Metallidetektor

Allikas: Vikipeedia
miinide otsimine metalliotsijaga

Metallidetektor on metallesemete otsimise tööriist. Seadmel on väga palju kasutusalasid - nagu näiteks lennujaamades ja suurematel üritustel turvalisuse tagamine, hobikorras erinevate esemete otsimine ja miinide otsimine. Tüüpiline metallidetektor mida kasutatakse kas miinide või aarde otsimisel koosneb nendest osadest: 1. Stabiliseerija (valikuline) – et hoida metallidetektorit paigal, kui seda liigutatakse edasi – tagasi. 2. Peakarp – sisaldab vooluringi, juhtimisseadmeid, kõlarit, energiaallikat (nt. patareisid või akut) ja mikroprossessorit 3. Vars - ühendab peakarpi ja otsimisrõngast 4. Otsimispool – metallidetektori osa mis tunnetab metalli olemasolu

metallidetektorid kasutavad ühte nendest kolmest tehnoloogiast: • Väga madal sagedus (VLF, raadiosagedused 3-30 kHz) • Impulsi-Induktsioon (PI) • Löögisageduse võnkumine (BFO) VLF (very low frequency) väga madal sagedus

VLF on ilmselt kõige populaarsem detektori tehnoloogia mis on praegu kasutusel.

See süsteem töötab kahe otsimispooliga:


Saatja – See on väline otsimispool. Selle sees on mähis. Elektrit saadetakse mööda seda mähist, alguses ühte suunda ja siis teise, tuhandeid kordi iga sekund. Seda, mitu korda voolu suund muutub igal sekundil, näitab ühiku sagedus.

• Vastuvõtja – See sisemine otsimispool sisaldab teist mähist. See juhe käitub nagu antenn, et omandada ja võimendada sagedusi mis tulevad esemetelt maa seest.

