ما هو ملف الكشف عن المعادن وكيف يعمل؟

يعمل ملف كاشف المعادن عن طريق إرسال تيار كهربائي عبر سلك نحاسي ملفوف لتوليد مجال مغناطيسي (يسمى هذا الملف 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.

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. ملف الاستقبال الذي غالبًا ما يكون نفس الملف مثل ملف الإرسال في ملفات تحريض النبض ، ثم يقيس 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 الحجم ، أو تغيير درجة الصوت ، أو حتى زيادة تواتر النقرات مثل 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.

على الرغم من أن جميع ملفات أجهزة الكشف عن المعادن تعمل إما على تقنية الحث النبضي أو تقنيات التردد المنخفض جدًا ، يمكن معالجة تصميمها بعدة طرق. يمكن أن يؤدي التغيير في هذه التصميمات إلى إنشاء أجهزة كشف مخصصة بشكل أكبر لحالات استخدام محددة. تشمل حالات الاستخدام هذه ، التي يمكن تحسين الملف للكشف عنها: العمق ، ومستوى تمعدن التربة ، وكمية المنطقة التي يتم الكشف عنها ، وعدد الأهداف داخل منطقة معينة. التعديلات الأكثر شيوعًا هي تغييرات حجم وشكل الملف.

سيحدد حجم ملف جهاز الكشف عن المعادن ، بغض النظر عن الشكل ، عمق وعرض المجال المغناطيسي الناتج. كلما زاد حجم الملف كلما زاد كل من هذه العوامل. ومع ذلك ، هذا لا يعني دائمًا أن الأكبر هو الأفضل. في المناطق التي توجد بها كمية كبيرة من الحطام المعدني ، سيمنحك الملف الأصغر قدرة أكبر على تجنب إضاعة الوقت في الأهداف والتركيز بدلاً من ذلك على الأهداف الجيدة المحتملة. في المناطق التي توجد بها مساحة كبيرة وعدد صغير من الأهداف ، يمكن أن يزيد الملف الأكبر من كفاءتك ومنطقة البحث الفعالة أفقيًا وعموديًا.

يمكن أن تؤثر عمليات التغيير في أشكال ملفات البحث أيضًا على الأداء ، على الرغم من أنه عادةً ما يتم وضع تطبيق أكثر تحديدًا في الاعتبار مقارنةً بالتغير في الحجم. هناك خمسة أشكال متوفرة في السوق الاستهلاكية اليوم يمكن أن يكون كل منها “الخيار الأفضل” حسب السيناريو.

يتميز الملف أحادي الحلقة أو الملف الأحادي بوجود ملف واحد فقط لتطبيقات ملف TX و RX. الملفات الأحادية متوفرة فقط ، وممكنة ، بتقنية الحث النبضي. لهذا السبب ، ستمنحك الملفات الأحادية أكثر الاكتشافات حساسية ولن تتأثر بتمعدن التربة. ومع ذلك ، هذا يعني أيضًا أنه مع الملف الأحادي لن يكون هناك أي تمييز للأهداف ، وبالتالي سيكون عليك أن تكون مستعدًا للبحث عن الكثير من علامات تبويب علب البوب.

تعمل الملفات متحدة المركز بطريقة مماثلة للملف أحادي الحلقة مع وجود اختلاف رئيسي يتمثل في أن ملفي TX و RX منفصلان. نتيجة لهذا الفصل ، يمكن تصنيع ملفات متحدة المركز للعمل إما بتقنيات الحث النبضي أو تقنيات التردد المنخفض جدًا.

تتمثل ميزة وجود تصميم متحد المركز في أن الملفين لهما أكبر قدر ممكن من المحيط والذي بدوره يوفر المجال المغناطيسي الأكثر حساسية ممكنًا. في حين أن الملفات متحدة المركز لتحريض النبض لن تتأثر بتمعدن التربة ، فإن الملفات متحدة المركز منخفضة التردد ستتأثر. في الواقع ، سوف يعانون أكثر من أي تصميم ملف آخر.

يتم تشكيل ملفات D المزدوجة بواسطة ملفي TX و RX يتم وضعهما بجانب بعضهما البعض على شكل حرفين متعارضين من حرف D. تأثير ذلك على المجال المغناطيسي هو أن الاكتشاف الإيجابي يقع مباشرة أسفل تقاطع الملفين. تنتج الأجزاء المتبقية من الملفات حقلاً متساويًا يلغي بعضها البعض.

والنتيجة هي أن ملف الكشف عن المعادن سيكون أقل حساسية ولكنه سيكون أكثر فائدة أيضًا على الأرض الممعدنة. يمكن إنتاج ملفات DD إما باستخدام الحث النبضي أو تقنيات التردد المنخفض جدًا على الرغم من أنها أكثر شيوعًا في متغير التردد المنخفض جدًا. السيناريو الذي يكون فيه هذا الملف مثاليًا هو السيناريو الذي تكون فيه التربة مليئة بالمعادن ولكن لا يمكن التضحية بقدرات التمييز.

ربما يكون تصميم الملف الأكثر ندرة في السوق اليوم ، ملفات التصوير هي تحسين مثير للاهتمام في تصميم الملف متحدة المركز. التحسين هو إضافة ملف RX ثانٍ ضمن التصميم المتحد المركز. يسمح هذا الملف الثاني للكاشف بالسحب من نطاق أكبر من المعلومات حول هدف محتمل نأمل أن يسمح لك بالتمييز بين الشيء الذي يستحق وقتك والشيء الذي لا يستحق.

ملفات 2-Box تشبه الملفات متحدة المركز من حيث أن ملفي TX و RX منفصلان ، لكن أوجه التشابه تنتهي عند هذا الحد. تنفذ ملفات 2-Box تكوينًا يتم فيه وضع ملف TX على بعد بضعة أقدام من ملف Rx ، وكلاهما يقع في كل طرف من طرفي جهاز الكشف عن المعادن. يستخدم هذا التكوين فقط عند محاولة الكشف عن كمية كبيرة جدًا من الأرض ولا يمكن التحكم فيه إلا بسبب الفصل الكامل للملفات. في المناطق التي يوجد بها أي حطام معدني ، سيعاني هذا التصميم. علاوة على ذلك ، فإن هذا التصميم هو بلا شك أقل أشكال الملف حساسية.