Váení zákazníci, dovolujeme si Vás upozornit, e na tuto ukázku knihy se vztahují autorská práva, tzv. copyright. To znamená, e ukázka má slouit výhradnì pro osobní potøebu potenciálního kupujícího (aby ètenáø vidìl, jakým zpùsobem je titul zpracován a mohl se také podle tohoto, jako jednoho z parametrù, rozhodnout, zda titul koupí èi ne). Z toho vyplývá, e není dovoleno tuto ukázku jakýmkoliv zpùsobem dále íøit, veøejnì èi neveøejnì napø. umisováním na datová média, na jiné internetové stránky (ani prostøednictvím odkazù) apod. redakce nakladatelství BEN technická literatura
[email protected]
Funkce V generátoru 1 se generuje proud potøebný pro obì indukèní cívky, které mají být aktivovány a které sestávají vdy z jednoho budicího a jednoho mìøicího vinutí. Pøi nestejnomìrné magnetomotorické síle homogenního zemského magnetického pole, kdy nehomogenity jsou zpùsobovány zejména kovovými pøedmìty v pùdì (ale rovnì rozsáhlejími dutinami), vyrobí sonda druhou harmonickou základního kmitoètu f1 generátoru 1. Po následující selekci, zesílení a fázovì závislém usmìrnìní øízeném dalí druhou harmonickou vyrobenou ve zdvojovaèi po její fázové korekci signál budí analogovou indikaci. Doplòující akustický signál se vyrobí z kmitoètu generátoru 2 v kombinaci s druhou harmonickou generátoru 1.
Obr. 1.24
Blokové schéma magnetometru
Tyto systémy vykazují enormní citlivost, která se vak omezuje pouze na elezné kovy. Neelezné kovy nemohou být lokalizovány, nebo vzhledem ke své podstatì nemohou být magnetizovány, a tudí ani nemohou ruit homogenní zemské magnetické pole. Tyto fyzikální jevy vìdecky zkoumal badatel Pierre Weiß. Svou teorii popsal takto: Molekulární stavba magnetického kovu, který má tendenci smìrovat své elementární magnety vdy severojiním smìrem magnetického pole, obsahuje nesèetné elementární magnety. Ty tvoøí v kovu na základì vzájemného pùsobení urèité jasnì èlenìné oblasti, které se nazývají Weissovy oblasti neboli domény. V tìchto oblastech leí malièké elementární magnety zcela neuspoøádanì, to znamená nikoli severojiním smìrem, a hustì vedle sebe. Jestlie Rolf Wilhelm: Hledaèe kovù
41
Sonda v neporueném zemském poli
údaj
Sloky zemského magnetického pole: F = celkový vektor intenzity magnetického pole H = vodorovná sloka intenzity magnetického pole V = svislá sloka intenzity magnetického pole
Sonda v blízkosti feromagnetického tìlesa
údaj
Sloky zemského magnetického pole na jádru horní cívky
Horní cívka
Údaj mìøidla odpovídá hodnotì sloky magnetického pole ve smìru podélné osy jádra cívky, napøíklad pøi svislém postavení sondy svislé sloce magnetického pole V. Ukazatel ukáe:
Dolní cívka
Sloky zemského magnetického pole a ruivého pole (Vs, Hs, Fs) na jádru dolní cívky
v neporueném poli A ~ Vu Vo; pøi Vu = Vo je A = 0 pøístroj neukazuje ádnou výchylku.
Prùbìh zemského magnetického pole
Obr. 1.25
42
v porueném poli A ~ Vu + Vs Vo; pøi Vu = Vo je A ~ Vs údaj je úmìrný svislé sloce ruivého magnetického pole Vs. Pøístroj ukazuje výchylku.
