Металлоискатель – это прибор , который обнаруживает наличие поблизости металла . Металлоискатели полезны для поиска металлических предметов на поверхности, под землей и под водой. Сам блок состоит из блока управления и регулируемого вала, на котором удерживается приемная катушка, которая может различаться по форме и размеру. Если приемная катушка приблизится к куску металла, блок управления зарегистрирует ее присутствие по меняющемуся тону, мигающему свету или по перемещению стрелки на индикаторе. Обычно устройство дает некоторую информацию о расстоянии; чем ближе металл, тем выше тон в наушнике или тем выше поднимается игла. Другим распространенным типом являются стационарные «проходные» металлодетекторы, используемые в точках доступа в тюрьмах , зданиях судов , аэропортах и психиатрических больницах для обнаружения скрытого металлического оружия на теле человека.
Самая простая форма металлоискателя состоит из генератора , вырабатывающего переменный ток , который проходит через катушку, создающую переменное магнитное поле . Если кусок электропроводящего металла находится рядом с катушкой, в металле индуцируются вихревые токи ( индуктивный датчик ), что создает собственное магнитное поле. Если для измерения магнитного поля используется другая катушка (действующая как магнитометр ) , можно обнаружить изменение магнитного поля, вызванное металлическим объектом.
Первые промышленные металлодетекторы были разработаны в 1960-х годах и широко использовались для разведки полезных ископаемых и других промышленных применений. Область применения включает обнаружение мин , обнаружение такого оружия, как ножи и огнестрельное оружие (особенно в службах безопасности аэропортов ), геофизическую разведку , археологию и поиск сокровищ . Металлодетекторы также используются для обнаружения инородных тел в пищевых продуктах, а также в строительной отрасли для обнаружения стальных арматурных стержней в бетоне, а также труб и проводов, проложенных в стенах и полах.
В 1841 году профессор Генрих Вильгельм Дав опубликовал изобретение, которое он назвал «дифференциальный индуктор». [1] Это были индукционные весы с четырьмя катушками и двумя стеклянными трубками, вокруг каждой из которых намотано по два хорошо изолированных соленоида из медной проволоки. Заряженные лейденские банки (высоковольтные конденсаторы) разряжались через две первичные катушки; этот скачок тока вызвал появление напряжения во вторичных катушках. [2] Когда вторичные катушки были подключены противоположно, индуцированные напряжения исчезли, что подтвердил Профессор, держащий концы вторичных катушек. Когда в одну стеклянную трубку поместили кусок металла, Профессор получил удар током. Это был первый металлоискатель с магнитной индукцией и первый металлоискатель с импульсной индукцией.
В конце 1878 и начале 1879 года профессор музыки Дэвид Эдвард Хьюз опубликовал свои эксперименты с индукционными весами с 4 катушками. [3] Он использовал свое недавнее изобретение — микрофон и тикающие часы для генерации регулярных импульсов, а также телефонную трубку в качестве детектора. Для измерения силы сигналов он изобрел коаксиальный индукционный баланс с тремя катушками, который назвал «электрическим сонометром». [4] Хьюз многое сделал для популяризации индукционных весов, что быстро привело к созданию практических устройств, которые могли идентифицировать фальшивые монеты. В 1880 году г-н Дж. Манро, CE, предложил использовать индукционные весы с 4 катушками для поиска металлов. [5] Коаксиальные индукционные весы Хьюза с тремя катушками также найдут применение при поиске металлов.
В июле 1881 года Александр Грэм Белл впервые использовал индукционные весы с четырьмя катушками, чтобы попытаться определить местонахождение пули, застрявшей в груди американского президента Джеймса Гарфилда . [6] После долгих экспериментов лучшая дальность обнаружения пуль, которой он достиг, составила всего 2 дюйма. Затем он использовал свое собственное более раннее открытие — частично перекрывающийся индукционный баланс с двумя катушками, и дальность обнаружения увеличилась до 5 дюймов. Но попытка все равно не увенчалась успехом, потому что металлическая пружинная кровать, на которой лежал Гарфилд, сбила с толку детектор. Индукционные весы Bell с двумя катушками впоследствии превратились в популярную катушку Double D.
