فلزیاب چیست و چگونه کار می‌کند؟ معرفی کامل انواع فلزیاب

فلزیاب چیست و چگونه کار می‌کند؟ معرفی کامل انواع فلزیاب

فلزیاب دستگاهی الکترونیکی و تخصصی برای شناسایی و کشف اجسام فلزی پنهان در زیر زمین، دیوار یا سایر محیط‌ها است. این دستگاه‌ها با ایجاد و ارسال میدان‌های مغناطیسی یا الکترومغناطیسی و تحلیل تغییراتی که در اثر وجود فلز ایجاد می‌شود، می‌توانند حضور یک هدف فلزی را تشخیص دهند.

به زبان ساده، فلزیاب یک میدان یا سیگنال مشخص ایجاد می‌کند و زمانی که یک جسم فلزی در محدوده عملکرد دستگاه قرار می‌گیرد، این فلز بر میدان ایجادشده تأثیر می‌گذارد. دستگاه تغییرات حاصل را دریافت و پردازش کرده و وجود هدف را به اپراتور اعلام می‌کند.

البته همه فلزیاب‌ها به یک روش کار نمی‌کنند. فناوری مورد استفاده، نحوه ارسال و دریافت سیگنال، روش تشخیص هدف، قدرت تفکیک و عمق کاوش در سیستم‌های مختلف متفاوت است.

به همین دلیل برای پاسخ کامل به سؤال «فلزیاب چیست؟» باید ابتدا با نحوه عملکرد و سپس با انواع فلزیاب و کاربرد هرکدام آشنا شویم.

فلزیاب چگونه کار می‌کند؟

در بسیاری از فلزیاب‌های متداول، کویل یا دیسک جست‌وجوگر وظیفه ایجاد میدان الکترومغناطیسی را بر عهده دارد.

زمانی که یک جسم فلزی وارد محدوده این میدان می‌شود، تحت تأثیر میدان ارسالی قرار گرفته و پاسخ الکترومغناطیسی ایجاد می‌کند. بخش گیرنده دستگاه این تغییر را دریافت کرده و مدار پردازش فلزیاب آن را تحلیل می‌کند.

در نهایت دستگاه وجود هدف را از طریق صدا، نمایشگر، عدد یا سایر اطلاعات قابل‌مشاهده برای اپراتور اعلام می‌کند.

در برخی سیستم‌های دیگر، روش ارسال و دریافت سیگنال یا سنسور مورد استفاده متفاوت است. همین تفاوت در فناوری و نحوه تحلیل پاسخ هدف باعث شده است انواع مختلفی از سیستم‌های فلزیاب برای کاربردهای متفاوت طراحی شوند.

انواع فلزیاب

فلزیاب‌ها از نظر فناوری، نحوه عملکرد و کاربرد به گروه‌های مختلفی تقسیم می‌شوند.

در تقسیم‌بندی مورد استفاده در این مقاله، سیستم‌های یابنده را در دو گروه اصلی بررسی می‌کنیم:

1.     فلزیاب مغناطیسی

2.     فلزیاب فرکانسی

هرکدام از این دو گروه دارای زیرمجموعه‌های مختلفی هستند.

برخی سیستم‌ها بیشتر برای نقطه‌زنی و تشخیص مستقیم فلز مورد استفاده قرار می‌گیرند و برخی دیگر برای ردیابی، تعیین محدوده یا اسکن و تحلیل هدف کاربرد دارند.

شناخت تفاوت این سیستم‌ها اهمیت زیادی دارد؛ زیرا نمی‌توان یک نوع فلزیاب را برای تمام اهداف و تمام شرایط زمین بهترین گزینه دانست.

فلزیاب مغناطیسی چیست؟

فلزیاب مغناطیسی به گروهی از سیستم‌های تشخیص فلز گفته می‌شود که در آنها ایجاد، دریافت یا اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی و الکترومغناطیسی و تغییرات ناشی از هدف، اساس تشخیص را تشکیل می‌دهد.

