразу:

1. Дополнительные аккумуляторы. Будет нехорошо, если вы только войдете во вкус и начнете что-то находить, как тут же сядет батарея, а запасной не будет.
2. Защитный чехол на модуль управления. Так как работа будет проводиться на открытом воздухе, на земле или песке, блок управления надо защитить от пыли и влаги.
3. Наушники. Могут быть как проводные, так и нет. И металлические объекты будет лучше слышно, и аккумулятор сядет не так быстро.
4. Дополнительные катушки. С их помощью можно лучше подобрать вариант оснащения металлоискателя под конкретную ситуацию. Правда, они стоят денег.
5. Подсветка дисплея. Мелочь, наличие которой в иной раз будет очень полезным. Во-первых, можно работать в сумерках и даже ночью, что особенно актуально в зимнюю пору года. Во-вторых, такая подсветка хорошо поможет в некоторых ситуациях, к примеру, в лесу в пасмурную погоду.
6. GPS-модуль. Прибор спутниковой навигации GPS может быть встроен в металлоискатель. Область применения широкая, вы сможете:
   • видеть свои географические координаты,
   • записывать поисковые маршруты,
   • фиксировать места находок.

   Можно даже проводить полноценные навигационные мероприятия и прокладывать себе маршрут «от точки до точки».

Не забудьте также взять с собой лопатку.

Как изготовить металлоискатель для цветных металлов своими руками

Если у вас есть минимальные навыки в области радиоэлектроники , вы умеете паять и разбираетесь в схемах, то сделать элементарный металлоискатель не составит большого труда. Тем более, что есть множество схем, как это правильно сделать.

Инструменты, которые необходимы для создания прибора дома:

1. Паяльник и паяльные принадлежности — канифоль, и так далее.
2. Отвертки, кусачки, разного размера плоскогубцы.
3. Материалы, которые нужны для создания печатной платы.

Радиолюбители берут за основу металлоискателя микросхему К561ЛА7 . Такой аппарат сможет отличить цветмет от черного, что нам, собственно, и надо. В катушке должно быть 90 витков при диаметре 230 мм.

Самостоятельно можно сделать разные металлоискатели: начиная от высокочувствительных моделей, которые действуют на расстояние до 20-30 см , до миниатюрных, которые укажут вам месторасположение проводки или других предметов из цветного металла на расстоянии нескольких сантиметров.

Подробные описания и схемы в полном объеме размещены на сайте для радиолюбителей radiostorage.net .

Главное, что это возможно и, если вы и сами радиолюбитель, интересно.

О том, как выбрать металлоискатель, сморите в видеоролике:

Заключение

Промышляя сбором цветного металла, без специальной технической подготовки и инструмента много не заработаешь. Напротив, имея под рукой (в прямом смысле слова) металлоискатель с функцией дискриминации , можно находить по-настоящему крупные металлические объекты . А, если повезет, еще и настоящий клад.

Для обычного копа цветных металлов не надо тратиться на дорогостоящие модели , достаточно:

• купить простой аппарат ,
• внимательно ознакомиться с инструкциями,
• хорошенько потренироваться,
• запастись терпением
• и выходить на охоту.

Удачи в поисках!

Вконтакте

Современные металлоискатели работают по принципу зондирования грунта электромагнитным излучением. Причем, наличие металлического предмета изменяет это излучение, например, его частоту. В самых простых металлоискателях используется только одна рабочая частота. Более совершенные приборы одновременно работают на нескольких частотах, а также могут переключаться на работу в различных режимах. Основная характеристика металлоискателя - чувствительность. Также часто бывает важна способность прибора различать виды металлов. Тогда их правильнее именовать металлодетекторами. Разделяют несколько видов металлоискателей:

Простой грунтовой металлоискатель

Такие приборы широко используются для ближнего поиска мелких металлических предметов на пляже или под лесной постилкой. Они используют одну рабочую частоту (для грунта оптимально 100 кГц или меньше). Принцип обнаружения основан на отклонении частоты поискового генератора. В результате возникают биения - разностный сигнал, который улавливается процессором. Часто такие приборы не имеют дисплея и подают только звуковой сигнал. Иногда в них встроен анализатор вида металла: черный/цветной. Чувствительность позволяет обнаружить монету на 3 - 5 см от поисковой катушки. Канализационный люк - 60 см. Анализатор вида металла часто отсутствует. Однако его можно реализовать с индикацией на числовой шкале.

Металлоискатели с одной рабочей частотой могут быть изготовленными любителями. Простые металлоискатели рекомендуются начинающим. Они находятся в самой низкой ценовой категории поисковых приборов.

Полупрофессиональные металлоискатели

От простых отличаются многочастотным диапазоном. Если в обычном металлоискателе только один излучатель частоты зондирования, то в полупрофессиональном их может быть несколько. Один и тот же обнаруженный металлический предмет изменяет поле нескольких генераторов в различной степени. Таким образом, можно повысить их чувствительность, особенно к мелким предметам. Монету они уверенно обнаруживают с 10 - 15 см.

