نحوه کارکرد فلزیاب ها

با گفتن کلمه فلزیاب، شما عکس‌العمل‌های متفاوتی از مردم خواهید دید. عده‌ای به جستجوی طلا در یک معبد قدیمی و عده‌ای به امنیت فرودگاه‌ها در پیدا کردن اسلحه تروریست‌ها فکر خواهند کرد و اگر شما در حال ساخت و تعمیر یک ساختمان قدیمی هستید، ممکن است به یافتن لوله‌ها و کابلهای قدیمی زیر خاک فکر کنید. حقیقت این است که همه این سناریوها معتبر هستند. فلزیاب‌ها اکنون وارد بخشی از زندگی ما شده‌اند. آنها در فرودگاه‌ها، ساختمانهای اداری و زندانها بکار می‌روند تا کسی نتواند با اسلحه وارد این مکانها شود. در این بخش ما درباره فلزیاب‌ها و فن‌آوری بکاررفته در آنها بحث خواهیم کرد. 

اجزاء فلزیاب عبارتند از: 
1- دستگیره تعادل (اختیاری): جهت حفظ تعادل دستگاه بهنگام جلو و عقب بردن آن بکار می رود.
2- جعبه کنترل: شامل مدارات کنترلی، سیستم سخنگو، باطری و ریزپردازنده است.
3- میله: جعبه کنترل را به سیم‌پیچ وصل می‌کند تا شما بتوانید سیستم را بدون خم‌شدن بکار برید.
4- آنتن: بخشی است که وجود فلز را حس می‌کند.


این اجزا در شکل زیر نمایش داده شده‌اند: 

همچنین بسیاری از این دستگاه‌ها یک گوشی متصل به سیستم سخنگو و یک صفحه نمایش کوچک هم دارند. کار با فلزیاب ساده است. وقتی دستگاه را روشن کردید ، قسمت سیم‌پیچ آن را به آرامی روی منطقه‌ای که می‌خواهید جستجو کنید، بطرف جلو و عقب حرکت دهید. هنگامی که شما از روی یک فلز عبور می‌کنید، دستگاه یک علامت صوتی می‌فرستد. فلزیابهای پیشرفته نوع فلز و عمقی که فلز در آنجا قرار دارد را توسط صفحه نمایش کوچک،‌ نمایش می‌دهند. 

فلزیابها از سه نوع تکنولوژی استفاده می‌کنند:
- فرکانس بسیار پائین
- القاء پالسی
- نوسان‌ساز یکنواخت
در ادامه ما نگاهی به هر سه نوع تکنولوژی بکاررفته خواهیم انداخت. 

روش فرکانس بسیار پائین: 
این روش رایج ترین تکنولوژی فلزیابی است. در این نوع فلزیابها 2 نوع سیم‌پیچ مجزا وجود دارد: 
1- سیم‌پیچ فرستنده: این سیم‌پیچ حلقه بیرونی است و جریان برق با فرکانس 6/6 کیلوهرتز در آن جریان دارد. 
2- سیم‌پیچ گیرنده: این سیم‌پیچ حلقه درونی است. این سیم بعنوان آنتن گیرنده رفتار می‌کند. 

جریانی که از سیم‌پیچ فرستنده عبور می‌کند، یک میدان الکترومغناطیسی به سمت پائین ایجاد می‌کند. فلزاتی که در این میدان قرار می‌گیرند، بخاطر خاصیت القاء الکترومغناطیسی از خود میدان مغناطیسی ضعیفی تولید می‌کنند. سیم‌پیچ گیرنده این سیگنالها را دریافت می‌کند و پس از تقویت به جعبه کنترل می‌دهد تا سیگنالها در آنجا تجزیه و تحلیل شوند. فلزیاب بطور تقریبی باتوجه به قوی یا ضعیف بودن میدان القایی می‌تواند تشخیص دهد که فلز در چه عمقی از زمین قرار دارد. 

این فلزیاب از کجا جنس فلز را تشخیص می‌دهد؟ 
فلزیاب از اختلاف فاز فرکانس سیم‌پیچ فرستنده و گیرنده به نوع فلز پی‌می‌برد. چون فلزات مختلف مثل آهن و طلا اختلاف فازهای متفاوتی ( بهنگام القاء ) تولید می‌کنند و به این ترتیب فلزیاب می‌تواند بطور تقریبی نوع فلز مدفون‌شده را تشخیص دهد. 

روش القاء پالس: 
در این روش از یک یا چند سیم‌پیچ مشترکاً بعنوان فرستنده و گیرنده استفاده می‌شود. در این فن‌آوری با ارسال پالسهای کوتاه ولی قوی، میدان مغناطیسی شدیدی در جهت پایین ( زمین ) و بلافاصله در جهت عکس تولید می‌شود. این تغییر جهت میدان مغناطیسی باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی القایی در فلز بطرف بالا می‌شود. سپس سیستم کنترلی باز به سرعت یک پالس دیگر می‌فرستند تا میدان مغناطیسی فرستنده، میدان القایی فلز را شکار کند! این نوع سیستم‌ها در تشخیص جنس فلز ضعیف عمل می‌کنند ولی برای استفاده در مکانهایی که رسانایی بالا دارند مثل زمین‌های نمکی، خیس و حتی در اعماق زیاد به خوبی جواب می‌دهند. 

در Gateهای ورودی درب فرودگاه ها از این فن آوری ( روش القاء پالس ) برای یافتن اشیاء فلزی همراه مسافران پرواز استفاده می کنند تا دیگر حادثه ای شبیه 11 سپتامبر رخ ندهد. ! 

روش نوسان‌ساز یکنواخت: 
در این نوع دستگاه‌ها از دو سیم‌پیچ، یک سیم‌پیچ بزرگ در آنتن و یک سیم‌پیچ کوچک در داخل جعبه کنترلی استفاده می کند. هر سیم‌پیچ به یک تولیدکننده ارتعاش که هزاران پالس در هرثانیه تولید می‌کند، وصل است. اختلاف فرکانس تولیدی در سیم پیچ بزرگ و کوچک مقدار ثابتی است. با عبور سیم پیچ بزرگ از روی فلز ، میدان القایی در فلز ایجاد می‌شود . با تداخل میدان القایی با میدان سیم پیچ بزرگ، اختلاف فرکانس بین سیم‌پیچ کوچک و بزرگ تغییر می کند ، سپس این اختلاف فرکانس توسط سیستم شنیداری به بوق‌هایی تبدیل می‌شود و فرد متوجه می شود که زیر خاک ، فلزی وجود دارد.

این روش کم‌هزینه‌ترین روش است ولی توانایی دو سیستم قبلی زا در شناسایی نوع و عمق فلز ندارد. 

گنج‌های دفن‌شده: 
فلزیابها، ابزار خوبی برای یافتن اشیاء زیر خاک هستند. اغلب این فلزیابها قادرند در عمق بین 20 تا 30 سانتی‌متری نوع فلز را شناسایی کنند. فلزیابهای پیشرفته همچنین قادرند اندازه فلز مدفون‌شده مثلاً سکه کوچک یا بزرگ را از هم تشخیص دهند. 

علاوه بر استفاده تفریحی، فلزیابها کاربردهای فراوانی دارند. از فلزیاب‌ها در امنیت فرودگاه‌ها، زندانها، موزه‌ها، کشف میادین مین و بسیاری مکانهای دیگر استفاده می‌شوند. 

انواع معمول فلزیاب: 

۱- فلزیاب های تفریحی:(VLF)
این نوع فلزیاب ها معمولا خیلی سبک و کم حجم بوده و دیسک آنها کوچک(دیسک استاندارد آنها ۲۵ سانتی متر)است وعمق کاوش فلز آنها نیز معمولا کمتر از یک متر است. یعنی این که یک فلز مربع شکل به اندازه ۱متر در ۱متر را حداکثر از فاصله یک متری می توانند پیدا کند. فلزیاب های تفریحی برای کشف فلزات در سطح خاک طراحی شده اند. این نوع فلزیاب ها دارای صفحه نمایشگری دیجیتالی و پیشرفته هستند. فلزیاب های تفریحی که دارای نمایشگر دیجیتالی می باشند قدرت تفکیکی برابر با ۸۰ درصد دارند. یعنی فقط می توانند فلزات آهنی را از فلزات غیرآهنی با دقت ۸۰ درصد جدا کنند.

۲- فلزیاب های حرفه ای:(PI)
فلزیاب های حرفه ای دارای قدرت بسیار بیشتری نسبت به دیگر فلزیاب ها هستند. فلزیاب های حرفه ای دارای وزن سنگینی هستند زیرا در آنها به دلیل مصرف زیاد برق از باتری های اسیدی شبیه موتورسیکلت استفاده شده. و معمولا خود دستگاه یا باتری آنها یا هر دوی آنها به کمر شخص بسته می شود. فلزیاب های حرفه ای قدرت تفکیک ندارند و نمی توانند فلزات آهنی را از غیر آهنی جدا کنند و هر فلز یا آلیاژی را ببینند آشکار می کنند. فلزیاب های حرفه ای صفحه نمایشگر یا مانیتور ندارند و بسیار ساده می باشند.

۳- فلزیاب های صنعتی:
از فلزیاب های صنعتی در صنایع مختلف مانند فرش ماشینی-چوب بری و صنایع بسته بندی و کارخانه جات استفاده می شود.

۴- فلزیاب های فرستنده وگیرنده:(TR)
فلزیاب های فرستنده - گیرنده از یک دیسک فرستنده در جلو و یک دیسک گیرنده در عقب دستگاه که معمولا به شکل مربع هستند تشکیل شده اند. این نوع فلزیاب ها قدرت تفکیک ندارند و فقط برای کشف فلزات بزرگ مانند لوله های آب و توده های بزرگ فلزی طراحی شده اند و به آنها گاهی انبوه یاب گفته می شود. کار کردن با این فلزیاب ها مشکل بوده و به دلیل دشوار بودن تنظیمدستگاه- خطای زیاد - گم کردن هدف - خطا در تعیین محل دقیق فلز - از استقبال عمومی برخوردار نبوده.


چند نکته: 

تفکیک در دستگاه های فلزیاب:
به امکان تشخیص جنس فلز بوسیله فلزیاب تفکیک گفته می شود.

اما ببینیم یک فلزیاب پیشرفته چه جنس فلزی را تفکیک می کند:
گروه اول فلزاتی که خاصیت مغناطیس شونده دارند مانند آهن - فولاد -چدن. که بطور کل به این گروه فلزات آهنی می گویند.
گروه دوم فلزاتی که خاصیت مغناطیس شونده ندارند و غیر الکترومغناطیس هستند مانند سرب - قلع - نقره - مس - طلا - برنز - برنج - آلومینیوم-مفرغ که بطور کل به این گروه فلزات غیر آهنی می گویند.

توجه:
یک فلزیاب دارای قدرت تفکیک فقط می تواند بگوید فلز زیر خاک آهن است یا غیر آهن آن هم با دقت ۸۰ درصد یک فلزیاب دارای قدرت تفکیک حتی نوع پیشرفته آن نمی تواند بگوید فلز زیر خاک طلا یا نقره است پس فریب تبلیغات را نخورید.
عمق کاوش:
عمق کاوش مهمترین نگرانی استفاده کنندگان از دستگاه فلزیاب است بطور کلی عمق کاوش به عوامل مختلفی بستگی دارد که مهمترین آنها عبارتند از :
۱- قدرت دستگاه - که به نوع دستگاه و مدار الکترونیک آن بستگی دارد.
۲- اندازه فلز- هر چه فلز بزرگتر باشد در عمق بیشتری قابل کشف است.
۳- جنس فلز- حساسیت دستگاه ها نسبت به فلزات مختلف متفاوت است بطوریکه مقدار مشخصی از چند فلز مختلف در عمق های متفاوتی قابل کشف است.
۴- تکنولوژی ساخت و جنس سیم پیچ دیسک جستجوگر- در ساخت دیسک های فلزیاب از فنون و آلیاژهای مختلفی استفاده می شود بعضی از دیسک های جدید عمق کاوش را تا ۳۰ درصد افزایش می دهند.
۶- شکل فلز- عمق کاوش برای اشکال مختلف اجسام فرق می کند.

۷- جنس زمین و خاک - در زمین های سنگی و سنگلاخی عمق کاوش کمتر است

منبع :http://lar-physics.blogfa.com/