در این سیستم‌ها، حضور جسم فلزی می‌تواند باعث ایجاد تغییر در میدان یا سیگنال دریافتی شود و دستگاه با تشخیص این تغییر، وجود هدف را به اپراتور اعلام می‌کند.

سیستم‌های این گروه معمولاً برای بررسی محدوده نزدیک و نقطه‌زنی هدف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بسته به فناوری دستگاه، یک سیستم می‌تواند فقط وجود فلز را اعلام کند یا علاوه بر تشخیص هدف، امکان تفکیک نسبی فلزات را نیز در اختیار اپراتور قرار دهد.

مهم‌ترین سیستم‌هایی که در این گروه بررسی می‌کنیم عبارت‌اند از:

• فلزیاب پالسی PI
• فلزیاب VLF
• فلزیاب TR
• فلزیاب BFO
• مگنتومتر

فلزیاب پالسی PI چیست؟

فلزیاب پالسی یا PI یکی از شناخته‌شده‌ترین انواع فلزیاب برای شناسایی اهداف فلزی در عمق کم است.

PI مخفف Pulse Induction به معنای القای پالسی است.

در این فناوری، دستگاه پالس‌های الکتریکی کوتاه و قدرتمندی را به کویل ارسال می‌کند. این پالس‌ها باعث ایجاد میدان می‌شوند و دستگاه پس از هر پالس، پاسخ ایجادشده در اثر حضور هدف فلزی را بررسی می‌کند.

یکی از مهم‌ترین مزایای سیستم‌های پالسی، توانایی مناسب آنها در شناسایی اهداف متوسط و بزرگ و عملکرد قابل‌قبول در بسیاری از زمین‌های دارای مواد معدنی است.

ویژگی‌های فلزیاب پالسی PI

• عمق کاوش مناسب برای اهداف متوسط و بزرگ
• عملکرد مناسب در بسیاری از زمین‌های معدنی
• امکان استفاده از کویل‌هایی با ابعاد مختلف
• مناسب برای نقطه‌زنی اهداف فلزی
• تفکیک معمولاً محدودتر نسبت به بسیاری از سیستم‌های VLF تخصصی

البته نمی‌توان برای تمام فلزیاب‌های پالسی یک عمق ثابت در نظر گرفت.

قدرت دستگاه، طراحی مدار، ابعاد کویل، اندازه و جنس فلز و شرایط زمین همگی بر عمق نهایی تشخیص تأثیر دارند.

بنابراین صرفاً پالسی بودن یک دستگاه به معنی عمق بسیار زیاد آن نیست و عملکرد واقعی هر سیستم باید به‌صورت جداگانه بررسی شود.

فلزیاب VLF چیست؟

فلزیاب VLF یکی از رایج‌ترین سیستم‌های تشخیص فلز است که به دلیل توانایی مناسب در تفکیک فلزات و حساسیت به اهداف کوچک کاربرد گسترده‌ای دارد.

VLF مخفف Very Low Frequency است.

در این سیستم‌ها میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده و دستگاه تغییرات ناشی از حضور فلز را بررسی می‌کند. تحلیل پاسخ دریافت‌شده می‌تواند به دستگاه در تشخیص و تفکیک نسبی اهداف مختلف کمک کند.

فلزیاب‌های VLF معمولاً برای شناسایی اهداف کوچک، سکه، قطعات فلزی ریز و برخی قطعات کوچک طلا عملکرد مناسبی دارند.

ویژگی‌های فلزیاب VLF

• قدرت مناسب در تفکیک فلزات
• حساسیت بالا به اهداف کوچک
• مناسب برای سکه و قطعات فلزی ریز
• سرعت مناسب در تشخیص هدف
• مناسب برای جست‌وجوهای سطحی و عمق‌های محدودتر
• حساسیت بیشتر به بعضی زمین‌های دارای مواد معدنی نسبت به سیستم‌های پالسی

در نتیجه اگر تفکیک فلز و تشخیص اهداف کوچک اهمیت زیادی داشته باشد، VLF یکی از سیستم‌هایی است که می‌توان مورد بررسی قرار داد.

