Detektor kovů

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 22. března 2020; kontroly vyžadují 40 úprav .

Detektor kovů ( detektor kovů , detektor min ) je elektronické zařízení , které díky své vodivosti umožňuje detekovat kovové předměty v neutrálním nebo slabě vodivém prostředí . Detektor kovů detekuje kovy v půdě , vodě, zdech, dřevě, pod oblečením a zavazadly, v potravinách, v lidském a zvířecím těle atd. Díky rozvoji mikroelektroniky jsou moderní detektory kovů kompaktní a spolehlivá zařízení.

Fyzikální principy

Na konci 5. století se Bao Zhao ve své „Ódě na město zarostlé plevelem“ ( čínské cvičení芜城赋) zmiňuje o magnetech , které působí proti ozbrojenému nepříteli a které byly instalovány u bran starověkého města Guangling . 1] .

Německý fyzik Heinrich Wilhelm Dove ( německy:  Heinrich Wilhelm Dove ) vynalezl[ kdy? ] systém indukční rovnováhy ( impedance ), který vstoupil do detektoru kovů o sto let později.

Základem indukční váhy je několik induktorů , jeden vysílací a jeden nebo dva přijímací, tvořící indukční snímač. Všechny cívky jsou umístěny v prostoru tak, aby se signál z vysílací cívky při nepřítomnosti kovových předmětů v blízkosti neindukoval na přijímací (resp. indukoval, ale signál indukovaný v jedné cívce by se odečítal od signál druhé cívky), to znamená, že celý systém by byl vyvážený a výstupní signál by byl nulový. Pokud se nyní v blízkosti snímače objeví kovový předmět, dojde k narušení rovnováhy a na výstupu se objeví chybový signál, který lze zesílit. [2]

Různé modely detektorů kovů pracují na různých frekvencích . To je způsobeno fyzikou fenoménu šíření elektromagnetických vln . Takže detektory kovů pracující na nízkých frekvencích mohou najít předměty hluboké, ale velké. Zároveň si nejsou schopni všimnout kovových předmětů na povrchu země. Pokud je frekvence detektoru kovů vysoká , pak zařízení detekují malé předměty dobře, ale nemohou najít předměty hluboko v půdě. Existují modely s nastavitelnou frekvencí. [3]

Příklad frekvencí pro detektory kovů podle účelu:

• Hluboké detektory kovů pracují například na frekvenci 6,6 kHz. Hloubka detekce je asi 4 m.
• Pozemní detektory kovů pro vyhledávání malých předmětů - do 22,5 kHz. Hloubka detekce, například helmy ,  je asi 1-1,5 m, mince  - až 40 cm.

Typy detektorů kovů

Podle principu práce

• Zařízení typu "příjem-vysílání" . Jsou založeny na dvou induktorech - přijímací a vysílací, umístěných tak, aby signál vyzařovaný vysílací cívkou neunikal do přijímací cívky. Když se v blízkosti zařízení objeví kovový předmět, signál z vysílací cívky je jím znovu vysílán do všech směrů a vstupuje do přijímací cívky, je zesílen a přiváděn do zobrazovací jednotky.
  Výhody: relativně jednoduché zapojení, široké možnosti určení typu detekovaného objektu.
  Nevýhody: složitost výroby senzoru, vliv mineralizace půdy , relativně nízká citlivost.
• Indukční detektory kovů . Jsou to jakási zařízení typu „přijímač-vysílač“, na rozdíl od posledně jmenovaných však neobsahují dvě, ale pouze jednu cívku, která zároveň vysílá i přijímá. Hlavním problémem při vytváření takových zařízení je výběr velmi malého odraženého (indukovaného) signálu na pozadí silného vysílaného (vyzařovaného) signálu.
  Výhody: jednoduchá konstrukce snímače.
• Přístroje - měřiče frekvence . Jsou založeny na LC oscilátoru . Jak se kov přibližuje k obrysu, mění se jeho frekvence. Tato změna je opravena různými způsoby:
  • Smíchání frekvence generátoru s referenční a měření tepové frekvence.
  • Přivedení signálu z generátoru do systému PLL a měření napětí ve zpětnovazebním obvodu .
    Výhody: jednoduchá konstrukce snímače, jednoduché zapojení.
    Nevýhody: nejhorší možná diskriminace detekovaných objektů, malá citlivost.
• Zařízení, která fixují změnu činitele kvality oscilačního obvodu, který je součástí LC generátoru. Když se kovový předmět přiblíží k cívce, sníží se činitel jakosti obvodu a sníží se také amplituda kmitů na výstupu LC generátoru.
  Výhody: jednoduchý design, nízká spotřeba.
  Nevýhody: nízká teplotní stabilita.
• Pulzní detektory kovů - princip činnosti je založen na buzení pulzních vířivých proudů v oblasti umístění kovového předmětu a měření sekundárního elektromagnetického pole, které tyto proudy indukují. V tomto případě není budicí signál přenášen do cívky snímače neustále, ale periodicky ve formě impulsů . Ve vodivých předmětech se indukují tlumené vířivé proudy, které vybudí tlumené elektromagnetické pole. Pole zase indukuje doznívající proud v cívce snímače. Podle toho, v závislosti na vodivých vlastnostech a velikosti předmětu, signál mění svůj tvar a trvání.
  Výhody: necitlivost k mineralizované půdě, jednoduchost konstrukce senzoru.
  Nevýhody: zvýšená spotřeba energie, špatné rozlišovací schopnosti.

