סוגים שונים של גלאי מתכות ועקרון פעולתם. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

סוגים שונים של גלאי מתכות ועקרונות הפעולה שלהם. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / גלאי מתכות

כדי לחפש בהצלחה חפצי מתכת באדמה, אין צורך להבין את העקרונות המדעיים של גלאי מתכות. עם זאת, כדאי לדעת באופן כללי כיצד פועל גלאי מתכות.

גלאי מתכות הוא מכשיר אלקטרוני המזהה נוכחות של מתכת ומודיע לנו על כך. חפץ מתכתי, נניח מטבע, הנמצא באדמה, אינו פולט בעצמו דבר ואינו מסגיר את נוכחותו. כדי לזהות אותו, יש צורך להקרין אותו בגלי רדיו ולזהות אות משני. כל גלאי המתכות מבוססים על עיקרון זה ההבדל בין דגמים זולים ליקרים טמון בשיטות פליטת גלי הרדיו הללו, בשיטות לקליטת אותות משניים ובשיטות ליידע אותך על הימצאות מתכת.

סוגים שונים של גלאי מתכות ועקרון פעולתם
אורז. 12. שדה אלקטרומגנטי של סליל החיפוש

סוגים שונים של גלאי מתכות ועקרון פעולתם

אורז. 13. הופעת זרמי מערבולת על פני השטח של חפצי מתכת הנלכדים בשדה האלקטרומגנטי של סליל החיפוש

כאשר אתה מפעיל את גלאי המתכות, זרם חשמלי חילופין זורם דרך סליל החיפוש, ויוצר שדה אלקטרומגנטי סביב סליל החיפוש. שדה זה עובר לסביבה, בין אם זה אוויר, אדמה, מים, אבן, עץ וכו'. אם חפץ מתכת מפריע לשדה הזה, אז מופיעים זרמי מערבולת כביכול על פני השטח שלו. זרמים אלו יוצרים שדה אלקטרומגנטי משלהם, אשר מחליש את השדה של סליל המשדר. המעגל האלקטרוני של המכשיר, באמצעות סליל, מזהה היחלשות שדה זו הנגרמת על ידי נוכחות מתכת מתחת לסליל, ומודיע לך על כך בדרך זו או אחרת. מעגלים אלקטרוניים מורכבים יותר מספקים לכידה טובה יותר של אותות משניים חלשים יותר ומעבדים אותם בצורה מדויקת יותר. לכן, מכשירים כאלה הם עתירי עבודה לייצור ויקרים יותר. עם זאת, בדרך כלל הם מסוגלים למצוא חפצים בעומקים גדולים יותר.

סוגים שונים של גלאי מתכות ועקרון פעולתם
אורז. 14. השפעת מינרליזציה של קרקע על עומק הגילוי

זרמי מערבולת נוצרים על פני השטח של כל חומר מוליכים חשמלית - מתכות, מינרלים וכו'. מתכות לא ברזליות מוליכות חשמלית יותר ממתכות ברזליות ומינרלים. לכן, לזרמי מערבולת עליהם לוקח יותר זמן לגווע. גלאי המתכות חש שבמקרה זה זרמי המערבולת מתפוררים מהר יותר, ועל בסיס זה יכול "לומר" לך איזו מתכת - ברזלית או לא ברזלית - נמצאת מתחת לסליל.

למרבה הצער, בחלק מהמקומות האדמה מכילה כמות גדולה של מינרלים מוליכים חשמלית (מגנטיט, נתרן ואשלגן), שאינם רצויים ביותר מכיוון שהם מסווים את נוכחות המתכת, ומפחיתים את עומק הגילוי שלה. מינרלים של ברזל ומלח הם דאגה גדולה עבור יצרני ומשתמשי גלאי מתכות. על ידי שימוש במסננים שונים ניתן להפחית משמעותית את השפעת הפאונד. לחלק מהמכשירים יש איזון קרקע אוטומטי; באחרים, זה מושג באופן ידני על ידי המפעיל, וזה מדויק יותר אם נעשה נכון.

בספרות, הבא גישות עיקריות לבניית מעגלי גלאי מתכות:

1. שיטת Beat - BFO (Bcat Frequency Oscillation).

2. שיטת איזון אינדוקציה - IB/TR (איזון אינדוקציה / משדר-מקלט).

3. שיטת איזון אינדוקציה באמצעות תדרי פעולה נמוכים מאוד - VLF/TR (Very Low Frequency/Transmitter-Reciver).

4. שיטת איזון אינדוקציה עם סלילים מרווחים - RF (Radio Frequency).

5. שיטת דופק - PI (Pulse Induction).

6. שיטת שיבוש תהודה - OR (OfTResonance).

שיטת ביט - BFO

הפרמטר הנמדד הוא התדר של מחולל ה-LC, הכולל את סליל ראש החיפוש. התדר מושווה לתדר הייחוס, ותדר הקצב ההפרש המתקבל מוצג על תצוגת שמע. המעגלים של המכשירים די פשוטים; הסליל אינו דורש ביצוע מדויק. תדר הפעלה 40-500 קילו-הרץ. הרגישות של מכשירי BFO נמוכה, עם יציבות נמוכה ויכולת ירודה לכוון את הקרקע הרטובה והמינרלית. שיטת BFO שימשה בגלאי מוקשים ומכשירים זרים סדרתיים בשנות ה-60-70. המאה הקודמת. נכון לעכשיו, שיטה זו פופולרית בקרב חובבי רדיו ונמצאת במכשירים זולים מיצרנים רוסים. זה כולל גם מכשירים עם מדידת תדר ישירה, אשר מיושמים היטב במיקרו-מעבדים.

שיטת איזון אינדוקציה - IB/TR

ראש החיפוש נוצר על ידי שני סלילים הממוקמים באותו מישור ומאוזנים כך שכאשר מופעל אות על סליל המשדר, קיים אות מינימלי ביציאות המקבלות. סליל המשדר נכלל לעתים קרובות במעגל מתנד LC. הפרמטר הנמדד הוא משרעת האות בסליל המקבל והסטת הפאזה בין האותות הסינוסואידים המשודרים והמתקבלים. לגלאי מתכות כאלה יש תדר פעולה של 80-100 קילו-הרץ. הם יכולים לזהות עצמים קטנים בעומקים עמוקים יחסית (30-35 ס"מ), אולם הם חסרי תועלת בעת חיפוש על קילוגרמים מינרליים מאוד וחופי ים.

שיטת איזון אינדוקציה באמצעות תדרי פעולה נמוכים מאוד - VLF/TR

התגלה שכאשר תדר ההפעלה מופחת מתחת ל-20 קילו-הרץ, ניתן להתנתק מהשפעת הפאונד; עומק הפעולה של המכשיר מופחת במקצת, אך יציבות הפעולה עולה בחדות ואותות שווא נעלמים. מכשירים כאלה נקראים VLF/TR, כלומר גלאי מתכות מסוג משדר-מקלט הפועל בתדרים נמוכים מאוד.

שיטת VLF מאפשרת לך לבנות מכשירים רגישים ביותר עם אבחנה טובה של מתכות באמצעות ניתוח של מאפייני פאזה. המעגלים של המכשירים מורכבים למדי; הסלילים דורשים איזון מדויק. רוב המכשירים הטוריים, כולל הממוחשבים, בנויים כיום על בסיס שיטה זו. אפליה של חפצים וניתוק מהקרקע במכשירים כאלה מתבצעים בפשטות יחסית באמצעות מעגלים להסטת פאזה.

עקרון ה-TR (או הגרסה שלו VLF/TR) מספק ניתוח של מאפייני הפאזה של האות, כך שהתקנים אלה מבחינים בקלות בין מתכות ברזליות ומתכות לא-ברזליות ומכוונים מהפסולת והאדמה. יש להם רגישות ורזולוציה גבוהים, התלויים בקוטר של סליל החיפוש - ככל שהוא גדול יותר, כך הזיהוי עמוק יותר, אך קשה יותר לחפש חפצים קטנים.

החיסרון של מכשירים כאלה היה שלא ניתן היה לבצע איזון קרקע בו-זמנית עם אפליה, והמפעיל חייב להשתמש במתג כדי לבחור במצב זה או אחר. מכשירים כאלה יוצרו בארה"ב ובאנגליה במשך 10 שנים עד 1980, אז הוחלפו במה שנקרא גלאי מתכות דינמיים.

בסוף שנות ה-70. המאה העשרים ג'יי פיין האמריקאי פיתח תוכנית המאפשרת אפליה והתאמה לקרקע בו זמנית.

את המכשירים הראשונים מסוג זה היה צורך להזיז מהר מאוד כדי להגיע לעומק פעולה מקובל, מה שהיה מעייף מאוד עבור המפעיל. דגמים מאוחרים יותר (בשל מורכבות המעגל) אפשרו לעבוד במהירויות תנועה נמוכות יותר של הסליל ללא אובדן עומק.