Prùbìh zemského magnetického pole a ruivého pole na sondì
Principy fungování sondy
Rolf Wilhelm: Hledaèe kovù
na tento magnetizovatelný materiál zapùsobí silné vnìjí magnetické pole, vechny elementární magnety se okamitì nasmìrují ve smìru siloèar, který je dán vnìjím polem. Významnou velièinu pøedstavuje takzvaná permeabilita, která vyjadøuje pomìr magnetické indukce k intenzitì magnetického pole ve formì magnetizaèní køivky. Vysoce permeabilní (magneticky propustné) materiály mají vynikající magnetické vlastnosti a v naich pøípadech se zvlátì ve spojení s cívkou hodí k detekci kovù (tomu se budeme vìnovat podrobnìji u pøístroje DBP 2010 jakoto hledaèe ve skalních trhlinách, studních atd.). Magnetizaèní køivky
Magnetizaèní køivky pro: 1. plech s orientovanými zrny magnetizovaný ve smìru válcování; 2. normální dynamový plech a ocelolitinu; 3. legovaný plech; 4. litinu.
Obr. 1.26
Magnetizaèní køivky rùzných materiálù
Rolf Wilhelm: Hledaèe kovù
43
Vedle vyhledávání militárií, napø. vyznamenání, zbraní atd., je dalím, velmi typickým pøípadem pouití magnetometrù rozdílového pole vyhledávání bojových prostøedkù: bomb, granátù a munice veho druhu. Pøístrojem lze zamìøovat do hloubky pøiblinì 6 m. Rozhodující pøedností tohoto systému je také monost indikace polohy a velikosti pøípadné náloe. Pøístroj rozliuje negativní oblast rozdìlení magnetického pole, jako i oblast nuly (to znamená oblast pøechodu) a pozitivní rozdìlení pole. U naklonìné bomby se ukáe výchylka na obou stranách. polovina nejvìtí hodnoty
hloubka polovina nejvìtí hodnoty
vzdálenost (m)
Obr. 1.27
Vyhledání a urèení polohy magnetometrem
zjitìní ikmé polohy tìlesa
Dále je popsáno nìkolik scénáøù, které mají ozøejmit, jak interpretovat údaje na magnetometru. Pøíklad 1: Pro jednotlivá mìøení se do zemì zabodává høebík ve stále ostøejím úhlu. Pøi vedení sondy pøes høebík se postranní výchylka ukazatele bìhem mìøení stále zmenuje, a nakonec není mimo bod vpichu patrné ádné vychýlení. Pøíklad 2: Ke zkuebnímu zjitìní hloubky uloení tìlesa v zemi se do hloubky asi 50 cm zahrabe ve svislé poloze cca 30 cm dlouhý kus eleza, napøíklad kus kolejnice nebo T nosníku. Nejprve se vyhledá místo, které vyvolá nejvìtí vychýlení ukazatele. Pak se jde dále, dokud se ukazatel nevrátí na polovièní hodnotu. Toto místo se pod sondou oznaèí. Nyní se pøejde pøes místo nejvìtího vychýlení ukazatele zpìt a do místa vykazujícího polovièní hodnotu na opaèné stranì. Také zde se pod sondou udìlá znaèka. Vzdálenost mezi znaèkami odpovídá pøiblinì hloubce uloení hledaného tìlesa (vzdálenost mezi spodní hranou sondy a støedobodem tìlesa).
44
Rolf Wilhelm: Hledaèe kovù
Obr. 1.28
Charakteristická indikace v závislosti na smìru tìlesa
Leí-li tìleso v zemi vodorovnì, údaje jsou symetrické kolem nuly.
Obr. 1.29
Zjitìní hloubky uloení tìlesa
Rolf Wilhelm: Hledaèe kovù
Obr. 1.30
Charakteristická indikace pøi zamìøení vodorovného tìlesa
45
Následují pøíklady typického pouití magnetometru.
