كيف تعمل أجهزة الكشف عن المعادن؟

كيف تعمل أجهزة الكشف عن المعادن؟

تعمل أجهزة الكشف عن المعادن عن طريق إرسال تيار كهربائي عبر سلك نحاسي ملفوف لتوليد مجال مغناطيسي (يُطلق على هذا الملف اسم ملف الإرسال أو ملف TX). عندما يواجه هذا المجال المغناطيسي معدنًا ، فإنه يستحث تيارًا معاكسًا متساويًا يتم أخذ عينات منه بواسطة ملف الاستقبال أو ملف RX.

ما هي الأنواع المختلفة من ملفات الكشف عن المعادن؟

على المستوى الأساسي ، يعمل كل كاشف معادن يُباع تجاريًا إما من خلال الحث النبضي أو تقنية التردد المنخفض جدًا.

يكتشف الحث النبضي المعدن من خلال السماح بشكل متكرر لتيار كهربائي عالي التيار بالمرور عبر ملف مقاومة منخفضة لفترة زمنية قصيرة جدًا. ينشئ هذا الإجراء حقلاً مغناطيسيًا يتم إنشاؤه بسرعة ثم ينهار بسرعة. عندما ينهار المجال المغناطيسي ، فإنه يخلق ارتفاعًا في الجهد يكون عالي الشدة ومعاكسًا في القطبية للنبضة الأصلية. ثم يقيس ملف الاستقبال (الذي غالبًا ما يكون نفس الملف مثل ملف الإرسال في ملفات تحريض النبض) طاقة النبضة عند النقطة التي تتحلل فيها إلى الصفر.

عندما يواجه المجال المغناطيسي هدفًا ، سيتم تخزين بعض طاقة المجال داخل الجسم. سيؤدي هذا إلى انخفاض طاقة النبض المنعكس ، وبالتالي يستغرق وقتًا أطول حتى يتحلل إلى الصفر. السبب في أن وجود طاقة أقل يجعل النبض يستغرق وقتًا أطول حتى يتحلل إلى الصفر هو أن الطاقة يتم نقلها من خلال الموجات الكهرومغناطيسية. عندما يتم أخذ الطاقة من الطول الموجي فإنها تصبح أطول ، أو بالأحرى أقل تواترا ، وبالتالي تكون أبطأ.

حتى النقطة التي يتم فيها قياس النبضة المنعكسة ، فإن الإشارة التي يتم أخذ عينات منها ، والتي يتم جمعها من ملف RX ، تحتوي فقط على الإشارة من ملف TX الذي تم تخفيض جهده بواسطة المقاوم حتى لا يفرط في التحميل. عندما تكون النبضة المنعكسة موجودة أيضًا ، يتم تغيير الإشارة المرسلة من RX إلى دائرة أخذ العينات. يتم بعد ذلك حساب متوسط ​​الإشارة التي يتم أخذ عينات منها لإنشاء جهد مرجعي يصبح في النهاية جهد التيار المستمر الذي يعمل على تشغيل نظام التنبيه. سينتج عن الجهد العالي حجم أعلى ، أو نغمة أعلى ، أو حتى تردد أعلى للنقرات.

يكتشف التردد المنخفض جدًا المعدن من خلال السماح لتيار كهربائي متناوب ثابت بالمرور عبر ملف لإنشاء مجال كهرومغناطيسي. يتم عكس قطبية هذا التيار الكهربائي آلاف المرات في الثانية لإنشاء ما يعرف بتردد الإرسال. سيتم تحفيز أي جسم موصل يواجه المجال المغناطيسي بواسطة المجال المغناطيسي المتغير بسرعة لإنشاء شيء يعرف باسم التيارات الدوامة. تنتج هذه التيارات الدوامة مجالًا مغناطيسيًا للكائن الموصل الذي له قطبية موجهة مقابل مجال الإرسال.

يتم ترتيب ملف Rx بطريقة ، بالنسبة إلى ملف TX ، مما يجعل الطاقة من المجال المغناطيسي لملف TX لا تؤثر على كمية الطاقة الصافية داخل ملف RX. هذا يعني أنه إذا تم إنشاء مجال مغناطيسي بواسطة التيارات الدوامة داخل جسم موصل ، فستكون هذه هي القوة الوحيدة التي تعمل على ملف RX. في حالة وجود أي تيار ، في ملف RX ، سيتم أخذ عينات منه وتحويله إلى تيار مستمر يعمل على تشغيل جهاز التنبيه. كلما زاد التيار في ملف RX ، زاد التيار المتجه إلى جهاز التنبيه. يؤدي ذلك إلى زيادة حجمه ، أو تغيير درجة الصوت ، أو حتى زيادة تواتر النقرات (يشبه إلى حد كبير جهاز الكشف عن المعادن الذي يحفز النبض).

يمكن التمييز بين أنواع المعادن وتحديد العمق باستخدام ملفات منخفضة التردد للغاية. وذلك لأن كل معدن يُظهر استجابته الفريدة للمجالات المغناطيسية وله مستويات مختلفة من التوصيل. بالإضافة إلى ذلك ، لأن الوقت بين الاستقراء وأخذ العينات سيزداد عبر المسافة. في النهاية ، تتم معالجة جميع هذه البيانات ثم تصنيفها بواسطة معالج صغير داخل جهاز الكشف عن المعادن الذي تمت برمجته بقيمة ثابتة مشتركة لهذه الأحداث.