Металлодетекторы типы и применение их. Характеристика, виды и принцип работы металлодетекторов

Металлоискатели и их виды — об этом пойдет речь в нашей познавательной статье. До некоторых пор в нашей стране они были известны населению только по военным фильмам, где с этими приборами работали саперы. Прошли войны, экономики срывались в прах, люди разорялись, зато росли как грибы всякого рода мифы о кладах , начиная с сокровищ Чингисхана до кассы Колчака, а затем уж и до партийного золота КПСС. Буквально на днях снова всплыла тема об Янтарной комнате, стоимость которой оценивается постфактум как 300 млн. евро. Впрочем, металлоискателем янтарь не найти.

Принцип работы металлоискателя

Проще говоря – это специальный электронный прибор. Рамка металлоискателя представляет собой контур, испускающий электрические поля. Поле проходит сквозь грунт и «спотыкается» о любой, например, железный предмет. На поверхности предмета возникают вихревые электрические токи с обратным вектором, которые ослабляют общую мощность поля и улавливаются датчиками. Таким образом, большая часть схемы прибора состоит из катушек индуктивности, а также микроконтроллера, выполняющего сервисную работу. В частности, при обнаружении металла продвинутый металлоискатель способен:

Отличить наличие черного и цветного металла;
Ориентировочно определить форму и массу предмета;
Заранее сообщить глубину залегания предмета;
Подать сигнальный, звуковой и визуальный материал на дисплей;
Особо дорогие модели могут и вовсе сообщить о найденной монете и ее характеристиках на глубине до трети метра.

Нужно заметить, что разработать хороший прибор в домашних условиях практически невозможно даже специалисту: настроить его не удастся из-за наличия многочисленных магнитных полей. К счастью, самые дешевые приборы сегодня можно купить по цене от 100 долларов.

Для чего нужны металлоискатели

Кто-то думает, что приборами пользуются только черные археологи и любители поискать утерянное золото на пляжах. На самом деле металлоискатели до сих пор используются для разминирования местности со времен войны, для поиска точной закладки инженерных коммуникаций, для поиска обычного цветного металла в металлолом, для поиска потерянных вещей в снегу и т.д. В любой семье такой прибор будет не лишним, особенно в сельской местности, а такой подарок будет уместен на любой праздник.

Виды

Виды напрямую зависят от их схемотехники. В разных моделях используются различные подходы к образованию электромагнитного поля. Желающие могут самостоятельно почитать, что такое метод биений BFO, приемопередатчик сверхмалой частоты TR/VLF, высокочастотный метод RF, метод пульсационной индукции PI и т.д. Собственно, уже становится понятной разница в цене простых и элитных приборов: многое зависит от количества дублирующих схем в конструкции металлоискателя, в оборудовании для фильтрации ложного срабатывания, для точного программного моделирования результатов находок.

В двух словах, современные модели металлоискателей могут работать даже под водой, искать монеты на глубине до 35-40 см, а крупные металлические предметы на глубине до метра и более. Кроме того, приборы можно разделить по группам:

Универсальные. Используются для любых целей, «всеядные», но и самые простые и дешевые;
Старательские. Приборы с поисковой частотой, подстроенной под обнаружение исключительно самородков из золота;
Строительные. Обычно нужны для поиска труб, проводов. Такие металлоискатели организованы несколько иначе, чем остальные индукционные приборы;
Охранные. Охранные рамки и ручные детекторы видели и чувствовали на себе все. Бывают стационарными, носимыми, почтовыми и т.п;
Подводные. Используются для поиска различных предметов на дне водоемов. Герметично закрытые, приборы почти не требую настройки в работе;
Глубинные. Могут искать только крупные предметы, зато на глубинах до 6 метров под землей.

Все приборы делятся на следующие виды:

Приборы начального уровня;
Полупрофессиональные;
Профессиональные;
Специальные. Они же старательские;
Подводные. О них мы уже писали выше. Впрочем, как и глубинных, досмотровых, рамочных и т.д.

