Wie funktioniert ein Metalldetektor?

Wie funktioniert ein Metalldetektor?

Metalldetektoren senden elektrischen Strom durch einen gewickelten Kupferdraht, um ein Magnetfeld zu erzeugen (diese Spule wird als Sende- oder TX-Spule bezeichnet). Wenn dieses Magnetfeld auf Metall trifft, induziert es einen gleichen Gegenstrom, der von der Empfangs- oder RX-Spule abgetastet wird.
Was sind die verschiedenen Arten von Metallsuchspulen?

Grundsätzlich arbeitet jeder kommerziell verkaufte Metalldetektor entweder mit Impulsinduktion oder mit sehr niederfrequenter Technologie.

Die Impulsinduktion erkennt Metall, indem sie wiederholt einen elektrischen Strom mit hoher Stromstärke für sehr kurze Zeit durch eine Spule mit niedrigem Widerstand fließen lässt. Diese Aktion erzeugt ein Magnetfeld, das schnell erzeugt und dann schnell zusammengebrochen wird. Wenn das Magnetfeld zusammenbricht, erzeugt es eine Spannungsspitze, die sowohl eine hohe Intensität als auch eine entgegengesetzte Polarität zum ursprünglichen Impuls hat. Die Empfangsspule (die bei Pulsinduktionsspulen oft dieselbe Spule ist wie die Sendespule) misst dann die Energie des Pulses an dem Punkt, an dem er auf Null abfällt.

Wenn das Magnetfeld auf ein Ziel trifft, wird ein Teil der Energie des Felds im Objekt gespeichert. Dies führt dazu, dass der reflektierte Impuls weniger Energie hat und wiederum länger braucht, um auf Null abzufallen. Der Grund, warum weniger Energie dazu führt, dass der Impuls länger braucht, um auf Null abzufallen, liegt darin, dass die Energie durch elektromagnetische Wellen übertragen wird. Wenn der Wellenlänge Energie entnommen wird, wird sie länger oder eher weniger häufig und daher langsamer.

Bis zu dem Punkt, an dem der reflektierte Impuls gemessen wird, enthält das von der RX-Spule gesammelte Signal nur das Signal von der TX-Spule, das durch einen Widerstand in der Spannung reduziert wurde, um es nicht zu überlasten. Wenn der reflektierte Impuls ebenfalls vorhanden ist, wird das vom RX an die Abtastschaltung gesendete Signal geändert. Das abgetastete Signal wird dann gemittelt, um eine Referenzspannung zu erzeugen, die schließlich die Spannung des Gleichstroms wird, der das Alarmsystem versorgt. Eine höhere Spannung führt zu einer höheren Lautstärke oder einer höheren Tonhöhe oder sogar zu einer höheren Klickfrequenz.

Very Low Frequency erkennt Metall, indem ein konstanter elektrischer Wechselstrom durch eine Spule geleitet wird, um ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen. Die Polarität dieses elektrischen Stroms wird Tausende Male pro Sekunde umgekehrt, um die sogenannte Sendefrequenz zu erzeugen. Jedes leitfähige Objekt, das auf das Magnetfeld trifft, wird durch das sich schnell ändernde Magnetfeld induziert, um etwas zu erzeugen, das als Wirbelströme bekannt ist. Diese Wirbelströme erzeugen für das leitfähige Objekt ein Magnetfeld, das eine dem Sendefeld entgegengesetzte Polarität aufweist.

Die Rx-Spule ist relativ zur TX-Spule so angeordnet, dass die Energie aus dem Magnetfeld der TX-Spule die Nettoenergiemenge in der RX-Spule nicht beeinflusst. Dies bedeutet, dass, wenn ein Magnetfeld durch Wirbelströme in einem leitfähigen Objekt erzeugt würde, dies die einzige Kraft wäre, die auf die RX-Spule wirkt. Wenn Strom in der RX-Spule vorhanden ist, wird er abgetastet und in einen Gleichstrom umgewandelt, der ein Alarmgerät versorgt. Je größer der Strom in der RX-Spule ist, desto größer ist der Strom, der zum Alarmgerät fließt. Dadurch wird die Lautstärke erhöht, die Tonhöhe geändert oder sogar die Klickfrequenz erhöht (ähnlich wie bei einem impulsinduzierenden Metalldetektor).

Die Unterscheidung zwischen Metallarten und die Bestimmung der Tiefe ist mit sehr niederfrequenten Spulen möglich. Dies liegt daran, dass jedes Metall seine eigene einzigartige Reaktion auf Magnetfelder zeigt und unterschiedliche Leitfähigkeitsgrade aufweist. Darüber hinaus, weil die Zeit zwischen Induktion und Probenahme mit zunehmender Entfernung zunimmt. Letztendlich werden diese Daten alle verarbeitet und dann von einem Mini-Prozessor innerhalb des Metalldetektors kategorisiert, der mit einem gemeinsamen konstanten Wert für diese Ereignisse programmiert wurde.