فلزیاب TR چیست؟

فلزیاب TR یا Transmitter-Receiver یکی دیگر از سیستم‌های تشخیص فلز است که بر اساس استفاده از بخش فرستنده و گیرنده عمل می‌کند.

در این فناوری، بخش فرستنده میدان موردنیاز را ایجاد می‌کند و بخش گیرنده تغییرات ایجادشده در اثر حضور جسم فلزی را دریافت می‌کند.

سیستم‌های TR در طراحی‌های مختلفی ساخته شده‌اند و در گذشته کاربرد بیشتری در تجهیزات تشخیص فلز داشتند.

ویژگی‌های فلزیاب TR

• استفاده از سیستم فرستنده و گیرنده
• مناسب برای شناسایی برخی اهداف فلزی
• امکان استفاده برای اهداف نسبتاً بزرگ
• ساختار متفاوت نسبت به سیستم‌های PI و VLF
• استفاده محدودتر در فلزیاب‌های جدید

با توسعه فناوری‌های جدیدتر مانند PI و VLF، سیستم‌های TR امروزه نسبت به گذشته کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما همچنان بخشی از تاریخ و فناوری سیستم‌های تشخیص فلز محسوب می‌شوند.

فلزیاب BFO چیست؟

فلزیاب BFO یکی از ساده‌ترین انواع سیستم‌های تشخیص فلز است که عملکرد آن بر اساس تغییر و مقایسه فرکانس نوسان‌سازها انجام می‌شود.

BFO مخفف Beat Frequency Oscillation است.

در این سیستم، نزدیک شدن یک جسم فلزی به کویل می‌تواند باعث تغییر در فرکانس مدار شود و اختلاف ایجادشده معمولاً به‌صورت تغییر صدا برای اپراتور قابل تشخیص است.

ویژگی‌های فلزیاب BFO

• طراحی الکترونیکی نسبتاً ساده
• هزینه ساخت پایین
• مناسب برای آموزش و سیستم‌های ابتدایی
• قدرت تفکیک محدود
• دقت و عمق کمتر نسبت به بسیاری از سیستم‌های پیشرفته‌تر

به همین دلیل BFO امروزه بیشتر در دستگاه‌های ساده و پروژه‌های آموزشی دیده می‌شود و کاربرد آن در فلزیاب‌های حرفه‌ای محدودتر است.

مگنتومتر چیست؟

مگنتومتر یا Magnetometer سیستمی برای اندازه‌گیری میدان مغناطیسی و شناسایی تغییرات و ناهنجاری‌های ایجادشده در آن است.

مگنتومتر از نظر عملکرد با یک فلزیاب کویلی معمولی تفاوت دارد و به همین دلیل نباید آن را دقیقاً معادل سیستم‌های PI یا VLF در نظر گرفت.

این سیستم بیشتر به تغییراتی حساس است که اهداف آهنی و مواد دارای خواص مغناطیسی در میدان مغناطیسی محیط ایجاد می‌کنند.

به همین دلیل مگنتومترها می‌توانند برای بررسی اهداف آهنی بزرگ، سازه‌های فلزی مدفون و برخی ناهنجاری‌های مغناطیسی زمین مورد استفاده قرار گیرند اما برای فلزات دیا مغناطیس مانند طلا و نقره مناسب نیستند.

ویژگی‌های مگنتومتر

• حساسیت بالا به تغییرات میدان مغناطیسی
• مناسب برای شناسایی اهداف آهنی و مغناطیسی
• مناسب برای بررسی اهداف نسبتاً بزرگ
• قابلیت استفاده در بررسی‌های زمینی
• کاربرد در برخی عملیات ژئوفیزیکی
• عدم واکنش یکسان به تمام فلزات

در نتیجه اگر هدف، فلزی غیرمغناطیسی باشد، نباید انتظار داشت مگنتومتر دقیقاً مانند یک فلزیاب PI یا VLF به آن واکنش نشان دهد.

فلزیاب فرکانسی چیست؟

فلزیاب فرکانسی به گروهی از سیستم‌های یابنده گفته می‌شود که در آنها استفاده و تحلیل فرکانس‌های مشخص، نقش اصلی در جست‌وجو، تشخیص، تفکیک یا بررسی هدف دارد.

این سیستم‌ها در بازار ایران به‌عنوان یکی از گروه‌های اصلی تجهیزات کاوش شناخته می‌شوند و بسته به نوع طراحی دستگاه می‌توانند برای ردیابی، تعیین محدوده، نقطه‌زنی یا تحلیل هدف مورد استفاده قرار گیرند.

در بسیاری از سیستم‌های فرکانسی حرفه‌ای، تنظیماتی مانند:

• EDIT
• DISC
• VDI DISC
• THRESHOLD

برای کنترل و تنظیم عملکرد دستگاه در اختیار اپراتور قرار می‌گیرد.

نوع عملکرد و کاربرد این تنظیمات به طراحی هر دستگاه بستگی دارد، اما هدف کلی آنها ایجاد کنترل بیشتر بر نحوه دریافت و تحلیل پاسخ هدف است.

دو زیرمجموعه مهم سیستم‌های فرکانسی که در این مقاله بررسی می‌کنیم عبارت‌اند از:

فلزیاب آنتنی یا ردیاب فرکانسی

فلزیاب تصویری

فلزیاب آنتنی چیست؟

فلزیاب آنتنی یا ردیاب فرکانسی سیستمی است که برای بررسی محدوده‌های وسیع‌تر و تعیین جهت و محدوده احتمالی هدف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تفاوت اصلی این سیستم‌ها با بسیاری از فلزیاب‌های کویلی در نحوه جست‌وجو است.

در یک فلزیاب نقطه‌زن، اپراتور معمولاً باید کویل یا سنسور دستگاه را در محدوده هدف حرکت دهد؛ اما هدف اصلی از سیستم آنتنی این است که ابتدا یک محدوده وسیع‌تر بررسی و منطقه احتمالی وجود هدف کوچک‌تر شود.

پس از مشخص شدن محدوده، می‌توان از روش نقطه‌زنی آنتنی یا سایر تجهیزات مناسب برای بررسی دقیق‌تر استفاده کرد.

کاربردهای فلزیاب آنتنی

• بررسی محدوده‌های وسیع
• تعیین جهت احتمالی هدف
• کاهش محدوده جست‌وجو
• افزایش سرعت بررسی یک منطقه
• استفاده در کنار سیستم‌های نقطه‌زن

در بررسی یک سیستم آنتنی، تست عملی و تکرارپذیری نتیجه اهمیت زیادی دارد.

بنابراین بهتر است عملکرد یک ردیاب فقط بر اساس اعداد اعلام‌شده برای شعاع یا عمق قضاوت نشود و توانایی واقعی دستگاه در آزمایش عملی نیز مورد بررسی قرار گیرد.

فلزیاب تصویری چیست؟

فلزیاب تصویری فرکانسی یکی از پیشرفته‌ترین زیرمجموعه‌های فلزیاب‌های فرکانسی است که علاوه بر شناسایی و نقطه‌زنی هدف، اطلاعات حاصل از پاسخ فلز را به‌صورت عددی و تصویری در اختیار اپراتور قرار می‌دهد.

در این سیستم‌ها، دستگاه بر اساس فرکانس و پاسخ دریافتی از هدف، اطلاعات مربوط به آن را تحلیل کرده و برای تفکیک بهتر فلزات از عدد VDI استفاده می‌کند. هر هدف بر اساس پاسخ دریافت‌شده در محدوده‌ای از اعداد VDI قرار می‌گیرد و اپراتور می‌تواند با بررسی این عدد، اطلاعات بیشتری درباره نوع احتمالی هدف به دست آورد.

یکی از قابلیت‌های مهم در فلزیاب‌های فرکانسی تصویری، امکان انتقال اطلاعات دستگاه به نرم‌افزارهای تخصصی تحلیل و تفکیک است.

در سیستم‌های مجهز به نرم‌افزار اختصاصی ColorPro (کالرپرو)، اطلاعات دریافت‌شده از هدف بر اساس جدول عددی VDI پردازش شده و نتیجه به‌صورت تفکیک رنگی و عددی نمایش داده می‌شود.

به این ترتیب، اپراتور به‌جای مشاهده یک تصویر ساده، می‌تواند پاسخ هدف را هم‌زمان بر اساس رنگ و عدد VDI بررسی کند. نرم‌افزار ColorPro با تبدیل داده‌های دریافت‌شده به خروجی قابل تحلیل، امکان مقایسه پاسخ اهداف مختلف و تشخیص بهتر محدوده احتمالی فلز را فراهم می‌کند.

مهم‌ترین قابلیت‌های فلزیاب فرکانسی تصویری

• شناسایی و نقطه‌زنی محل هدف
• نمایش عدد VDI هدف
• تفکیک فلزات بر اساس پاسخ عددی VDI
• انتقال اطلاعات به نرم‌افزار تخصصی
• استفاده از نرم‌افزار ColorPro برای تفکیک رنگی و عددی
• نمایش و تحلیل اطلاعات هدف به‌صورت تصویری
• امکان مقایسه پاسخ اهداف مختلف بر اساس جدول VDI
• افزایش اطلاعات اپراتور برای تحلیل نوع احتمالی هدف

در واقع تفاوت مهم فلزیاب فرکانسی تصویری با یک سیستم فرکانسی ساده در نوع اطلاعاتی است که در اختیار اپراتور قرار می‌دهد. در این سیستم‌ها، پاسخ هدف فقط به‌صورت یک هشدار ساده اعلام نمی‌شود؛ بلکه عدد VDI و اطلاعات پردازش‌شده در نرم‌افزار ColorPro نیز می‌تواند برای تحلیل و تفکیک هدف مورد استفاده قرار گیرد.

البته عدد VDI را نباید به‌عنوان شناسنامه صددرصدی یک فلز در نظر گرفت؛ زیرا اندازه هدف، عمق، شرایط زمین و نحوه قرارگیری فلز می‌تواند روی پاسخ دریافتی تأثیر داشته باشد. به همین دلیل، ترکیب عدد VDI، تفکیک رنگی ColorPro و تحلیل اپراتور معیار مناسب‌تری برای بررسی هدف است.

تفاوت فلزیاب مغناطیسی و فلزیاب فرکانسی چیست؟

یکی از مهم‌ترین سؤالات هنگام انتخاب دستگاه این است که فلزیاب مغناطیسی بهتر است یا فلزیاب فرکانسی؟

پاسخ به نوع کاربرد بستگی دارد.

در تقسیم‌بندی این مقاله، سیستم‌های مغناطیسی مانند PI و VLF بیشتر برای تشخیص مستقیم و نقطه‌زنی هدف در عمق کم مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در مقابل، سیستم‌های فرکانسی بسته به طراحی آنها می‌توانند برای ردیابی، تعیین محدوده، بررسی و تحلیل هدف یا اسکن زمین در عمق بالاترمورد استفاده قرار گیرند.

بنابراین این دو گروه را نباید صرفاً رقیب یکدیگر دانست.

در یک عملیات کاوش ممکن است یک سیستم برای کاهش محدوده جست‌وجو مورد استفاده قرار گیرد و سپس سیستم دیگری برای بررسی دقیق و نقطه‌زنی هدف استفاده شود.

به همین دلیل انتخاب نوع فلزیاب باید بر اساس هدف و نوع عملیات موردنظر انجام شود.

عمق فلزیاب چقدر است؟

یکی از رایج‌ترین سؤالات کاربران این است که:

فلزیاب تا چند متر می‌تواند فلز را تشخیص دهد؟

برای این سؤال نمی‌توان یک عدد ثابت تعیین کرد.

عمق کاوش فلزیاب به عوامل مختلفی بستگی دارد که مهم‌ترین آنها عبارت‌اند از:

• نوع و فناوری فلزیاب
• قدرت و طراحی دستگاه
• اندازه هدف
• جنس هدف
• شکل و سطح هدف
• نوع و اندازه کویل یا سنسور
• شرایط زمین
• میزان مواد معدنی موجود در خاک
• نحوه تنظیم و استفاده از دستگاه

برای مثال یک قطعه کوچک طلا و یک جسم فلزی بزرگ حتی در صورت قرار گرفتن در شرایط یکسان، پاسخ مشابهی در دستگاه ایجاد نمی‌کنند.

معمولاً هرچه ابعاد و سطح مؤثر هدف بزرگ‌تر باشد، امکان تشخیص آن در فاصله بیشتری وجود دارد.

به همین دلیل اعلام یک عدد مانند «عمق ۳ متر» بدون مشخص کردن ابعاد هدف، نوع فلز و شرایط تست اطلاعات کاملی درباره عملکرد واقعی یک فلزیاب ارائه نمی‌دهد.

سؤال دقیق‌تر این است:

فلزیاب چه هدفی را با چه ابعادی، در چه عمقی و تحت چه شرایطی می‌تواند تشخیص دهد؟

پاسخ به این سؤال معیار بسیار مناسب‌تری برای مقایسه دستگاه‌ها است.

کدام نوع فلزیاب بهتر است؟

بهترین فلزیاب برای تمام کاربران و تمام شرایط وجود ندارد.

انتخاب سیستم مناسب به نوع هدف، اندازه هدف، شرایط زمین و روش کاوش بستگی دارد.

اگر هدف اصلی نقطه‌زنی اهداف متوسط و بزرگ و دستیابی به عمق مناسب باشد، فلزیاب‌های پالسی می‌توانند گزینه مناسبی باشند.

اگر تفکیک فلزات و تشخیص اهداف کوچک اهمیت بیشتری داشته باشد، سیستم‌های VLF معمولاً گزینه مناسب‌تری هستند.

برای بررسی اهداف آهنی بزرگ و تغییرات میدان مغناطیسی می‌توان از مگنتومتر استفاده کرد.

اگر هدف بررسی یک محدوده وسیع و کاهش منطقه جست‌وجو باشد، سیستم‌های آنتنی برای چنین کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

و زمانی که اسکن و تحلیل اطلاعات یک محدوده از زمین موردنظر باشد، سیستم‌های فلزیاب تصویری فرکانسی کاربرد پیدا می‌کنند.

بنابراین قبل از خرید فلزیاب بهتر است ابتدا نوع کاربرد مشخص شود و سپس فناوری مناسب برای همان کاربرد انتخاب شود.

جمع‌بندی؛ فلزیاب چیست و چه انواعی دارد؟

فلزیاب دستگاهی الکترونیکی برای شناسایی اجسام فلزی است که با ایجاد، ارسال یا دریافت میدان‌ها و سیگنال‌های مختلف و تحلیل تغییرات ایجادشده توسط هدف، وجود یا موقعیت احتمالی فلز را بررسی می‌کند.

فلزیاب‌ها از نظر فناوری و کاربرد انواع مختلفی دارند.

در تقسیم‌بندی مورد استفاده در این مقاله، سیستم‌های یابنده را در دو گروه اصلی فلزیاب‌های مغناطیسی و فلزیاب‌های فرکانسی بررسی کردیم.

سیستم‌های مغناطیسی شامل فناوری‌هایی مانند PI، VLF، TR و BFO هستند و مگنتومتر نیز برای شناسایی تغییرات میدان مغناطیسی و اهداف دارای خواص مغناطیسی کاربرد دارد.

در گروه سیستم‌های فرکانسی نیز فلزیاب‌های آنتنی و فلزیاب‌های تصویری برای کاربردهایی مانند تعیین محدوده، ردیابی، اسکن و تحلیل هدف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نوع هدف، ابعاد هدف، عمق مورد انتظار، شرایط زمین و نوع عملیات کاوش مشخص می‌کند کدام سیستم انتخاب مناسب‌تری است.

به همین دلیل هنگام انتخاب فلزیاب، شناخت فناوری و کاربرد دستگاه اهمیت بیشتری از مقایسه صرف اعدادی مانند عمق و شعاع اعلام‌شده دارد.

سوالات متداول درباره فلزیاب