Metoidedektor

A Metoidedektor (aa Metoisuachgrät und Metoisondn) is a Grät zua Lokalisierung vo vaborgane Metoiteile, Rohrleitunga und elektrische Leita an Land sowia unta Wossa.

Gschicht und Entwicklung

Ab 1870 hot ma ogfangt, Gräte zua Lokalisierung vo Metoi zum entwickln. Vorteile hot mase vor ollm im Bergbau vasprocha. Da Physika Heinrich Wilhelm Dove hod im 19. Joahrhundad des Induktions-Balance-System, des in Metoidetektoren hundart Joahr spada ois ersts System fia Metoisuachgräte vawendt worn is. De erstn Gräte ham vui Battariestrom braucht und ham nua sehr begrenzt gorbat. Alexander Graham Bell hot vasuacht a soichs Grät zum nutzn, um a Kugl in da Brust vom US-Präsidentn James A. Garfield 1881 zum findn. Da Vasuach is erfoiglos bliebn, offnboa weil de Metoi-Spiroifedarn des Bett gsteat ham. De moderne Entwicklung vo Matoidedektorn hot in de 1930er Joahr begonna. Da Technika Gerhard Fischer hot erkennt, dass Radio-Welln duach erzhoitigs Gstein und Matoiteile gsteart bzw. obglenkt worn san. Es soit oiso umkehrt meagle sei, mit Huif vo hochfrequente Wejn Metoi zum ortn. Im Joahr 1937 hot er des erste Patent fia an Metoidedektor erworbn. Jósef Stanislaw Kosacki, am polnischn Offizier, wejcha in St Andrews in Schottland in de friahn Joahr vom Zwoatn Wejtkriag stationiert war, is de Entwicklung vo leichtare und leistungsfährigare Gräte glunga. Aa de Gräte orbatin jedo mit Elektronenröhrn und ham dementsprechand große und schware separate Battarien. Denno war de Grät sehr erfoigreich und vabreit, zum Beispui san domit erstmois Minensuach in großm Umfang betriebn worn. Herstella vo neie Gerätn ham weidare Ideen auf'n Morkt brocht, so hot etwa White's Electronics of Oregon in de 1950er Joahr denOremaster Geigazählazum entwickln begonna. A andarna Erfinda in da Detektor-Technologie is Charles Garrett worn, der den BFO (Beat Frequency Oscillator), oiso de tonfrequente Schwebung zwischn zwoa Sinus-Oszillatorn, vo dene der oane durch Metoi vastimmt werd, entwicklt. Mit da Erfindung und Entwicklung vo dem Transistor in de 1950er und 1960 Joahr is es glunga, imma kloanare und leichtare Grät mit vabessarta Schuitung und kloarnarn Akkus zum entwickln. De greaßte technische Entwicklung hot des Induktions-Balance-System brocht. Des System is aus zwoa wechslstromduachflossane Spuln bstandn, dern Induktivitätn obglicha wern. Soboid Metall in de Näh kimmt, grotn's aus da Balance, des erlaubt sogor, Metoie voananda zum untascheidn, do a jeds Metoi a andarne Phasnvaschiabung ergibt. Des urspringliche Induktions-Balance-System hot aus zwoa ibaeinanda ogordnete identische Spuln bstandn. Compass Electronics hot a neis Desing produziert: de zwoa Spuln san in a D-Form brocht worn und mit de grodn Obschnitt aneinanda glegt worn. Des System is in de 1970er Joahr vawendt worn. Um den störndn Eifluss insbsondare eisnhoitiga Bödn auszumblendn, hot de Frequenz vastejt wern kenna. Zua gleichn Zeit san de Puis-Induktions-Gräte entstandn. Im Gengsatz zu dem Schwebungsprinzip oda dem Induktions-Balance-System sendn Puis-Induktions-Gräte magnetische Puise in den Bodn. Noch dem Aussendn vo am Puis werd de Zeit gmessn, da vageht, bis da Puis obklunga is. De Obklingdaua erheaht se aafgrund vo Wiabestream, de in owesandm Metoi aaftretn. De Grät san unempfindlicha gengiba da Bodnbschaffnheit und erreichan große Diafn.

Aafbau

Metoidetektorn bestehnan aus ana meist battariebetriemna eletrischn Schoitung und ana niadafrequentn Wechslstrom duachflossna Suachspuin, deran Magnetfejd meaglichst weit reicha soi. De Form vo da Spuin is dozua entweda flach (Tella- oda Ringfoam, Doppl-D ohne Kern) oda gstrekt (Zylindaspuin). De flachn Forman wern zum Ogsuacha vo Personan oda vo Bodnflächn vawendt, währand de gstrecktn Forman zua Lokalisierung vo Objektn in Hoiraim wia Bohrschächt oda Gsteinsspoitn dienan. Elektronik und Spui san mittls ana Leitung mitananda vabund und meist aaf am Gstänge mit Armstützn montiert.

