さまざまな種類の金属探知機とその動作原理。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

さまざまな種類の金属探知機とその動作原理。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

地中の金属物体をうまく探すために、金属探知機の科学原理を理解する必要はありません。ただし、金属探知機がどのように機能するかを一般的に知っておくと役に立ちます。

金属探知機 金属の存在を検出し、それを私たちに知らせる電子デバイスです。地中にある金属製の物体、たとえばコインは、それ自体では何も放射せず、その存在を裏切りません。これを検出するには電波を照射し、二次信号をキャッチする必要があります。すべての金属探知機はこの原理に基づいており、安価なモデルと高価なモデルの違いは、この電波の放射方法、二次信号の捕捉方法、および金属の存在を知らせる方法にあります。

さまざまな種類の金属探知機とその動作原理
米。 12. サーチコイルの電磁界

さまざまな種類の金属探知機とその動作原理

米。 13. サーチコイルの電磁場に巻き込まれた金属物体表面での渦電流の発生

金属探知機の電源を入れると、サーチコイルに交流電流が流れ、サーチコイルの周囲に電磁場が発生します。このフィールドは、空気、土壌、水、石、木などの環境に移行します。金属物体がこの場の経路内にある場合、いわゆる渦電流がその表面に現れます。これらの電流は独自の電磁場を形成し、送信コイルの場を弱めます。機器の電子回路はコイルを使用して、コイルの下の金属の存在によって引き起こされるこの磁場の弱まりを感知し、何らかの方法でこれを通知します。より複雑な電子回路により、弱い二次信号をより適切に捕捉し、より正確に処理できます。したがって、そのような装置は製造に手間がかかり、より高価になります。ただし、通常はより深い場所にある物体を見つけることができます。

さまざまな種類の金属探知機とその動作原理
米。 14. 検出深度に対する土壌無機化の影響

渦電流は、金属、鉱物などの導電性材料の表面に形成されます。非鉄金属は、鉄金属や鉱物よりも導電性が高くなります。したがって、それらにかかる渦電流はより長く減衰します。金属探知機は、どちらの場合に渦電流がより速く減衰するかを感知し、これに基づいて、黒色または非鉄のどの金属がコイルの下にあるかを「知る」ことができます。

残念ながら、場所によっては土壌に多量の導電性鉱物（磁鉄鉱、ナトリウム塩、カリウム塩）が含まれており、これらは金属の存在を覆い隠し、金属の検出深度を減少させるため、非常に望ましくないものです。鉄と塩の鉱物は、金属探知機の製造業者とユーザーにとって大きな問題です。さまざまなフィルターを適用することで、ポンドの影響を大幅に軽減できます。一部の機器には自動グランドバランス機能が備わっていますが、他の機器ではオペレーターが手動で設定するものもありますが、正しく行えばより正確になります。

文献では次のように 主なアプローチ 金属探知機の回路構築へ:

1. ビート法 - BFO (Bcat Frequency Oscillation)。

2. 誘導バランスの方法 - IB/TR (誘導バランス/送受信機)。

3. 非常に低い動作周波数を使用する誘導バランス方式 - VLF/TR (Very Low Frequency/Transmitter-Receiver)。

4.間隔を空けたコイルによる誘導バランスの方法 - RF（無線周波数）。

5. パルス方式 - PI (パルス誘導)。

6. 共鳴破壊法 - OR (OfTResonance)。

ビート法 - BFO

測定されるパラメータは、サーチヘッドコイルを含む LC 発振器の周波数です。周波数が基準周波数と比較され、その結果の差ビート周波数が音声表示に表示されます。デバイスの回路は非常に単純で、コイルの精密な実行は必要ありません。動作周波数 40 ～ 500 kHz。 BFO 装置の感度は低く、動作の安定性が低く、濡れた石灰化したポンドから調整する能力が弱いです。 BFO 方式は、60 ～ 70 年代に地雷探知機やシリアル外国装置で使用されました。前世紀。現在、この方法はアマチュア無線家に人気があり、ロシアのメーカーの安価な機器に搭載されています。これには、マイクロプロセッサに適切に実装された直接周波数測定機能を備えたデバイスも含まれます。

誘導バランス方式 - IB/TR

サーチヘッドは、同一平面上に配置された 80 つのコイルで構成され、信号が送信コイルに印加されると受信コイルの出力に最小の信号が存在するようにバランスがとれています。多くの場合、送信コイルは LC 発振回路に含まれます。測定されるパラメータは、受信コイル上の信号の振幅と、送信正弦波信号と受信正弦波信号間の位相シフトです。このような金属探知機の動作周波数は 100 ～ 30 kHz です。比較的深い深さ（35～XNUMXcm）の小さな物体も探知できますが、鉱物質の多い土壌や海岸での捜索には役に立ちません。