Стоимость полупофесиональных металлоискателей в два - три раза выше простых. Они рекомендованы тем, кто имеет опыт эксплуатации простых приборов, посмотреть варианты таких приборов можно на сайте - http://pro-spec.ru/catalog/sredstva-i-sistemy-bezopasnosti/poiskovo-dosmotrovoe-oborudovanie/metallodetektory-i-metalloiskateli/gruntovye-metalloiskateli.

Профессиональные металлоискатели

Всегда работают по многочастотному принципу. Имеют множество режимов переключения. (Одновременно включаются различные комбинации частот зондирования). Это дает возможность судить о контурах найденного предмета. Рассчитать его массу и глубину залегания. Металлоискатель подстраивается под свойства грунта. Элементная база его делается полностью цифровой на микропроцессорах. Практически всегда имеется дисплей и все остальные виды индикации.

Рабочая частота подбирается в зависимости от характера поиска. Для мелких предметов пользуются высокой частотой. Более глубинный поиск ведут на более низких частотах. Самые продвинутые приборы позволяют обнаружить монету с 20 - 25 см. Крышку от люка - 1 м. В них одновременно используется 28 рабочих частот. Для обработки такого количества откликов необходим довольно мощный микропроцессор.

Частоты зондирования обнаруживают предмет по различным принципам: биения (срыв резонанса), индукционный баланс двух генераторов и другие. Особенно перспективны технологии с использованием низких частот для поиска. Они, как известно, обладают самой высокой проницаемостью. Еще одно направление - регистрация изменения фазовых характеристик излучения поискового генератора.

Основной недостаток профессиональных металлоискателей - высокая цена. Прибор с хорошими характеристиками стоит почти столько, сколько автомобиль эконом класса. Также приборам требуется подстройка под грунт, которую новичкам проводить затруднительно.

Металлоискатели для золота

Обычно представляют собой специализированный вариант профессионального металлоискателя. Ценовая категория у них такая же. Данный тип рекомендуется для поиска предметов из золота и цветных металлов в сильнозагрязненных металлическим бытовым мусором местах.

Глубинный металлоискатель

Если все рассмотренные ранее металлоискатели работают по принципу изменения частоты зондирования (индукционные металлоискатели), то глубинные аппараты имеют принцип работы схожий с эхолокатором. Прибор использует генератор электромагнитных волн достаточной мощности, чтобы вести зондирование на 5 - 6 метров в глубину. Сигнал его воспринимается чувствительным приемником. Такие металлоискатели позволяют обнаруживать массивные металлические объекты на предельной глубине. Однако мелкие объекты, даже если они находятся почти на поверхности, в поле зрения прибора не попадают. Обычно критерий минимальной размерности предмета должен быть не менее 10 х 10 см.

Чтобы экономить энергию аккумулятора и повысить эффективность зондирования, применяют импульсные генераторы.

Подобные приборы довольно редко используются в любительской практике, так как нет необходимости искать крупные предметы на большой глубине. В основном, ими пользуются для поиска трубопроводов, кабелей и подъемных сооружений. Иногда они необходимы в археологии.

Наша компания предоставляет услуги аренды персонала, прошедшего тщательный отбор и специальную подготовку. Мы имеем большой опыт работы в сфере аренды трудовых ресурсов, поэтому прекрасно понимаем потребности представителей малого и среднего бизнеса, которым требуется в кратчайшие сроки увеличить количество сотрудников. С нашей помощью можно быстро собрать сплоченную команду квалифицированных специалистов или подобрать временный персонал для работы в различных отраслях. К нам регулярно обращаются руководители строительных компаний и промышленных предприятий, торговых сетей и небольших магазинов, объектов общественного питания и других организаций, работающих в Москве и Московской области.

У нас можно заказать разные виды услуг, среди которых:

• аутсорсинг отдела продаж, интернет-магазина, кадрового делопроизводства и пр.;
• аутстаффинг менеджеров, юристов, разнорабочих, водителей и других специалистов;
• аренда персонала службы безопасности или отдела маркетинга.

Каждая услуга предоставляется после подписания официального договора о сотрудничестве. В этом договоре четко прописывается количество работников и их квалификация, срок выполнения работ и другие пункты, которые проходят согласование с заказчиком. Если договор предусматривает полную передачу части бизнес-задач на внешнее обслуживание, то наши специалисты подписывают дополнительный контракт о неразглашении конфиденциальной информации, полученной в ходе выполнения своих функциональных обязанностей.

Аутстаффинг персонала на выгодных условиях

Ключевые преимущества сотрудничества с нашей компанией:

• Высокий уровень обслуживания. Мы постоянно работаем над улучшением качества наших услуг, поэтому каждый человек, решивший заказать у нас временную аренду, аутсорсинг или аутстаффинг, может рассчитывать на внимательное отношение и индивидуальный подход.
• Большая база соискателей. Мы тщательно проверяем каждого сотрудника. Наши специалисты проводят собеседования и отслеживают подлинность документов. В том случае, если работник по каким-то причинам не подошел компании, которая заказывает наши услуги, мы можем выполнить замену персонала с учетом личных пожеланий заказчика.
• Строгое соблюдение обязательств перед клиентом. Мы заботимся о собственной репутации, поэтому можно быть уверенным в том, что все пункты договора о сотрудничестве будут выполнены точно в установленные сроки.