Чем они отличаются от обычных детекторов и где лучше всего их применять, разберемся на примерах.
Принцип работы
Любой металлоискатель генерирует магнитное поле вокруг передатчика катушки. Благодаря этому у цели под катушкой также появляется магнитный поток, который и ловит приемник катушки. Затем этот магнитный поток преобразуется в визуальную информацию на экране и в звуковой сигнал.
Обычные грунтовые металлоискатели (VLF) генерируют постоянный ток в передатчике катушки, а изменения в фазе и амплитуде напряжения на приемнике показывает присутствие металлических объектов. А вот приборы с импульсной индукцией (PI) отличаются тем, что генерирует ток передатчика, который включается на какое-то время, и затем резко отключается. Поле катушки генерирует импульсные вихревые токи в объекте, которые обнаруживают, анализируя затухание импульса, наведенного в катушке приемника. Этот цикл повторяется непрерывно, может быть, сотни тысяч раз в секунду.
Плюсы металлоискателей с импульсной индукцией
1. Скорость обнаружения не зависит от материала между металлоискателем и целью. Это значит, что поиск можно вести сквозь воздух, воду, ил, кораллы, различные типы грунта.
2. Датчики имеют высокую чувствительность к всем металлам и никак не реагируют на высокий уровень минерализации почвы, горячие камни и соленую воду.
3. Можно искать металлические объекты и находить их на большей глубине, особенно хорошо получается на минерализованных грунтах.
4. На минерализованных почвах, соленом песке, в соленой воде не будет помех, и производительность будет выше, чем у VLF-детекторов.
5. Металлоискатели с импульсной индукцией были специально разработаны, чтобы находить золотые объекты, даже очень мелкие (самородки, цепочки).
Минусами металлоискателей с импульсной индукцией может стать не слишком хорошая дискриминация и высокая цена.
Где лучше всего себя показывают металлоискатели с импульсной индукцией?
Скорость повторения импульсов (частота передатчика) типичного металлодетектора с импульсной индукцией составляет примерно 100 герц. Разные модели МД используют частоты от 22 герц до нескольких килогерц. Чем ниже частота передачи, тем больше излучаемая мощность. На более низких частотах достигается большая глубина и чувствительность обнаружения предметов сделанных из серебра, однако при этом падает чувствительность к никелю и сплавам золота. Такие приборы имеют замедленную реакцию, поэтому требуют очень медленного перемещения рамки.
Более высокие частоты повышают чувствительность к никелю и сплавам золота, однако менее чувствительны к серебру. Возможно, сигнал не проникает так глубоко в землю, как на более низких частотах, но при этом можно перемещать катушку более быстро. Это позволяет проверить большую площадь за заданный период времени, а также такие приборы более чувствительны к главным пляжным находкам – изделиям из золота.
Таким образом, лучше всего применять PI-металлоискатели для пляжного поиска на побережьях морей и океанов, подводного поиска, поиска золота, поиска в пустынных и гористых местностях. Хороши они также в зачистке «выбитой» местности и при геологоразведке.
Топ-5 лучших металлоискателей с импульсной индукцией:
Был разработан на основе уже известного устройства «Терминатор Про». Основным его преимуществом является качественная дискриминация, а также малое потребление тока. Также сборка прибора обойдется не дорого, а работать он способен на любых типах грунтов.
Вот краткие характеристики устройства
По принципу работы металлоискатель относится и импульсно-балансному.
Рабочая частота составляет 8-15 кГц.
Что касается режима дискриминации, тот тут используется двух тональная озвучка. При обнаружении железа устройство подает низкий сигнал, а если попадется цветной металл, тон будет высоким.
Питается аппарат от источника в 9-12В.
Также присутствует возможность регулировки чувствительности и есть ручная отстройка от грунта.
Ну а теперь о главном, о глубине обнаружения металлоискателя. Прибор способен обнаруживать монеты диаметром 25 мм на расстоянии в 35 см по воздуху. Золотое кольцо можно поймать на расстоянии 30 см. Каску прибор обнаруживает на расстоянии порядка 1-го метра. Максимальная глубина обнаружения составляет 150 см. Что касается потребления, то без звука это порядка 35 мА.
Материалы и инструменты для сборки:
— минидрель (у автора самодельная из моторчика);
— провод для наматывания катушки;
— четырех жильный экранированный кабель;
— паяльник с припоем;
— материалы для изготовления корпуса;
— печатная плата;
— все необходимые радиодетали и их номиналы можно увидеть на фото схемы.
Процесс изготовления металлоискателя:
Шаг первый. Изготовление платы
Плата изготавливается методом травления. Далее можно сверлить отверстия, их диаметр составляет 0.8 мм. Для этих целей автор использует маленький моторчик с установленным сверлом.
Шаг второй. Сборка платы
Сборку нужно начинать с впаивания перемычек. После этого можно устанавливать панели под микросхемы и прочие впаивать прочие элементы. Очень важно иметь для качественной сборки тестер, который может замерить емкость конденсаторов. Поскольку в приборе используется два одинаковых канала усиления, то усиление по ним должно быть как можно ближе к одному значению, то есть быть одинаковым. На обоих каналах одного каскада должны быть одинаковые показания при измерении тестером.
Как выглядит уже собранная схема, можно увидеть на фото. Автор не стал устанавливать узел, определяющий степень разрядки аккумулятора.
После сборки плату нужно проверить тестером. Нужно подключить к ней питание и проверить все стратегически важные входы и выходы. Везде питание должно быть точно таким, как на схеме.
Шаг третий. Собираем катушку
Датчик DD собирается по тому же принципу, что и для всех подобных балансников. Передающая катушка обозначается буквами TX, а приемная RX. Всего нужно сделать 30 витков проводом, сложенным вдвое. Провод используется эмалированный, диаметром 0.4 мм. И приемная, и передающая катушка формируются двойными проводами, в итоге на выходе должно получиться четыре провода. Далее тестером нужно определить плечи обмоток и соединить начало одного плеча с концом другого, в итоге образуется средний вывод катушки.
Для фиксирования катушки после наматывания нужно хорошо обмотать нитками и затем пропитать лаком. После того как лак засохнет, катушки обматываются изолентой.
Впоследствии сверху делается экран из фольги, между началом и концом нужно сделать зазор порядка 1 мм, чтобы избежать короткозамкнутого витка.
Средний вывод ТХ необходимо подключить к земле платы, иначе не запустится генератор. Что касается среднего выхода RX, то он нужен для настройки по частоте. После настройки резонанса его нужно заизолировать и приемная катушка превращается в обычную, то есть без вывода. Что касается приемной катушки, то ее подключают вместо передающей и настраивают на 100-150 Гц ниже, чем предающая. Каждую катушку нужно настраивать отдельно, при настройке возле катушки не должно быть никаких металлических предметов.
Чтобы свести баланс, катушки сдвигают, как можно увидеть на фото. Баланс должен находиться в пределах 20-30 мв, но не более 100 мв.
Рабочие частоты прибора находятся в пределе от 7 кГц, до 20 кГц. Чем ниже будет частота, тем глубже будет брать прибор, но при низкой частоте дискриминация становится хуже. И наоборот, чем выше частота, тем лучше дискриминация, но при этом меньше глубина обнаружения. Золотой серединой можно считать частоту 10-14 кГц.
Для подключения катушки используется четырех жильный экранированный провод. экран подключается к корпусу, два провода идут идут на передающую катушку и два на приемную.
Ну а в заключении останется лишь настроить прибор. При положении ручки дискриминатора на минимуме, прибор должен видеть все цветные металлы. Далее при накручивании дискриминатора должны вырезаться все металлы по порядку до меди, но медь вырезаться не должна. Если прибор работает именно так, как описано, значит, он собран верно.
Другие схемы металлоискателей смотрите .
Для поиска мелких металлических объектов в толще грунта применяется металлоискатель. Но магазинное изделие такого рода стоит довольно дорого. Для его самостоятельной сборки достаточно знать принцип его действия и немного разбираться в электротехнике.
В тоже время простейшая схема не позволяет определять сорт металла, функция дискриминации, иначе говоря, определения типа находки несколько усложняет конструкцию металлоискателя, но в тоже время значительно расширяет возможности владельца при поиске.
Чтобы собрать металлоискатель с дискриминацией металлов своими руками, нужно иметь базовые знания и уметь работать паяльником. Стоимость собранного самостоятельно прибора будет ниже, чем у заводского аналога.
В основном металлоискатели работают на принципе электромагнитной индукции. Передающая катушка генерирует электромагнитное излучение, проникающее в грунт. Приёмная – принимает сигналы от расположенных в грунте металлических объектов. Зачастую функции обеих катушек объединены в одну – приемо-передающую поисковую катушку. Схема управления генерирует звуковой сигнал, сигнализирующий о попадании в поисковую зону металлического объекта, дополнительно может использоваться визуальный индикатор в виде лампы или ЖК-панели.
Компонуются металлоискатели обычно по классической схеме и состоят из следующих основных частей:
Все элементы поисковой конструкции размещаются на штанге, длина штанги подбирается, исходя из анатомических особенностей владельца.
Дискриминатор, иначе говоря, определитель, по свойствам материала объекта обычно встраивается в схему управления, его задача – более точное определение характеристик находки по возмущениям электромагнитного поля.
Генератор создаёт вокруг поисковой катушки электромагнитное поле с заранее заданными характеристиками. Форма поля и его глубина зависят как от характеристик генератора, так и от формы самой катушки.
При поиске, если нет возмущений в электромагнитном поле, ничего не происходит. Но при попадании проводящего объекта в зону электромагнитного поля он создаёт токи Фуко. При попадании возмущения на приёмник он должен определить примерный тип объекта и передать информацию о нем на сигнализатор. Такая же история происходит при появлении в поле поиска предмета, обладающего ферромагнитными свойствами. Особенности грунта влияют на поисковое поле, но в тоже время при правильной настройке характеристик металлоискателя, точнее параметров излучения, эти помехи можно минимизировать.
Важно! Дискриминация металлов – одна из функций металлоискателя, позволяющая определить, к какой категории относится находка. Работает она на разделении материала объекта по проводимости электромагнитных волн. Это позволит исключить из области поиска различный мусор и черные металлы.
Существует несколько рабочих схем металлоискателя, предназначенных для самостоятельной сборки: от простейшего типа «Пират» до более сложного типа «Шанс», с дискриминацией металлов. О последнем стоит поговорить более подробно.
Основное в любом металлоискателе – это катушка. Можно использовать как катушку фабричного производства из магазина, так и сделать её самостоятельно. Для работы понадобится медная обмоточная проволока 0,67-0,82.
Можно изготовить простейшую катушку из 90 витков обмоточной проволоки на 100-1200 мм оправку, но с такой схемой катушки дискриминация будет работать некорректно. Поэтому предлагается собрать поисковую катушку из двух обмоток: внешняя – диаметром 210 мм из 18 витков и внутренняя –диаметром 160 из 24 витков. Для удобства изготовления разметку и намотку контуров стоит производить на пластине из немагнитного материла, например, на плексигласе или плотном картоне.
Кроме того стоит загерметизировать обмотку, для этого можно использовать любые немагнитные материалы, это повысит сопротивляемость металла изделия к воздействию влажности.
Блок управления металлодетектора возьмём от Андрея Фёдорова. Эта схема уже зарекомендовала себя с положительной стороны и многократно опробована.
Печатная плата также может быть изготовлена самостоятельно: из текстолита, с нанесением рисунка из фольги по предоставленным ниже материалам. Обычно для этого достаточно навыков работы с печатными платами. Нанесение токопроводящих дорожек по заранее изготовленному эскизу – довольно простой процесс. Из инструментария для этого достаточно утюга или строительного фена.
Его базой является микропроцессор типа ATmega8, с преобразователем типа МСР3201. Микроконтроллер этого типа довольно дефицитен, но, несмотря на это, продаётся в ряде интернет-магазинов. Его поиск и приобретение других комплектующих особых проблем не доставит. Пайка панели управления осуществляется по ниже приложенной схеме.
При пайке нужно внимательно контролировать размещение деталей и элементов на плате. Схема достаточно сложная, и выход из строя одного или двух элементов пустит все работы насмарку. Не нужно забывать и о технике безопасности при пайке.
Важно! Стоит уточнить, что в схеме используется преобразователь напряжения ICL7660S, литера S говорит о том, что этот преобразователь работает с напряжением до 12В. Использовать нужно именно её, при использовании ICL7660 возможен выход преобразователя из строя из-за перегрева.
Рисунок печатной платы и полное описание сборки вы можете скачать по этой ссылке www.miriskateley.com/ .
Для изготовления катушки используется обмоточный провод диаметром 0,6-0,8 мм, при намотке нужно внимательно следить за её состоянием, не допускать повреждения эмалевого покрытия. Основание – круг из немагнитного, электропроницаемого материала диаметром не менее 250 мм.
Полный список используемых материалов и возможностей замены их на аналоги
| Деталь | Аналог | Количество |
|---|---|---|
| NE5534 | 1 | |
| Преобразователь MCP3201 | 1 | |
| Преобразователь ICL7660s | 1 | |
| Контроллер ATMega8 | 1 | |
| Стабилитрон TL431 | 1 | |
| Стабилизатор напряжения 78l05 | 1 | |
| Кварц на 11,0592 MHz | 1 | |
| Диоды 1N4148 | КД522 | 10 |
| Диод 1N5819 | КД510 | 1 |
| Диоды HER208 | HER207 | 2 |
| Транзисторы 2SC945 | 5 | |
| Транзисторы IRF9640 | 2 | |
| Транзисторы A733 | 2SA733 | 2 |
| Конденсаторы, керамика | 13 | |
| Электролитические конденсаторы разного номинала | 8 | |
| Резисторы | 27 | |
| Кнопки арт. SWT5 | 6 | |
| ЖКИ QC1602A | 1 |
Прошивка осуществляется через подключение к USB-порту персонального компьютера. Программирование осуществляется с помощью «программатора Громова», для прошивки нужно найти в интернете бесплатную программу UniProf от Михаила Николаева.
Прошивку последней версии можно скачать тут radiolis.pp.ua .
Для электропитания схемы используется любой источник тока напряжением от 9 до 12 В.
Сборка металлоискателя осуществляется на штангу, блок управления удобно разместить в корпус из высокопрочного пластика, на его верхней части. Катушка фиксируется в нижней части прибора. Для фиксации на штанге достаточно будет зафиксировать провода катушки на немагнитном основании.
Нужно отметить, что необходима качественная изоляция проводов и всего блока управления от воздействия влаги. Основное применение этого прибора – в поле, поэтому этот вопрос столь важен.
Самодельный металлоискатель этого типа – достаточно сложное устройство, но в тоже время его стоимость в сборе несколько дешевле аналогов промышленного производства. Это изделие отличается высокой работоспособностью, достаточно экономично по расходу энергии, но в тоже время обладает всеми необходимыми функциями для поиска сокровищ или металлических предметов. Дискриминатора хватает для определения характеристик металл-неметалл и определения цветного металла. По отзывам, при использовании этого типа металлоискателя монету небольших размеров можно найти на глубине до 20 см, стальной шлем типа СШ-40 – на глубине до полуметра.
Даже самые серьёзные и респектабельные граждане, при слове «клад» испытывают легкое волнение. Мы ходим в буквальном смысле слова по сокровищам, которых в нашей земле неизмеримо много.
Но как заглянуть под слой почвы, чтобы точно знать, где копать?
Профессиональные кладоискатели пользуются дорогостоящим оборудованием, покупка которого может окупиться после одной удачной находки. Археологи, строители, геологи, члены поисковых обществ – пользуются техникой, предоставленной организацией, в которой они работают.
А как быть начинающим искателям сокровищ с ограниченным бюджетом? Можно изготовить металлоискатель в домашних условиях своими руками.
Популярные металлоискатели работают, используя свойства электромагнитной индукции. Основные компоненты:
Генератор, с помощью передающей катушки, создает вокруг нее электромагнитное поле (ЭМП) с заданными характеристиками. Приемник сканирует окружающую среду и сравнивает показатели поля с эталонными. Если изменений нет – в схеме ничего не происходит.
Важно! Существует ошибочное мнение, что грунт, в котором производятся поиски, не должен быть электропроводящим.
Это не так. Главное, чтобы электромагнитные или ферромагнитные свойства среды и объектов поиска были отличны друг от друга.
То есть, на фоне определенных характеристик ЭМП, сформированного средой поиска, поле отдельных предметов будет выделяться.