בתחילת שנות ה-80. גלאי מתכות הפכו לכבדים וקשים להתקנה. בעיקרו של דבר, מכשיר אחד כלל ארבעה סוגים שונים של גלאי מתכות. חברת Fisher Research Laboratory האמריקאית נענתה מיידית לבקשות של ציידי אוצרות ליצור מכשיר פשוט יותר, אך לא פחות רגיש, ועל סמך ההתקדמות האחרונה בתחום המיקרו-אלקטרוניקה, פיתחה את גלאי המתכות משנות ה-1260 עם כוונון סף אוטומטי, הפועל בתדירות נמוכה מאוד. היו לו רק כמה פקדים ולא דרש שום התאמה ידנית. זהו מכשיר קל משקל, קל לשימוש ורגיש לחפצים קטנים שעובד בהצלחה על קרקעות מינרליות דלות. השינוי שלו, ה-1266s, יוצר עד 2003.

גלאי מתכות זה החל להיקרא "דינמי", אם כי, במהותו, הוא שייך לסוג VLF/TR. גלאי מתכות סטטיים קודמים מסוג VLF/TR כמעט הפסיקו להיות מיוצרים, וכל החברות המובילות עברו במהירות לייצור מכשירים תוך שימוש בעקרון דינמי זה. חברות קטנות רבות שלא הצליחו לעשות זאת, נאלצו להפסיק להתקיים. מאז נותרו בעולם רק כתריסר חברות המייצרות גלאי מתכות.

שיטת איזון אינדוקציה ברווח סליל - RF

זוהי גרסה בתדר גבוה של TR, שבה סלילי השידור והקליטה אינם יוצרים שנאי שטוח, אלא מרוחקים זה מזה וממוקמים בניצב אחד לשני. סליל הקולט מקבל את האות המוחזר ממשטח המתכת, הנפלט על ידי סליל המשדר. שיטה זו משמשת במכשירי עומק ומאופיינת בחוסר רגישות לחפצים קטנים ובחוסר יכולת להבחין בין מתכות ברזליות ומתכות לא ברזליות.

שיטת פולס - IP

מכשירים אלה, שפותחו לראשונה בארה"ב עבור ארכיאולוגים, הפכו לנפוצים ביותר בקרב חובבים באנגליה בסוף שנות ה-60. כמו במכשירים המבוססים על עיקרון איזון האינדוקציה, מכשירים פולסים יוצרים שדה אלקטרומגנטי שפועל על עצם, אך שדה זה אינו פועל כל הזמן, אלא מעת לעת - הוא נדלק ונכבה (פועם) פעמים רבות תוך שנייה אחת.

כאשר השדה מופעל, זרמי מערבולת מושרים על פני האובייקט. כאשר השדה כבוי, זרמי המערבולת גוועים בהדרגה, אם כי במשך פרק זמן קצר מאוד. בשלב זה, הסליל פועל כאנטנת קליטה, קולט את אות הדהייה הזה. במקביל, רקע הסף של המכשיר עולה, מה שמעיד על נוכחות של מתכת באדמה. מכיוון שזרמי מערבולת קרקע דוהים הרבה יותר מהר ואינם מזוהים על ידי המכשיר, גלאי מתכות דופק פועלים ביעילות על קרקעות מינרליות עניות ובמיוחד על קרקעות מלוחות לחות בחופי הים.

החיסרון של גלאי מתכות דופק הוא הרגישות הגבוהה שלהם למתכות ברזליות וקשיים באפליה. עם זאת, במקרים מסוימים (למשל, כאשר מחפשים מתכת בקרקעית הים) הם עדיפים על כל שאר סוגי גלאי המתכות.

שיטת הפסקת תהודה - OR

הפרמטר המנותח הוא משרעת האות על סליל המעגל המתנודד, מכוון קרוב לתהודה עם האות המסופק לו מהגנרטור. הופעת המתכת בשדה הסליל גורמת או להשגת תהודה או יציאה ממנה, בהתאם לסוג המתכת, מה שמוביל לעלייה או ירידה במשרעת התנודות על הסליל. שיטה זו, כמו BFO, פותחה על ידי חובבי רדיו.

מחבר: Bulgak L.V.

ראה מאמרים אחרים סעיף גלאי מתכות.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

רעשי תנועה מעכבים את גדילת האפרוחים 06.05.2024

הצלילים שמקיפים אותנו בערים מודרניות הופכים נוקבים יותר ויותר. עם זאת, מעטים האנשים שחושבים כיצד הרעש הזה משפיע על עולם החי, במיוחד יצורים עדינים כמו אפרוחים שעדיין לא בקעו מהביצים שלהם. מחקרים עדכניים שופכים אור על נושא זה, ומצביעים על השלכות חמורות על התפתחותם והישרדותם. מדענים מצאו שחשיפה של אפרוחי יהלום זברה לרעש תנועה עלולה לגרום להפרעה חמורה בהתפתחותם. ניסויים הראו שזיהום רעש יכול לעכב באופן משמעותי את בקיעתם, ואותם אפרוחים שצצים מתמודדים עם מספר בעיות מקדמות בריאות. החוקרים מצאו גם שההשפעות השליליות של זיהום הרעש משתרעות על הציפורים הבוגרות. סיכויי רבייה מופחתים וירידה בפוריות מעידים על ההשפעות ארוכות הטווח שיש לרעש התנועה על חיות הבר. תוצאות המחקר מדגישות את הצורך ... >>

רמקול אלחוטי Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

בעולם של טכנולוגיית אודיו מודרנית, היצרנים שואפים לא רק לאיכות צליל ללא דופי, אלא גם לשילוב פונקציונליות עם אסתטיקה. אחד הצעדים החדשניים האחרונים בכיוון זה הוא מערכת הרמקולים האלחוטיים החדשים Samsung Music Frame HW-LS60D, שהוצגה באירוע 2024 World of Samsung. ה-Samsung HW-LS60D הוא יותר מסתם מערכת רמקולים, זו אומנות הסאונד בסגנון המסגרת. השילוב של מערכת 6 רמקולים עם תמיכה ב-Dolby Atmos ועיצוב מסגרת תמונה מסוגנן הופכים את המוצר הזה לתוספת המושלמת לכל פנים. ה-Samsung Music Frame החדש כולל טכנולוגיות מתקדמות לרבות Adaptive Audio המספק דיאלוג ברור בכל רמת עוצמת הקול, ואופטימיזציה אוטומטית של החדר לשחזור אודיו עשיר. עם תמיכה בחיבורי Spotify, Tidal Hi-Fi ו-Bluetooth 5.2, כמו גם אינטגרציה של עוזר חכם, הרמקול הזה מוכן לספק לך ... >>

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מפרט מעודכן עבור מחבר Lightning 13.06.2014

אפל באירוע השנתי של WWDC הציגה מפרט מעודכן למחבר ה-Lightning, שיאפשר לחברות ייצור של צד שלישי במסגרת תוכנית MFi לייצר אוזניות קוויות ואוזניות המחוברות ליציאת Lightning. כמובן, בתוכניות הקרובות ביותר של הנהלת אפל, לא סביר שתהיה דחייה של שקע האודיו הקלאסי במכשירים הניידים שלהם, עם זאת, הפתרון המתואר כבר יוכל לספק למשתמשים לא רק חלופה, אלא לחלוטין הזדמנויות חדשות ומעבר לרמת האיכות הבאה.

בין היתרונות העיקריים, בנוסף לרוחב הפס המוגדל משמעותית עקב ממשק החיבור החדש, הייתה הרחבת פונקציונליות הבקרה, כמו גם אפשרות לטעינה נוספת, שבה פופולרית סוללה מובנית בנפרד באוזניות מסיביות on-ear. בקרב צעירים יכולים להעביר מטען לסוללה של סמארטפון עם לוגו של אפל.

במקום שקע ה-3,5 מ"מ הסטנדרטי שנמצא בכל תחום האלקטרוניקה הניידת כיום, חיבור Lightning ייתן יתרון למוצרי צד שלישי ואיכות צליל. שידור תוכן אודיו דיגיטלי עם תדר דגימה של 48 קילו-הרץ יהפוך כעת לזמינה. אחת הסיבות לכך שמשתמשים פוטנציאליים עשויים לבחור בחיבור ישיר של יציאת Lightning עבור מכשירי iOS ניידים היא הגמישות ועומק השליטה בשירותים ממותגי אפל כמו iTunes Radio.

"אם לאוזניות שלך יש ביטול רעשים מובנה, כעת תוכל להפעיל אפליקציה במכשיר ה-iOS הנייד שלך שתיצור אינטראקציה עם האוזניות שלך ותספק לך מידע מפורט על פעולתה והגדרות נוספות", אמר אחד הנציגים המורשים של החברה אפל.

עוד חדשות מעניינות:

▪ קורקינט חשמלי NIU Gova C0

▪ סרוטונין עוזר לשרוף שומן

▪ אדם עלי אדמות

▪ טלפון נייד V80 ברמה גבוהה מבית מוטורולה

▪ מחשב העל מחקה בהצלחה תקשורת עם נער

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר מייצבי מתח. בחירת מאמרים

▪ מאמר מטיילים אצל לנין. ביטוי עממי

▪ מאמר מאיפה הגיעו הכוכבים? תשובה מפורטת

▪ מאמר חלבנית. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ אנטנה אנכית מרובת אלמנטים של 144 מגה-הרץ. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר הופעה פתאומית של זר פרחים. סוד התמקדות

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר