Fémdetektor
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. március 22-én felülvizsgált
verziótól ; az ellenőrzések 40 szerkesztést igényelnek .
A fémdetektor ( fémdetektor , aknadetektor ) egy olyan elektronikus eszköz , amely lehetővé teszi a fémtárgyak érzékelését semleges vagy gyengén vezető környezetben vezetőképességük miatt . A fémdetektor fémeket észlel a talajban , vízben, falakban, fában, ruhák és csomagok alatt, élelmiszerekben, emberi és állati testben stb. A mikroelektronika fejlődésének köszönhetően a modern fémdetektorok kompakt és megbízható eszközök.
Fizikai elvek
Az 5. század végén Bao Zhao „Óda a gaztól benőtt városról” című művében ( Kínai gyakorlat芜城赋) említi a fegyveres ellenséget ellensúlyozó mágneseket , amelyeket az ókori Guangling város kapuinál helyeztek el . 1] .
Heinrich Wilhelm Dove ( németül: Heinrich Wilhelm Dove ) német fizikus találta fel [ mikor? ] indukciós egyensúly ( impedancia ) rendszere, amely száz évvel később került a fémdetektorba.
Az indukciós mérleg alapja több induktor , egy adó és egy vagy két vevő, amelyek egy induktív érzékelőt alkotnak. Valamennyi tekercs úgy van elhelyezve a térben, hogy az adótekercs jele a közelben lévő fémtárgyak hiányában ne indukálódjon a fogadók felé (vagy indukálódjon, hanem az egy tekercsben indukált jelet vonják le a a másik tekercs jele), vagyis az egész rendszer kiegyensúlyozott lenne, és a kimeneti jel nulla lenne. Ha most egy fémtárgy jelenik meg az érzékelő közelében, akkor az egyensúly megbomlik, és hibajelzés jelenik meg a kimeneten, amely felerősíthető. [2]
A fémdetektorok különböző modelljei eltérő frekvencián működnek . Ez az elektromágneses hullámok terjedésének jelenségének fizikájának köszönhető . Tehát az alacsony frekvencián működő fémdetektorok mélyen, de nagy tárgyakat találnak. Ugyanakkor nem képesek észrevenni a fémtárgyakat a föld felszínén. Ha a fémdetektor frekvenciája magas , akkor a készülékek jól érzékelik a kis tárgyakat, de nem találnak mélyen a talajban lévő tárgyakat. Vannak állítható frekvenciájú modellek. [3]
Példa a fémdetektorok frekvenciáira cél szerint:
- A mélyfémdetektorok például 6,6 kHz-es frekvencián működnek. Az észlelési mélység körülbelül 4 m.
- Földi fémdetektorok kis tárgyak kereséséhez - 22,5 kHz-ig. Az észlelési mélység, például a sisakoknál körülbelül 1-1,5 m, az érméknél - akár 40 cm.
Fémdetektorok típusai
A munka elve szerint
- „Vételi-átviteli” típusú eszközök . Két induktoron alapulnak - vevő és adó, amelyek úgy vannak elhelyezve, hogy az adótekercs által kibocsátott jel ne szivárogjon a vevőtekercsbe. Amikor egy fémtárgy jelenik meg a készülék közelében, az adótekercs jelét minden irányban újra kibocsátja, és bejut a vevőtekercsbe, felerősíti és a kijelzőegységre táplálja.
Előnyök: viszonylag egyszerű áramkör, széles lehetőség az észlelt objektum típusának meghatározására.
Hátrányok: az érzékelő gyártásának bonyolultsága, a talaj mineralizációjának hatása , viszonylag alacsony érzékenység.
- Indukciós fémdetektorok . Amolyan „vétel-adó” típusú készülékekről van szó, azonban ez utóbbiakkal ellentétben nem két, hanem csak egy tekercset tartalmaznak, amely egyszerre adó és vevő is. Az ilyen eszközök létrehozásának fő nehézsége egy nagyon kicsi visszavert (indukált) jel kiválasztása egy erős sugárzott (sugárzott) jel hátterében.
Előnyök: az érzékelő egyszerű kialakítása.
- Eszközök - frekvenciamérők . Ezek egy LC oszcillátoron alapulnak . Ahogy a fém közeledik a körvonalhoz, frekvenciája megváltozik. Ez a változás többféleképpen rögzíthető:
- A generátor frekvenciájának keverése a referenciával és az ütemfrekvencia mérése.
- A generátor jelének továbbítása a PLL rendszerre és a feszültség mérése a visszacsatoló áramkörben .
Előnyök: egyszerű érzékelő kialakítás, egyszerű áramkör.
Hátrányok: az észlelt tárgyak lehető legrosszabb megkülönböztetése, alacsony érzékenység.