16 декабря 1881 года капитан Чарльз Эмброуз МакЭвой подал заявку на британский патент № 5518 «Устройство для поиска подводных торпед и т. д.», который был выдан 16 июня 1882 года. Его заявка на патент US269439 от 12 июля 1882 года была удовлетворена 19 декабря 1882 года . 7] Это были индукционные весы с 4 катушками для обнаружения подводных металлических торпед, железных кораблей и тому подобного. [8] Учитывая время, затраченное на разработку, это, возможно, было самое раннее известное устройство, специально сконструированное как металлоискатель, использующее магнитную индукцию.
В 1892 году Джордж М. Хопкинс описал ортогональные индукционные весы с двумя катушками для обнаружения металлов. [9]
В 1915 году профессор Камилла Гаттон разработала индукционные весы с четырьмя катушками для обнаружения неразорвавшихся снарядов на сельскохозяйственных угодьях бывших полей сражений во Франции. [10] Необычно для обнаружения использовались обе пары катушек. [11] Фотография 1919 года справа представляет собой более позднюю версию детектора Гаттона.
Современное развитие металлоискателя началось в 1920-х годах. Герхард Фишер разработал систему радиопеленгации, которая должна была использоваться для точной навигации. Система работала очень хорошо, но Фишер заметил аномалии в тех местах, где местность содержала рудоносные породы. Он рассуждал, что если радиолуч может быть искажен металлом, то можно будет спроектировать машину, которая будет обнаруживать металл с помощью поисковой катушки, резонирующей на радиочастоте. В 1925 году он подал заявку и получил первый патент на электронный металлоискатель. Хотя Герхард Фишер был первым человеком, получившим патент на электронный металлодетектор, первым, кто подал заявку, была Ширл Херр, бизнесмен из Кроуфордсвилля, штат Индиана. Его заявка на ручной детектор скрытого металла была подана в феврале 1924 года, но не была запатентована до июля 1928 года. Герр помогал итальянскому лидеру Бенито Муссолини в поиске предметов, оставшихся с галер императора Калигулы на дне озера Неми , Италия, в августе. 1929. Изобретение Герра было использовано Второй антарктической экспедицией адмирала Ричарда Берда в 1933 году, когда оно использовалось для обнаружения объектов, оставленных предыдущими исследователями. Он был эффективен на глубине восьми футов. [12] Однако именно лейтенант Юзеф Станислав Косацкий , польский офицер, прикрепленный к подразделению, дислоцированному в Сент-Эндрюсе , Файф , Шотландия, в первые годы Второй мировой войны , усовершенствовал конструкцию и превратил ее в практичный польский миноискатель . [13] Эти устройства все еще были довольно тяжелыми, так как работали на электронных лампах и нуждались в отдельных аккумуляторных блоках.
Конструкция, изобретенная Косацки, широко использовалась во время Второй битвы при Эль-Аламейне, когда 500 единиц были отправлены фельдмаршалу Монтгомери для очистки минных полей отступающих немцев, а затем использовалась во время вторжения союзников на Сицилию , вторжения союзников в Италию и Вторжение в Нормандию . [14]
Поскольку создание и усовершенствование устройства были военными исследовательскими операциями военного времени, информация о том, что Косацкий создал первый практический металлоискатель, хранилась в секрете более 50 лет.
Многие производители этих новых устройств вывели на рынок свои идеи. Компания White's Electronics of Oregon началась в 1950-х годах с создания машины под названием «Счетчик Гейгера Oremaster». Другим лидером в области детекторных технологий был Чарльз Гарретт, который разработал машину BFO ( генератор частоты биений ). С изобретением и разработкой транзистора в 1950-х и 1960-х годах производители и конструкторы металлоискателей создали меньшие по размеру и более легкие машины с улучшенной схемой, работающие от небольших аккумуляторных блоков. Компании возникли по всей территории Соединенных Штатов и Великобритании, чтобы удовлетворить растущий спрос. Индукция частоты биений требует перемещения катушки детектора; сродни тому, как раскачивать проводник возле
Современные топ-модели полностью компьютеризированы с использованием технологии интегральных схем, что позволяет пользователю устанавливать чувствительность, дискриминацию, скорость отслеживания, пороговую громкость, режекторные фильтры и т. д. и сохранять эти параметры в памяти для использования в будущем. По сравнению с тем, что было всего десять лет назад, детекторы стали легче, обеспечивают более глубокий поиск, потребляют меньше энергии аккумулятора и лучше различают.
