[فديت أمي]

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.




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.

ملاحظة: لفهم العلاقة بين التيار الكهربي المار في الموصل والمجال المغناطيسي يرجى
مراجعة كيف يعمل الدينامو وكيف يعمل الموتور الكهربي؟



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 ا
لطور phase shifting.

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.

الجسم الذي لا يمرر التيار الكهربي بسهولة (له مقاومة) يكون من اسرع في الاستجابة
للتغيرات في التيار الكهربي.

اما الجسم الذي يوصل التيار الكهربي بسهولة فإنه يكون يكون ابطىء في الاستجابة
للتغيرات في التيار الكهربي.



وهذا يعني ان الجسم الذي له حث كهربي كبير يكون له مقدار ازاحة في الطور كبيرة لان
يأخذ زمن اكبر في التغير مع المجال المغناطيسي اما الاجسام التي لها مقاومة كهربية
كبيرة فإن مقدار الازاحة في الطور ستكون صغيرة.



وبالاعتماد على دوائر الكترونية بسبيطة يمكن حساب الازاحة في الطور ومقارنة الازاحة
بالمعلومات المخزنة مسبقا عن الازاحة في الطور لمختلف المعادن يمكن للجهاز ان يميز
بين المعادن وبالتالي يمكن ان يبرمج جهاز كشف المعادن ليبحث عن المعادن التي لها
ازاحة طور معينة وهي التي نريدها.

[GLINT]ثانياً: تقنية النبض المغناطيسي الحثيPulse induction (PI) [/GLINT]
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 reflected
pulse 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.