Funktion

Grundsätzle keannan Metoidetektorn noch dem zgrundliegandn Messvafahrn untateilt wern:

• Puismessung (englisch pulse mode): Dobei wern iba da Sendespuin periodisch Puis vo am Magnetfejd ausgsendt. De erzeing in metoische Objekte in da Umgebung vo da Spuin Wiabestream. De Wiabestream wiedarum vaursachan in da Empfangsspuin a Signoiändarung, die unmittlboa noch dem Ausschoitn vo dem Sendepuis ois Spannung messboa is. Je noch zeitlichm Valauf und Daua vo dene Wiabestromantwortn aaf untaschiedle lange Puis und Puisfoign konn aaf vaschiedane Metoie und aaf de Greaß vo de metoischn Objekte gschlossn wern. De Signoiauswertung erfoigt dobei im Zeitbereich.
• Wechslstromerregung oda englisch continuous wave oda DW mode: Dobei werd a kontinuierlicha Wechslstrom in ana Sendespuin erzeigt. Es gibt zwoa Vafahrn:
• Dämpfungsanalyse: Sendefejd im Frequenzbereich vo wenige 10 kHz. In da Empfangsspuin werd des Empfangssignoi noch Amplitude und Phasnlog analysiert. Des Ibatrogungsprinzip is a magnetisch gekoppets System, ähnle wia bei am Transformator. Duach metallische Objekte, aba aa duach elektrisch leitfähige Flüssigkeitn (Elektrolyt), kimmt's dobei z ana Ändarung vo da empfangana Amplitudn und Phasnlog bezong aaf des Sendesignoi. De zwoa unobhänginga Parameta ermeaglichn a Untascheidung vo vaschiedane Matarialien und metallischa Objekte. Des Weidan konn duach den Einsatz untaschiedlicha Sendefrequenzn, de aa gleichzeite ausgsendt wern keannan, a weitare Klassifizierung vo de Suachobjekte erfoing.
• viu Grät (Eignbau und Freizeit) ham nua oa Suachspuin und orbatin im Spektroibreich. De Spuin is Teil vo am LC-Oszilliatoa und hot a Eignresonanzfrequenz vo einige 100 kHZ. De duach de Fejdvadrängung und/oda de Permeabilität der zu sachandn Metoigengständ entstehnadn Frequenzändarunga wern duach Vagleich mit am Referenzoszillatoa ois Schwebung in am Kopfheara hearbor gmacht. De frequenzerheahande Fejdvaändarung und de frequenzvaringande Permeabilität keannan einanda aufhebn, so dass Eisnteile bstimmta Gstoit ned gfundn wern keannan.

De untaschiedlichn Signoiworte bei vaschiedane Matalle und Stoffe und de Meaglichkeit zua Detektion hängan mit sera Stoffkonstantn zamma. Primäre Eiflussfaktorn zua Untascheidung san de magnetische Permabilität und de elektrische Leitfähigkeit. Nedmetalle untascheidn se bei dene Stoffkonstantn wesantle vo Metalle. Dorüba naus is aa de Beweglichkeit vo de Ladungsträga vo Bedeitung. De Signoiändarung werd bei olle Messvafahrn elektronisch ausgwert und aaf ana optischn Skala (beispuisweis vaschiedane LEDs sichtbor oda duach an akustischn Signoigeba ab am bstimmtn Schwellnwert hearbor gmacht. Bei industriell eigsetztn Metoidetektorn, zum Beispui in da Lebnsmittlindustrie zua Qualitätssicharung und Vameidung vo Metoisplitta in Lebnsmittln, werd de Signoiauswertung zua automatischn Steiarung vo da Produktionsanlag vawendt.

Owendung

Metoidedektorn ham vui Eisatzbereiche:

• In Flughäfn und andarne sensible Bereiche zua Personankontrolle.
• Um de Position metallischa Leitunga und Rohre im Bodn und in Wänd zum findn.
• In da Lebnsmittlindustrie und Pharmaindustrie, um Metoisplitta in de Produkte zum findn.
• Bei da Schatzsuach zum Aaffindn metallischa Objekte, wia Münzn, Schmuck etc. (siehe aa Sondngänga)
• In da Archäologie leistat da Metoidedektor wertvoie Diendste bei da Erstorientirung aaf Grabungsplätz vo de metoifiahrandn Epochn, da Großflächnplanung (Prospektion) und da Rettung vo Bodndenkmäla aaf Großbaustejn (Notbergunga). Ihs sachgmäßa Eisatz valangt jedo heachste Disziplin, domit ned voaschnej Fundort-Situatuionan undokumentiert vanicht wern. Weng dem Risiko stengan vui Archäologn da Owendung vom Metoidedektor aaf Grobunga skeptisch gengiba.
• Bei da Kampfmittlbeseitigung zum Aafspürn vo Landminan, Blindgänga, Munition und ähnlichm.
• Im Bereich vom Maschinanschutz: Untasuacha vo Baamstämm voa dem Säng oda vo Kunststoffgranulat voa da Vaorbatung im Extruda sowia bei da Vlies- und Folienherstellung.

Induktive Näherungsschoita oabatn noch dem gleichn Prinzip wia Metoidedektorn, san jedo vagleichsweis kloa und ham dohea gringe Schoitobständ. Sie wern in da Automatisierungstechnik zua Positionsbstimmung und ois Endlagaschoita eigsetzt.