Hobby metal detecting

Hobby: "Technika i sprzęt.."

Ta podstrona została stworzona przy udziale mojego przyjaciela i towarzysza poszukiwań Piotra, który pomógł mi przekazać Wam zasady działania nowoczesnych wykrywaczy metali.

Jak już wspomniałem tego typu hobby wymaga odpowiedniego sprzętu. Istnieje wiele firm (także w Polsce) produkujących wykrywacze metali, od najprostszych, do zabawy dla dzieci, po profesjonalne do specjalistycznych zastosowań.
Na tej stronie postaramy się przybliżyć wam podstawowe pojęcia związane z użytkowaniem wykrywaczy metali:

Zasady działania

Parametry (czułość i zasięg)

Tryby pracy (dyskryminacja, wszystkie metale)

Technika przeszukiwania terenu

Kilka rad dla nowicjuszy

A na początek kilka zdjęć nowoczesnych wykrywaczy metali, żebyśmy wiedzieli o czym mówimy.

CXII Wskaźnik wykrywacza :

SPECTRUM XLT Wskaźnik wykrywacza :

Zestaw sond (cewek) dla CX

ZASADY DZIAŁANIA

Istnieje wiele różnych sposobów na odnalezienie ukrytego w ziemi metalu - od różdżki do magnetometru protonowego czy radaru. W tym miejscu zajmiemy się sprzętem dostępnym dla zwykłego śmiertelnika (co nie zawsze oznacza że jest to sprzęt tani).

Zasada pracy klasycznych detektorów opiera się na wykrywaniu zaburzeń pola elektromagnetycznego. I to w zasadzie tyle. Jeśli nie chcesz wdawać się w szczegóły możesz w tym miejscu skończyć czytanie tego rozdziału.

Skoro jednak czytasz to wiedz, że w metalu, który znajduje się w zmiennym polu elektromagnetycznym, wytwarzane są tzw. prądy wirowe, które powodują powstanie dodatkowego pola elektromagnetycznego. Pole to ma tą cechę że przeciwdziała polu wytworzonemu przez sondę wykrywacza. Ta właśnie zmiana jest sygnalizowana przez detektor.
Sposób w jaki odbywa się to w wykrywaczu zależy od jego typu oraz oczywiście od konkretnego rozwiązania konstrukcyjnego. Przyjrzyjmy się typom różnych wykrywaczy i spróbujmy rozszyfrować skróty, którymi są one opisywane.
BFO - Detektory generacyjne (Beat Frequency Oscillator). Cewka w sondzie wykrywacza stanowi element obwodu generatora. Zmiana jej parametrów spowodowana obecnością metalu powoduje zmianę częstotliwości sygnału.

VLF/TR - Detektory niskoczęstotliwościowe typu Nadajnik - Odbiornik (Very Low Frequency / Transmitter -Receiver). Na tej zasadzie opiera się praca większości obecnie spotykanych detektorów. Sonda detektora składa się z sondy nadawczej i odbiorczej, ułożonych wzajemnie w ten sposób że przy braku zewnętrznego zaburzenia (wywołanego obecnością metalu) sygnał wyjściowy jest zerowy. Cewki te mogą być rozstawione w większej odległości i ustawione prostopadle - detektory tego typu są w terminologii angielskojęzycznej nazywane "two-box detectors".

PI - Detektory impulsowe (Puls Induction). W odróżnieniu od powyższych typów, w detektorach tych sonda pobudzana jest silnymi impulsami prądowymi o niskiej częstotliwości (a nie sygnałem ciągłym).
Oczywiście każdy z powyższych detektorów ma swoje zalety i wady. Spróbujmy je pokrótce przedstawić:

BFO - Zalety: prostota wykonania (większość schematów detektorów, które można znaleźć w popularnych czasopismach dla hobbystów - elektroników opiera się na tej właśnie zasadzie) oraz pewna możliwość (co prawda ograniczona) rozróżniania rodzaju wykrytego metalu. Wady: mały zasięg, silna wrażliwość na warunki glebowe i atmosferyczne.

VLF - Zalety: duża czułość, możliwość rozpoznawania metalu, eliminacja wpływu gruntu. Wady: wysoka cena, trudności w wykonaniu i zestrojeniu sondy.

PI - Zalety: duży zasięg, eliminacja wpływu przewodzącego ośrodka (np. mokrego morskiego piasku). Wady: mała czułość na drobne złote przedmioty, praktyczny brak możliwości separacji żelaznych śmieci (nie dajcie się zmylić reklamami producentów)

W tym miejscu należy powiedzieć parę słów nt. możliwości rozpoznawania metalowych przedmiotów.
Poszukiwacz skarbów, który chciałby znajdować złoto i tylko złoto (no może jeszcze srebro) poza swoim zaślepieniem i pomijaniem rzeczy nie mniej wartościowych, nie będzie miał łatwego zadania.
Powiedzmy sobie szczerze, że dysponując opisywanym (czy innym znanym mi) sprzętem jest to niemożliwe.
Dlaczego? Otóż w detektorach wiroprądowych, a o takich cały czas mówimy, reakcja detektora jest uzależniona od wielu czynników, a głównie od konduktywności (własności elektrycznych) metalu, jego wielkości, grubości a nawet sposobu ułożenia. Konduktywność złota jest zbliżona np. do aluminium czy niektórych stopów miedzi, więc rozróżnienie złotej obrączki od folii aluminiowej jest w większości przypadków niemożliwe. W grę wchodzą tu także dodatkowe czynniki jak częstotliwość pracy detektora,(ze względu na ograniczenia objętościowe nie będę ich tutaj rozwijał). Chciałbym natomiast poruszyć inne ważne zagadnienie, a mianowicie problem rozpoznawania przedmiotów żelaznych. Otóż żelazo, jak każdy z nas wie, jest nie tylko metalem, ale również ferromagnetykiem. Ma to oczywiście swoje konsekwencje.
W metalach kolorowych (nie ważne czy to diamagnetyk czy paramagnetyk) występuje tylko efekt wiroprądowy (zmniejszanie pola elektromagnetycznego o czym pisałem wyżej). Natomiast w żelazie występuje nie tylko efekt wiroprądowy, ale również efekt zagęszczania linii sił pola elektromagnetycznego spowodowany właściwościami ferromagnetycznymi żelaza. Oba efekty są przeciwne. W efekcie reakcja detektora na żelazo może być więc różna w zależności od tego który efekt jest w danym przypadku silniejszy. Najlepszym przykładem może być tutaj nóż, który ustawiony prostopadle do sondy, widziany jest przez detektor jako przedmiot żelazny, a ułożony płasko, jako metal kolorowy. Ważna jest po prostu nie powierzchnia całego przedmiotu (która w obu przypadkach jest taka sama) a powierzchnia "widziana" przez sondę.

Powyższy rozdział nie wyczerpuje oczywiście wszystkich zagadnień związanych z zasadami działania wykrywaczy metalu, więc w razie powstania wątpliwości lub inny problemów z tego typu urządzeniami chętnie służę pomocą.

PARAMETRY (czułość i zasięg)
Nie należy zbytnio demonizować istoty parametrów wykrywacza, a szczególnie informacji podawanych przez producentów. Najczęściej podaje się zasięgi od 1.5 do 2 metrów. Niestety nikt nie wspomina, że dotyczy to przypadku gdy znajdujesz się nad zasypanym na 2 metrach ciężkim czołgiem albo dwoma lekkimi. Poza tym czy próbowaliście kiedyś wykopać 2 metrowy dół w kamienistej i przerośniętej korzeniami ziemi (nie wiedząc przy tym, czy przez przypadek nie odkopiecie np. Rurociągu Przyjaźni)? Kalkulując ilość czasu na wykopanie takiego dołka (już przy 1.5m. konieczny byłby szalunek) i biorąc przy tym pod uwagę fakt, iż większość ukrywanych przedmiotów chowana była w pośpiechu (przeważnie do 0.5m. ; no może poza Bursztynową Komnatą) łatwo dojdziemy do wniosku, że interesuje nas zasięg do 0.5 - 1 metra.
Poniżej pozwalam sobie przytoczyć wyniki testu wykrywacza metali dobrej klasy (cena w Polsce ok. 2.700 pln), którego nazwy nie podam, by nie być posądzonym o kryptoreklamę (lub antyreklamę).
Test przeprowadzono na monecie dwu groszowej z 1927 r.
Wyniki testu (zasięg dla każdego trybu i średnica cewek podawany jest w centymetrach):