V profesionálních detektorech kovů lze kombinovat několik metod detekce objektů.

Podle úkolů

• Pozemní detektor kovů - určený k hledání pokladů , mincí a šperků , kovového odpadu. Zpravidla je postavena pomocí indukční technologie. Má mnoho nastavení, DSP - procesor, kovový diskriminátor - speciální funkce pro určení kovu, ze kterého se údajně skládá předmět v zemi. Hloubka detekce objektů od 20 cm do 1 metru.
• Vojenský detektor kovů (detektor min) - určený především k vyhledávání min . Zpravidla je postaven na principu „příjem-přenos“. Má minimum nastavení. Hloubka detekce min je od 20 cm ( sovětský detektor min IMP ) do 1 metru (moderní vojenské detektory min IMP-2 ).
• Revizní detektor kovů - ruční detektor kovů určený pro bezpečnostní služby . Slouží k detekci kovových předmětů na lidském těle (zbraň, nůž). Detekční dosah pistole Makarov je až 25 cm.
  • Obloukový (rámový) detektor kovů - inspekční detektor kovů používaný ke kontrole velkých toků lidí, například v metru , na nádražích . Představují rámec, kterým člověk prochází.
• Hluboký detektor kovů - určený k hledání velkých hlubokých cílů, jako je truhla se zlatem . Má dvě cívky vzdálené od sebe, nebo jeden velký rám s cívkou. Je založen na principu „příjem-přenos“. Charakteristickým rysem tohoto typu detektoru kovů je, že reaguje nejen na kovy , ale také na jakékoli změny hloubky půdy (přechody z jedné půdy do druhé, staré základy budov atd.). Hloubka detekce objektů od 50 cm do 3 metrů.
• Magnetometr - určený k vyhledávání feromagnetických předmětů (například železa ). Tento typ detektoru kovů je nejkompaktnější a nejcitlivější, protože se hledací hlava vejde do dlaně. Magnetometry lze použít i pro hledání zlata , mědi , hliníku ... To ale vyžaduje přídavný budič, který vyrobí, obrazně řečeno, elektromagnety z neferomagnetických kovů.

Praktická aplikace

První patent na vynález detektoru kovů podal Gerard Fisher v roce 1925 [4] v USA . Zpočátku bylo zařízení vyvinuto, aby se zabránilo krádežím kovových dílů z továren. Ale následně byly výhody detektorů kovů zaznamenány v jiných průmyslových odvětvích, jak v průmyslu, tak ve vojenství. Zpočátku byla tato zařízení příliš velká a nepohodlná pro masové použití, ale na počátku 60. let byly vyvinuty kompaktnější modely.

• Skotský fyzik Alexander Bell se pomocí detektoru kovů pokusil v roce 1881 najít místo střely v hrudi amerického prezidenta Jamese Garfielda [4] , i když tento pokus byl neúspěšný, protože prezidentovo tělo bylo na kovovém lůžku, což kov uvedlo v omyl. detektor.
• Ve vojenských záležitostech (viz detektor min ).
• Široké uplatnění našly při hledání pokladů a relikvií .
• Při hledání meteoritů :

Skupina hledačů použila pozemní a hluboké detektory kovů a detektory kovů k hledání železného meteoritu Dronino . Expedice se uskutečnila v letech 2007-2008 ve spolupráci s Laboratoří meteoritů Geochemického ústavu Ruské akademie věd. Využití moderní vyhledávací technologie přineslo pozitivní výsledky. Více než 200 kilogramů meteorického železa bylo vytěženo ze země z hloubky až 2 metrů na povrch. O něco dříve byly testovány detektory kovů pro hledání kamenných meteoritů "Carev" . Nejmenší inkluze kovu v kameni zaznamenal detektor kovů.