В современных металлодетекторах реализованы обширные беспроводные технологии для наушников, подключения к сетям Wi-Fi и устройствам Bluetooth . Некоторые из них также используют встроенную технологию GPS- локатора для отслеживания местоположения поиска и местоположения найденных предметов. Некоторые подключаются к приложениям для смартфонов для дальнейшего расширения функциональности.
Самым большим техническим изменением в детекторах стала разработка перестраиваемой индукционной системы. Эта система включала две катушки, настроенные электромагнитно. Одна катушка действует как радиочастотный передатчик, другая — как приемник; в некоторых случаях их можно настроить в диапазоне от 3 до 100 кГц. Когда металл находится рядом с ними, сигнал обнаруживается благодаря вихревым токам, индуцированным в металле. Что позволило детекторам различать металлы, так это тот факт, что каждый металл имеет разную фазовую характеристику при воздействии переменного тока; более длинные волны (низкая частота) проникают в землю глубже и выбирают цели с высокой проводимостью, такие как серебро и медь; чем более короткие волны (более высокая частота), которые, хотя и меньше проникают в землю, выбирают цели с низкой проводимостью, такие как железо. К сожалению, высокая частота также чувствительна к помехам из-за минерализации грунта . Эта избирательность или дискриминация позволили разработать детекторы, которые могли бы избирательно обнаруживать желательные металлы, игнорируя при этом нежелательные.
Даже при использовании дискриминаторов по-прежнему было сложно избежать нежелательных металлов, поскольку некоторые из них имеют схожие фазовые характеристики (например, фольга и золото), особенно в виде сплавов. Таким образом, неправильная настройка некоторых металлов повышала риск потерять ценную находку. Еще одним недостатком дискриминаторов было то, что они снижали чувствительность машин.
Дизайнеры катушек также опробовали инновационные конструкции. Первоначальная система индукционных балансировочных катушек состояла из двух одинаковых катушек, расположенных друг над другом. Компания Compass Electronics разработала новую конструкцию: две катушки в форме буквы D, установленные спина к спине, образуя круг. Эта система широко использовалась в 1970-х годах, и как концентрические, так и двойные D-типы (или широкосканированные, как их стали называть) имели своих поклонников. Еще одним достижением стало изобретение детекторов, которые могли нейтрализовать эффект минерализации почвы. Это давало большую глубину, но было недискриминационным режимом. Лучше всего он работал на более низких частотах, чем те, которые использовались раньше, а частоты от 3 до 20 кГц давали наилучшие результаты. Многие детекторы 1970-х годов имели переключатель, который позволял пользователю переключаться между режимом дискриминации и режимом без дискриминации. Более поздние разработки переключались между обоими режимами электронным способом. Разработка индукционного детектора баланса в конечном итоге привела к созданию детектора движения, который постоянно проверял и балансировал фоновую минерализацию.
В то же время разработчики рассматривали возможность использования другого метода обнаружения металлов, называемого импульсной индукцией. [15] В отличие от генератора частоты биений или индукционных балансовых машин, которые использовали равномерный переменный ток низкой частоты, машина импульсной индукции (ПИ) просто намагничивает землю относительно мощным мгновенным током через поисковую катушку. В отсутствие металла поле затухало с одинаковой скоростью, и время, необходимое для падения до нуля вольт, можно было точно измерить. Однако, если бы при срабатывании машины присутствовал металл, в металле индуцировался бы небольшой вихревой ток, и время затухания воспринимаемого тока было бы увеличено. Эти различия во времени были незначительными, но усовершенствование электроники позволило точно их измерить и определить наличие металла на разумном расстоянии. Эти новые машины имели одно важное преимущество: они были по большей части невосприимчивы к воздействию минерализации , а кольца и другие украшения теперь можно было найти даже под высокоминерализованным черным песком . Добавление компьютерного управления и цифровой обработки сигналов еще больше улучшило датчики импульсной индукции.
Одним из особых преимуществ использования импульсно-индукционного детектора является возможность игнорировать минералы, содержащиеся в сильно минерализованной почве; в некоторых случаях содержание тяжелых минералов может даже помочь детектору PI работать лучше. [ нужна цитация ] Там, где на детектор VLF отрицательно влияет минерализация почвы , на блок PI - нет.