Vool, mis liigub läbi saatja, tekitab elektromagnetilise välja nagu elektrimootor. Magnetvälja polaarsus on risti mähise suhtes. Iga kord, kui vool muudab suunda magnetvälja polaarsus muutub. Kui magnetväli pulseerib edasi-tagasi maa sees tekib vastastikmõju iga juhtiva esemega millega see kokku puutub ning need esemed genereerivad nende enda nõrgad magnetväljad. Esemete magnetvälja polaarsus on täpselt vastupidi saatja magnetväljale. Kui saatja väli pulseerib alla, siis eseme väli pulseerib üles. Vastuvõtja on täielikult kaitstud saatja poolt genereeritud magnetväja eest, aga ta pole kaitstud magnetväljade eest mis tulevad esemetelt maa seest. Järelikult kui vastuvõtja läheb üle eseme mis annab magnetvälja, käib väike elektrivool läbi pooli. See vool võngub samal sagedusel millel võngub ka eseme magnetväli. Pool võimendab sagedust ja saadab selle metallidetektori peakarpi kus sensorid analüüsivad signaali. Metallidetektor suudab kindlaks teha, kui sügaval umbes ese on . Ta teeb selle kindlaks magnetvälja tugevuse järgi. Mida lähemal pinnale ese on seda tugevam vastuvõtja poolt mõõdetud magnetväli on ja seda tugevam on ka elektrivool mis on genereeritud. Mida sügavamal maa sees on ese, seda nõrgem on magnetväli. Mingist kindlast sügavusest alates on objekti magnetväli pinnal nii nõrk, et vastuvõtja ei suuda seda tuvastada. PI (Pulse Induction) impulss-induktsioon Vähem tavaline süsteem mis põhineb impulsi-induktsioonil. Erinevalt VLF-süsteemist suudab see süsteem nii saata kui vastu võtta ühe otsimispooliga, aga neil võib olla ka kaks ja isegi kolm otsimispooli mis töötavad kõik korraga. See tehnoloogia saadab tugevaid, lühikesi voolu impulsse läbi otsimisrõnga mähise. Kui impulss lõppeb, siis magnetväli muudab polaarsust ja variseb väga järsku kokku mille tulemuseks on terav elektriimpulss. See elektriimpulss kestab mõne mikrosekundi ja selle tulemusena jookseb läbi otsimispooli teine vool. Seda voolu kutsutakse peegelduvaks impulsiks ja see on ülimalt lühike. Peegelduv impulss kestab umbes 30 mikrosekundit. Peale seda saadetakse järgmine impulss ja kogu protsess kordub. Tüüpiline impulss-induktsiooni põhiline metallidetektor saadab umbes 100 impulssi sekundis, aga see oleneb tootja mudelist. Kui PI metallidetektor on metallist eseme kohal, siis impulss loob vastastikuse magnetvälja esemes. Kui impulssi magnetväli kokku variseb, põhjustades peegelduva impulsi, eseme magnetväli ei lase nii ruttu peegelduval impulsil kaduda. See protsess töötab umbes nagu kaja: Kui sa karjud ruumis kus on ainult mõni kõva pind, siis sa ilmselt kuuled väga lühikest kaja või ei kuule seda üldse, aga kui sa karjud ruumis kus on palju kõva pinda siis kaja kestab kauem. Üks kindel vooluring metallidetektoris on sätitud jälgima peegelduva impulssi pikkust. Võrreldes seda oodatud pikkusega saab vooluring kindlaks teha kas teine magnetväli on põhjustanud peegelduva impulsi kauasema lagunemise. Kui peegelduva impulsi lagunemine võtab rohkem kui mõni mikrosekund normaalsest kauem aega, siis seal on ilmselt metallist objekt seda segamas . See vooluring saadab väikseid, nõrku signaale mida ta mõõdab seadmesse nimega integaator. Integaator loeb signaale sellest vooluringist, võimendades ja muutes neid alalisvooluks. Alalisvoolu pinge on ühendatud audio vooluvõrku, kus see muudetakse tooniks mis näitab, et ese on leitud. PI-baasil detektorid ei ole väga head eristamisel, sest peegelduva impulsi pikkused erinevatel metallidel ei ole kergelt eraldatavad. Siiski, nad on kasulikud mitmetes olukordades kus VLF-baasil metallidetektorid oleks raskustes nagu näiteks alad kus on väga juhtiv materjal pinnases või üldises keskkonnas. Hea näide on soolastes vetes uurimine. Lisaks suudavad PI-baasil süsteemid tihti tuvastada metalli palju sügavamalt kui teised süsteemid. BFO (beat-frequency oscillator) löögisageduse võnkumine Kõige tavalisem viis metalli tuvastada kasutab tehnoloogiat nimega löögisageduse võnkumine (BFO). BFO süsteemis on kaks mähist – üks suur pool on otsimisjuhis, ja väiksem pool on peakarbis. Iga pool on ühendatud ostsillaatoriga mis genereerib tuhandeid vooluimpulsse iga sekund. Nende impulsside sagedus kahe pooli vahel on natuke sünkroonist mööda. Kui impulsid lähevad läbi iga pooli, pool genereerib raadiolaineid. Väike vastuvõtja peakarbis loeb raadiolaineid ja loob heliseeriaid baseerudes sageduste erinevustele. Kui pool otsimispeas läheb üle metallist eseme,siis läbi pooli jooksva voolu tekitatud magnetväli tekitab magnetvälja ümber selle eseme. Eseme magnetväli segab raadiolaineid mis on genereeritud otsimispea poolis. Niipea kui sagedus kaldub kõrvale peakarbis asuva pooli sagedusest, muutub kuuldavate löökide kestvus ja toon. BFO-baasil süsteemide lihtsus lubab neid toota ja müüa väga madala hinna eest ja neid pole ka väga raske ise ehitada, aga need detektorid ei paku sellist täpsust nagu VLF ja PI süsteemid.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]