非常に低い動作周波数を使用した誘導バランス方式 - VLF/TR

動作周波数が 20 kHz 以下に低下すると、ポンドの影響から離調することが可能になり、デバイスの動作の深さが若干減少しますが、動作の安定性が急激に増加し、誤った信号が消えることがわかりました。このような装置は VLF / TR と呼ばれ、超低周波で動作する送受信型金属探知機の略です。

VLF - メソッドでは、位相特性の分析により金属を適切に識別できる高感度デバイスを構築できます。デバイスの回路は非常に複雑で、コイルには正確なバランスが必要です。コンピュータ化されたものも含め、ほとんどのシリアルデバイスは現在、この方法に基づいて構築されています。このようなデバイスにおける物体の識別と地面からの離調は、移相回路を使用して比較的簡単に実行されます。

TR 原理 (またはそのバリエーションである VLF / TR) は信号の位相特性の分析を提供するため、これらのデバイスは鉄金属と非鉄金属を簡単に区別し、瓦礫や土壌から遮断されます。それらは高い感度と分解能を持っており、これはサーチコイルの直径に依存します。コイルが大きければ大きいほど、検出はより深くなりますが、小さなオブジェクトの探索はより困難になります。

このような装置の欠点は、グランドバランスと識別を同時に行うことができず、オペレータがスイッチを使用してどちらかのモードを選択する必要があることでした。このような装置は 10 年までの 1980 年間米国と英国で製造され、その後いわゆる動的金属探知機に置き換えられました。

70年代の終わり。 XNUMX世紀アメリカ人のJ.ペインは、識別と地上離調の両方を同時に実行できるスキームを開発しました。

このタイプの最初の装置は、許容可能な動作深度を達成するために非常に素早く動かす必要があり、操作者にとっては非常に疲れるものでした。後のモデルでは (回路の複雑さにより)、深さを失うことなく、より低いコイル速度で動作できるようになりました。

80年代初頭。金属探知機は重くなり、設置が難しくなりました。本質的に、1260 つのデバイスには 1266 つの異なるタイプの金属探知機が含まれていました。アメリカの企業フィッシャーリサーチラボラトリーは、よりシンプルだが感度の劣らない装置を作りたいというトレジャーハンターの要望に即座に応え、マイクロエレクトロニクスの最新の成果に基づいて、非常に低い周波数で動作する自動しきい値調整機能を備えた 2003 年代の金属探知機を開発しました。。コントロールはほんの数個しかなく、手動による調整は必要ありませんでした。軽量で使いやすく、小さな物体にも敏感で、貧鉱化した土壌でも問題なく動作する装置です。その改良型 XNUMX は XNUMX 年まで生産されました。

この金属探知機は「ダイナミック」と呼ばれるようになりましたが、本質的にはVLF / TRタイプに属します。従来の静的VLF/TR型金属探知機は事実上生産中止となり、大手企業は一斉にこの動的な原理を利用した装置の生産に切り替えました。これを行う時間がなかった多くの中小企業は廃業を余儀なくされました。それ以来、金属探知機を製造する会社は世界でわずか十数社だけになりました。

コイル間隔誘導バランス方式 - RF

これはTRの高周波バージョンであり、送信コイルと受信コイルが平面トランスを形成せず、空間的に分離され、互いに直角に配置されます。受信コイルは、金属表面から反射され、送信コイルから放射された信号を受信します。この方法は深度計器で使用され、小さな物体に対する感度が低く、鉄金属と非鉄金属を区別できないことが特徴です。

パルス方式 - IP

これらの装置は、最初は考古学者向けに米国で開発されましたが、60 年代後半にはイギリスのアマチュアの間で最も広く使用されました。誘導平衡の原理に基づくデバイスと同様に、インパルスデバイスは物体に作用する電磁場を生成しますが、この場は常に作用するのではなく、周期的に、XNUMX秒以内にオンとオフ（パルス）を繰り返します。

フィールドがオンになると、物体の表面に渦電流が誘導されます。フィールドがオフになると、渦電流は非常に短期間ではありますが、徐々に減衰します。この時点で、コイルはこのフェージング信号を拾う受信アンテナとして機能します。同時に、装置のバックグラウンド閾値が増加し、土壌中に金属が存在することを示します。土壌の渦流は非常に早く崩壊し、装置によって捕捉されないため、パルス金属探知機は貧弱な鉱化土壌、特に海岸の湿った塩分土壌で効果的に機能します。

パルス金属検出器の欠点は、鉄金属に対する感度が高く、識別が難しいことです。ただし、場合によっては（たとえば、海底で金属を探す場合など）、他のすべてのタイプの金属探知機よりも優れています。

レゾナンスブレイク法 - OR

分析されたパラメータは、発振回路のコイル上の信号の振幅であり、発振回路に供給される信号との共振付近に調整されます。コイルの磁場内に金属が出現すると、金属の種類に応じて共鳴が達成されるか共鳴から外れ、コイルの振動の振幅が増加または減少します。この方式は、BFO と同様、アマチュア無線家によって開発されました。

著者: プルガク L.V.

