Проводимость металлов и её роль в работе металлоискателей


Проводимость металлов — это их способность проводить электрический ток. Эта характеристика обусловлена наличием свободных электронов в кристаллической решётке металлов.

Эти электроны, не связанные с конкретными атомами, легко перемещаются под воздействием электрического поля, создавая ток. Чем больше свободных электронов и чем меньше сопротивление материала, тем выше проводимость. Например, серебро, медь и золото обладают высокой проводимостью, тогда как сталь или железо — значительно меньшей.

Как металлоискатели идентифицируют проводимость?

Металлоискатели работают по принципу электромагнитной индукции. Прибор создаёт переменное магнитное поле с помощью катушки-передатчика. Когда поле взаимодействует с металлическим объектом, в нём возникают вихревые токи (токи Фуко). Эти токи, в свою очередь, генерируют вторичное магнитное поле, которое улавливается катушкой-приёмником металлоискателя.

Чем выше проводимость металла, тем сильнее вторичный сигнал. На основе его интенсивности и фазового сдвига прибор определяет наличие объекта и его свойства. Например, медь даёт более выраженный отклик, чем железо. Также на глубину обнаружения влияет частота работы детектора: низкие частоты лучше выявляют высокопроводящие металлы на большой глубине, а высокие — мелкие объекты с низкой проводимостью.

Что такое VDI?

VDI в Deus:

VDI (Visual Discrimination Indicator) — это числовая шкала, используемая в металлоискателях для классификации объектов на основе их электромагнитных характеристик. Диапазон значений варьируется в зависимости от модели прибора (например, от -10 до +100 или от 0 до 99). Каждому числу соответствует определённый тип металла:
  • Низкие значения (0–20): железо, сталь (чёрные металлы).
  • Средние значения (30–60): алюминий, фольга, пробки.
  • Высокие значения (70–100): медь, серебро, золото (цветные металлы).

VDI помогает пользователю решить, стоит ли извлекать объект. Например, золотое кольцо может показывать VDI 75, а железный гвоздь — 15. Однако точность зависит от размера объекта, глубины залегания и условий среды.

Чем чёрные металлы отличаются от цветных?

  • Состав и магнитные свойства:
    • Чёрные металлы содержат железо (Fe) и его сплавы (сталь, чугун). Они магнитны и подвержены коррозии (ржавчине).
    • Цветные металлы не содержат железа. К ним относятся медь (Cu), алюминий (Al), золото (Au), серебро (Ag). Они немагнитны и устойчивы к окислению.
  • Поведение в металлоискателе:
    • Чёрные металлы создают более «размытый» сигнал из-за магнитной проницаемости, которая может маскировать их проводимость.
    • Цветные металлы дают чёткий отклик, так как их идентификация основана исключительно на проводимости.

Понимание проводимости металлов и принципов работы металлоискателя позволяет эффективно интерпретировать данные VDI и различать типы объектов. Чёрные металлы, обладая магнитными свойствами, требуют особого подхода при поиске, тогда как цветные легче идентифицируются благодаря высокой проводимости. Эти знания незаменимы для археологов, кладоискателей и специалистов по безопасности, делая процесс поиска более точным и осознанным.

Полезные ссылки:
Приборный поиск. Большая подборка статей про металлоискатели и копательство.