Таким образом, виды и типы несколько смешались при различном подходе, и правильнее было бы делить приборы на простые виды – начального уровня, полупрофессионального, профессионального. Все остальное можно включать в виды по сложности конструкции, возможностям и цене. Простые приборы Позволяют искать металлические предметы на глубинах до 10-20 (монеты) или 60-70 см (крупные предметы). Металлы не различают, выводят один вид сигнала. С ними чаще всего можно найти ролики в Youtube. Для новичков вполне хватит, так как даже такой прибор стоит до 200 долларов. Характерный пример – Garrett Ace 250.

Полупрофессиональные приборы

Цена сразу начинается от 500-1000 долларов. За эти деньги аппарат использует несколько рабочих частот, различные типы вывода сигналов на монитор, определяет разницу между черными и цветными металлами. При работе исключительно с серебром и медью прибор очень четко дифференцирует их, поэтому для данных материалов металлоискатель можно назвать профессиональным. Монеты он находит на глубине до 30 см, более крупные предметы – от 0,5 до 1,5 м.

Профессиональные приборы

Цены начинаются от 1000 долларов и до бесконечности. В приборах используются поличастотные генераторы электромагнитных полей. Настройки прибора позволяют обнаружить отдельно медную монету среди ведра серебряных на глубине до полуметра, а крупные предметы определяются на глубине до двух метров. Сложные модели могут еще до копания прорисовать контур найденного предмета, оценить его вес, химический состав с помощью точно определяемых таблиц электромагнитной проницаемости.

Post Views: 6 347

Как выбрать металлоискатель

Каждого начинающего кладоискателя интересует вопрос о выборе лучшего устройства для поиска. Какую модель лучше купить? Как выбрать лучший металлоискатель? На что обратить внимание при покупке?

Самостоятельно определиться с выбором достаточно трудно, ведь приборы этого рода имеют разную направленность, одни предназначены для глубинных поисков на уровне нескольких метров, другие могут быть заточены под определенный металл или поиск монет.

Несомненно, существуют и универсальные металлоискатели, но с ними может быть затруднен поиск поверхностных предметов, например, монет. Статья поможет вам определиться с выбором и примерной стоимостью металлодетектора.

Разновидности и модели

Существует три вида устройств по поиску:

Подводные. Отлично подходят для поисков в прибрежной зоне, но на суше качество поиска заметно снижается.
Глубинные. Поиск глубоко залегающих металлических конструкций, больше подходит для работы строителей по поиску пролегающих коммуникаций.
Грунтовые. Оптимальный вариант, ориентированный на на небольшой глубине.

В дальнейшем расскажем – как выбрать лучший металлоискатель для поиска монет и кладов.

Характеристики металлоискателей

Первое на что обращают внимание большинство покупателей — это глубина поиска, такой подход правильный только частично, как мы уже разобрались, приборы с большим расстоянием поиска не очень нужны обыкновенному искателю.

Точней узнать о возможной глубине залегания можно исследовав состав грунта на предмет обнаружения степени минерализации. Чем выше степень минерализации, тем ближе к поверхности располагаются металлические предметы.

Влажность грунта частично влияет на максимальную глубину поиска, чем влажней почва, тем дальше проникает сигнал прибора.

Разобравшись с простейшими характеристиками, стоит перейти к более подробному изучению прибора. Металлодетекторы имеют следующие показатели:

