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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 다양한 유형의 금속 탐지기 및 작동 원리. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
지하에 있는 금속 물체를 성공적으로 찾기 위해 금속 탐지기의 과학적 원리를 이해할 필요는 없습니다. 그러나 금속 탐지기가 어떻게 작동하는지 일반적인 용어로 아는 것이 유용합니다. 금속 탐지기 금속의 존재를 감지하고 알려주는 전자 장치입니다. 금속 물체, 예를 들어 땅에 있는 동전은 그 자체로는 아무 것도 방출하지 않으며 그 존재를 배반하지 않습니다. 이를 감지하기 위해서는 전파를 조사해 XNUMX차 신호를 포착해야 한다. 모든 금속탐지기는 이 원리에 기초하고 있는데, 값싼 것과 비싼 것의 차이는 이러한 전파를 방출하는 방식과 XNUMX차 신호를 포착하는 방식, 금속의 존재를 알리는 방식에 있다.
쌀. 13. 검색 코일의 전자기장에 걸린 금속 물체 표면의 와전류 발생 금속 탐지기를 켜면 검색 코일에 교류 전류가 흐르고 검색 코일 주변에 전자기장이 생성됩니다. 이 필드는 공기, 토양, 물, 돌, 나무 등 환경으로 전달됩니다. 금속 물체가 이 필드의 경로에 있으면 표면에 소위 맴돌이 전류가 나타납니다. 이러한 전류는 전송 코일의 자기장을 약화시키는 자체 전자기장을 형성합니다. 기기의 전자 회로는 코일을 사용하여 코일 아래에 금속이 존재하여 발생하는 이 약계자 약화를 감지하고 이를 어떤 식으로든 알려줍니다. 더 복잡한 전자 회로는 더 약한 XNUMX차 신호를 더 잘 캡처하고 더 정확하게 처리합니다. 따라서 이러한 장치는 제조하기 힘들고 더 비쌉니다. 그러나 그들은 일반적으로 더 깊은 곳에서 물체를 찾을 수 있습니다.
와전류는 금속, 광물 등 전기 전도성 물질의 표면에 형성됩니다. 비철금속은 철금속 및 광물보다 전기 전도성이 더 큽니다. 따라서 와전류가 더 오래 감쇠합니다. 금속 탐지기는 맴돌이 전류가 더 빨리 감소하는 경우를 감지하고 이를 바탕으로 어떤 금속(검은색 또는 비철)이 코일 아래에 있는지 "알려줄" 수 있습니다. 불행하게도 일부 지역의 토양에는 전기 전도성 광물(자철광, 나트륨 및 칼륨 염)이 다량 포함되어 있어 금속의 존재를 가리고 탐지 깊이를 감소시키기 때문에 매우 바람직하지 않습니다. 철과 소금 광물은 금속 탐지기 제조업체와 사용자에게 큰 문제입니다. 다양한 필터를 적용하여 파운드의 영향을 크게 줄일 수 있습니다. 일부 기기에는 자동 그라운드 밸런싱 기능이 있고 다른 기기에는 작업자가 수동으로 설정하여 올바르게 수행하면 더 정확합니다. 문헌에는 다음과 같은 주요 접근 방식 금속 탐지기용 회로 구성: 1. 비트 방식 - BFO(Bcat Frequency Oscillation). 2. 유도 저울 방법 - IB/TR(유도 저울/송신기-수신기). 3. 매우 낮은 작동 주파수를 사용하는 유도 평형 방식 - VLF/TR(Very Low Frequency/ Transmitter-Receiver). 4. 이격 코일을 사용한 유도 평형 방법 - RF(무선 주파수). 5. 펄스 방식 - PI(펄스 유도). 