Mark Rowan & William Lahr
(превод - П. Пришелски)
Как работят металдетекторите
ВЪВЕДЕНИЕ
Металдетекторите (МД) – това са забележителни машини. Много ползватели на МД с ентусиазъм хвалят предимствата на своите “любимци”. Тези от нас които се занимават с производство на подобни уреди внимателно слушат какво говорят хората за своята работа на полето , защото това е начин да разберем колко добре работим и какво трябва да подобряваме. Общуването с клиентите е доста сложно нещо. Може да се каже че буквално говорим на различни езици.
Целта на тази статия е да се опитаме частично да разрушим “езиковата бариера”, и да разясним загадките, които произхождат вследствие на неумелата работа с уредите. Нужно ли е да знаем принципа на работа на металдетектора за да може да го използуваме ефективно? – Разбира се че не(при условие че четете внимателно инструкцията на производителя). Може ли такова знание да ви позволи в бъдеще да усъвършенствате вашата работа? – навярно да, но само при известно търпение и тренировки.
Най-добрия детектор работи толкова добре – колкото грамотно го използват.
VLF приемник предавател
Предавател
Вътре в търсещата рамка на МД (която още се нарича търсеща глава, бобина, антена) се намира намотка наречена предавателна бобина. Тока протичащ по нея създава магнитно поле. Посоката на тока се променя няколко хиляди пъти в секундата. Термина “Работна честота” означава колко пъти в секунда тока променя посоката си. Когато протича ток в едната посока възниква магнитно поле в посока към земята, когато се промени посоката на тока се променя и посоката на магнитното поле – от към земята, като северния и южния полюс в училищния магнит.Във всеки метален и даже електропроводим обект , намиращ се в близост, под влиянието на такова изменящо се магнитно поле възниква ток , приличащ на този които възниква в намотката на генератор който се върти в постоянно магнитно поле. Индуктирания ток от своя страна създава свое магнитно поле с направление обратно на магнитното поле на предавателя.
ПРИЕМНИК
Вътре в рамката има още една – приемна-намотка,разположена по такъв начин че максимално да неутрализира влиянието на предаващата бобина, за което се използуват специални методи. Полето от метален предмет, намиращ се наблизо индуктира ток в приемната бобина, който може да се усили и обработи допълнително, като се отдели от далеч по-мощния сигнал на предавателя.
Сумарния приет сигнал обикновенно се появява с известно закъснение спрямо излъчения сигнал. Това закъснение произлиза от това , че проводящите материали имат свойството да се съпротивляват на самото протичане на електрическия ток (резистивност), а също и изменяне на величината на вече протеклия през тях ток '’индуктивност”. Ние наричаме тези закъснения “фазова разлика”. Максимална фазова разлика произвеждат обекти ,които в по-голямата си част са индуктивни- това са големи и дебели предмети, направени от отлични проводници, като злато, сребро, мед. По-малка фазова разлика е характерна за тънки обекти или предмети направени от материали с лоша електропроводимост.
ДИСКРИМИНАЦИЯ
Сигнала приет от различните обекти е с характерна фазова разлика, и това ни позволява да ги класифицираме и да ги различаваме. Сигнала от сребърна монета е с по голяма фазова разлика от този от железна пластина.Следователно може да настроиме детектора така че да издава звуков сигнал в първия случай и да мълчи във втория. Процеса на разпознаване на различните обекти се нарича “дискриминация”. Оттук нататък различните конструкций са с различни индикатори – стрелкови , звукови и др. Характерната форма на обектите е предпоставка за различно по форма магнитно поле . Може да с случи така че обект с по-малки размери да има по-голямо магнитно поле от по-голям обект.
ГРУНДИРАНЕ
(ground balance)
Повечето от почвите са железосъдържащи. Те също могат да бъдат електропроводими заради съдържащите се в тях соли съдържащи се в подпочвените води. Затова сигнала който плучава МД от почвата може да е 1000 пъти по силен от сигнала получен от метален обект в земята. За щастие фазовото изместване предизвикано от почвата е сравнително постоянно за големи полщи. Детектора може да бъде конструиран така че да бъде елиминиран ефекта от влиянието на почвата. Добрия земен баланс може да позволи достатъчно точно да се определи както вида то така и дълбочината. Нa пръв поглед зeмния баланс изглежда проста работа: оператора вдига и спуска антената , върти копчето за настройка и търси равенство в показанията на индикатора. Макар че този метод е най-ефективния, за някой ползватели може да се окаже достатъчно сложен. Скъпите модели предлагат настройка на земния баланс –веднъж във въздуха с вдигната антена и после със свалена антена. Най-умните уреди правят баланса автоматично, така че няма да забележите кога преминавате от един тип почва в друг. Това е т.нар
( tracking ground balance). Добрите уреди позволяват веднъж настроен уреда да работи цял ден без пренастройка. Но предеупреждаваме ви: повечето металдетектори които се продават като уреди с автоматична или следяща настройка на земния баланс, на практика са настроени от производителя на някой фиксирани нива на земен баланс. Това напомня ситуацията - да ви заварят педала на газта на колата в положение средна газ , а в същото време да ви убеждават че на автомобила ви е монтирана съвременна система Круиз контрол
ДИНАМИЧЕН И СТАТИЧЕН РЕЖИМ
(motion/ non-motion modes)
Макар сигнала от земята и да е по-силен от сигнала от търсения обект , той остава непроменлив или се изменя сравнително плавно по време на движение на антената. От друга страна сигнала от обекта нараства рязко, достига пика си и след това рязко спада, когато антената минава над обекта. Това позволява възможността да се използва технология , която да разпознава материалите , не по амплитудата на получавания сигнал , а по скороста на нарастване. Такъв режим на работа на металдетекторите се нарича “Динамичен”(motion mode). Най-важния пример за използване на този принцип – това е Динамичната дискриминация(motion discrimination). Ако ние искаме да отделим полезен сигнал ,достатъчен за индентефикация на обекта , не трябва само да си настроим земния баланс . Нужно е да се “погледне” на обекта от поне две различни гледни точки. Подобно на това че когато трябва да да определим къде се намираме , то трябва да решим триангулационна задача, избирайки повече от една точка за привързване. Подобно е и при установяване положението на обекти в земята. В една точка правим земния баланс , а в друга получаваме някаква комбинация от сигнала от земята , комбиниран със сигнала от обекта. “Динамичния”(motion mode) се използва за това ,че да се минимизира остатъчния сигнал от земята. По настоящем дискриминаторите на повечето металдетектори ИБ изискват постоянно движение на антената за да може да се получи ефективно разпознаване на материалите. Това не е голяма беда , като се има впредвид че в процеса на търсене , все пак трябва да се движим.