Большие портативные металлодетекторы используются археологами и охотниками за сокровищами для обнаружения металлических предметов, таких как ювелирные изделия , монеты , пуговицы для одежды и другие аксессуары, пули и другие различные артефакты, захороненные под поверхностью земли.
Металлодетекторы широко используются в археологии. Впервые об их использовании сообщил военный историк Дон Рики в 1958 году, который использовал их для обнаружения огневых рубежей в Литтл-Биг-Хорне . Однако археологи выступают против использования металлодетекторов «искателями артефактов» или «грабителями», чья деятельность разрушает археологические памятники. [16] Проблема с использованием металлодетекторов на археологических раскопках или у любителей, которые находят объекты, представляющие археологический интерес, заключается в том, что контекст, в котором был найден объект, теряется и не проводится подробное исследование его окружения. За пределами известных мест значение объектов может быть неочевидно для любителя металлоискателей. [17]
В Англии и Уэльсе обнаружение металлов является законным при условии, что землевладелец предоставил разрешение и что эта территория не является включенным в список древних памятников , объектом особого научного интереса (УОНИ) или не подпадает под действие схемы управления сельской местностью .
Закон о сокровищах 1996 года определяет, считаются ли обнаруженные предметы сокровищами. [18] Искатели предметов, которые Закон определяет как сокровища, должны сообщить о своих находках местному коронеру. [19] Если они обнаруживают предметы, которые не определены как сокровища, но представляют культурный или исторический интерес, искатели могут добровольно сообщить о них в Программу портативных древностей [20] и в базу данных детекторных находок Великобритании.
Во Франции разрешена продажа металлоискателей. Первое использование металлоискателей во Франции, которое привело к археологическим открытиям, произошло в 1958 году: жители города Грейнкур-ле-Гавренкур, которые искали медь из бомбы Первой мировой войны с помощью военного миноискателя, нашли римский серебряный клад. [21] Французский закон о металлодетекторе неоднозначен, поскольку он относится только к цели, которую преследует пользователь металлоискателя. Первым законом, регулирующим использование металлодетекторов, был Закон № 89–900 от 18 декабря 1989 года. Этот последний закон возобновляется без каких-либо изменений в статье L. 542–1 Кодекса наследия, которая гласит, что «никто не может использовать оборудование для обнаружения металлических предметов в целях исследования памятников и предметов, представляющих интерес доисторической эпохи, истории, искусства и археологии, без предварительного получения административного разрешения, выдаваемого с учетом квалификации заявителя, характера и метода исследования». [ нужна цитата ]
За пределами исследования археологических объектов использование металлоискателя не требует специального разрешения, кроме разрешения владельца земельного участка. На вопрос о Законе № 89–900 от 18 декабря 1989 года члена парламента Джек Ланг, тогдашний министр культуры, ответил письмом следующее: «Новый закон не запрещает использование металлодетекторов, а лишь регулирует Использование. Если целью такого использования является поиск археологических находок, требуется предварительное разрешение от моих услуг. Помимо этого случая, закон требует сообщать соответствующим органам о случайном обнаружении археологических находок". Все письмо Джека Ланга было опубликовано в 1990 году во французском журнале по металлодетекторам [22] , а затем, чтобы его можно было увидеть в Интернете, отсканировано с разрешения автора журнала на французском веб-сайте по металлодетекторам. [23]
В Северной Ирландии владение металлодетектором на объектах плановой или государственной помощи без лицензии Департамента по делам сообществ является правонарушением . Также незаконно вывозить с такого объекта археологический объект, найденный с помощью детектора, без письменного согласия. [24] [25] [26]
В Ирландской Республике законы против обнаружения металлов очень строгие: незаконно использовать детекторное устройство для поиска археологических объектов где-либо в пределах штата или его территориальных вод без предварительного письменного согласия министра культуры, наследия и Гэлтахта. , а также незаконно поощрять продажу или использование устройств обнаружения в целях поиска археологических объектов. [27]
В соответствии с принципом закона Шотландии bona vacantia , Корона имеет право претендовать на любой объект, представляющий любую материальную ценность, первоначальный владелец которого не может быть установлен. [28] Шотландские находки также не имеют 300-летнего ограничения. О любом артефакте, обнаруженном с помощью металлодетектора или в результате археологических раскопок, необходимо сообщить Короне через Консультативную группу по сокровищницам при Национальных музеях Шотландии. Затем комиссия решает, что произойдет с артефактами. Отчетность не является добровольной, а несообщение об обнаружении исторических артефактов является уголовным преступлением в Шотландии.
