금속 탐지기는 어떻게 작동합니까? 자기와 금속의 과학

May 17, 2023

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자기성과 금속을 더하면 멋지고 때로는 수익성이 좋은 취미가 됩니다.

금속탐지기로 무장한 호기심 많은 탐험가들은 매일 역사적 유물을 찾고 있습니다. 예를 들어, 금속 탐지기 제조업체인 Garrett의 COO이자 엔지니어링 이사인 Bob Podhrasky는 Popular Mechanics에 금속 탐지기를 사용하여 텍사스가 독립한 샌재신토 기념비(San Jacinto Monument)의 전투 현장을 탐색했다고 말했습니다.

Podhrasky는 "그들은 개인 유물 그룹이 일렬로 늘어서 있는 한 구역이 있었고 군인들이 항복한 곳이라고 의심하고 땅에 주머니를 비워야 했습니다"라고 말했습니다.

금속 탐지기는 어떻게 작동하나요? 우선, 금속은 자기장과 상호 작용합니다.

"시간에 따라 변하는 자기장이 있다면 그 금속 내부의 자기장은 와전류를 생성합니다"라고 미시간 대학의 공학 교수 Kamal Sarabandi는 Popular Mechanics에 말했습니다. "이것은 자기장 주위를 순환하는 전류입니다. 그 대가로 금속 물체에 유도된 전류는 금속 탐지기에 의해 감지되는 자체 자기장을 생성할 수 있습니다."

각 감지기에는 검색 코일에 전원을 공급하는 송신기가 있습니다. 수신 코일은 검색 코일의 자기장으로 인해 와전류가 발생하는 금속 물체를 감지합니다.

"이러한 수신 루프는 기본 전송 필드가 취소되는 특정 방식으로 배치됩니다"라고 Podhrasky는 말했습니다. "그래서 금속 탐지기 검색 코일이 금속 조각 위를 지나갈 때 자기장이 교란되어… 수신기 코일에 에너지 변화가 발생합니다."

송신기는 일반적으로 진동하는 사인파를 생성하는 간단한 회로라고 Podhrasky는 말했습니다. 수신기의 신호는 원치 않는 주파수를 필터링하는 프리앰프로 이동한 다음 DC로 변환되어 디지털화됩니다. 회로는 가청음을 생성합니다. 이제 많은 금속 탐지기에는 설정을 표시하는 LCD 디스플레이가 있습니다.

금속 탐지기는 자기장이 왜곡되는 방식, 왜곡되는 정도, 열로 손실되는 에너지의 양을 기준으로 다양한 유형의 금속 간의 차이점을 알 수 있다고 Podhrasky는 말했습니다.

Podhrasky는 사용자가 마이크로프로세서를 사용하여 금속 탐지기가 관찰하기를 원하는 물체의 유형을 선택할 수 있는 "노칭"이라는 기술을 발명했다고 말했습니다. "... Garrett 시스템의 경우 화면 상단에 일련의 사각형이 있습니다. 이러한 사각형은 왼쪽의 매우 낮은 도체부터 오른쪽의 매우 높은 도체까지 범위가 다양합니다. 픽셀을 끌 수 있습니다. 픽셀이 꺼져 있으면 물체가 해당 범위에 떨어지면 감지기가 소리를 내지 않습니다."

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금속 탐지기 코일은 다양한 크기로 제공됩니다. 작은 것들은 표면 근처의 작은 물체에 더 민감한 반면, 큰 것들은 더 깊은 곳의 금속을 감지할 수 있다고 Podhrasky는 말했습니다. 큰 코일은 작은 코일보다 무겁습니다. 동일 평면 동심 코일은 미네랄 함량이 적은 지상에서도 잘 작동합니다. DD 코일은 미네랄 함량이 높은 땅에 더 적합합니다.

일반적으로 수중 금속 탐지는 펄스 유도 금속 탐지기를 사용하여 수행된다고 Podhrasky는 말했습니다.

Podhrasky는 "전자 제품이 발전함에 따라 수년에 걸쳐 지속적인 개발 프로세스가 진행되었습니다."라고 말했습니다. "한때 금속 탐지기에는 진공관이 있어서 그다지 많은 작업을 수행할 수 없었습니다. 구별도 할 수 없었고 민감하지도 않았습니다. 하지만 수년이 지나면서 트랜지스터와 마이크로프로세서가 발전하고 복잡성이 높아짐에 따라 디지털 신호 처리 기능과 저전력을 갖춘 디스플레이용 LCD가 탄생하게 되었습니다. 이는 해당 분야에 기술을 적용하는 끊임없는 발전입니다."