6. 공명 중단 방법 - 또는(OfTResonance). 비트 방식 - BFO 측정된 매개변수는 검색 헤드 코일을 포함하는 LC 발진기의 주파수입니다. 주파수는 기준 주파수와 비교되고 결과 차이 비트 주파수는 사운드 표시에 표시됩니다. 장치의 회로는 매우 간단하며 코일은 정밀한 실행이 필요하지 않습니다. 작동 주파수 40-500kHz. BFO 장치의 감도는 작동 안정성이 낮고 습하고 광물화된 파운드에서 조정하는 능력이 약하기 때문에 낮습니다. BFO 방식은 60-70년대 지뢰탐지기와 직렬외래장치에 사용되었다. 지난 세기. 현재이 방법은 라디오 아마추어에게 인기가 있으며 러시아 제조업체의 저렴한 장치에서 볼 수 있습니다. 여기에는 마이크로프로세서에서 잘 구현되는 직접 주파수 측정 장치도 포함됩니다. 유도 균형 방법 - IB/TR 검색 헤드는 동일한 평면에 위치한 두 개의 코일로 구성되며 신호가 전송 코일에 적용될 때 최소 신호가 수신 코일의 출력에 존재하도록 균형을 이룹니다. 송신기 코일은 종종 LC 발진기 회로에 포함됩니다. 측정된 매개변수는 수신 코일의 신호 진폭과 전송 및 수신 정현파 신호 사이의 위상 편이입니다. 이러한 금속 탐지기의 작동 주파수는 80-100kHz입니다. 그들은 상대적으로 깊은 깊이(30-35cm)에서 작은 물체를 감지할 수 있지만, 광물이 많이 함유된 토양과 해변을 탐색할 때는 쓸모가 없습니다. 매우 낮은 작동 주파수를 사용하는 유도 균형 방법 - VLF/TR 동작 주파수를 20kHz 이하로 낮추면 파운드의 영향으로 디튠(detune)이 가능해 기기의 동작 깊이는 다소 줄어들지만 동작의 안정성은 급격히 높아지며 오신호도 사라지는 것으로 나타났다. 이러한 장치를 VLF/TR이라고 하며 매우 낮은 주파수에서 작동하는 송신기-수신기 유형의 금속 탐지기를 나타냅니다. VLF - 방법을 사용하면 위상 특성 분석으로 인해 금속 식별이 좋은 고감도 장치를 만들 수 있습니다. 장치의 회로는 매우 복잡하며 코일에는 정밀한 균형이 필요합니다. 컴퓨터화된 것을 포함한 대부분의 직렬 장치는 현재 이 방법을 기반으로 구축되고 있습니다. 이러한 장치에서 물체를 구별하고 접지로부터 디튜닝하는 것은 비교적 간단하게 위상 편이 회로를 사용하여 수행됩니다. TR 원리(또는 그 변형 VLF/TR)는 신호의 위상 특성 분석을 제공하므로 이러한 장치는 철 금속과 비철 금속을 쉽게 구별하고 파편과 토양에서 제외됩니다. 그들은 검색 코일의 직경에 따라 높은 감도와 해상도를 가지고 있습니다. 크기가 클수록 감지가 깊어지지만 작은 물체를 검색하기가 더 어렵습니다. 이러한 장치의 단점은 판별과 동시에 그라운드 밸런스를 수행할 수 없고 작업자가 스위치를 사용하여 하나 또는 다른 모드를 선택해야 한다는 것입니다. 이러한 장치는 소위 동적 금속 탐지기로 대체된 10년까지 1980년 동안 미국과 영국에서 생산되었습니다. 70년대 말. XNUMX 세기 American J. Payne은 식별과 지상 디튜닝을 동시에 수행할 수 있는 체계를 개발했습니다. 이러한 유형의 첫 번째 장치는 허용 가능한 작업 깊이를 달성하기 위해 매우 빠르게 움직여야 했으며 이는 작업자에게 매우 피곤했습니다. 이후 모델(회로의 복잡성으로 인해)에서는 깊이 손실 없이 더 낮은 코일 속도에서 작업할 수 있게 되었습니다. 80년대 초반. 금속 탐지기는 무거워지고 설치하기 어려워졌습니다. 본질적으로 하나의 장치에는 네 가지 유형의 금속 탐지기가 포함되었습니다. 미국 회사인 Fisher Research Laboratory는 보물 사냥꾼의 요청에 신속하게 응답했지만 덜 민감한 장치는 마이크로 전자 공학의 최신 성과를 기반으로 매우 낮은 주파수에서 작동하는 자동 임계값 조정 기능이 있는 1260년대 금속 탐지기를 개발했습니다. . 몇 가지 컨트롤만 있었고 수동 조정이 필요하지 않았습니다. 가볍고 사용하기 쉽고 작은 물체에 민감하며 광물이 부족한 토양에서 성공적으로 작동하는 장치입니다. 수정 1266은 2003년까지 생산되었습니다. 이 금속 탐지기는 본질적으로 VLF / TR 유형에 속하지만 "동적"이라고 불리게되었습니다. 이전의 정적 VLF/TR 유형 금속 탐지기는 사실상 생산이 중단되었으며 모든 주요 회사는 이 동적 원리를 사용하는 장치 생산으로 빠르게 전환했습니다. 이를 할 시간이 없었던 수많은 소규모 회사는 강제로 존재를 중단했습니다. 그 이후로 금속 탐지기를 생산하는 회사는 전 세계적으로 약 XNUMX 개 정도 밖에 남지 않았습니다. 코일 간격 유도 균형 방법 - RF 이것은 TR의 고주파수 버전으로 송신 및 수신 코일이 평평한 변압기를 형성하지 않고 공간에서 분리되어 서로 수직으로 위치합니다. 수신 코일은 금속 표면에서 반사되고 송신 코일에서 방출되는 신호를 수신합니다. 이 방법은 심도 기기에 사용되며 작은 물체에 둔감하고 철금속과 비철금속을 구별할 수 없는 것이 특징입니다. 펄스 방식 - IP 고고학자들을 위해 미국에서 처음 개발된 이 장치는 60년대 후반 영국의 아마추어들 사이에서 가장 널리 사용되었습니다. 유도 균형 원리에 기반한 장치에서와 같이 임펄스 장치는 물체에 작용하는 전자기장을 생성하지만 이 필드는 항상 작동하지는 않지만 주기적으로 XNUMX초 내에 반복적으로 켜고 끕니다(펄스). 필드가 켜지면 물체 표면에 맴돌이 전류가 유도됩니다. 필드가 꺼지면 맴돌이 전류는 매우 짧은 시간이지만 점차 감소합니다. 이 시점에서 코일은 이 페이딩 신호를 수신하는 수신 안테나 역할을 합니다. 동시에 장치의 임계값 배경이 증가하여 토양에 금속이 있음을 나타냅니다. 토양의 맴돌이 전류는 훨씬 더 빨리 붕괴되고 장치에 포착되지 않기 때문에 펄스형 금속 탐지기는 광물이 부족한 토양, 특히 해안의 축축한 염분 토양에서 효과적으로 작동합니다. 펄스형 금속 탐지기의 단점은 철 금속에 대한 민감도가 높고 식별이 어렵다는 것입니다. 그러나 경우에 따라(예: 해저에서 금속을 검색하는 경우) 다른 모든 유형의 금속 탐지기보다 우수합니다. 공명 차단 방법 - 또는 분석된 매개변수는 발진 회로의 코일에 있는 신호의 진폭이며, 발생기에서 공급되는 신호와 공진에 가깝게 조정됩니다. 코일 필드에 금속이 나타나면 금속 유형에 따라 공진을 달성하거나 이탈하여 코일의 진동 진폭이 증가하거나 감소합니다. 이 방법은 BFO와 마찬가지로 라디오 아마추어에 의해 개발되었습니다. 저자: 불각 L.V.
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