Konstrukcje sond detektorów

Większość z Was zapewne ciekawi jak wygląda sonda detektora "od środka". Oczywiście nie jest problemem odpowiedzieć na to pytanie jeśli chodzi o detektory typu PI lub BFO. W tego typu sprzęcie sondę stanowi po prostu cewka indukcyjna o odpowiedniej liczbie zwojów. Ale od każdej reguły są wyjątki. Tak też jest w tym przypadku. Niektóre generatory w detektorach BFO pracują w konfiguracji Meissnerra, która wymaga sprzężenia indukcyjnego dwóch, a czasami 3 cewek. Cewki te są nawinięte zazwyczaj na wspólnym okręgu, a w nielicznych przypadkach są rozmieszczane inaczej (jak to miało miejsce w jednym ze starszych detektorów firmy Garrett). Nie będziemy się w tym miejscu rozwodzili które rozwiązanie jest lepsze, ponieważ detektory BFO to już przeszłość i poważny poszukiwacz nie powinien traktować tego typu detektorów jako narzędzia poszukiwań, ale raczej jako relikt lat minionych i ciekawostkę przyrodniczą.

Co zaś się tyczy detektorów PI o dwóch sondach, to sprawa jest stosunkowo prosta. Chodzi o to by impulsy pobudzające, a następnie odpowiedź po pobudzeniu prądowym, nie oddziaływała bezpośrednio na układy wejściowe detektora. Ułatwia to projektowanie wzmacniacza wejściowego, który nie wchodzi wówczas w tak silne nasycenie. Rozwiązania dwu cewkowe nie są jednak często stosowane. Zwykle są to konfiguracje "przestrzenne" (tzn. cewka nadawcza i cewka odbiorcza nie znajdują się w jednej płaszczyźnie) lub cewka nadawcza jest w postaci rozkładanej na powierzchni ziemi pętli indukcyjnej (np. detektor SuperScan). Pętla taka jest najczęściej zwykłym kablem energetycznym.

Przejdźmy jednak do konstrukcji sond detektorów typu nadajnik odbiornik. Każda sonda takiego detektora powinna spełniać jedno podstawowe założenie: brak sprzężenia pomiędzy cewka nadawczą a cewka odbiorczą. Pożądany cel można uzyskać na kilku drogach. Jednym z najbardziej znanych jest prostopadłe ułożenie dwóch cewek - sondy nadajnika (która także może składać się z kilku cewek - tak jak np. w detektorze TM 800) i sondy odbiorczej. Konfiguracja tak znana jest pod angielską nazwą two-box (dwuskrzynkowa), która to ma raczej historyczne korzenie, gdyż pierwsze konstrukcje tych detektorów z lat 30-tych miały postać właśnie dwóch skrzynek umieszczanych prostopadle (tą tradycję kontynuuje detektor Fisher Gemini III). W Polsce detektory two-box znane są jako nadajnik-odbiornik. Jest to określenie nieprecyzyjnie, gdyż de facto większość współczesnych detektorów takich jak XLT, CXIII, Minelab Sovereign są detektorami nadajnik-odbiornik. No właśnie, sondy tych detektorów muszą spełniać wymienione wyżej kryterium o braku sprzężenia między układem nadawczym a odbiorczym. Jak wiadomo sondy tych detektorów stanowią zamknięte, okrągłe pudełko w którym musi się mieścić cewka nadawcza i odbiorcza.

Zacznijmy od detektorów Minelab. Sondy tych detektorów (ale nie tylko tych!) pracują w tzw. konfiguracji DD. Rzut oka na rysunek wyjaśni dlaczego.

Równowaga układu nadawczego i odbiorczego została zachowana dzięki odpowiedniemu nałożeniu jednej sondy na drugą, dzięki czemu napięcie indukowane w "części wspólnej" obu cewek ma identyczną wartość lecz przeciwny znak do napięcia w drugiej części sondy. Efektem tego jest wzajemna kompensacja tych dwóch napięć i brak sygnału na wyjściu cewki odbiorczej. Konfigurację tą opisujęjako pierwszą nie przypadkowo, gdyż jest to jedna z najstarszych konfiguracji - stosowano ją już w latach 20-tych, a mimo tego jest chętnie stosowana do dnia dzisiejszego. Jej niewątpliwą zaletą jest duża powierzchnia aktywna, tzn. sonda podczas przemiatania "widzi" otoczenie cała swoją średnicą. Podkreśla się także jej lepsze własności w terenach o dużej zawartości minerałów, z tego też względu często stosuje się ją w detektorach do poszukiwań samorodków złota w konfiguracji eliptycznej (spłaszczone DD). Do wad tego rozwiązania zaliczyć by można gorsze własności w dokładnym namierzaniu drobnych przedmiotów (trudniej określić z dużą dokładnością gdzie leży wykryty przedmiot).

Z historycznego punktu widzenia należy w tym miejscu zaprezentować cewkę typu 4B (chętnie zapoznamy się jakimś sensownym wyjaśnieniem skąd ta nazwa). Jak się wydaje została ona po raz pierwszy zastosowana przez White'sa. Jej niewątpliwą zaletą jest łatwość w precyzyjnym namierzaniu wykrytych obiektów. Wadą i to dużą jest jej skomplikowana konstrukcja.

Musisz zdawać sobie sprawę szanowny czytelniku, że parametry detektora zależą właśnie w dużej mierze nie od elektroniki, ale właśnie od sondy. Jeśli jest ona wykonana niezbyt solidnie, wówczas nawet najlepsza elektronika na nic się nie zda. Właśnie to jest główny problem z sondami 4B. Jak widać by uzyskać kompensację cewka nadawcza została dziwacznie wygięta, a nad nią (w innej płaszczyźnie) nałożona jest cewka odbiorcza. Strojenie takiej sondy polega na takim wzajemnym ułożeniu tych dwóch cewek, aby indukowane napięcie w sondzie odbiorczej było możliwie małe (ideałem było by 0,0000V). Tutaj każdy ułamek milimetra się liczy. Podobne problemy pojawiają się z resztą w sondach typu DD. Oczywiście stosowane są specjalne karkasy, a całość zalewana jest żywicami chemoutwardzalnymi. Sondy 4B w chwili obecnej można praktycznie spotkać jedynie w konstrukcjach polskich rzemieślników bazujących na rozwiązaniach z lat siedemdziesiątych. Tak wiec uwaga Panowie i Panie, poniżej przedstawiamy inną konstrukcję do naśladowania (do czego jednak nie zachęcamy!).

Oto sonda koncentryczna. Cewka nadawcza (na obwodzie sondy) jak i cewka odbiorcza znajdują się w jednej płaszczyźnie i są umieszczone w specjalnym karkasie, więc nie ma mowy o przemieszczaniu się cewek względem siebie. Warunek niezerowego napięcia na wyjściu cewki odbiorczej zapewnia cewka kompensacyjna, która jest podłączona do cewki nadawczej, lecz jest nawinięta w przeciwnym kierunku. Precyzyjnego zerowania sondy dokonuje się poprzez odpowiednie ułożenie widocznej na rysunku pętelki kompensacyjnej. Te informacje pozwolą dobremu elektronikowi na zbudowanie takiej sondy we własnym zakresie jeśli oczywiście odczuje taką potrzebę.

Jeszcze kilka uwag o konstrukcji mechanicznej. Jak zapewne wszystkim wiadomo, obudowy sond są wykonane z tworzywa sztucznego (najczęściej jest to wytrzymały ABS). Jest to zrozumiałe gdyż sonda musi być wykonana z materiału nie przewodzącego, lekkiego i trwałego. Do tego MUSI być wodoszczelna. Jeśli ktoś Wam oferuje sondę która nie jest wodoszczelna, to niech się wypcha. Tworzywa maja jednak ta przykrą właściwość że się elektryzują. By pozbyć się wpływu ładunków elektrostatycznych mogących się gromadzących się na obudowie sondy jak znajdujących się na powierzchni gruntu, oraz zminimalizować sprzężenia pojemnościowe, sondy najczęściej pokrywane są od wewnątrz grafitem lub wykonane są z tworzywa zawierającego grafit (tak jak np. sonda Blue Max 950 firmy White's). Uzwojenia cewek są układane w specjalnych karkasach i zalewane. Co ciekawe, są one najczęściej przyklejane do górnej części obudowy sondy, co częściowo zabezpiecza je przed przenoszeniem drgań podczas dotykania lub uderzania sonda o ziemię.

Na tym w zasadzie można by zakończyć przedstawianie różnych konstrukcji sond. W zanadrzu mamy jeszcze nową sondę detektora Garrett GTI 2000 (cewki koncentryczne ułożone jedna nad drugą), najnowsza sondę White'sa (stanowiącą połączenie sond koncentrycznej i DD), czy też rozwiązania z detektorów wojskowych (supersztywna cewka Foerstera wykonana na wielowarstwowej płytce drukowanej, czy amerykański PSS 11 z czterema cewkami odbiorczymi), ale zwykły śmiertelnik w Polsce nie zetknie się znimi tak szybko, jeśli w ogóle.

Pozostaje odpowiedzieć sobie jeszcze na pytanie która sonda jest najlepsza. Na placu boju pozostają praktycznie sondy DD i koncentryczne. W zasadzie na podstawie powyższych informacji czytelnik powinien odpowiedzieć sobie sam. To co wydaje się najważniejsze to jest jednak konstrukcja mechaniczna samej sondy. Przy zakupie detektora zwróćcie uwagę jak jest wykonana, czy ma szansę być wodoszczelna (wszystkie sondy renomowanych firm zachodnich są wodoszczelne co nie znaczy że dobrze nadają się do zanurzania - np. niektóre z nich maja sporą wyporność i są wypychane z wody), jaki jest jej ciężar czy wreszcie jakość kabla (najczęstsza przyczyna uszkodzeń).

Szanowny czytelniku, jeśli masz niedosyt po przeczytaniu powyższych informacji, gorąco zachęcam do przesyłania uwag. Zostaną z pewnością uwzględnione. Prosimy jednak nie pytać o szczegóły konstrukcyjne, gdyż naszą intencją nie jest tworzenie poradnika jak we własnym zakresie wykonać takie sondy (czy jak zostać producentem), ale dostarczenie informacji o sprzęcie który ktoś używa, lub chce używać.

ProScan