CEWKA	ALL METAL	DYSKRYMINACJA (0%)*	SIŁA SYGNAŁU (%)
5*7(elipsa)	18	14,5	98
11,3	15	12	100
21,5	21	17	98
30,2	25	17	98

* Dyskryminacja (0%) oznacza pracę w trybie dyskryminacji przy ustawionej akceptacji dla wszystkich metali.
Przytoczone zasięgi testu w powietrzu, w ziemi są nieco inne i zależą od: rodzaju gleby, jej wilgotności i składu chemicznego. Moneta 2 groszowa jest niewielkim przedmiotem, a wykrycie jej na głębokości ok. 20 cm jest przyzwoitym rezultatem.
Więcej szczegółów odnośnie osiągów współczesnych wykrywaczy umieściłem na swojej stronie w testach wykrywaczy. Zainteresowanym polecam, ponieważ są to pomiary własne a nie podawane przez producentów i dealerów.
Oczywiście zasięg wykrywacza będzie dużo większy dla przedmiotów o większych rozmiarach, nie jest to jednak wzrost wprost proporcjonalny.
Schemat zasięgu cewki.
Dla fanatyków prowadzących poszukiwania z użyciem sprzętu ciężkiego (koparki itp.) proponuję wykrywacze typu "two_box" (dwu cewkowe, na zdjęciu poniżej) pozwalające wykrywać przedmioty na znacznych głębokościach.

Oto lista zasięgów takiego sprzętu dla różnej wielkości przedmiotów:

	SKRZYNKA 10x10cm	SKRZYNKA 30x30cm	SKRZYNKA 100x100cm	DZIAŁO
ZASIĘG (m.)	1,29	2,30	3,60	4,50

TRYBY PRACY

Nowoczesne wykrywacze umożliwiają prace w dwóch podstawowych trybach:
bez dyskryminacji tzw. ALL METAL i z dyskryminacją.
Praca w trybie ALL METAL charakteryzuje się dużą czułością i jest zalecana w terenie wolnym od rożnego rodzaju metalowych śmieci.
W terenie zaśmieconym żelaznymi przedmiotami typu: kapsle, gwoździe itp. wygodniej jest przeszukiwać teren z uruchomioną dyskryminacją. Właściwe ustawienie dyskryminacji pozwala wyeliminować wszelkie niepożądane sygnały i równocześnie wskazać na najbardziej interesujące nas rodzaje metali.
Zasada działania dyskryminacji na schemacie poniżej.

TECHNIKA PRZESZUKIWANIA TERENU

Przeszukiwanie terenu rozpoczynamy zwykle według wcześniej przygotowanego planu, po odrobieniu wielogodzinnej "pracy domowej" z literaturą. Źle odrobiona praca domowa owocuje bliższym poznaniem wyrazów bliskoznacznych do słów:
rozczarowanie, niepowodzenie, zawód, zmęczenie, zniechęcenie, złość (tutaj poznajemy słówka łacińskie). Dlatego radzę najpierw poczytać. Kiedy jesteśmy już w terenie zazwyczaj stwierdzamy, że wszystko wygląda inaczej niż się spodziewaliśmy (chyba, że mamy bardzo precyzyjne namiary), a mały lasek na mapie okazuje się olbrzymim terenem do wielogodzinnej penetracji. Bardzo przydatne okazują się podstawy terenoznastwa ( wyznaczanie kierunków, azymutów, przeliczanie skali mapy itd.), bez których znowu poznajemy wspomniane już wyrazy bliskoznaczne, albo rodzina czeka na nas z utęsknieniem przez kilka dni. Przy okazji to dobrze jest powiadomić najbliższych o terenie swoich działań bo wypadki chodzą po ludziach.
Wracając do meritum, początkowo przeszukujemy teren niejako na ślepo, szukając jakiegokolwiek śladu zgodnego z naszymi oczekiwaniami. Po znalezieniu punktu zaczepienia rozpoczynamy dokładne poszukiwania "pod sznurek". Jeden z algorytmów takiej penetracji przedstawiam na schemacie poniżej.

Dobrze jest wrócić po jakimś czasie (czasem po latach) w takie namierzone ciekawe miejsce. Najlepiej oczywiście z nowym sprzętem o lepszych parametrach ale niekoniecznie. Otóż ziemia cały czas "pracuje", zjawisko to zależne jest od: pór roku, czynników atmosferycznych i z wielu innych przyczyn (np. ruch korzeni roślin ). Większość z tych ruchów powoduje wypychanie zasypanych przedmiotów do wyższych warstw ziemi lub zmianę ich położenia (co jest też istotnym czynnikiem - zob. zasady działania wykrywaczy).

RADY DLA NOWICJUSZY
Przeczytaj jeszcze raz uważnie cały tekst powyżej i koniecznie zobacz podstronę Hobby a prawo RP.

Dariusz Kowalik