他の記事も見る セクション金属探知機.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

タッチエミュレーション用人工皮革 15.04.2024

距離を置くことがますます一般的になっている現代のテクノロジーの世界では、つながりと親近感を維持することが重要です。ドイツのザールランド大学の科学者らによる人工皮膚の最近の開発は、仮想インタラクションの新時代を象徴しています。ドイツのザールラント大学の研究者は、触覚を遠くまで伝えることができる超薄膜を開発した。この最先端のテクノロジーは、特に愛する人から遠く離れている人たちに、仮想コミュニケーションの新たな機会を提供します。研究者らが開発した厚さわずか50マイクロメートルの極薄フィルムは、繊維に組み込んで第二の皮膚のように着用することができる。これらのフィルムは、ママやパパからの触覚信号を認識するセンサーとして、またその動きを赤ちゃんに伝えるアクチュエーターとして機能します。保護者が布地に触れるとセンサーが作動し、圧力に反応して超薄膜を変形させます。これ ... >>

Petgugu グローバル猫砂 15.04.2024

ペットの世話は、特に家を清潔に保つことに関しては、しばしば困難になることがあります。 Petgugu Global のスタートアップ企業から、猫の飼い主の生活を楽にし、家を完璧に清潔で整頓された状態に保つのに役立つ、新しい興味深いソリューションが発表されました。スタートアップの Petgugu Global は、糞便を自動的に流し、家を清潔で新鮮に保つことができるユニークな猫用トイレを発表しました。この革新的なデバイスには、ペットのトイレ活動を監視し、使用後に自動的に掃除するように作動するさまざまなスマートセンサーが装備されています。この装置は下水道システムに接続されており、所有者の介入を必要とせずに効率的な廃棄物の除去を保証します。また、トイレには大容量の水洗トイレがあり、多頭飼いのご家庭にも最適です。 Petgugu 猫砂ボウルは、水溶性猫砂用に設計されており、さまざまな追加機能を提供します。 ... >>

思いやりのある男性の魅力 14.04.2024

女性は「悪い男」を好むという固定観念は長い間広まっていました。しかし、モナシュ大学の英国の科学者によって行われた最近の研究は、この問題について新たな視点を提供しています。彼らは、男性の感情的責任と他人を助けようとする意欲に女性がどのように反応するかを調べました。この研究結果は、男性が女性にとって魅力的な理由についての私たちの理解を変える可能性がある。モナシュ大学の科学者が行った研究により、女性に対する男性の魅力に関する新たな発見がもたらされました。実験では、女性たちに男性の写真と、ホームレスと遭遇したときの反応など、さまざまな状況での行動についての簡単なストーリーを見せた。ホームレス男性を無視する人もいたが、食べ物をおごるなど手助けする人もいた。ある研究によると、共感と優しさを示す男性は、共感と優しさを示す男性に比べて、女性にとってより魅力的であることがわかりました。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

壁のカビは幻覚を引き起こす 23.03.2019

クラークソン大学のアメリカ人科学者は、いくつかの住宅を調査しました。その居住者は、定期的に幽霊を見たり、さまざまな超常現象を目撃したりしていると主張しています。黒カビであることが判明しました。

黒カビ (Stachybotrys chartarum) は、湿度の高い部屋の表面によく現れる真菌です。このタイプのカビのために、人々は身体の健康に問題を抱えたり、うつ病や幻覚さえも見たりします. 科学者たちは、黒いカビが人間にとって危険な毒素を放出し、皮膚の炎症、吐き気、頭痛を引き起こすことを発見しました. 真菌の胞子は肺に容易に侵入し、呼吸器系の病気を引き起こします。

長年にわたり、メリーランド大学（米国）の科学者であるリッチー・シューメーカーは、家の湿度が高くなり、それに応じて黒カビが発生した人々の幸福を研究しました。彼は、それらのほとんどで、毒素が神経系の機能の侵害を引き起こしていることを発見しました.

シューメーカーの調査結果は、ニューヨークのクラークソン大学のアメリカ人科学者によって確認されました。彼らは、超常現象と幽霊が存在しないことを証明しました。研究者は、数十の「奇妙なアパート」で空気サンプルを分析しました。いずれの場合も、高濃度の毒素とクロカビの胞子が検出されました。人々は精神的に健康であり、定期的に幻覚に苦しんでいることが判明しました。

その他の興味深いニュース:

▪ 二次元物質は形を変えてエネルギーを蓄えます

▪ 眼圧計

▪ 単細胞藻類からの難燃性バイオプラスチック

▪ Honor Earbuds 3iワイヤレスヘッドフォン

▪ 植物の危険信号遺伝子が発見される

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトセクション壮大なトリックとその手がかり。記事の選択

▪ ヘンリー・ロングフェローによる記事。有名な格言

▪ 記事食品が初めて冷凍されたのはいつですか? 詳細な回答

▪ 記事自動車整備士。労働保護に関する標準的な指示

▪ 記事オペアンプテスター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事安定化電源、220/0-27 ボルト 0,5 アンペア。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー