Основные характеристики металлоискателей. Что нужно знать при выборе металлодетектора?

Для поиска клада в развалинах замка, крепежных деталей в строительных конструкциях и решения других практических задач можно сделать металлоискатель с дискриминацией металлов своими руками. В этой публикации рассмотрены преимущества и недостатки разных конструкций. Практические рекомендации помогут правильно собрать и настроить функциональный измерительный прибор.

Изготовить простейший металлоискатель несложно даже начинающему радиолюбителю

Общее устройство металлоискателя

Это устройство работает на принципах изменения характеристик электромагнитного поля при появлении в рабочей зоне посторонних предметов. Классическая схема подразумевает использование следующих компонентов:

• генератор, создающий колебания в определенном диапазоне частот;
• индукционная катушка;
• приемник с усилительным трактом;
• блок дешифровки сигналов;
• визуальные и звуковые индикаторы;
• каркас, на котором закреплены рабочие компоненты установки.

Типовая конструкция металлодетектора

Катушка

Этот функциональный элемент одновременно излучает и принимает электромагнитные волны. Чтобы сделать качественную самоделку, следует изучить фабричные аналоги. Опытные специалисты рекомендуют обращать внимание на следующие детали:

• круглые модели обеспечивают большую область покрытия;
• овальные – удобнее в эксплуатации;
• установкой крупной катушки можно увеличить эффективность поиска (рабочую глубину) на 15-25%;
• маленькие – обеспечивают узкую диаграмму направленности, что упрощает детекцию нескольких мелких предметов;
• лучшую равномерность рабочей зоны в форме цилиндра создает сдвоенная катушка (D-D);
• кольцеобразная катушка отличается конусообразной диаграммой направленности.

Разновидности катушек

Электронная схема

В простейших устройствах на одной компактной печатной плате устанавливают генератор и приемник, блок питания. Фиксируют изменения поля с помощью сигнала звуковой частоты.

Более сложные схемы металлоискателей с дискриминацией обеспечивают динамическую обработку поступающей информации. Такие приборы способны определить разницу между стальным шурупом и серебряной монетой. Эта селективность значительно повышает эффективность поиска, потому что автоматически устраняет бесполезные трудоемкие земляные работы.

Рейтинг ТОП-15 лучших металлоискателей 2022 года

Недорогие металлоискатели для начинающих

• Garrett Pro Pointer AT
• Bounty Hunter Junior
• Minelab Go-Find 44

Металлоискатели для поиска монет

• Nokta&Makro Simplex Plus
• Fisher F22 11″ DD
• Minelab X-Terra 705
• Minelab Vanquish 540 Pro-Pack

Профессиональные металлоискатели для поиска золота

• Fisher F75
• Garrett AT Gold
• XP Metal Detectors Deus
• Minelab Equinox 800

Металлоискатели с хорошей глубиной поиска

• Garrett ACE 250 RUS
• Fisher F22 11″ DD
• XP Metal Detectors ORX
• Quest Quest Q30

Принцип действия

Металлоискатель Терминатор 3

Генератор вместе с катушкой индукции создает направленное электромагнитное поле определенной формы. Попадание в рабочую область посторонних предметов изменяет силу тока в замкнутом контуре. Это явление фиксирует приемник. Наибольшие возмущения поля вызывают предметы с проводящими и ферромагнитными свойствами.

В блоке обработки устраняются посторонние шумы, и выделяются полезные сигналы. Далее они поступают на устройства индикации. Элементами настройки устанавливают чувствительность и другие параметры детектора.

Дискриминация в металлоискателе что это

Подойдя к моменту выбора металлоискателя необходимо уже четко понимать, что именно вы хотите получить в результате своих поисков. Будет это время потрачено ради удовольствия нахождения на природе и возможного обнаружения каких-либо находок или вы хотите целенаправленно искать определенные артефакты, которые относятся к военной тематике либо поиску монет, украшений и других предметов отражающих этапы исторического развития отличающегося от милитаристического.
От сделанного на этом этапе выбора зависит размер будущих капиталовложений в приобретаемый металлоискатель.

Разновидности металлодетекторов

Металлоискатель своими руками

Изделия этой категории делят по целевому назначению и другим важным характеристикам на следующие группы:

• грунтовые (стандартные и глубинные);
• подводные – с надежной герметизацией электронных блоков;
• дискриминаторы – детекторы, обеспечивающие селективный поиск;
• узкоспециализированные модели для поиска драгоценных металлов;
• охранные и военные;
• промышленные серии – предназначены для контроля отдельных технологических операций.

Переключение поисковой частоты

Современные профессиональные металлоискатели имеют возможность работы на нескольких частотах без смены поискового датчика. Переключение между частотами происходит в меню прибора. Например, в Minelab Equinox нажатием всего лишь одной кнопки можно выбрать подходящую для места поисков частоту: 4, 5, 10, 15, 20 и 40 кГц. Эта же кнопка включает мультичастотный режим.

Основные параметры

Для определения подходящих критериев самодельной конструкции необходимо изучить базовые технические параметры.

Глубина обнаружения

Принцип работы металлоискателя

Эти данные не всегда приведены в сопроводительной документации. Даже при указании глубины в техническом паспорте не следует понимать это значение, как определенную величину. Дело в том, что для контрольных измерений пользуются равномерным составом почвы, поддерживают стабильность температуры и влажности. В реальной ситуации природные и другие внешние факторы значительно ухудшат результаты, полученные в идеальных условиях.

К сведению. Качественные фабричные металлоискатели способны обнаружить изделие из проводящего материала на глубине 1,5-3 м. «Глубинные» модификации действуют до 5-6,5 метра максимум.

Частота работы

Увеличить глубину поиска можно с применением сниженной частоты. В этом случае значительно ухудшается избирательность рабочего процесса. Однако длинные волны огибают мелкие предметы, что сопровождается ухудшением чувствительности.

К сведению. В профессиональных металлоискателях пользователь может выбирать из более, чем двух десятков разных частот. При таком оснащении упрощается выбор оптимального режима исследований в определенных условиях.

Дискриминация металлов

На сегодняшний день, большинство современных металлодетектеров предоставляют возможность дискриминации металлов. Дискриминация металлов – это возможность игнорировать (пропускать) нежелательные предметы и цели, тем самым весомо облегчая весь процесс поиска для искателя. Во время проведения поисков, кладоискатель рано или поздно столкнётся с проблемами замусоренной почвы, в особенности эта проблема возникает на местах заброшенных деревень и селений. Естественно в период, когда здесь кипела жизнь, накапливался обычный бытовой мусор и металлолом. Поэтому искатели нередко здесь могут встретить предметы, не представляющие особой ценности: ржавые гвозди, леска, старые инструменты и т.д. Такие предметы называют – металломусором. Работать в таких условиях искателю крайне сложно и весь процесс поисков просто станет бесполезным и неэффективным. Вот здесь и приходит на помощь встроенная дискриминация металлов в металлоискателе.

Самостоятельная сборка металлоискателя

Не обязательно получится идеальный внешний вид при создании изделия собственными руками. Тем не менее, хорошую функциональность на современной элементной базе создать не слишком сложно. Ниже рассмотрена модель с функцией дискриминации. Она способна различить алюминиевую пробку и фольгу сигаретной пачки, дешевые копейки из сплавов и ценные золотые монеты.

Таблица дискриминации

Конструкция

Катушку делают из двух спиральных обмоток (18 и 24 витка) с размерами по внешнему радиусу 21 и 16 мм, соответственно. Для нанесения разметки и создания каркаса применяют основу из материала с немагнитными свойствами. Герметизация эпоксидной смолой или другим составом продлит срок службы.

Блок управления собирают по этой электрической схеме

Материалы, детали и заготовки

Для катушки подойдет стандартный трансформаторный провод из меди диаметром 0,6-0,9 мм. Блок управления собирают на стандартных микросхемах. Основные узлы – процессор и преобразователь частоты MCP3201. Стабилитроны, транзисторы и другие электронные компоненты указаны на чертеже (картинка выше).

Порядок сборки и дизайн

Для надежного закрепления функциональных блоков подбирают подходящую прочную штагу. Блок электроники рекомендуется поместить в герметичном корпусе, чтобы предотвратить короткие замыкания в неблагоприятных погодных условиях. Оформление выполняют с учетом личных предпочтений, умений и навыков.

Программирование блока управления

Для прошивки устройства применяют специализированный программатор. Печатную плату несложно создать самому. Питание 5 V можно организовать от стандартного компьютерного порта USB.

Электрическая схема программатора

Сборка

В процессе сборки особое внимание уделяют герметичности и надежности закрепления отдельных компонентов. Следует помнить о сложных условиях эксплуатации в рабочем режиме, возможных ударных воздействиях при перевозке. Разборная конструкция упростит транспортировку и хранение.

Принцип работы

Любой металлоискатель работает по простому принципу взаимодействия собственного магнитного поля (МП) с магнитным полем Земли. Взаимодействие строится на обнаружении металлических предметов. Металл, который имеет свойство к намагничиванию, попадает в поле действия металлоискателя за счет разницы магнитных полей.

Такие металлы, как золото, серебро, медь, обладают ферритным свойством. Они просто не намагничиваются. По этой причине, детектор не может определить их магнитное поле. Фиксация происходит по принципу определения вихревых электромагнитных потоков, проходящих сквозь металл и образующих на его поверхности элементы «Фуко», или завихрения с определенной частотой. Импульсные детекторы определяют ферритный предмет по его электрической проводимости. Чем проводимость больше, тем выше колебательная частота от его поверхности.

Современные металлоискатели оснащаются разными типами функции дискриминации. Каждый тип, позволяет определять ферритный сплав, и при этом он может отсеивать “промышленный мусор”.

1. Дискриминация переменного типа. В ее основу заложена обработка полученных сигналов от предмета по степени его электрической проводимости. Для большей точности, пользователь самостоятельно проводит настройку прибора. Настройка позволяет делать отбор самых перспективных сигналов. Металлодетекторы с подобной функцией, оснащаются визуальным индикатором, на котором имеется шкала с четким разделением по типам сигнала и соответствующим им металлам. Переменная дискриминация позволяет определять только предметы размером более 1–3 сантиметров. Различные вкрапления, мелкие самородки, песок, обрывки цепочек так далее, подобные приборы не находят.
2. Селективный тип. Детекторы с этой функцией можно настроить на прием только определенного сигнала. Таким образом, прибор не будет реагировать, например, на медь, алюминий, серебро, выявляя в грунте только золото. Этот тип очень полезен при работе на замусоренных участках. Большое количество мелкого металлического мусора не станет помехой, позволяя выявлять только необходимые частотные сигналы.
3. Двухмерный тип. Самая современная технология. Позволяет определить ферритные сплавы, вокруг которого образованно скопление черного металла. За распознавание отвечает блок управления, который производит предварительный расчет электропроводимости всего объекта на сканируемом участке.

Также стоит учитывать общую влажность почвы, ее состав, жесткость.

Металлоискатели с дискриминатором более энергоемкие и функциональные. Относятся к импульсным приборам. Дополнительная функция делает устройства более мощными. Рабочая частота варьируется от 9 до 25 кГц. Импульсный принцип работы позволяет таким приборам выявлять ферритные сплавы на глубине до 2 и более метров.

Металлоискатель своими руками: пошаговая инструкция

С подготовительной частью покончено. Теперь приступайте к основной части. Чтобы сделать металлоискатель, первым делом займитесь штангой:

1. Кусок прочного пластика обрежьте. На основании должны поместиться схема и катушки. Учтите, что между катушками расстояние должно быть от 10 см.
2. Приклейте (используйте жидкие гвозди) подставку к штанге.

Если в наличии готовая основа, то прикрепите к ней подставку, на которой будет размещена микросхема металлоискателя.

Для создания катушек поступите так:

1. Возьмите круглое основание (можно из доски) диаметром 20–25 см.
2. Сделайте 30 витков изолированной проволоки. При намотке первого и последнего витка оставьте два вывода длиной по 4 см.
3. Снимите катушку с основания.
4. Обмотайте ее изолентой, не затрагивая выводы.

Советуем к прочтению: FM антенна для музыкального центра своими руками

Другая катушка металлоискателя выполняется аналогичным способом.

Приступайте к сборке деталей:

1. Разместите элементы на плате по указанной на картинке схеме.
2. Выполните пайку к дорожкам на текстолите.
3. Для защиты закройте схему в пластиковую коробку.

Основные составляющие прибора готовы. Теперь осталось собрать простой металлоискатель. Сделаете это так:

1. К самодельной плате припаяйте выводы от катушек, а также два провода от батареек или аккумулятора. Пример схемы показан на фото выше.
2. Теперь зафиксируйте катушки и плату на подставке при помощи клея. Сверху детали покройте масляным лаком.
3. Закрепите наушники. Для этого проделайте в штанге сверху и снизу отверстия.
4. Проденьте шнур через отверстие, его конец припаяйте к плате. Длину провода нарастите с помощью паяльника и изоленты.

Осталось отрегулировать и проверить металлоискатель:

1. Наденьте наушники.
2. Подносите кусочки алюминия поочередно к каждой катушке.
3. Дождитесь максимальной тишины и закрепите алюминий клеем.

Металлодетектор готов к поиску сокровищ. Для его изготовления понадобились такие составляющие: штанга, подставка под микросхему, катушки, наушники, аккумулятор, схема металлоискателя. Если у вас хороший слух, то различите отклонения в звуковых волнах, которые указывают на разновидность металла.

Катушка для металлоискателя терминатор 3

Для начала следует взять эмаль обмоточный, имеющий диаметр 0,4 мм. Сложить его так, чтобы было два конца и два начала. Далее стоит мотать с двух катушек в раз.

Теперь надо сделать передающую и принимающую катушки, для этого на фанерном листе чертится два круга 200 мм и 100 мм. По данным окружностям вбиваются гвоздики, расстояния между ними должны быть 1 см. На большую оправку наматываются 30 витков эмальпроводом. Затем следует нанести на катушку лак и умотать ниткой, затем сняв с обмотки, спаять серединку. Так получаются провода один средний и крайних два.

Полученную катушку стоит обмотать изолентой и наложить поверх кусок фольги, и сверху еще раз фольгу. Концы обмоток должны выходить наружу.

Теперь стоит перейти к приемной катушке. Здесь уже наматываются 48 витков. Для запуска генератора надо подключить передающую катушку к плате. Средний провод подключается к минусу. А у приемной катушки средний вывод не используется. Для передающей катушки нужна компенсирующая, на которую мотается 20 витков.

Осциллограф к плате подключаем так: щуп с минусом на минус платы, а плюсовой щуп — к катушке. Обязательно следует замерить частоту катушек и записать ее.

После подключения катушек по схеме, их надо поместить в специальную емкость и залить смолой. Теперь на осциллографе устанавливается время деления (10 мс и 1 вольт на клетку). Теперь следует уменьшить амплитуду до нулевого значения. Сматываем витки, пока значение вольт не достигнет нуля. Делаем компенсирующую петлю у катушки, которая будет снаружи.

Форму наполовину следует пролить смолой. Когда все застынет, надо подключить осциллограф и загнуть петлю внутрь. Далее крутить ее, пока значение амплитуды не станет минимальным. После петлю надо приклеить, проверить баланс, и теперь можно залить смолой вторую половину емкости. Катушка готова к работе.

Ремонт катушки металлоискателя

Перед тем как приступить к ремонту, следует подготовить следующие инструменты:

• Нож канцелярский;
• Лампа накаливания;
• Емкость для клея, желательно плоская;
• Специальная или эпоксидная смола;
• Средний и мелкий наждак;
• Небольшой шпатель.

В первую очередь надо просушить катушку с помощью лампы накаливания. И при помощи канцелярского ножа расширить трещины на ней. Клей выдавить на плоскую поверхность и смешать шпателем. Нанести данное вещество на катушку. В местах трещин можно накладывать побольше смолы. Теперь стоит подождать, пока все это тщательно застынет. И затем обработать наждаком, используя сначала средний, а затем мелкий. Такая процедура поможет сгладить все неровности. Таким довольно несложным способом можно реанимировать самую старую катушку от устройства для поиска металла.