Дискриминация – возможность прибора определять тип металла. Очень важная функция, которая помогает с высокой точностью обнаружить, к примеру, медные или серебряные монеты. Чем выше стоимость прибора, тем зачастую качественней выполнена данная функция, но и бюджетные аппараты не лишены такой привилегии.
Пинпоинтер – дополнительный девайс, который позволяет точно обнаружить место предмета в грунте на небольшой глубине;
Количество настроек. Логика начинающего искателя иногда строится на том, что стоит приобрести прибор с максимальным набором всевозможных функций и настроек, чтобы в будущем не пришлось приобретать усовершенствованную модель. Увы, профессиональные металлоискатели – очень сложные в понимании простого человека приборы, и на их правильную настройку и изучение всех возможностей прибора могут уйти недели или месяцы. Лучше всего купить прибор с оптимальным соотношением «цена – качество» и максимально простым интерфейсом.
Вес прибора. Поиски монет и других кладов занимают очень длительное время, чем легче прибор, тем дольше вы сможете с ним работать без сильной усталости.
Герметичность. Данный показатель – это то, на что тоже стоит обратить внимание, даже если вы не собираетесь окунать прибор в воду на пляже, намочить искатель росой или под дождем.
Стоимость. Иногда некоторые требования, выставляемые к будущему прибору, могут не вписаться в бюджет. В таких случаях покупатель становится перед выбором: купить аппарат подешевле или накопить на качественный прибор, по итогу все решает стоимость того или иного металлоискателя.

Металлоискатель своими руками

Интернет полон сайтов, где приведена схема металлоискателя, которая предположительно должна помочь собрать металлоискатель своими руками. Если вы имеете соответствующие навыки, то с некоторыми неудобствами, но можете собрать свой прибор. Например, металлоискатель Пират, который оснащен унифицированной настройкой, конструкция и схема металлоискателя — очень простая. Такой искатель годен разве что в качестве детской игрушки, которая с трудом находит консервную банку на глубине нескольких сантиметров и не приближается по своим характеристикам даже к современным аппаратам из бюджетной линейки.

Металлоискатель — купить просто

Как уже стало понятно, практически в 99% случаях на первое место в выборе металлоискателя становится цена.

Производители металлодетекторов не ограничивают искателей и выпускают приборы в различных ценовых категориях, начиная от простейших аппаратов, доступных любому покупателю, до приборов премиум класса, способных определить не только размер находки, но и ее примерный вес.

Металлоискатель: цена в магазинах разниться в зависимости от представленных мировых брендов и размеров прибора.

Бюджетные модели (цена до 16 тысяч рублей):

металлоискатель Fisher F2;
металлоискатель Garrett ACE 250;
металлоискатель ACE 150 от бренда Garrett.

Аппараты для продвинутых пользователей (цена от 16 до 25 тысяч рублей):

металлоискатель Garrett ACE 350;
металлоискатель Minelab Х-TERRA 505;
MINELAB Х-TERRA 305.

Профессиональные аппараты (цена от 26 до 34 тысяч рублей):

Garrett AT PRO;
X-Terra 705 Minelab.
Fisher F75

Модели премиум класса (цена свыше 35 тысяч рублей):

металлоискатель Minelab E-Trac;
металлоискатель Minelab CTX 3030.

Подбор лучшего металлоискателя может зайти в тупик, если будут выставлены неправильные приоритеты, поэтому старайтесь избегать следующих критериев поиска:

Выбор по внешнему виду. Красота не несет никакого практического применения;
Высокая цена. Самое дорогое не всегда – лучшее, часто такой подход позволяет приобрести функциональный аппарат по разумной цене, который идеально справится с поиском монет и кладов;
Ориентация на отзывы на форумах. Пытаться спросить советов у профессиональных искателей — потерять собственное время. Очень часто на форумах сидят именно профессионалы, не признающие детекторы металла из категорий ниже полупрофессиональных.

Металлоискатели для поиска монет

Отправляясь на поиски клада, стоит в первую очередь понимать, что будущие находки напрямую зависят от выбранной местности.

В деревне вы с большой вероятностью отыщите различные предметы быта, украшения или россыпи монет.

Рассчитывать в лесу или поле на золотую цепочку или кольцо можно с большой натяжкой, а вот оружие, медали, значки или награды отыскать вполне реально.

Поиск монет. У кладоискателей существуют большие шансы отыскать несколько монет царских времен, из золота или серебра. Качественные металлоискатели позволят настроиться на поиск монет из определенного металла.
Золотые изделия. Первое место по частоте нахождения украшений из золота конечно – пляж. Тысячи утерянных сережек, браслетов и цепочек не находятся во время отдыха и остаются в верхних слоях песка.
Оружие и награды. Места боевых действий погребли в толще земли огромное количество металла, начиная от ножей и различных ружей, заканчивая наградами, орденами и другими вещами, которые могли быть у солдат.