- Časopis Paleo World, 1, 2008. s. 22

• Koncem 60. let 20. století na příkaz Ministerstva letectví SSSR závod (nyní OJSC TZIA) vyvinul a zahájil výrobu detektorů kovů pro screening cestujících v letecké dopravě. Od roku 1972 do roku 1990 bylo vyrobeno 12 000 stacionárních detektorů kovů (MIS, MIS-2, MIS-3, MIS-4).
• CEIA (Construzioni Elettroniche Industriali Automatismi), Itálie, byla založena v roce 1968 jako zakladatel a hlavní motor pokroku ve vývoji detektorů kovů. V roce 2018 společnost oslavila 50. výročí úspěšného působení na bezpečnostním trhu dodáním více než 500 000 detektorů kovů po celém světě a získáním důvěry těch nejlepších specialistů.
• V roce 1979 si nechala patentovat první průchozí detektor kovů s mikroprocesorovou řídicí jednotkou. V roce 1982 poprvé vyrobil detektor kovů se sloupcovými anténami a šroubovitým vinutím.
• Společnost Garrett Metal Detectors (USA) na olympijských hrách v roce 1984 poprvé představila inspekční obloukové a ruční detektory kovů. Od té doby jsou letiště ve Spojených státech a mnoha dalších zemích včetně Ruska vybavena bezpečnostními detektory.
• V roce 1996 CEIA patentovala obloukový detektor kovů s eliptickými sloupy . Toto vysoce výkonné zařízení, díky svému estetickému a originálnímu vzhledu, může být instalováno ve vysokých vládních institucích i soukromých korporacích, s lehkostí a bez narušení harmonie prostředí. Právě detektor kovů s eliptickými anténami byl vybrán pro zajištění bezpečnosti známé kampaně Jubilee 2000.
• V roce 1997 CEIA vyvíjí technologii pro humanitární a vojenské odminování na žádost několika mezinárodních agentur.
• V roce 2002 byla CEIA vybrána Organizací spojených národů jako dodavatel podzemních detektorů kovů pro odminovací program v Afghánistánu .
• Inženýři společnosti Nokia vyvinuli[ kdy? ] mobilní telefon Nokia č. 97 vybavený funkcí detektoru kovů. Zařízení umožní nositeli najít skryté zbraně, lokalizovat elektrické kabely nebo najít ztracené klíče od auta. Zařízení je založeno na dvou induktorech, z nichž jeden funguje jako přijímač a druhý jako vysílač. Když se v blízkosti mobilního telefonu objeví kovový předmět, signál cívky vysílače se od něj odráží a vstupuje do přijímací cívky, načež zazní zvukový signál [5] .

Hlavní výrobci

Austrálie

• minelab

Bulharsko

• Detektory kovů se zlatou maskou

Německo

• Lorenzovy detekční systémy [6]

Polsko

• Detektory kovů Rutus

Rusko

• AKA detektory kovů
• LLC "OPKB Explomet"

Spojené státy americké

• Detektory kovů Bounty Hunter
• Detektory kovů Detech
• detektory kovů Fisher
• Detektory kovů Garrett
• Detektory kovů Teknetics
• Detektory kovů Tesoro
• Detektory kovů Quest
• Detektory kovů White's

Turecko

• Detektory kovů Nokta & Makro

Ukrajina

• Detektory kovů Mars
• Detektory kovů Nel

Francie

• Detektory kovů XP

Viz také

• Detektor min 42
• Pozice-2
• rádiový interferometr
• Termokamera
• hledání pokladu
• černých kopáčů

Poznámky

1. ↑ Poznámky // Antologie čínské poezie / Překlad z čínštiny pod generální redakcí Guo Mo-Zho a N. T. Fedorenka . - M . : Státní nakladatelství beletrie , 1957. - T. 1. - S. 413. (Ruština)
2. ↑ Jak funguje IMP indukční minový detektor . zpostbox.ru Získáno 8. prosince 2018. Archivováno z originálu 9. prosince 2018. (neurčitý)
3. ↑ Jak vybrat detektor kovů  (ruština)  (16. května 2018). Archivováno z originálu 14. listopadu 2018. Staženo 13. listopadu 2018.
4. ↑ 1 2 Detektor kovů - historie vynálezu. Historie vzniku detektoru kovů. . kladoiskatel.net . Získáno 8. června 2022. Archivováno z originálu 18. února 2020. (neurčitý)
5. ↑ viz New Scientist Weekly
6. ↑ Detekční systémy LORENZ . Získáno 31. července 2021. Archivováno z originálu dne 31. července 2021. (neurčitý)

Odkazy

Řízení
Ochrana proti plynu detektor plynu Oblouková ochrana Indikátor fáze Kalibr (nástroj) koncový spínač detektor kovů pyroskop požární hlásič signalizační zařízení postřikovač postřikovač