- Az LC generátor részét képező rezgőkör minőségi tényezőjének változását rögzítő eszközök . Amikor egy fémtárgy közeledik a tekercshez, az áramkör minőségi tényezője csökken, és az LC generátor kimenetén az oszcillációk amplitúdója is csökken.
Előnyök: egyszerű kialakítás, alacsony fogyasztás.
Hátrányok: alacsony hőmérsékleti stabilitás.
- Impulzusos fémdetektorok - a működés elve az impulzusos örvényáramok gerjesztésén alapul egy fémtárgy helyének területén és az ezen áramok által kiváltott másodlagos elektromágneses mező mérésén. Ebben az esetben a gerjesztő jelet nem folyamatosan, hanem időszakosan, impulzusok formájában továbbítják az érzékelőtekercshez . A vezető tárgyakban csillapított örvényáramok indukálódnak, amelyek csillapított elektromágneses teret gerjesztenek. A mező pedig csillapító áramot indukál az érzékelő tekercsében. Ennek megfelelően az objektum vezető tulajdonságaitól és méretétől függően a jel megváltoztatja alakját és időtartamát.
Előnyök: érzéketlenség a mineralizált talajra, az érzékelő kialakításának egyszerűsége.
Hátrányok: megnövekedett energiafogyasztás, gyenge diszkriminációs képesség.
A professzionális fémdetektorokban többféle tárgyfelderítési módszer kombinálható.
Feladatok szerint
- Őrölt fémdetektor – kincsek , érmék és ékszerek , fémhulladék felkutatására tervezték. Általában indukciós technológiával készül. Számos beállítással rendelkezik, DSP - processzor, fém diszkriminátor - egy speciális funkció a fém meghatározására, amelyből a földben lévő tárgy feltételezhetően áll. Tárgyak észlelési mélysége 20 cm-től 1 méterig.
- Katonai fémdetektor (aknadetektor) - elsősorban aknák keresésére tervezték . Általában a "vétel-adás" elvén épül fel. Minimális beállításokkal rendelkezik. Az aknaérzékelés mélysége 20 cm-től ( szovjet aknakereső IMP ) 1 méterig (modern katonai IMP-2 aknakeresők ) terjed.
- Ellenőrző fémdetektor - egy kézi fémdetektor, amelyet biztonsági szolgáltatásokhoz terveztek . Fémtárgyak észlelésére szolgál az emberi testen (pisztoly, kés). A Makarov pisztoly érzékelési tartománya akár 25 cm.
- Íves (vázas) fémdetektor - egy ellenőrző fémdetektor, amelyet nagy emberáramlások ellenőrzésére használnak, például a metróban , a vasútállomásokon . Olyan keretet képviselnek, amelyen az ember áthalad.
- Mélyfémdetektor – nagy mélységű célpontok, például aranyláda keresésére tervezték . Két tekercs van benne egymástól bizonyos távolságra, vagy egy nagy keret egy tekercssel. A „vétel-adás” elvén alapul. Az ilyen típusú fémdetektorok megkülönböztető jellemzője, hogy nem csak a fémekre reagál , hanem a talaj mélységében bekövetkező bármilyen változásra is (átmenet egyik talajról a másikra, régi épületalapok stb.). 50 cm-től 3 méterig terjedő tárgyak észlelési mélysége.
- Magnetométer - ferromágneses tárgyak (például vas ) keresésére tervezték . Ez a típusú fémdetektor a legkompaktabb és legérzékenyebb, mivel a keresőfej elfér a tenyerében. A magnetométerek arany , réz , alumínium keresésére is használhatók ... Ehhez azonban szükség van egy további gerjesztőre, amely képletesen szólva elektromágneseket készít nem ferromágneses fémekből.
Gyakorlati alkalmazás
A fémdetektor feltalálására vonatkozó első szabadalmat Gerard Fisher nyújtotta be 1925-ben [4] az Egyesült Államokban . Kezdetben az eszközt a fém alkatrészek gyárakból való ellopásának megakadályozására fejlesztették ki. Később azonban a fémdetektorok előnyeit más iparágakban is észrevették, mind az ipari, mind a katonai. Kezdetben ezek az eszközök túl nagyok és kényelmetlenek voltak a tömeges használatra, de a 60-as évek elején kompaktabb modelleket fejlesztettek ki.
A kutatók egy csoportja földi és mély fémdetektorokat és fémdetektorokat használt a Dronino vasmeteorit felkutatására . Az expedíció 2007-2008 között zajlott az Orosz Tudományos Akadémia Geokémiai Intézetének Meteoritikai Laboratóriumával együttműködésben. A modern keresési technológia alkalmazása pozitív eredményeket hozott. Több mint 200 kilogramm meteorikus vasat emeltek ki a földből akár 2 méteres mélységből a felszínre. Kicsit korábban fémdetektorokat teszteltek a "Tsarev" kő meteoritok keresésére . A kőben lévő legkisebb fémzárványokat fémdetektor vette észre.
- Paleo World magazin, 1, 2008. 22. o
- Az 1960-as évek végén a Szovjetunió Légiközlekedési Minisztériumának megrendelésére az üzem (jelenleg OJSC TZIA) kifejlesztette és megkezdte a légi utasok átvizsgálására szolgáló fémdetektorok gyártását. 1972-től 1990-ig 12 000 db helyhez kötött fémdetektort (MIS, MIS-2, MIS-3, MIS-4) gyártottak.
- Az olaszországi CEIA-t (Construzioni Elettroniche Industriali Automatismi) 1968-ban alapították, mint a fémdetektorok fejlesztésének alapítója és fő motorja. A cég 2018-ban ünnepelte a biztonsági piacon sikeres működésének 50. évfordulóját azzal, hogy több mint 500 000 fémdetektort szállított világszerte, és elnyerte a legjobb szakemberek bizalmát.
- 1979-ben szabadalmaztatta az első mikroprocesszor-alapú vezérlőegységgel ellátott fémdetektort. 1982-ben készített először fémdetektort oszlopos antennákkal és spirális tekercsekkel.
- A Garrett Metal Detectors cég (USA) az 1984-es olimpiai játékokon mutatta be először az ellenőrző íves és kézi fémdetektorokat. Azóta az Egyesült Államok és sok más ország repülőtereit, köztük Oroszországot is felszerelték biztonsági érzékelőkkel.
- 1996-ban a CEIA szabadalmaztatott egy íves fémdetektort elliptikus oszlopokkal . Ez a nagy teljesítményű készülék esztétikus és eredeti megjelenésének köszönhetően magas szintű állami intézményekbe és magáncégekbe is beépíthető, könnyedén beleolvadva, a környezet harmóniáját nem zavarva. A jól ismert Jubilee 2000 kampány biztonsága érdekében az ellipszis alakú antennás fémdetektort választották.
- 1997-ben a CEIA humanitárius és katonai aknamentesítési technológiát fejleszt több nemzetközi ügynökség felkérésére.
- 2002-ben az Egyesült Nemzetek Szervezete a CEIA-t választotta a földalatti fémdetektorok szállítójaként az afganisztáni aknamentesítési programhoz .
- A Nokia mérnökei kifejlesztették[ mikor? ] mobiltelefon , Nokia No. 97 fémdetektorral felszerelt. Az eszköz lehetővé teszi viselőjének, hogy megtalálja az elrejtett fegyvereket, az elektromos kábeleket, vagy megtalálja az elveszett autókulcsokat. A készülék két induktorra épül, amelyek közül az egyik vevőként, a másik adóként működik. Ha fémtárgy jelenik meg a mobiltelefon közelében, az adótekercs jele visszaverődik róla, és belép a vevőtekercsbe, majd hangjelzés hallható [5] .
Főbb gyártók
Ausztrália
Bulgária
- Arany maszk fémdetektorok
Németország
- Lorenz észlelőrendszerek [6]
Lengyelország
Oroszország
- AKA fémdetektorok
- LLC "OPKB Explomet"
Egyesült Államok
- Fejvadász fémdetektorok
- Detech fémdetektorok
- Fisher fémdetektorok
- Garrett fémdetektorok
- Teknetikai fémdetektorok
- Tesoro fémdetektorok
- Quest fémdetektorok
- White fémdetektorai
Törökország
- Nokta & Makro fémdetektorok
Ukrajna
- Mars fémdetektorok
- Nel fémdetektorok
Franciaország
Lásd még
Jegyzetek
- ↑ Jegyzetek // Kínai költészet antológiája / Kínai fordítás Guo Mo-Zho és N. T. Fedorenko általános szerkesztésében . - M . : Állami Szépirodalmi Könyvkiadó , 1957. - T. 1. - S. 413. (Orosz)
- ↑ Hogyan működik az IMP indukciós aknadetektor . zpostbox.ru Letöltve: 2018. december 8. Az eredetiből archiválva : 2018. december 9.. (határozatlan)
- ↑ Hogyan válasszunk fémdetektort (orosz) (2018. május 16.). Az eredetiből archiválva : 2018. november 14. Letöltve: 2018. november 13.
- ↑ 1 2 Fémdetektor - a találmány története. A fémdetektor keletkezésének története. . kladoiskatel.net . Letöltve: 2022. június 8. Az eredetiből archiválva : 2020. február 18. (határozatlan)
- ↑ lásd a New Scientist Weeklyt
- ↑ LORENZ érzékelőrendszerek . Letöltve: 2021. július 31. Az eredetiből archiválva : 2021. július 31. (határozatlan)
Linkek