Как работают металлоискатели? Наука магнетизма и металла

May 17, 2023

Редакторы, одержимые механизмами, выбирают каждый продукт, который мы рассматриваем. Мы можем получать комиссию, если вы покупаете по ссылке. Почему нам доверяют?

Магнетизм плюс металл — это одно крутое, а иногда и прибыльное хобби.

Вооруженные металлодетекторами, любопытные исследователи каждый день находят исторические объекты. Например, Боб Подраски, главный операционный директор, старший вице-президент и технический директор компании-производителя металлодетекторов Garrett, рассказал Popular Mechanics, что он использовал металлодетектор для исследования места битвы у памятника Сан-Хасинто, где Техас обрел независимость.

«У них было одно место, где в очереди стояла группа личных вещей, и они подозревали, что именно здесь солдаты сдались и были вынуждены вывернуть свои карманы на землю», — сказал Подраски.

Как работают металлоискатели? Прежде всего, металлы взаимодействуют с магнитными полями.

«Если у вас есть изменяющееся во времени магнитное поле, то это магнитное поле внутри металла создает вихревые токи», — рассказал журналу Popular Mechanics Камаль Сарабанди, профессор инженерных наук Мичиганского университета. «Это токи, которые циркулируют вокруг магнитного поля. В свою очередь, те электрические токи, которые индуцируются в металлических предметах, могут создавать собственное магнитное поле, которое обнаруживается… металлоискателем».

Каждый детектор имеет передатчик, который подает питание на поисковую катушку. Приемная катушка обнаруживает металлические предметы, в которых возникают вихревые токи из-за поля поисковой катушки.

«Эти приемные петли расположены таким образом, что основное передающее поле нейтрализуется», — сказал Подраски. «И поэтому, когда поисковая катушка металлоискателя проходит над куском металла, магнитное поле нарушается, и поэтому… это вызывает изменение энергии в приемной катушке».

По словам Подраски, передатчик представляет собой простую схему, которая обычно создает синусоидальную волну. Сигнал с приемника поступает на предусилитель, который отфильтровывает нежелательные частоты, а затем преобразуется в постоянный ток и оцифровывается. Схема создает слышимый звук. Многие металлоискатели теперь имеют ЖК-дисплеи, на которых отображаются их настройки.

По словам Подраски, металлодетекторы могут определять различия между разными типами металлов на основе того, как искажаются магнитные поля, насколько они искажаются и сколько энергии теряется в виде тепла.

Подраски сказал, что он изобрел технологию под названием «выемка», которая позволяет пользователям использовать микропроцессор для выбора типов объектов, которые они хотят наблюдать с помощью металлодетекторов. «Для... системы Гаррета у нас есть ряд квадратов в верхней части экрана. Эти квадраты располагаются в диапазоне от очень низких проводников слева до очень высоких проводников справа. Мы можем отключить пиксели. и включен. Если пиксель выключен и объект попадает в этот диапазон, детектор не издает звука».

Легкая и прочная, это модель для начинающих, которую вам захочется взять на вооружение.

ACE предлагает великолепный экран и множество аксессуаров по разумной цене.

Охотьтесь точнее благодаря четырем режимам поиска и настраиваемым профилям Equinox.

Складная конструкция облегчает поиск на ходу.

Чувствительный и точный, этот детектор стоит дополнительного веса.

Катушки металлоискателя доступны в различных размерах. По словам Подраски, более мелкие более чувствительны к мелким объектам вблизи поверхности, тогда как более крупные могут обнаруживать металл на большей глубине. Большие катушки тяжелее маленьких. Копланарные концентрические катушки хорошо работают на грунтах с меньшим содержанием минералов. Катушки DD более оптимальны для грунтов с высоким содержанием минералов.

По словам Подраски, обычно подводное обнаружение металлов осуществляется с помощью металлодетекторов импульсной индукции.

«На протяжении многих лет это был постоянный процесс развития по мере развития электроники», — сказал Подраски. «В какой-то момент металлодетекторы имели электронные лампы, и с ними было мало что можно было сделать. Они не могли различать и не были очень чувствительными. Но с годами, с развитием транзисторов, микропроцессоров и способность выполнять цифровую обработку сигналов и низкое энергопотребление, по мере увеличения сложности вы получаете ЖК-дисплеи. Это постоянная эволюция применения технологий в этой дисциплине».