الرئيسية
العمل/الترفيه
مكونات جهاز الكشف عن المعادن :
يتكون جهاز الكشف عن المعادن من اجزاء بسيطة خفيفة الوزن وهي على النحو التالي:
(1) المنظم او المثبت stabilizer ويستخدم في الحفاظ على اجزاء الجهاز ثابتة ومستقرة اثناء تحريك الجهاز للامام والخلف.
(2) صندوق التحكم control box يحتوي على الدوائر الالكترونية واجهزة التحكم والبطارية والميكروبروسسور والسماعات.
يتكون جهاز الكشف عن المعادن من اجزاء بسيطة خفيفة الوزن وهي على النحو التالي:
(1) المنظم او المثبت stabilizer ويستخدم في الحفاظ على اجزاء الجهاز ثابتة ومستقرة اثناء تحريك الجهاز للامام والخلف.
(2) صندوق التحكم control box يحتوي على الدوائر الالكترونية واجهزة التحكم والبطارية والميكروبروسسور والسماعات.
(3) العمود shaft الذي يربط صندوق التحكم بالكاشف عن المعادن وعادة يكون العمود قابل للتحكم في طوله ليناسب طول الشخص الذي يستخدمه .
أجـــــــــــزاء الجهاز : 
انواع اجهزة الكشف عن المعادن
تعتمد اجهزة الكشف عن المعادن على تقنيات ثلاثة تحدد انواعها وهذه التقنيات هي:
· تقنية الترددات المنخفضةVery low frequency (VLF)
· تقنية النبض المغناطيسي الحثيPulse induction (PI)
· تقنية النبضات التذبذبيةBeat-frequency oscillation (BFO)
أولاً: تقنية الترددات المنخفضةVery low frequency (VLF)
تعتبر هذه التقنية الاكثر استخداما في
اجهزة الكشف عن المعادن وتعرف احياناً باسم توازن الحث المعناطيسي
induction balance وتعتمد هذه التقنية على استخدام ملفين هما:
ملف الارسال
transmitter coil وهو الملف الخارجي ويحتوي على حلقة من سلك يمر فيه تيار
كهربي مرة في اتجاه عقارب الساعة ومرة في عكس اتجاه عقارب الساعة على
التناوب بمعدل يصل لالاف المرات في الثانية.
ملف الاستقبال
receiver coil وهو الملف الداخلي والذي يحتوي على سلك في شكل ملف نصف قطره
اصغر من ملف الارسال ويعمل هذا الملف عمل الانتينا لاستقبال الاشارة
المنعكسة عن الاجسام في باطن الارض وتكبيرها.
**جهاز كشف معادن يعمل بتقنية الترددات المنخفضة
ان
التيار الكهربي المتناوب الذي يمر في ملف الارسال ينشىء مجالا مغناطيسياً،
يكون اتجاه هذا المجال المغناطيسي عمودياً على مستوى ملف الارسال، وفي كل
مرة يغير فيه التيار اتجاهه تتغير قطبية (القطب الشمالي والقطب الجنوبي)
المجال المغناطيسي. وهذا يعني انه اذا كان مستوى ملف الارسال موازيا تماما
لسطح الارض فإن المجال المغناطيسي الناشىء يدخل في الارض او يخرج منها في
عملية تشبه الدفع والسحب.
في
حين أن نبضات المجال المغناطيسي الداخلة للارض والخارجة منها تتفاعل مع اي
مادة موصلة (مثل المعادن) تصطدم بها، وهذا يسبب في ان تولد المواد الموصلة
مجالاً مغناطيسياً ضعيفاً يسمى بالمجال المغناطيسي للجسم وتكون قطبية هذا
المجال معاكسة لقطبية المجال المغناطيسي لملف الارسال. فإذا كان مجال
الملف في اتجاه الدخول الى الارض يكون مجال الجسم في اتجاه الخروج والعكس
صحيح
حين أن نبضات المجال المغناطيسي الداخلة للارض والخارجة منها تتفاعل مع اي
مادة موصلة (مثل المعادن) تصطدم بها، وهذا يسبب في ان تولد المواد الموصلة
مجالاً مغناطيسياً ضعيفاً يسمى بالمجال المغناطيسي للجسم وتكون قطبية هذا
المجال معاكسة لقطبية المجال المغناطيسي لملف الارسال. فإذا كان مجال
الملف في اتجاه الدخول الى الارض يكون مجال الجسم في اتجاه الخروج والعكس
صحيح
نأتي
الان لدور ملف الاستقبال لنوضح كيف يستقبل الاشارة المغناطيسية المنعكسة
عن الجسم المعدني، هنا ملف الاستقبال معزول تماماً عن اي مجال مغناطيسي
يصدره ملف الارسال,ولكن ليس معزولاً عن المجال المغناطيسي الصادر عن الجسم
المعدني في الموجود في الارض ولهذا عندما يمر ملف الاستقبال فوق جسم معدني
يصدر مجالاً مغناطيسياً بسبب ملف الارسال فإن ملف الاستقبال سوف يلتقط هذه
المجال المغناطيسي الضعيف والمتردد وينتج عنه تياراً كهربياً بمر في ملف
الاستقبال، يتردد التيار الكهربي بنفس تردد المجال المغناطبيسي. يتم تكبير
هذه التيار الكهربي وتدخل الى صندوق التجكم حيث يتم يقوم الميكروبروسسور
بتحليل الاشارة واظهار البيانات.
ملحوظة
يقوم
جهاز كاشف المعادن بتحديد عمق الجسم المعدني في الارض بالاعتماد على شدة
المجال المغناطيسي المتولد عن الجسم المعدني، فكلما كان الجسم قريبا من
سطح الارض كلما كان المجال المغناطيسي الناشىء اكبر وكلما كانت الاشارة
الكهربية المتولدة في ملف الاستقبال اكبر وكلما كان الجسم على عمق اكبر من
سطح الارض كلما كان المجال المغناطيسي اصغر ومن خلال معايرة شدة المجال
المغناطيسي مع العمق يمكن للجهاز ان يحدد موقع الجسم وبعده عن سطح الارض.
يقوم
جهاز كاشف المعادن بتحديد عمق الجسم المعدني في الارض بالاعتماد على شدة
المجال المغناطيسي المتولد عن الجسم المعدني، فكلما كان الجسم قريبا من
سطح الارض كلما كان المجال المغناطيسي الناشىء اكبر وكلما كانت الاشارة
الكهربية المتولدة في ملف الاستقبال اكبر وكلما كان الجسم على عمق اكبر من
سطح الارض كلما كان المجال المغناطيسي اصغر ومن خلال معايرة شدة المجال
المغناطيسي مع العمق يمكن للجهاز ان يحدد موقع الجسم وبعده عن سطح الارض.
كيف يميز جهاز كشف المعادن بين انواع المعادن المختلفة؟
قد
لا يتصور كم المعادن التي من الممكن ان يتلقطها جهاز الكشف عن المعادن
وتكون في النهاية اما مسمار صغير او سدادة مشروب من المشوربات او قطع خردة
لذلك تم تطوير اجهزة الكشف عن المعادن لتمكنك من التمييز بين المعادن
فتحدد مسبقاً للجهاز نوع المعادن التي ترغب في البحث عنها كالذهب او غيره
وبالتالي لا يعطي الجهاز الاشارة الصوتية الا اذا اوجد المعدن الذي تبحث
عنه، ولكن كيف يستطيع جهاز كشف المعادن التمييز بين انواع المعادن لقد
فهمنا كيف يقوم بتحديد العمق وكانت العملية سهلة وواضحة ولكن ان يميز بين
المعادن فهذا في الحقيقة امر صعب ويعتمد على دوائر الكترونية تقوم بقياس
الازاحة في الطور phaseshifting.
الازاحة
في الطور هو الفرق في الزمن بين تردد ملف الارسال وتردد الجسم. وهذا الفرق
في الزمن يعود الى اختلاف المعادن في مقاومتها الكهربية resistance وفي الحث الكهربي inductance
في الطور هو الفرق في الزمن بين تردد ملف الارسال وتردد الجسم. وهذا الفرق
في الزمن يعود الى اختلاف المعادن في مقاومتها الكهربية resistance وفي الحث الكهربي inductance
ثانياً: تقنية النبض المغناطيسي الحثيPulse induction (PI)
تعتبر
تقنية النبض المغناطيسي الحثي اقل استخداما في اجهزة الكشف عن المعادن لأن
بالاعتماد على هذه التقنية لا يمكن التميز بين انواع المعادن كما في
التقنية الأولى ولكن الاجهزة التي تعتمد هذه التقنية تعمل في مناطق معينة
لا يمكن فيها استخدام التقنية الاولى كما سنرى بعد ان نوضح فكرة عمل
الكواشف التي تعتمد تقنية النبض المغناطيسي الحثي.تستخدم
هذه التقنية ملف واحد يعمل كملف ارسال واستقبال في نفس الوقت. تعتمد فكرة
هذه التقنية على ارسال تيار كهربي في صورة نبضات قصيرة وقوية في ملف مكون
من سلك على شكل دائري. كل نبضة من هذه النبضات تولد مجالاً مغناطيسياً.
