Как сделать металлоискатель своими руками: инструкция и принцип работы

БРЕНД И ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

В настоящее время российский рынок досмотровых ручных портативных металлодетекторов очень насыщен. Присутствуют изделия как известных производителей с историей и именем, так и «брендов», которые импортируют продукцию сомнительного качества в основном из Китая (цена в Китае 300 – 800 рублей), называют модели собственным именем, приклеивают наклейки «Сделано в России» и приписывают несуществующие технические характеристики в паспортах. Кроме того, широко также представлена продукция без имени из стран восточной Азии (внешнее копирование металлодетектора SUPER SCANNER от известного производителя). Не приходится говорить, что об ответственности производителя в последних случаях речь не идет, ни гарантийного и тем более постгарантийного обслуживания покупатель не получит.

Производители досмотровых металлодетекторов

Для того чтобы внести ясность кто же является современными российскими производителями ручных досмотровых металлодетекторов (металлоискателей), в рамках этой статьи мы перечислим их в алфавитном порядке:

1. «АКА» (модели: 7202М и 7215М);

2. «Альфа металлодетектор» (модель: Альфа-09)

3. «Лаванда-Ю» (модель: Поиск-4М);

4. «Локтек» (модель: Паутина-П);

5. «Сибел» (модель: Обертон)

6. «Спектр АТ» (модель: Шахта-РП)

7. «Сфинкс» (модели: ВМ-311, ВМ-611Х, ВМ-611ВИХРЬ, ВМ-612)

8. «КБ Фрагма» (модель: Арена-ПРО).

Устройство ручных металлодетектеров

Ручные металлодетекторы изготавливают из пластика. У более прогрессивных моделей, материал ударопрочный и водонепроницаемый. Такие улучшения позволяют пользоваться прибором на открытом воздухе во время дождя, а также в тяжелых условиях.

Вес варьируется в пределах 200-500 гр. Ручка у некоторых моделей обрезиненна для лучшего удержания. На многих устройствах предусмотрены крепления для ношения прибора на ремне в защитном чехле.

На ручке закреплен страховочный ремешок, для удобного и безопасного ношения в руке. Кнопка включения, лампочки индикации цели, динамики и отсек под батарейки в зависимости от модели прибора могут располагаться по-разному.

Металлоискатель в полевых условиях

Перед тем, как ехать в полевые условия и заниматься поиском кладов, нужно узнать, разрешено ли пользоваться металлоискателем на данной территории. Существует много запретных мест, где подобная деятельность строго настрого запрещена. Информацию о том, где можно пользоваться металлоискателем в России, нужно заранее узнавать у специальных органов:

• Можно искать и копать на местах, где не зафиксировано наличие старых поселений и других следов человеческой деятельности старше века. Если же при таком поиске найдены какие-либо археологические предметы, — их необходимо сдать государству, поскольку, как сказано в законе «О металлоискателях», государство является собственником всего, что найдено в земле или под водой.
• Допустим поиск с металлоискателем на общественных пляжах, в силу того, что культурный слой там отсутствует, а находки, соответственно, не могут представлять историческую ценность и не являются археологическими предметами.
• Можно вести поиск на полях, где ежегодно происходит вспахивание тракторами, — там культурный слой также отсутствует.

После того, как всего разрешения были получены, можно выезжать. В первую очередь нужно подстроить прибор под нужный рост. На штанге для этого имеются специальные отверстия, при помощи которых металлоискатель принимает ту длину, которая необходима человеку. Чтобы проверить, правильно ли выбрана длина, нужно вхолостую провести на некотором расстоянии от земли. Если во время этой процедуры рука не устала, то все в порядке – можно работать.

На многих металлоискателях есть режим, регулирующий баланс грунта. При включении этой функции прибор не будет реагировать на ложные сигналы. Эти помехи возникают из-за этого, что в почве содержатся много солей или минералов, которые и провоцируют ложные сигналы.

Вредны ли детекторы в аэропортах

Фото: портал Москва 24/Лидия Широнина

Наверняка многие замечали, что перед рамками, например, в метро есть объявление о том, что люди с кардиостимуляторами могут не проходить через детекторы. Преподаватель физики МФТИ объяснил в беседе с порталом Москва 24, что в кардиостимуляторах есть металлические детали, поэтому на них металлоискатель реагирует так же, как на часы и мелочь в кармане. Однако при прохождении рамки могут сбиться настройки на медицинском аппарате.

Вообще ЭКС (кардиостимулятор) чувствителен ко всем электромагнитным и магнитным полям. Отмечались случаи, когда человек реагировал даже на магниты на холодильнике или на те, что используются для закрытия обложек планшетов.

При воздействии магнитного поля на аппарат человек ощущает покалывание в пальцах при прикосновении к магнитам.

Облучают только багаж
Станислав Виноградов
Преподаватель кафедры общей физики МФТИ

Что же касается облучения в аэропортах, то Станислав Виноградов уверен, что никакого вреда для человека при этом не происходит.

«Облучающие детекторы в основном используются для проверки багажа. Но их работа в отличие от металлоискателей построена уже на другом принципе: происходит просвечивание рентгеном, подобно тому, что проводят обычно в рентгеновском кабинете. Такие устройства “видят” колебания плотности под одеждой: если предмет плотный, то он плохо пропускает рентгеновские лучи и будет виден темным на экране», – пояснил эксперт.

Практическое применение

Досмотр пассажиров с помощью металлоискателей в аэропорту Владивостока

Первый металлоискатель был изобретен в начале XX века[] в США. Первоначально прибор разрабатывался для предотвращения воровства металлических деталей с заводов. Но, впоследствии, польза металлоискателей была замечена и в других отраслях, как промышленных, так и военных.
Первоначально эти аппараты были чересчур велики и неудобны для массового использования, но в начале 60-х годов были разработаны более компактные модели.

Шотландский физик Александр Белл использовал металлоискатель, чтобы попытаться обнаружить место нахождения пули в груди американского президента Джеймса Гарфилда в 1881 году, хотя эта попытка и была безуспешной, поскольку тело президента находилось на металлической кровати, что вводило металлоискатель в заблуждение.

В военном деле (см. миноискатель).

Нашли широкое применение при поиске кладов и реликвий.

При поиске метеоритов:

• Компания CEIA (Construzioni Elettroniche Industriali Automatismi) — Италия, родоначальник и основной двигатель прогресса в разработке металлодекторов, была основана в 1968 году. В 2018 году компания отметила свою 50-ю годовщину успешной работы на рынке безопасности, поставив более 500 000 металлодетекторов по всему миру и завоевав доверие лучших специалистов.
• В 1979 году она патентует первый проходной металлодетектор с блоком управления на микропроцессорной основе. В 1982 году впервые выпускает МД с антеннами колонного типа и винтообразными обмотками.
• В 1996 году CEIA патентует арочный металлодетектор с колоннами эллиптической формы. Это высокоэффективное устройство благодаря своему эстетичному и оригинальному внешнему виду может устанавливаться в государственных учреждениях высокого уровня и частных корпорациях, с непринуждённой легкостью вписываясь в окружающую обстановку и не нарушая её гармонии. Именно металлодетектор с антеннами эллиптической формы был выбран для обеспечения безопасности получившей широкую известность кампании «Jubilee 2000».
• В 1997 году CEIA разрабатывает технологию для гуманитарного и военного разминирования по запросу нескольких международных агентств.
• В 2002 году компания CEIA выбрана ООН как поставщик грунтовых металлодетекторов для программы разминирования в Афганистане.
• Компания «Garrett Metal Detectors» (США) на Олимпийских играх 1984 года впервые представила досмотровые арочные и ручные металлодетекторы. С тех пор детекторами для безопасности оснащают аэропорты США и многих других стран, в том числе и России.

Инженеры компании Nokia разработали мобильный телефон, оснащенный возможностями металлоискателя. Устройство позволит владельцу обнаружить спрятанное оружие, определить место прохождения электрических кабелей или найти потерянные автомобильные ключи. В основе устройства лежат две катушки индуктивности, одна из которых выполняет функцию приемника, другая — передатчика. При появлении вблизи мобильного телефона какого-либо металлического предмета, сигнал катушки-передатчика отражается от него и попадает в приёмную катушку, после чего раздается звуковой сигнал.

Важные технические параметры

Даже лучшие производители металлодетекторов, такие как Fisher, Garrett, Minelab, Whites, Aka, для характеристики своих изделий в основном используют относительные единицы. Например, регулировка чувствительности по пятиуровневой шкале. Что кроется за этими уровнями, известно только производителю. В описании любого металлоискателя таких большинство.

Параметров, измеряемых в общепринятых и всем понятных единицах измерения, немного. Это время непрерывной работы от одного комплекта источников питания, время заряда аккумуляторов, габариты, вес, глубина и частота обнаружения. Последние две характеристики нуждаются в дополнительных пояснениях.

Рабочая частота – важнейшая характеристика металлоискателя. На самых низких частотах обеспечивается наибольшая глубина поиска, и устойчиво обнаруживаются крупные предметы, в том числе из серебра. На самых высоких лучше всего ищутся очень мелкие объекты и золотые самородки.

Наиболее распространены металлоискатели, использующие следующие частотные диапазоны:

• от 10 до 20 кГц;
• около 7 кГц;
• до 2,5 кГц.

Первые предназначены для поиска металлических предметов в почвах с высокой минерализацией на глубине до 2 м, вторые – до 1 м, третьи – на поверхностях до 0,5 м.

В дорогих профессиональных моделях имеется регулировка частоты обнаружения, либо используется многочастотный режим, как в рассмотренном выше Minelab Equinox 800.

Для того, чтобы можно было сравнивать металлоискатели разных фирм и классов, российские поисковики используют эталонный объект поиска – советскую пятикопеечную монету.

Инструменты и материалы для устройства

Чтобы сделать самодельный металлоискатель, нужно разделить процесс на три этапа – создание конструкции, реализация схемы, сборка в единое целое. Опишем приблизительный перечень инструментов и материалов, которые могут понадобиться для этих целей. Далее по статье будет более подробно поясняться: из чего можно собрать металлоискатель для золота, и какой именно материал лучше использовать. Начнем с подготовки инструмента для начинающих копателей. Для работы понадобятся:

1. Кусачки для работы с проводами и деталями;
2. Ножик;
3. Пила для пластика. На крайний случай можно воспользоваться ножом или обычной пилой;
4. Паяльник;
5. Набор отверток.

Необходимые материалы:

1. Изолента;
2. Набор для пайки. Можно использовать просто канифоль и припой;
3. Клей;
4. Лак;
5. Детали и плата для схемы;
6. Провод для катушки;
7. Кусок пластика и пластиковая труба;
8. Крепежные изделия.

Плюсы аналогового металлоискателя

Самым главным плюсом этого устройства является быстрое срабатывание. Срабатывание у цифровых металлоискателей происходит после обнаружения предмета, а сигнал подается тогда, когда вы уже успеете отойти от места его расположения. В результате вам придется много копать. Сигнал в аналоговом металлоискателе подается сразу же, в момент обнаружения предмета. То есть тогда, когда вы находитесь прямо над искомым предметом.

Как выбрать лучший аналоговый металлоискатель?

Огромное количество приборов, предлагаемых на рынке в наше время, заставит задуматься любого покупателя. Они имеют самый разный функционал, и их цена колеблется в очень широких пределах. Лучший аналоговый металлоискатель выбрать практически невозможно, надо выбирать такой, который наиболее приемлем для вас в сочетании цена-функционал.Существуют и такие металлоискатели, которые оставили свой отпечаток в истории. Например, металлоискатель Troy Shadow Х5, который является легендарной моделью. Среди множества положительных отзывов его пользователей нет ни одного отрицательного. Несмотря на то, что в 2004 году он был снят с производства, заполучить его мечтают многие любители.

{img1}

Цена Troy Shadow в России составляет порядка тысячи долларов. Конечно, для простых искателей, которые не ставят цель заработать на данном деле, это очень большая сумма, но и она не способна их отпугнуть. В России данная модель стала редкостью, поэтому ее стали заказывать за границей. В результате появляются издержки на доставку, и цена тоже немного возрастает. У этого прибора очень широкий функционал. Он позволяет проводить поисковые работы на любой местности. Точный и незамедлительный сигнал тоже несомненный плюс для металлоискателя. Кроме того, на все его детали дается пожизненная гарантия. Сейчас все искатели замерли в ожидании нового прибора Troy Shadow Х7, который, несомненно, должен произвести фурор на данном сегменте рынка. Возможно, это будет самый лучший аналоговый металлоискатель.{img2}На отечественном рынке есть достойный вариант аналогового металлоискателя Ака Пилигрим 7246. Он достаточно прост и эффективен, имеет хороший задел по глубине, при этом его цена приемлема для многих потребителей.

{img3}

Типы

Стационарные рамки-металлодетекторы бывают однозонными и многозонными. Последние могут определять приблизительное местонахождение цели. Например, если человек проходит через рамку металлодетектора со скрытым оружием, расположенным в области лодыжек, то и однозонная, и многозонная модификации его обнаружат. Разница заключается в том, что многозонный вариант может идентифицировать местоположение цели на теле индивидуума.

В многозонной рамке используется техника измерения непрерывной волны множественными датчиками, а не обычный импульсно-индукционный метод. Это повышает эффективность скрининга и снижает эксплуатационные расходы. Несколько зон обнаружения позволяют определить точное местонахождение скрытого оружия. При этом дисплей показывает, находится ли оружие слева, справа или по центру тела человека, который проходит досмотр, и находится ли оно на лодыжке, колене, талии, груди или на высоте головы. Если спрятано более одного металлического предмета, то каждый из них будет обнаружен с указанием его местоположения. Во время последующего ручного поиска сотрудники службы безопасности могут сразу найти объект или объекты, ставшие источниками сигнала тревоги.

Важной особенностью горизонтальной многозонной технологии является ее способность эффективно различать миниатюрные пистолеты и безвредные предметы. Люди, подвергающиеся досмотру, могут пройти через детектор без необходимости вынимать из карманов ключи и монеты

Оружие, изготовленное из различных марок стали, алюминия, сплавов цинка и смешанных сплавов, обнаруживается за один проход.

Технология устойчива к действию электрических помех, тем самым устраняя ложные сигналы, которые останавливают поток людей. Оборудование активно постоянно, а это означает, что оружие и контрабанда не будет незаметно передана или переброшена.

Цена рамки-металлодетектора однозонного типа Garrett CS 5000 составляет 4495$, а многозонного — Garrett PD6500i – 5495$.

Горячие камни

Один из бичей поисковиков — минерализированные почвы, имеющие проводимость, близкую к металлу: магнитно-насыщенные, соленые или глинистые грунты. Такая почва сильно снижает глубину и результативность поиска. Другие «вредители» — крупные булыжники, «горячие камни», дающие отклик подобно самородку или монете. Для устранения этих эффектов используются разнообразные хитрые технологии, например MPS, когда детектор передает потоки переменных коротких и длинных импульсов, или DVT, основанная на изменении напряжения электромагнитного поля, передаваемого поисковой катушкой. Но, конечно, в итоге за все отвечают сложнейшие цифровые фильтры, обрабатывающие поступающие сигналы.

Металлоискатель Explorer E-TRAC определяет тип металла сразу по двум физическим величинам — проводимости и индуктивности. Информация выводится на дисплей в виде графика с координатной сеткой 50 на 35 единиц. Это дает возможность очень точно определять тип металла и работать даже на сильно замусоренных участках. Кроме того, металлоискатель позволяет обмениваться настройками и масками дискриминации через интернет.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ.

Помимо своей основной функции, связанной с выявлением металлических объектов, практически все ручные металлодетекторы оснащены хотя бы одной дополнительной специальной функцией. Иногда производители с целью ограничения конкуренции добавляют в свои приборы надуманный функционал, никак не влияющий на качество досмотра. Из всех существующих специальных функций действительно полезными при проведении досмотра являются следующие:

· быстрый способ снижения чувствительности в два раза (селективность) – функция позволяет оценить габариты обнаруженного металлического предмета и отсечь мелкие предметы;

· один или несколько регулируемых уровней чувствительности – функция позволяет установить уровень чувствительности в соответствии с уровнем террористической опасности или в соответствии с выявляемыми предметами (например, при настройке двух уровней чувствительности одним уровнем досматривают человека, вторым – личные вещи);

· способ удаленной настройки приборов (проводной или беспроводной) – функция позволяет исключить ошибки или намеренные противоправные действия оператора при настройке прибора ;

· автоматическое отключение питания при простое – функция помогает сэкономить заряд источника питания, если прибор забыли выключить;

· переключение режимов индикации – функция позволяет выбрать наиболее комфортный для оператора способ индикации обнаружения металла для конкретных условий досмотра;

· пропорциональная индикация разряда элемента питания – функция позволяет оператору заранее выявить низкий уровень заряда элемента питания и тем самым избежать ситуации, когда металлодетектор будет неработоспособен по причине отсутствия заряда;

· совмещение досмотрового металлодетектора с детекторами или устройствами других типов – функция позволяет совместить в одном портативном корпусе два устройства, которые используются при организации охраны объекта. Например, совмещение металлодетектора и детектора радиоактивных предметов и материалов («Сфинкс» ВМ611 РД-2.0) или ручного металлоискателя и электрошокера («ЭМ-411» (Церберус) производства ООО «Март Групп»).

Физические принципы

Немецкий физик Хайнрих Вильхельм Дофе (нем. Heinrich Wilhelm Dove) изобрел[когда?] систему индукционного баланса (импеданса), которая вошла в металлоискатель сто лет спустя.

Основа индукционного баланса — несколько катушек индуктивности, одна передающая и одна или две приёмные, образующие индуктивный датчик. Все катушки размещены в пространстве таким образом, чтобы сигнал с передающей катушки при отсутствии поблизости металлических предметов не наводился на приёмные (или наводился, но сигнал, наведённый в одной катушке, вычитался бы из сигнала другой катушки), то есть вся система была бы сбалансирована и сигнал на выходе был бы равен нулю. Если теперь поблизости от датчика появится металлический объект, то баланс нарушится и на выходе появится сигнал рассогласования, который можно будет усилить.

Различные модели металлоискателей работают на различных частотах. Это связано с физикой явления распространения электромагнитных волн. Так металлоискатели, работающие на низких частотах, могут находить предметы глубоко, но большого размера. При этом на поверхности земли они не в состоянии заметить металлические предметы. Если частота работы металлоискателя высокая, то приборы хорошо обнаруживают мелкие объекты, но не могут находить предметы в глубине почвы. Бывают модели с настраиваемой частотой.

Пример частот металлоискателей по назначению:

• Глубинные металлоискатели работают, например, на частоте — 6,6 кГц. Глубина обнаружения — около 4 м.
• Грунтовые металлоискатели для поиска мелких предметов — до 22,5 кГц. Глубина обнаружения, например, каски — около 1-1,5 м, монеты — до 40 см.

Схемы самодельных МИ

Металлопоисковая аппаратура заводского изготовления представлена на рынке достаточно дорогими электронными системами профессионального уровня, поэтому энтузиасты постоянно обмениваются информацией, как сделать самодельный металлоискатель у себя дома с минимальными финансовыми затратами. Пошаговая инструкция по сборке и отладке устройства позволяет создать вполне работоспособный металлодетектор из доступных радиодеталей. Металлоискатели, в том числе и миноискатель своими руками, схема которого идентична с разработками для типовых МИ, выполняются на транзисторах и микросхемах. В комплектацию схем для самоделок входят также:

• конденсаторы различных типов: керамические, пленочные, электролитические;
• резисторы;
• резонаторы;
• контроллеры.

Дополнительная информация. Довольно часто в схемах любительской аппаратуры для металлопоиска используется микросхема NE 555, представляющая собой универсальный таймер, генерирующий одиночные и повторяющиеся импульсы стабильных временных характеристик.

Достойным конкурентом металлодетектору на микросхемах является металлоискатель на транзисторах, в котором генерирование сигналов происходит с использованием транзисторов КТ-361 и КТ-315 или аналогичных радиодеталей, производимых еще с советских времен.

Электронный клондайк

Не случайно лидирующая компания по производству металлодетекторов Minelab родом из Австралии. Именно там в 1970-х простым миноискателем был найден золотой самородок весом 27 кг, проданный потом с аукциона за $1 млн, что и дало старт австралийской электронной золотой лихорадке. Нахождение самородкового гнезда с помощью обычного старательского лотка — большое везение. Металлодетектором можно обнаруживать частицы золота меньше спичечной головки, не промывая в ледяной воде кубометры породы. Промышленный метод добычи золота не позволяет улавливать крупные самородки, которые уходят в отвалы и становятся добычей поисковиков с металлодетекторами.

Золото встречается не только на полигонах, но и в старых старательских поселках. При Сталине законы были суровы, при обнаружении неучтенного золота статья гласила: «Грамм — год». Многие клады, припрятанные в старые времена, так и не были востребованы своими хозяевами. Теоретически и сейчас вольная добыча запрещена, но никто не мешает, например, заключить договор с председателем артели на добычу на отработанных участках. Оплата обычно не ниже 50%. Существуют и другие способы легализовать частную золотодобычу.

Размер имеет значение

Опытный поисковик имеет, как правило, три сменные катушки — 6, 10 и 15 дюймов. Стандартом считаются 10-дюймовые, ими обычно и комплектуются детекторы. Чем больше по размеру катушка, тем бóльшую область она захватывает и на бóльшую глубину позволяет заглянуть. Однако эти плюсы нивелируются ухудшением дискриминации и неустойчивой работой на минерализированных почвах — глине, битом кирпиче. Большие катушки используются, как правило, для обработки больших площадей. Маленькие, наоборот, применяются для тщательной обработки богатых участков: чердаков, подвалов, фундаментов. Маленькая катушка позволяет работать ювелирно точно, отличая монеты от рядом лежащих гвоздей.

Разновидности МИ по назначению

В соответствии с целевым предназначением, МИ подразделяют на следующие типы:

1. Грунтовые модели, предназначенные для изысканий под землей в верхних слоях почвы. Приборы этой категории наиболее распространены среди поисков металлов и кладоискателей, способных собрать металлоискатель своими руками в домашних условиях. Простейшая самоделка обладает низкой точностью и не всегда различает металлы разного вида. Профессиональные приборы могут выявить небольшие золотые крупинки, проигнорировав прочие металлы.
2. Глубинные модели, рассчитанные на обнаружение целей на глубине до 6 метров. Однако «увидеть» они могут только крупные предметы площадью свыше 400 кв. см. Глубинные приборы востребованы инженерными службами в качестве трассоискателей, геологами – как специализированные георадары для поисков самородного золота и т.п.
3. Подводные устройства металлопоиска, работающие под водой. К ним предъявляются повышенные требования к герметичности поисковой системы. Условия работы подводного МИ в морской и пресной воде значительно различаются. У подводных детекторов используется только звуковая индикация.

Обратите внимание! Подводные МИ можно применять на поверхности в режиме обычного грунтового металлоискателя. Поисковикам необходимо только подогнать длину штанги и положение упора, чтобы было удобнее пользоваться прибором

1. Специальные металлодетекторы:

• охранные устройства для обнаружения металлоизделий в багаже, в одежде либо на теле человека при досмотре;
• промышленные металлодетекторы в составе конвейерных линий, сигнализирующие о наличии металлов в продукции;
• армейские приборы, обобщенно называемые миноискателями;
• детекторы, настроенные исключительно на золотые предметы.

На рис. ниже показан ручной досмотровый металлодетектор.

Досмотровый металлодетектор