Подводя итог, хочется сказать, что выбор качественного устройства для поиска по большей части зависит от ваших целей на будущее и цены, которую вы можете заплатить за устройство.

Если детектор приобретается новичком для недолгих вылазок на природу, чтобы почувствовать себя настоящим охотником за сокровищами или клада с большим количеством монет, то не стоит тратить огромные средства на сложный и высокоточный прибор.

Можно обойтись бюджетным вариантом, такие модели в широком ассортименте предлагает любой магазин металлоискателей. Имея серьезные планы на будущий прибор, стоит внимательно ознакомиться со статьей и подобрать лучший металлоискатель, исходя из собственного бюджета.

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.

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.

Эффективный поиск различных металлических предметов, находящихся под землёй или скрытых другими конструкциями, представляет интерес не только для охотников за кладами, но и для строителей, занимающихся прокладкой новых и восстановлением повреждённых подземных коммуникаций. Для этого используются эффективные приборы – металлоискатели. В этой статье рассматриваются самые популярные модели металлоискателей, основные характеристики и цены на них.

Garrett Ace 250

Отличается простотой своего применения и высокой точностью поиска, поэтому часто рекомендуется для применения лицам, не имеющим достаточного опыта и квалификации. У металлоискателя Garrett Ace 250 отсутствует катушка индуктивности, что не мешает ему быть весьма эффективным. В качестве индикатора используется двойная концентрическая катушка, что положительно сказывается на цене прибора. Перед тестированием весь закопанный в землю металлолом тщательно закрывался неметаллическими предметами, и размещался в неудобных для определения местах на глубине не менее 50 мм. В таких условиях процент обнаруженных с помощью рассматриваемого металлоискателя предметов достигал 98%.

Характерная особенность Garrett Ace 250 – высокая точность фиксирования места нахождения, а также класса металла. Прибор распознаёт около 67% цветных металлов, что важно для последующей идентификации предметов. Точность индикатора глубины составляет около 56%, при этом устройство ошибается преимущественно в сторону увеличения, особенно, если в одном месте скрыто несколько разнородных металлов (например, медно-никелевые монеты, прикрытые мелкой стальной сеткой).

Металлоискатель Garrett Ace 250 прост в применении. Прибор оснащён ЖК-дисплеем, на экране которого имеется подвижная стрелка. При обнаружении металла стрелка указывает на его примерный тип, а по располагающейся в правой части экрана гистограмме можно установить примерную глубину обнаруженного предмета. Последовательность действия заключается в том, что сначала слышится первичный звук, который усиливается при приближении прибора к металлу. Предельная глубина определения данным металлоискателем заявлена производителем в пределах 200…220 мм. Недостаток прибора – двухлетний срок гарантии.

Fisher F4

Конструктивно прибор от фирмы Фишер считается конструктивно наиболее сложным, а, следовательно, и самым дорогим. Металлоискатель оборудован двойной электромагнитной катушкой, что расширяет технические возможности прибора. Тем не менее, процент обнаружения объектов составляет всего 72%, при точности фиксирования местонахождения металла до 54%, а по глубине – до 35%. Столь невпечатляющие результаты связываются с относительной сложностью предварительной настройки прибора, которая для неопытных пользователей является достаточно трудоёмкой. Тем не менее, при достаточной практике с прибором большинство сложностей исчезают.

Как и в предыдущем случае, наблюдается существенный разброс в показаниях местонахождения металлического предмета по глубине: фактические показания прибора завышаются в 2…3 раза. Такая особенность Fisher F4 объясняется конструкцией и принципом действия электромагнитной катушки. Она отлично подходит для дифференциации между двумя близко расположенными предметами из-за своего клиновидного магнитного поля, но для получения точных показаний требуется более профессиональное прикосновение поискового наконечника к поверхности грунта или материала, в котором находится объект.

В отличие от металлоискателя Garrett Ace 250 в приборе Fisher F4 имеется дополнительная опция двойного контроля, что позволяет избежать ложного сигнала. Настройки ЖК-дисплея могут постоянно обновляться в зависимости от цели поиска. Кроме того, индикатор рассматриваемого прибора учитывает неровности грунта в зоне поиска, что повышает точность определения скрытого в земле металла. Качественно отбалансированная рука может учитывать даже характер грунта, что также способствует высокой точности результатов поиска. Катушка в Fisher F4 имеет не концентрический, а овальный контур, и это увеличивает площадь зоны обследования.

Bounty Hunter Quick Draw PRO

По результатам тестирования признан одним из лучших металлоискателей, поскольку позволяет установить факт наличия металла в 86% случаев. При этом в 39% с помощью этого прибора можно точно установить род металла, и его примерные размеры.

Металлоискатель Bounty Hunter Quick Draw PRO, как и Fisher F4, снабжён эллиптической концентрической катушкой, которая имеет форму эллипса. Удобный жк-экран показывает идентификаторы цели в виде и чисел, и условных знаков. Интерфейс монитора прост и удобен в использовании, он также оснащён достаточно продвинутыми пользовательскими функциями, и это позволяет снизить общее число попыток обнаружения металлов. При тестировании конструкция была признана одной из лучших для целей как идентификации металла, так и для определения глубины его залегания. Для прибора этого типа наблюдается минимальный разброс показываемой и фактической глубины местонахождения металла. Вместе с тем, при значительной глубине (более 250 мм) точность показаний прибора резко падает.

Жк-экран имеет два целевых идентификатора, которые последовательно указывают на тип металла и на примерную глубину его залегания. Показания носят чисто качественный характер, и не показывают расстояние, поэтому применение металлоискателя Bounty Hunter Quick Draw PRO может быть оправдано лишь для приблизительной оценки. Гарантийный срок использования прибора – пять лет.

Прибор характеризуется хорошей точностью фиксации результата, что важно при затруднённых первичных условиях поиска. Фирма Minelab специализируется на разработке и производстве металлодекторов, которые могут работать под водой, в процессах разминирования, поэтому металлоискатель Minelab X-Terra 305 отличается надёжностью своей схемы. При высокой цене за свою продукцию преимуществом рассматриваемой техники считается её практически полная нечувствительность ко всем внешним условиям поиска. Факт наличия металла под землёй устанавливается в 90% случаев, тип металла – в 62%, глубина залегания – в 57%.

Самая большая проблема с X-Terra 305 — простота его использования. В приборе отсутствуют графические идентификаторы, а, вместо них на экране появляется число, которое соответствует проводимости обнаруженного металла. Дальше по этому параметру пользователю предлагается определить размеры и тип предмета. Этот процесс требует определённого опыта и квалификации. Металлоискатель Minelab X-Terra 305 оснащён круглой концентрической катушкой, и имеет дискретный тональный сигнал идентификации, рассчитанный на 12 звуковых оттенков (в отличие от остальной техники, тональный сигнал которой определяет всего три уровня тона).

Металлоискатель «Пират»

Отечественная разработка, предназначенная для обнаружения скрытого металла различной конфигурации и размеров. Металлодетектор использует комбинированный магнитно-индуктивный принцип распознавания. Генератор создаёт в катушке переменное электромагнитное поле, которое взаимодействует с токопроводящим предметом, находящимся в земле или внутри другой конструкции. В металле наводится своё переменное магнитное поле, которое и улавливается звуковым индикатором.

Металлоискатель «Пират» не имеет ЖК-дисплея, поэтому не в состоянии определять тип металла. Его преимущество – доступность, простота обращения и надёжность. Кроме того, «Пират» — один из немногих образцов представленной техники, который способен распознавать металлические предметы на сравнительно больших расстояниях – до 450…500 мм, при этом время распознавания не превышает 20 с.