Ако намерите обект в режим на динамична дискриминация , то , вероятно ще пожелаете да определите по-точно неговото местоположение, за да не копаете напразно. Ако вашия металдетектор показва дълбочина , то ще поискате да определите и дълбочината на която се намира обекта. За по-точно определяне на положението и дълбочината се използва режима “всички метали” (all metal mode). Дискриминация тук не трябва , съответно и не трябва да движим антената , с изключение на движенията с които трябва да се центрира обекта. С една дума – скоростта с която движим антената не е от значение в случая. Често режима -всички метали “all metal” се нарича “статичен” (non motion mode) , също така и “нормален режим” (normal mode) или “режим на постоянен ток” (D. C. Mode). Има някои неща в рекламите на различни металдетектори , които определено биха ви “хвърлили “ в размисъл . Например функцията “автоматична настройка на прага” (Sat-self adjustment threshold), която автоматично регулира звуковия праг при преминаване през почви с разнородно съдържание и един вид “изглажда “ неравностите. “Автоматичния праг” може да бъде и бавен и бърз , в зависимост от типа на металдетектора и настройките. Честно казано подобен режим силно пречи на динамичния режим на работа и радвайки се на спокойната работа на уреда, то може да не чуете доста полезни по-слаби сигнали. По този повод в рекламите на разни металдетектори може да прочетете и за наличието на “истински статичен режим” (true non-motion mode), което си е “всички метали” без автоматичен праг. Има и един друг рекламен трик , а това е дискриминатор , които може да бъде настроен така че да реагира на всички метали. С други думи това е дискриминатор , който не дискриминира. Подобен режим често се нарича “нулева дискриминация (zero disk).
МИКРОПРОЦЕСОРНО УПРАВЛЕНИЕ
Микропроцесора това е сложна електронна схема , изпълняваща всички аритметини и управляващи функций , необходими за направата на компютъра. Последователността на инструкцийте, които се записват в паметта на процесора се нарича програма и се изпълнява от процесора последователно , със скорост от няколко милиона действия в секунда. Иаползването на микропроцесори с съвременните металдетектори открива възможности , за които преди години не сме и мечтаели. В миналото , добавянето на нови функций в металдетектора е означавало – появяване на нови копчета и превключватели. Микропроцесора, течнокристалния екран и проста клавиатура са решение на проблема. Вградената система от менюта позволява на оператора да настрой металдетектора според неговите изисквания. Ако пък не ви се занимава с настройки?. Ето тук се появява гениалността на микропроцесорното управление –просто не го правете. При включване на апарата всички параметри са установени във предишно запомнени стойности, така че новак или случаен потрбител може и да не разбере за допълнителните възможности които предлага уреда. Друго забележително в микропроцесорното управление е , че с промяна на настройките в менюто може да изберете различни режими на търсене , общо търсене, археологическо търсене и т.н.т.н и микропроцесора изпълнява всички необходими настройки. Нека добавим че постоянното програмно усъвършенстване подобри и звуковите функций за определяне на типа на металите, а изображенията на дисплея ускоряват и правят работата на оператора по лесна . При микропроцесорните уреди също има редица недостатъци , но всичко е въпрос на маркетинг. Един от основните проблеми е наличието на множество хармонични при цифровата част . Това разбира се оказва влияние на аналоговата част на уредите , а респективно и води до сваляне на чувствителността на уреда от производителите с цел да се избегнат нежелани ефекти по време на работа.
ИЗВОД ОТНОСНО VLF МЕТАЛДЕТЕКТОРИТЕ
Макар металдетектори да се произвеждат от доста години, то увеличаването на производството постоянно нараства. Появяват се все “по-умни” и “ по-прости” за управление уреди. Бъдете уверени , че макар и да не съществуват ненамерени съкровища, то разработка на нови уреди ще има дотогава , докато предишните имат някакви несъвършенства.