Obr. 1.32
Obr. 1.31
46
Prùzkum pod vodou v mìlkých vodách
Prùzkum pod vodou v hloubce 30 m Rolf Wilhelm: Hledaèe kovù
Jeliko pøi práci uivatele s magnetometrem pøirozenì dochází ke zmìnám polohy sondy v prostoru, musí být tento zdroj chyb sondy eliminován vdy znovu kalibrací v místì mìøení. Aby se dosáhlo ádoucích výsledkù, je nutné exaktní ocejchování magnetometru metodou vychylovací a otáèivé kalibrace. Sonda se pøi otáèení a vychylování ze svislé polohy (o 20°) ocejchuje tak, aby maximální výchylka na ukazateli èinila ±3 dílky stupnice (výchylka z nuly) (viz obr. 1.34). Ostatnì nechceme zjiovat intenzitu uivatele, nýbr pøítomnost, polohu a velikost elezných kovù.
1.3.6 Jiné vyhledávací systémy Existují pøirozenì jetì jiné výkonné techniky, napøíklad senzory citlivé na magnetické pole a takzvané magnistory. Poslednì jmenované pøístroje sice ve srovnání s popsanými rozdílovými magnetometry vykazují mnohem mení detekèní citlivost, ale vzhledem k dobrému pomìru mezi výkonem a cenou jsou pro jednoduché vyhledávání jistì vhodné. Firma Honeywell napøíklad svou sérií HMC/HMR nabízí systém, jeho senzory mohou pøijímat intenzitu, smìr a zmìny magnetického pole. Údaje k pøístroji výslovnì upozoròují na to, e tento systém mùe mimo jiné slouit také k vyhledávaní feromagnetických tìles.
Obr. 1.33
Prùzkum jámy
Rolf Wilhelm: Hledaèe kovù
47
Obr. 1.34
Vychylovací a otáèivá kalibrace magnetometru
Obr. 1.35
Vyhodnocovací zapojení magnistoru
1.3.7
Speciální pøístroj TM 5-6665-293-13
Bìhem vývoje bojové techniky rostlo úsilí uèinit bojující oddíly a rovnì zbranì pro nepøítele neviditelnými. Na základì skuteènosti, e dnes se uívají nálapné pìchotní miny, které jsou kompletnì vyrobeny z nevodivých materiálù jako napø. PVC, ABS a dalích umìlých hmot, nemají hledaèe kovù s bìnou technikou kvùli svým fyzikálním principùm ádnou anci plastové miny lokalizovat. Zde by bylo nutno vyvinout nìco zcela nového. Výe uvedený pøístroj je vybaven speciální obvodovou technikou a je schopen tyto smrtící objekty s urèitostí lokalizovat.
48
Rolf Wilhelm: Hledaèe kovù
Blokové schéma pøístroje TM 5
detekèní hlava
baterie
oscilátor
REG
napìtí
anténa detektor
øízení
bod hledání
vstup pøedzesilovaè
zesilovaè Z 2
bod
reproduktor
výstup
støídaè Q 1
hledání multivibrátor
nastavení zesílení detektoru Q 2
zesilovaè Z 4
demodulátor Q 3
zesilovaè s automatickou regulací zisku (ACG) RC èlen
Obr. 1.36
Blokové schéma pøístroje TM 5
Protoe u jsme si osvìili své znalosti o polích, budou nám tyto vìdomosti velmi nápomocny pro pochopení principu fungování tohoto typu hledaèù. Pro lepí pochopení si pøipomeneme jetì jednou homogenní zemské magnetické pole a skuteènost, e kadý objekt, který se v nìm ocitne, v nìm vyvolá rùzné anomálie. Na principu vyhledávání anomálií pracuje také pøístroj TM 5. Vysokofrekvenèní vysílaè zamoøí urèitým vyzáøeným výkonem vysokofrekvenèního záøení pøirozené prostøedí pùdy . Kadý objekt absorbuje, resp. mìní pohlcené signály urèitým zpùsobem. Tato absorpèní hodnota, která pøedstavuje zmìnu (rozdíl) oproti hodnotì pøijatého záøení, se nyní elektronicky vyhodnotí. Podrobnìjí popis a schéma zapojení tohoto vysoce zajímavého pøístroje jsou uvedeny v dodatku knihy.
Rolf Wilhelm: Hledaèe kovù
49