Продажа металлоискателей разрешена в США. Люди могут использовать металлоискатели в общественных местах (парки, пляжи и т.п.) и на частной территории с разрешения владельца участка. В Соединенных Штатах сотрудничество между археологами, ищущими местонахождение индейских деревень колониальной эпохи, и любителями было продуктивным. [17]
Существуют различные виды хобби, связанные с металлоискателями:
Любители часто используют свой собственный жаргон металлодетекторов, обсуждая свое хобби с другими. [32] [ важность? ]
У металлоискателей и профессиональных археологов разные взгляды на восстановление и сохранение исторических находок и мест. Археологи утверждают, что любители детекторов придерживаются подхода, ориентированного на артефакты, удаляя их из контекста, что приводит к безвозвратной потере исторической информации. Археологические разграбления таких мест, как ферма Слэк в 1987 году и Национальное поле боя в Петербурге, служат доказательством против разрешения неконтролируемого обнаружения металлов в исторических местах. [33]
В 1926 году двое ученых из Лейпцига, Германия, установили на фабрике ограждение, чтобы гарантировать, что сотрудники не уйдут с запрещенными металлическими предметами. [34]
Серия угонов самолетов привела к тому, что в 1972 году Соединенные Штаты внедрили технологию металлодетекторов для проверки пассажиров авиакомпаний, первоначально используя магнитометры , которые изначально были разработаны для регистрации операций с целью обнаружения шипов на деревьях . [35] В 1970-х годах финская компания Outokumpu адаптировала шахтные металлодетекторы, которые до сих пор размещались в большой цилиндрической трубе, для создания коммерческого проходного охранного детектора. [36] Разработка этих систем продолжилась в дочерней компании, и системы под торговой маркой Metor Metal Detectors превратились в форму прямоугольного портала, который теперь является стандартом в аэропортах. Как и в других областях применения металлодетекторов, используются как переменный ток, так и импульсные системы, а конструкция катушек и электроники была усовершенствована для улучшения дискриминации этих систем. В 1995 году появились такие системы, как Metor 200, способные указывать примерную высоту металлического объекта над землей, что позволило сотрудникам службы безопасности быстрее обнаружить источник сигнала. Ручные металлодетекторы меньшего размера также используются для более точного обнаружения металлического предмета на человеке.
[37]
Загрязнение пищевых продуктов металлическими осколками сломанного технологического оборудования во время производственного процесса является серьезной проблемой безопасности в пищевой промышленности. Большая часть оборудования для пищевой промышленности изготовлена из нержавеющей стали , а другие компоненты из пластика или эластомеров могут быть изготовлены со встроенными металлическими частицами, что также позволяет их обнаруживать. Металлодетекторы для этой цели широко используются и интегрируются в производственную линию.
Текущая практика на предприятиях швейной или швейной промышленности заключается в применении детектора металла после того, как одежда полностью сшита и перед ее упаковкой, чтобы проверить, нет ли в одежде какого-либо загрязнения металлом (игла, сломанная игла и т. д.). Это необходимо сделать из соображений безопасности.
Промышленный металлодетектор был разработан Брюсом Керром и Дэвидом Хискоком в 1947 году. Компания-основатель Геринг Керр [38] стала пионером в использовании и разработке первого промышленного металлодетектора. Mars Incorporated была одним из первых клиентов Геринга Керра, использовавшего металлоискатель Metlokate для проверки стержней Mars .
Основной принцип работы обычного промышленного металлоискателя основан на трехкатушечной конструкции. В этой конструкции используется передающая катушка AM ( амплитудно-модулированная ) и две приемные катушки, по одной с каждой стороны передатчика . Конструкция и физическая конфигурация приемных катушек способствуют обнаружению очень мелких металлических загрязнений размером 1 мм или меньше. Сегодня современные металлодетекторы продолжают использовать эту конфигурацию для обнаружения металлических примесей.
Конфигурация катушки такова, что создается отверстие, через которое продукт (пищевые продукты, пластмассы, фармацевтические препараты и т. д.) проходит через катушки. Это отверстие или апертура позволяет продукту входить и выходить через систему из трех катушек, создавая одинаковый, но зеркальный сигнал на двух приемных катушках. Результирующие сигналы суммируются, эффективно сводя друг друга на нет. Компания Fortress Technology внедрила новую функцию, которая позволяет конструкции катушки их модели BSH игнорировать воздействие вибрации [39] даже при проверке проводящих продуктов. [40]
При попадании в продукт металлических примесей создаются неравномерные нарушения. Это создает очень слабый электронный сигнал. После соответствующего усиления механическому устройству, установленному на конвейерной системе, подается сигнал об удалении загрязненного продукта с производственной линии. Этот процесс полностью автоматизирован и позволяет производству работать бесперебойно.
В гражданском строительстве для обнаружения арматурных стержней внутри стен используются специальные металлодетекторы ( измерители покрытия ) .
Самый распространенный тип металлоискателя — ручной металлоискатель или катушечные детекторы, использующие диски овальной формы со встроенными медными катушками. Поисковая катушка работает как сенсорный зонд, и ее необходимо перемещать над землей для обнаружения потенциальных металлических целей, находящихся под землей. Когда поисковая катушка обнаруживает металлические предметы, устройство подает звуковой сигнал через динамик или наушники. В большинстве устройств обратная связь представляет собой аналоговый или цифровой индикатор.
Эти металлодетекторы были впервые изобретены и коммерчески произведены в Соединенных Штатах Америки компанией Fisher Labs в 1930-х годах; другие компании, такие как Garrett, в последующие десятилетия создали и разработали металлодетекторы с точки зрения технологий и функций.
Первый металлоискатель доказал, что изменение индуктивности является практическим методом обнаружения металлов, и послужил прототипом для всех последующих металлоискателей.
Первоначально эти машины были огромными и сложными. После того, как Ли де Форест изобрел триод в 1907 году, в металлодетекторах использовались вакуумные трубки , и они стали более чувствительными, но все еще довольно громоздкими.
Например, одним из первых распространенных применений первых металлодетекторов было обнаружение мин и неразорвавшихся бомб в ряде европейских стран после Первой и Второй мировых войн.
Металлодетекторы могут использоваться для нескольких военных целей , в том числе:
Разминирование , также известное как разминирование, представляет собой метод очистки поля от мин.
Целью военных операций является как можно быстрее расчистить путь через минное поле, что в основном достигается с помощью такого оборудования, как минные плуги и взрывные волны .
Гуманитарное разминирование направлено на разминирование всех наземных мин на определенную глубину и обеспечение безопасности земли для использования человеком.
Методы обнаружения наземных мин изучались в различных формах.
Обнаружение мин может осуществляться с помощью специально разработанного металлоискателя, настроенного на обнаружение мин и бомб .
Электромагнитные технологии использовались в сочетании с георадаром.
Специально обученные собаки часто используются для фокусировки поиска и подтверждения того, что территория разминирована. Разминирование часто проводится с использованием механического оборудования, такого как цепы и экскаваторы.
Первым металлоискателем, вероятно, был простой металлоискатель с электропроводностью ок. 1830 г. [41] Электропроводность также использовалась для определения местонахождения металлических рудных тел путем измерения проводимости между металлическими стержнями, вбитыми в землю.
В 1862 году итальянский генерал Джузеппе Гарибальди был ранен в ногу. Было трудно отличить пулю, кость и хрящ. Поэтому профессор Фавр из Марселя быстро сконструировал простой зонд, который вставлялся в след пули. У него было два острых конца, соединенных с батареей и звонком. Контакт с металлом замыкал цепь и звонил звонок. [42]
В 1867 году у Сильвана де Вильда был аналогичный детектор и экстрактор, также подключенный к колоколу. [43] В 1870 году Гюстав Труве , французский инженер-электрик, также имел подобное устройство, но его зуммер издавал другой звук для свинца и железа. [44] Эти электрические локаторы пуль использовались до появления рентгеновских лучей.
Герхард Фишер разработал портативный металлоискатель в 1925 году. Модель Фишера впервые поступила в продажу в 1931 году, и он был ответственным за первую крупномасштабную разработку ручного металлоискателя.
Герхард Фишер изучал электронику в Дрезденском университете, прежде чем эмигрировать в США. Работая инженером-исследователем в Лос-Анджелесе , штат Калифорния , он придумал концепцию портативного металлоискателя, работая с авиационными радиопеленгаторами. Фишер поделился этой концепцией с Альбертом Эйнштейном , который предвидел широкое использование ручных металлоискателей.
Герхард Фишер, основатель исследовательской лаборатории Фишера, в конце 1920-х годов заключил контракт с Федеральной телеграфной компанией и Western Air Express на создание бортового радиопеленгационного оборудования. Он получил одни из первых патентов в области радиопеленгации с воздуха. В ходе своей работы он столкнулся с некоторыми необычными ошибками, и как только он понял, в чем дело, у него хватило предусмотрительности применить решение к совершенно несвязанной области — обнаружению металлов и минералов».
Фишер получил патент на первый портативный электронный металлодетектор в 1925 году, а в 1931 году он представил широкой публике свое первое устройство Фишера и основал известную компанию Fisher Labs, которая начала производить и разрабатывать ручные металлодетекторы и продавать их. это коммерчески. [45]
Несмотря на то, что Фишер первым получил патент на электронный металлоискатель, он был лишь одним из многих, кто усовершенствовал и освоил это устройство. Чарльз Гарретт, основатель Garrett Metal Detectors, был еще одной ключевой фигурой в создании современных металлоискателей.
Гарретт, инженер-электрик по профессии, начал заниматься поиском металлов как хобби в начале 1960-х годов. Он испробовал множество машин на рынке, но не смог найти ту, которая могла бы делать то, что ему нужно. В результате он начал разработку собственного металлоискателя. Ему удалось разработать систему, устраняющую дрейф генератора, а также множество запатентованных им специальных поисковых катушек, которые в то время произвели революцию в конструкции металлоискателей.
В 1960-е годы были выпущены первые промышленные металлодетекторы, которые широко использовались при поиске полезных ископаемых и других промышленных целях. Разминирование (обнаружение наземных мин ), обнаружение такого оружия , как ножи и огнестрельное оружие (особенно в службах безопасности аэропортов ), геофизическая разведка, археология и поиск сокровищ — вот лишь некоторые из областей применения.
Металлодетекторы также используются для обнаружения инородных тел в пищевых продуктах, а также стальных арматурных стержней в бетоне и трубах, а также проводов, проложенных в стенах или полах в строительстве.
Развитие транзисторов , дискриминаторов, современных конструкций поисковых катушек и беспроводных технологий существенно повлияло на конструкцию металлодетекторов, какими мы их знаем сегодня: легкие, компактные, простые в использовании и системы глубокого поиска. Изобретение перестраиваемого индукционного устройства стало наиболее значительным технологическим достижением в области детекторов. В этом методе использовались две электромагнитно настроенные катушки. Одна катушка служит радиочастотным передатчиком , а другая — приемником; в некоторых ситуациях эти катушки могут быть настроены на частоты от 3 до 100 кГц.
Благодаря вихревым токам, индуцируемым в металле, сигнал обнаруживается при наличии металла. Тот факт, что каждый металл имеет разную фазовую характеристику при воздействии переменного тока, позволил детекторам различать металлы. Более длинные волны (низкая частота) проникают в землю глубже и выбирают цели с высокой проводимостью, такие как серебро и медь , тогда как более короткие волны (более высокая частота) выбирают цели с низкой проводимостью, такие как железо . К сожалению, помехи от минерализации грунта влияют и на высокие частоты. Эта селективность или дискриминация позволили разработать детекторы, которые могут избирательно обнаруживать нужные металлы.
Даже при использовании дискриминаторов было сложно избежать нежелательных металлов, поскольку некоторые из них имеют схожие фазовые характеристики (например, фольга и золото ), особенно в виде сплавов. В результате неправильная настройка этих металлов увеличивала вероятность пропустить ценное открытие. У дискриминаторов также был недостаток – снижение чувствительности устройств.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)Разница между археологией и грабежами, как объяснил Брайан Джонс, археолог штата Коннектикут, заключается в записи контекста.
{{cite web}}: Cite использует общий заголовок ( справка ){{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )