كيف يعمل كاشف المعادن

تشغيل جهاز الكشف عن المعادن أمر بسيط. بمجرد تشغيل الوحدة، تتحرك ببطء فوق المنطقة التي ترغب في البحث عنها. في معظم الحالات، تقوم بمسح الملف (رأس البحث) ذهابًا وإيابًا على الأرض أمامك. عندما تقوم بتمريره فوق شيء مستهدف، تحدث إشارة مسموعة. توفر أجهزة الكشف عن المعادن الأكثر تقدمًا شاشات عرض تحدد نوع المعدن الذي تم اكتشافه ومدى عمق موقع الجسم المستهدف في الأرض.

ففكرة عمل جهاز كشف المعادن في انها تستخدم واحدة من ثلاث تقنيات:

1. تقنية تردد منخفض جدا (VLF): وتستخدم هذه التقنية ترددات منخفضة جداً في نطاق 3 كيلوهرتز إلى 30 كيلوهرتز، وتعتمد على إنتاج حقل مغناطيسي يمر عبر المعادن ويتم قراءة التغييرات في الحقل المغناطيسي التي تحدث عند مروره عبر المعادن.
2.  تقنية الحث النبضي (PI): وتستخدم هذه التقنية نبضات قصيرة من التيار الكهربائي بترددات مرتفعة، وتعتمد على قراءة التغييرات في الحقل المغناطيسي الذي يتم إنتاجه عندما يتم قطع التيار الكهربائي.
3.  تقنية تذبذب تردد النبض (BFO): وتستخدم هذه التقنية ترددات مرتفعة جداً في نطاق 100 كيلوهرتز إلى 30 ميغاهرتز، وتعتمد على إنتاج تردد عالٍ للصوت يتم إرساله إلى الملف البحثي، وعندما يتم قطع الصوت فإن الملف البحثي يبدأ في إنتاج تردد عالٍ قصير يتم استخدامه لقراءة التغييرات في الحقل المغناطيسي.

يتم اختيار التقنية المناسبة للجهاز حسب نوع المعدن الذي يتم الكشف عنه وحسب كيفية عمل جهاز كشف الذهب، وعمقه وموقعه والظروف المحيطة بالبحث، وتستخدم هذه التقنيات في جهاز كشف المعادن المحمول وفي جهاز كشف المعادن الأرضي والصناعي.

في الأقسام التالية، سنلقي نظرة على كل من هذه التقنيات و كيف يعمل كاشف المعادن بالتفصيل.

يمكنك معرفه المزيد حول: كيفية صنع جهاز كشف الذهب بعيد المدى

في القسم التالي، سنرى فكرة عمل جهاز كشف المعادن VLF ويميز بين أنواع مختلفة من المعادن.

إنه يعتمد على ظاهرة تعرف باسم مرحلة التحول. إنزياح الطور هو الاختلاف في التوقيت بين تردد ملف المرسل وتردد الجسم المستهدف. يمكن أن ينتج هذا التناقض عن أمرين:

1. الحث: الكائن الذي يوصل الكهرباء بسهولة (حثي) يكون بطيئًا في الاستجابة للتغيرات في التيار. يمكنك التفكير في الحث على أنه نهر عميق: قم بتغيير كمية المياه المتدفقة إلى النهر و سيستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن ترى فرقًا.
2. المقاومة: الجسم الذي لا يوصل الكهرباء بسهولة (مقاوم) سريع الاستجابة للتغيرات في التيار. باستخدام تشبيهنا بالمياه، ستكون المقاومة تيارًا صغيرًا وضحلاً: قم بتغيير كمية المياه المتدفقة إلى التيار وستلاحظ انخفاضًا في مستوى الماء بسرعة كبيرة.

يعني هذا أساسًا أن الجسم ذي الحث العالي سيشهد تحولًا أكبر، لأنه يستغرق وقتًا أطول لتغيير مجاله المغناطيسي. الكائن ذو المقاومة العالية سيكون له تحول طور أصغر.

يوفر تحويل الطور أجهزة الكشف عن المعادن القائمة على VLF بقدرة تسمى التمييز. نظرًا لأن معظم المعادن تختلف في كل من الحث والمقاومة، باستخدام زوج من الدوائر الإلكترونية، ويقارنها بالمتوسط ​​لنوع معين من المعدن. يقوم الكاشف بعد ذلك بإعلامك بنغمة مسموعة أو مؤشر مرئي حول نطاق المعادن الذي يحتمل أن يكون الكائن فيه.

تسمح لك العديد من أجهزة الكشف عن المعادن بتصفية (تمييز) الأشياء فوق مستوى معين. عادةً، بشكل عام عن طريق ضبط مقبض يزيد من الحد الأدنى أو ينقصه. ميزة أخرى للتمييز في أجهزة الكشف عن التردد المنخفض جدًا (VLF) تسمى التحزيز.

بما أننا نتحدث عن  كيف يعمل كاشف المعادن فإنه من الضروري أن تعلم بأن الكاشفات المتقدمة اسمح لك ببرمجة العديد من الشقوق. على سبيل المثال، يمكنك ضبط الكاشف لتجاهل الأشياء التي لها تحول طور مماثل لعلامة تبويب علبة الصودا أو مسمار صغير. عيب التمييز والتقطير هو أنه قد يتم تصفية العديد من العناصر القيمة لأن تحول طورها مشابه لما يحدث في "الخردة". ولكن، إذا كنت تعرف أنك تبحث عن نوع معين من الكائنات، فقد تكون هذه الميزات مفيدة للغاية.

إذا كان جهاز الكشف عن المعادن فوق جسم معدني، فإن النبضة تخلق مجالًا مغناطيسيًا معاكسًا في الجسم. عندما ينهار المجال المغناطيسي للنبضة، مما يتسبب في انعكاس النبض، فإن المجال المغناطيسي للجسم يجعل النبض المنعكس يستغرق وقتًا أطول حتى يختفي تمامًا. تعمل هذه العملية بشيء مثل الصدى: إذا صرخت في غرفة بها عدد قليل من الأسطح الصلبة، فربما تسمع صدى قصيرًا جدًا، أو قد لا تسمعه على الإطلاق؛ ولكن إذا صرخت في غرفة بها الكثير من الأسطح الصلبة، فإن صدى الصوت يستمر لفترة أطول. في كاشف المعادن PI، تضيف المجالات المغناطيسية للأجسام المستهدفة "صدى" النبضة المنعكسة، مما يجعلها تدوم جزءًا أطول مما لو كانت بدونها.

الكاشفات التي تعتمد على PI ليست جيدة جدًا في التمييز لأن طول النبض المنعكس للمعادن المختلفة لا يمكن فصله بسهولة وهذه ملاحظة هامة حول فكرة عمل جهاز كشف المعادن. ومع ذلك، فهي مفيدة في العديد من المواقف التي قد تواجه فيها أجهزة الكشف عن المعادن القائمة على VLF، كما هو الحال في المناطق التي تحتوي على مادة عالية التوصيل في التربة أو البيئة العامة. من الأمثلة الجيدة على مثل هذه الحالة التنقيب عن المياه المالحة. أيضًا، يمكن للأنظمة القائمة على PI في كثير من الأحيان اكتشاف المعدن في عمق الأرض أكثر من الأنظمة الأخرى.