Metallinilmaisin

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 22. maaliskuuta 2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 40 muokkausta .

Metallinpaljastin ( metallinpaljastin , miinanpaljastin ) on elektroninen laite , jonka avulla voit havaita metalliesineitä neutraalissa tai heikosti johtavassa ympäristössä niiden johtavuudesta johtuen . Metallinpaljastin havaitsee metallin maaperästä , vedestä, seinistä, puusta, vaatteiden ja matkatavaroiden alta, elintarvikkeista, ihmisten ja eläinten kehosta jne. Mikroelektroniikan kehityksen ansiosta nykyaikaiset metallinpaljastimet ovat kompakteja ja luotettavia laitteita.

Fysikaaliset periaatteet

500-luvun lopulla Bao Zhao mainitsee muinaisen Guanglingin kaupungin porteille asennetut magneetit , jotka vastustavat aseistettua vihollista, "Oodissa rikkaruohojen peittämälle kaupungille" ( kiinalainen harjoitus芜城赋) . 1] .

Saksalainen fyysikko Heinrich Wilhelm Dove ( saksa:  Heinrich Wilhelm Dove ) keksi[ milloin? ] induktiotasapainojärjestelmä ( impedanssi ), joka tuli metallinpaljastimeen sata vuotta myöhemmin.

Induktiotasapainon perustana on useita induktoreja , joista yksi lähettää ja yksi tai kaksi vastaanottavaa, muodostaen induktiivisen anturin. Kaikki käämit on sijoitettu avaruuteen siten, että lähetyskelan signaali ei indusoituisi vastaanottaviin (tai indusoituisi, vaan yhteen kelaan indusoituva signaali vähennettäisiin lähetyskelan lähetyssignaalista, jos lähellä ei ole metalliesineitä). toisen kelan signaali), eli koko järjestelmä olisi tasapainossa ja lähtösignaali olisi nolla. Jos nyt anturin lähelle ilmestyy metalliesine, tasapaino häiriintyy ja ulostuloon ilmestyy virhesignaali, jota voidaan vahvistaa. [2]

Eri mallit metallinpaljastimet toimivat eri taajuuksilla . Tämä johtuu sähkömagneettisten aaltojen etenemisilmiön fysiikasta . Joten matalilla taajuuksilla toimivat metallinpaljastimet voivat löytää esineitä syvältä, mutta suurilta. Samaan aikaan he eivät pysty havaitsemaan metalliesineitä maan pinnalla. Jos metallinpaljastimen taajuus on korkea , laitteet havaitsevat pienet esineet hyvin, mutta eivät löydä esineitä syvältä maaperästä. On malleja, joissa on säädettävä taajuus. [3]

Esimerkki metallinilmaisimien taajuuksista käyttötarkoituksen mukaan:

• Syvämetallinpaljastimet toimivat esimerkiksi 6,6 kHz:n taajuudella. Havaintosyvyys on noin 4 metriä.
• Maadoitettu metallinpaljastin pienten esineiden etsimiseen - jopa 22,5 kHz. Havaintosyvyys, esimerkiksi kypärät ,  on noin 1-1,5 m, kolikot  - jopa 40 cm.