وعندما تنتهي النبضة تنعكس قطبية المجال المغناطيسي ويتلاشى المجال
المغناطيسي فجأة مشكلاً بهذه الطريقة شرارة كهربية. مدة بقاء الشرارة
الكهربية لا يتجاوز المايكروثانية (جزء من المليون من الثانية) تسبب هذه
الشرارة الكهربية مرور تيار كهربي في الملف. يسمى هذا التيار الكهربي
الناتج من الشرارة الكهربية باسم النبضة المنعكسة reflectedpulse
وتكون مدتها الزمنية قصيرة جداً لا تتجاوز 30 ميكروثانية. تتكرر هذه
العملية بمعدل 100 نبضة في الثانية ويمكن ان بتغير هذا الرقم ليصل إلى 25
نبضة في الثانية او يزيد إلى 1000 نبضة في الثانية حسب الشركة المصنعة.
جهاز كشف عن المعادن يعمل بتقنية النبض المغناطيسي الحثي
كيف يستطيع جهاز الكشف عن المعادن الكشف عن المعادن بهذه التقنية؟
عندما
يكون الكاشف فوق جسم معدني فإن النبضة الكهربية تنتج مجالاً مغناطيسياً في
الجسم.وعندما تلاشي النبضة المغناطيسية وتسبب في النبضة المنعكسة reflectedpulse
فإن المجال المغناطيسي الاضافي الناتج عن الجسم المعدني سوف يعمل على
زيادة زمن بقاء النبضة المنعكسة. هذه العملية تشبه تماماً ظاهرة صدى الصوت
فكلما زادت العواكس (الجدران)فإن صدى الصوت يستمر لفترة أطول.
باستخدام
دائرة الكترونية تراقب الفترة الزمنية للنبضة المنعكسة يمكن للدائرة تحديد
اذا ما كان هناك مجالاً مغناطيسياً اضافياً بسبب زيادة زمن بقاء النبضة
المنعكسة. فإذا ما كان الزمن يزيد عن القيمة المتوقعة فإن الجهاز يرسل
اشارة كهربية تتحول عبر دائرة كهربية لتكبر وترسل الى دائرة تصدر صوتاً
منبها بوجود جسم معدني في المنطقة التي يكشف عنها في الارض.
ثالثاً: تقنية النبضات التذبذبيةBeat-frequency oscillation (BFO)
تعتبر
تقنية النبضات التذبذبية من اسهل التقنيات المستخدمة في الكشف عن
المعادن.حيث تستخدم ملف كبير عند طرف البحث وملف اخر اصغر موجود داخل
صندوق التحكم. وكل ملف موصول بمذبذب يولد الاف النبضات في الثانية. يصدر
الملف موجات راديو يستقبلها جهاز استقبال في صندوق التحكم ويحولها الى
اشارة صوتية نسمعها على شكل نبضات تنتج عن الاختلاف في التردد
بالملفين.عندما يكون الملف الكبير فوق جسم معدني فإن مجال مغناطيسي يتولد
نتيجة للتيار الكهربي الذي يسري في الملف.يتداخل المجال المغناطيسي الصادر
عن الجسم المعدني مع امواج الراديو ، وهذا يؤدي إلى انحراف في التردد
لامواج الراديو واختلافها عن امواج الراديو الصادرة عن الملف الموجود في
صندوق التحكم مما يتولد عن ذلك نبضات مسموعة لها نغمة مميزة.
بعض التطبيقات الهامة لكاشفات المعادن:
· امن المطارات: يستخدم بوابات تكشف عن المعادن قبل الصعود للطائرة.
· امن المباني: تستخدم ايضاً بوبات تكشف عن المعادن للزوار قبل دخولهم للمبنى.
· البحث عن المفقودات: فيمكن لاي شخص استخدام جهاز الكشف عن المعادن للبحث عن قطعة مجوهرات مفقودة.
· الكشف عن الاثار: تستخدم في الكشف عن معادن لها اهمية تاريخية.
· الكشف الجيولوجي: تستخدم في فحص جيولوجي للتربة والصخور.
» النتائج الإمتحانية
» العناصر المشعة وهجرة اليورانيوم في صخور الجرافيت؟؟؟
» جيولوجية الجوهورية العربية السورية
» وزارة الخارجية توافق على إحداث مكتب إقليمي للمكية الفكرية ترأسه الأستاذة آمال تادروس تلغراف
» اسرائيل تمنع التواصل بين أبناء الجولان السوري المحتل والوطن الأم خلال حفل ختام حملة دعم الجولان في اللاذقية
» ملخص الصخور(1)
» بدعم رسمي وشعبي وعلى مسرح دار الأسد للثقافة باللاذقية إطلاق الدورة الثانية من الحملة الاهلية لدعم الجولان المحتل
» نقلة نوعية لطلاب قسم الجيولوجيا ؟؟؟؟؟
» مــن أيــن تاتي مـلـوحــة مياه الـبـحــر؟