Metallinilmaisimien tyypit

Työperiaatteen mukaan

• "Vastaanotto-lähetys" -tyyppiset laitteet . Ne perustuvat kahteen induktoriin - vastaanottavaan ja lähettävään, jotka on sijoitettu siten, että lähetyskelan lähettämä signaali ei vuoda vastaanottokelaan. Kun metalliesine ilmestyy laitteen lähelle, se lähettää signaalin lähetyskelasta uudelleen kaikkiin suuntiin ja saapuu vastaanottokelaan, vahvistetaan ja syötetään näyttöyksikköön.
  Edut: suhteellisen yksinkertainen piiri, laajat mahdollisuudet havaitun kohteen tyypin määrittämiseen.
  Haitat: anturin valmistuksen monimutkaisuus, maaperän mineralisaation vaikutus , suhteellisen alhainen herkkyys.
• Induktiometallinpaljastimet . _ Ne ovat eräänlaisia ​​"vastaanotto-lähetys" -tyyppisiä laitteita, mutta toisin kuin jälkimmäinen, ne eivät sisällä kahta, vaan vain yhtä kelaa, joka on sekä lähettävä että vastaanottava. Suurin vaikeus tällaisten laitteiden luomisessa on erittäin pienen heijastuneen (indusoidun) signaalin valinta voimakkaan lähetetyn (säteilytetyn) signaalin taustalla.
  Edut: anturin yksinkertainen rakenne.
• Laitteet - taajuusmittarit . Ne perustuvat LC-oskillaattoriin . Kun metalli lähestyy ääriviivaa, sen taajuus muuttuu. Tämä muutos korjataan useilla tavoilla:
  • Generaattorin taajuuden sekoittaminen referenssiin ja lyöntitaajuuden mittaaminen.
  • Generaattorin signaalin syöttäminen PLL -järjestelmään ja takaisinkytkentäpiirin jännitteen mittaus . Edut: yksinkertainen anturin rakenne, yksinkertainen piiri. Haitat: havaittujen kohteiden huonoin mahdollinen erottelu, alhainen herkkyys.
    
    
• Laitteet, jotka korjaavat LC-generaattorin osana olevan värähtelypiirin laatutekijän muutoksen . Kun metalliesine lähestyy käämiä, piirin laatutekijä pienenee ja myös värähtelyjen amplitudi LC-generaattorin lähdössä pienenee.
  Edut: yksinkertainen muotoilu, alhainen virrankulutus.
  Haitat: matala lämpötilastabiilisuus.
• Pulssimetallinilmaisimet - toimintaperiaate perustuu pulssipyörrevirtojen herättämiseen metalliesineen sijainnin alueella ja näiden virtojen aiheuttaman toissijaisen sähkömagneettisen kentän mittaamiseen. Tässä tapauksessa herätesignaalia ei lähetetä anturikäämiin jatkuvasti, vaan määräajoin pulssien muodossa . Johtavissa esineissä indusoituu vaimennettuja pyörrevirtoja, jotka herättävät vaimennetun sähkömagneettisen kentän. Kenttä puolestaan ​​indusoi vaimenevan virran anturikäämiin. Vastaavasti kohteen johtavista ominaisuuksista ja koosta riippuen signaali muuttaa muotoaan ja kestoa.
  Edut: herkkyys mineralisoituneelle maaperälle, anturin suunnittelun yksinkertaisuus.
  Haitat: lisääntynyt energiankulutus, huono erottelukyky.

Ammattimaisissa metallinpaljastimissa voidaan yhdistää useita esineiden havaitsemismenetelmiä.

Tehtävien mukaan

• Maametallinpaljastin - suunniteltu etsimään aarteita , kolikoita ja koruja , metalliromua. Yleensä se on rakennettu induktiotekniikalla. Siinä on monia asetuksia, DSP - prosessori, metallierotin - erityinen toiminto metallin määrittämiseksi, josta maassa oleva esine oletettavasti koostuu. Kohteiden tunnistussyvyys 20 cm - 1 metri.
• Sotilaallinen metallinpaljastin (miinanpaljastin) - suunniteltu pääasiassa miinojen etsimiseen . Yleensä se on rakennettu "vastaanotto-lähetys" -periaatteelle. Siinä on minimiasetukset. Miinanhavaitsemissyvyys on 20 cm ( neuvostoliiton miinanpaljastin IMP ) 1 metriin (modernit sotilaalliset miinanpaljastimet IMP-2 ).
• Tarkastusmetallinpaljastin - kädessä pidettävä metallinpaljastin, joka on suunniteltu turvallisuuspalveluihin . Tunnistaa metalliesineitä ihmiskehossa (ase, veitsi). Makarov-pistoolin tunnistusalue on jopa 25 cm.
  • Kaareva (runkoinen) metallinpaljastin - tarkastusmetallinpaljastin, jota käytetään hallitsemaan suuria ihmisvirtoja esimerkiksi metrossa , juna-asemilla . Ne edustavat kehystä, jonka läpi henkilö kulkee.
• Syvän metallinpaljastin – suunniteltu etsimään suuria syviä kohteita , kuten kultaarkkua . Siinä on kaksi kelaa erillään toisistaan ​​tai yksi iso runko kelalla. Se perustuu "vastaanotto-lähetys" -periaatteeseen. Tämän tyyppisen metallinpaljastimen erottuva piirre on, että se ei reagoi vain metalleihin , vaan myös kaikkiin muutoksiin maaperän syvyydessä (siirtymät maaperästä toiseen, vanhat rakennuksen perustukset jne.). Kohteiden tunnistussyvyys 50 cm - 3 metriä.
• Magnetometri - suunniteltu etsimään ferromagneettisia esineitä (esimerkiksi rautaa ). Tämäntyyppinen metallinpaljastin on kompaktein ja herkin, koska hakupää mahtuu kämmenelle. Magnetometreillä voidaan etsiä myös kultaa , kuparia , alumiinia ... Mutta tämä vaatii lisäherättimen, joka tekee kuvaannollisesti puhuen sähkömagneetteja ei-ferromagneettisista metalleista.

Käytännön sovellus

Ensimmäisen patentin metallinpaljastimen keksinnölle haki Gerard Fisher vuonna 1925 [ 4] Yhdysvalloissa . Alun perin laite kehitettiin estämään metalliosien varkaudet tehtailta. Mutta myöhemmin metallinpaljasinten edut huomattiin muilla teollisuudenaloilla, sekä teollisuudessa että sotilasteollisuudessa. Aluksi nämä laitteet olivat liian suuria ja epämukavia massakäyttöön, mutta 60-luvun alussa kehitettiin kompakteja malleja.

• Skotlantilainen fyysikko Alexander Bell yritti löytää metallinpaljastimen avulla luodin sijainnin Yhdysvaltain presidentin James Garfieldin rinnassa vuonna 1881 [4] , vaikka tämä yritys epäonnistui, koska presidentin ruumis oli metallisängyllä, mikä vei metallin harhaan. ilmaisin.
• Sotilasasioissa (katso miinanpaljastin ).
• He ovat löytäneet laajan sovelluksen aarteiden ja jäänteiden etsinnässä .
• Kun etsit meteoriitteja :

Ryhmä etsijöitä käytti maa- ja syvämetallinpaljastimia ja metallinpaljastimia Droninon rautameteoriitin etsimiseen . Tutkimusmatka toteutettiin vuosina 2007-2008 yhteistyössä Venäjän tiedeakatemian geokemiallisen instituutin meteoriikan laboratorion kanssa. Nykyaikaisen hakutekniikan käyttö on tuonut myönteisiä tuloksia. Yli 200 kiloa meteoriittista rautaa louhittiin maasta jopa 2 metrin syvyydestä pintaan. Hieman aikaisemmin metallinpaljastimet testattiin etsimään kivimeteoriitteja "Tsarev" . Metallinpaljastin havaitsi kivessä pienimmät metallisulkeumat.

- Paleo World -lehti, 1, 2008. s. 22

• 1960-luvun lopulla tehdas (nykyinen OJSC TZIA) kehitti Neuvostoliiton ilmailuministeriön määräyksestä ja aloitti metallinpaljasinten tuotannon lentomatkustajien turvatarkastukseen. Vuodesta 1972 vuoteen 1990 valmistettiin 12 000 kiinteää metallinilmaisinta (MIS, MIS-2, MIS-3, MIS-4).
• CEIA (Construzioni Elettroniche Industriali Automatismi), Italia, perustettiin vuonna 1968 metallinpaljastimien kehityksen perustajaksi ja päämoottoriksi. Vuonna 2018 yritys juhli 50-vuotisjuhlavuottaan menestyksekkäästä toiminnasta turvallisuusmarkkinoilla toimittamalla yli 500 000 metallinpaljasinta maailmanlaajuisesti ja saamalla parhaiden asiantuntijoiden luottamuksen.
• Vuonna 1979 hän patentoi ensimmäisen metallinpaljastimen, jossa oli mikroprosessoripohjainen ohjausyksikkö. Vuonna 1982 hän valmisti ensimmäistä kertaa metallinpaljastimen, jossa oli pylvästyyppiset antennit ja kierukkakäämit.
• Garrett Metal Detectors -yritys (USA) esitteli ensimmäisen kerran vuoden 1984 olympialaisissa kaarevat ja kädessä pidettävät metallinpaljastimet. Siitä lähtien Yhdysvaltojen ja monien muiden maiden, myös Venäjän, lentokentät on varustettu turvailmaisimilla.
• Vuonna 1996 CEIA patentoi kaarimetallinpaljastimen, jossa on elliptiset pylväät . Tämä korkean suorituskyvyn laite voidaan esteettisen ja alkuperäisen ulkonäön ansiosta asentaa korkean tason hallintoelimiin ja yksityisiin yrityksiin sulautuen helposti ja häiritsemättä ympäristön harmoniaa. Juuri elliptisellä antennilla varustettu metallinpaljastin valittiin varmistamaan tunnetun Jubilee 2000 -kampanjan turvallisuus.
• Vuonna 1997 CEIA kehittää teknologiaa humanitaariseen ja sotilaalliseen miinanraivaukseen useiden kansainvälisten järjestöjen pyynnöstä.
• Vuonna 2002 YK valitsi CEIA:n maanalaisten metallinpaljasinten toimittajaksi Afganistanin miinanraivausohjelmaan .
• Nokian insinöörit ovat kehittäneet[ milloin? ] matkapuhelin , Nokia nro 97 varustettu metallinpaljastin ominaisuuksia. Laitteen avulla käyttäjä voi paikantaa piilotettuja aseita, sähkökaapeleita tai löytää kadonneita auton avaimia. Laite perustuu kahteen induktoriin, joista toinen toimii vastaanottimena ja toinen lähettimenä. Kun metalliesine ilmestyy matkapuhelimen lähelle, lähetinkelan signaali heijastuu siitä ja menee vastaanottokelaan, minkä jälkeen kuuluu äänimerkki [5] .

Suuret valmistajat

Australia

• minelab

Bulgaria

• Golden Mask metallinilmaisimet

Saksa

• Lorenzin tunnistusjärjestelmät [6]

Puola

• Rutus metallinilmaisimet

Venäjä

• AKA metallinilmaisimet
• LLC "OPKB Explomet"

Yhdysvallat

• Bounty Hunter metallinpaljastimet
• Detech metallinilmaisimet
• Fisherin metallinilmaisimet
• Garrett metallinilmaisimet
• Tekniset metallinilmaisimet
• Tesoro metallinilmaisimet
• Quest metallinilmaisimet
• Whiten metallinilmaisimet

Turkki

• Nokta & Makro Metallinilmaisimet

Ukraina

• Marsin metallinilmaisimet
• Nel Metallinilmaisimet

Ranska

• XP metallinilmaisimet

Katso myös

• Miinanpaljastin 42
• Sijoitus-2
• radiointerferometri
• Lämpökamera
• aarteenmetsästys
• mustat kaivurit

Muistiinpanot

1. ↑ Muistiinpanot // Kiinan runouden antologia / Käännös kiinan kielestä Guo Mo-Zhon ja N. T. Fedorenkon päätoimituksissa . - M . : Valtion kaunokirjallisuuden kustantamo , 1957. - T. 1. - S. 413. (Venäjän kieli)
2. ↑ Kuinka IMP-induktiomiinan ilmaisin toimii . zpostbox.ru Haettu 8. joulukuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 9. joulukuuta 2018. (määrätön)
3. ↑ Kuinka valita metallinpaljastin  (venäjäksi)  (16. toukokuuta 2018). Arkistoitu alkuperäisestä 14. marraskuuta 2018. Haettu 13. marraskuuta 2018.
4. ↑ 1 2 Metallinpaljastin - keksinnön historia. Metallinpaljastimen alkuperän historia. . kladoiskatel.net . Haettu 8. kesäkuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 18. helmikuuta 2020. (määrätön)
5. ↑ Katso New Scientist Weekly
6. ↑ LORENZ-tunnistusjärjestelmät . Haettu 31. heinäkuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 31. heinäkuuta 2021. (määrätön)

Linkit

Säätimet
Kaasusuojaus kaasun ilmaisin Valokaarisuojaus Vaiheen ilmaisin Kaliiperi (työkalu) rajakytkin metallinilmaisin pyroskooppi paloilmaisin merkinantolaite sprinkleri sprinkleri