جهاز كشف المعادن: ما مبدأ عمله؟ وهل هو دقيق؟

• ذات صلة
• جهاز الكشف عن الذهب: هل هو فعال؟ وما مبدأ عمله؟
• ما هو جهاز الأفوميتر؟ وما مبدأ عمله؟

تعرف على مبدأ عمل جهاز كشف المعادن

يُستخدَم جهاز كشف المعادن Metal Detector للكشف عن المعادن الموجودة في باطن الأرض قبل تكلّف عناء وتكاليف الحفر لاستخراجها، ويعتمد أساس عمل هذا الجهاز على المجال المغناطيسي؛ فيُرسل الجهاز مجالًا مغناطيسيًا من ملف بداخله إلى باطن الأرض، وهنا تُنشّط أي أجسام معدنية داخل المجال المغناطيسي لتُعيد إرسال مجال مغناطيسي خاص بها إلى ملف البحث داخل الجهاز للاستدلال على وجودها، وتوجد أنواع مختلفة من أجهزة كشف المعادن، بعضها متطوّر للغاية يُعطيك قراءات دقيقة حول الأهداف التي تبحث عنها من المعادن، وبالتالي يميّز لك بين أنواع المعادن الموجودة، وبعضها الآخر قادر على تجاهل الأهداف، أي المعادن غير المرغوب بها.^[١]

ما درجة دقة جهاز كشف المعادن؟

تعتمد دقة أجهزة كشف المعادن على عدّة عوامل، منها ما هو داخلي يتعلّق بأجزاء الجهاز نفسه، ومنها ما هو خارجي يتعلق بالتربة والمُستخدم، ولقد سعت إحدى الدراسات عام 2011 إلى الكشف عن دقة هذه الأجهزة تحت عدّة ظروف، وبينت أن أجهزة كشف المعادن ذات ملف الاستقبال الأحادي أقل دقة من أجهزة كشف المعادن التي تحتوي على ملف استقبال مزدوج، ولأن الأجهزة ذات الملف المُزدوج أدق وتشير للموقع مباشرةً، فقد شاعَ استخدامها في الكشف عن الألغام، لكن هناك عامل آخر يحدد مدى دقة أجهزة كشف المعادن، وهو ملف الاستشعار أو الحساس؛ فالأجهزة التي تحتوي على ملفات استشعار أصغر تكون أكثر دقة من التي تحتوي على ملفات استشعار أكبر حجمًا، والأجهزة التي تحتوي على رأس كشف أصغر حجمًا تكون أدق من التي تحتوي على رأس كشف أكبر.

أما فيما يخص العوامل الخارجية المؤثرة على دقة الجهاز، فإن الشخص الخبير في استخدام مثل هذه الأجهزة سُيساهم دون شك في زيادة دقة نتائجها، وبالنسبة لملف الحساسية فإنه يتأثر بعدّة عوامل تؤثر على دقته؛ مثل نوع الملف نفسه، والتصميم الإلكتروني للجهاز، وشكل ومحتوى المعدن الذي تسعى للكشف عنه، بالإضافة إلى خواص التربة الكهربائية، وأخيرًا فقد أظهرَت الدراسة أن دقة أجهزة كشف المعادن قد تصل إلى 95% لكن يمكن أن تزيد أو تنقص اعتمادًا على العوامل المؤثرة سابقة الذكر.^[٢]

ما أشهر استخدامات جهاز كشف المعادن؟

قد تعتقد أن جهاز كشف المعادن يُستخدم فقط للكشف عن المعادن الموجودة في باطن الأرض واستخراجها، كالذهب، والفضة، والنحاس، لكن هذا الاعتقاد قد لا يكون دقيقًا تمامًا؛ فهنالك استخدامات أخرى لهذا الجهاز، منها:^[٣]

• تستخدم بعض الشركات أجهزة كشف المعادن للكشف عن وجود ملوثات معدنية في الأطعمة أو الأدوية.
• يستخدم أمن المطارات أجهزة كشف المعادن للكشف عن الأسلحة والأدوات الحادّة كالسكاكين، ولهذا الغرض تستخدم الجهات الأمنية الأجهزة التي تعمل بالأشعة السينية منخفضة الإشعاع.
• تُستخدم هذه الأجهزة تحت الماء أيضًا للكشف عن الأجسام المعدنية في أعماق البحار والمحيطات.
• تُستخدَم أجهزة كشف المعادن من قبل شركات الإنشاءات تحت الماء لتحديد خطوط الأنابيب والأسلاك المعدنية.
• تحتوي بعض هذه الأجهزة على تقنية معالجة دقيقة تُخبر عن وجود حبيبات خشنة في رقائق الذرة والمعكرونة.
• استُخدمَت أجهزة كشف المعادن منذ عام 1881 لأغراض التشخيص في المجال الطبي، وقد ساهمت في الكشف عن وجود الأجسام الغريبة في أجسام بعض الناس؛ كالرصاص، والشظايا الموجودة داخل العين، والعملات المعدنية التي يبتلعها بعض الأشخاص عن طريق الخطأ.^[٤]
• يُستخدم جهاز الكشف عن المعادن للكشف عن الألغام الأرضية.^[٢]

قد يُهِمُّكَ: هل يمكن صنع جهاز كشف للمعادن تحت الأرض؟

يمكنك صنع كاشف معادن بسيط في المنزل، لكنه بالطبع سيكون بسيطًا وبدائيًا، ولا يرتقي لمستوى الأجهزة المتطورة، وإليك فيما يلي خطوات ذلك:^[٥]

• اللوازم: ستحتاج لصنع جهاز كشف المعادن إلى مقاوم بقدرة 47 كيلو أوم، ومكثفين 2 ميكروفاراد، ولوحة PCB وهي لوحة الدارة الكهربائية المخصصة لتوصيل المكونات الإلكترونية كهربائيًا،^[٦]وبطارية بقدرة 9 فولت مع مفتاح وسلك بطارية وأسلاك أخرى، وجرس ليُصدر صوت أثناء العثور على معدن، ويمكنك استبدال الجرس بمكثف 10 مايكروفاراد ومكبر صوت، وستحتاج أيضًا إلى 100 متر من الأسلاك النحاسية بقطر 0.2 مم، وشريط لاصق وغراء خشب، أما بالنسبة لأدوات العمل فستحتاج إلى لوح، وأسلاك، وكماشة، وملاقط، وأداة لحام الحديد، وأسلاك اللحام، وسكين حاد، ومسطرة وقلم رصاص، وزوج من البوصلات، وأخيرًا غراء ساخن.
• المخطط: يجب أن تعثر على مخطط لتركّب الأجزاء سابقة الذكر مع بعضها البعض، ويمكنك الضغط هنا لرؤية مخطط مقترح لجهاز كشف المعادن، لكن أضف عليه بطارية، ودارة كهربائية، وجرس أو سماعة عوضًا عنه.
• صنع الملفات: قد يكون صنع الملفات أصعب خطوة لصنع جهاز كشف المعادن، ويجب أن تصنع ملفات بعرض 90 ملم وبالتالي أنت بحاجة إلى 250 ملفًا قطر كل منها 700 ملم، أو يمكنك استخدام 290 ملفًا لتحصل على طاقة 10 أمبير، وإذا أردتَ أن تكون المهمة أسهل يمكنك شراء ملفات جاهزة، وتُصنع هذه الملفات من الأسلاك النحاسية المطلية التي يبلع قطرها 0.2 ملم؛ وذلك بلفها على بكرة مدورة من الورق المقوّى، ويجب أن تصنع 260 دورة منها وتلحمها مع بعضها، وبعد ذلك نظّف طرفي الملف بورق الصنفرة، وهذا هو الجزء الرئيسي للجهاز وبعد ذلك عليك توصيل الأجزاء الأخرى ليعمل.
• صناعة هيكل الجهاز: اصنع الآن هيكلًا للجهاز من الكرتون أو الورق المقوى، ويشتمل الهيكل على مقبض يحمل البطارية والمفتاح والدارة الكهربائية والملف الذي صنعته في الخطوة السابقة، ومن ثم قص الكرتون بالشكل الذي ترغب به لصناعة المقبض واحفر بداخله فتحات لتضع البطارية والمكونات الكهربائية الأخرى، والصق المكونات معًا بغراء الخشب، واتركه يجف لمدة 12 ساعة أو ليلة كاملة، وبعد أن يجف اصنع ثقبًا للمفتاح وثقب آخر لتمرير الأسلاك.
• تجميع القطع: الآن الصق المقبض مع مكوناته بالملف الذي صنعته سابقًا وصِلهم بلوحة الدارة الكهربائية باستخدام الغراء الساخن، ووصل جميع الأسلاك باللوحة بناءً على المخطط الموجود بالمرجع.
• الاختبار: الآن أصبح الجهاز مكتملًا ويمكنك اختباره بالضغط على زر التشغيل وتمريره فوق المعدن.

ويمكنك معرفة طريقة صناعة كاشف المعادن بمزيدٍ من التفصيل عبر قراءة: كيفية صنع كاشف المعادن.

المراجع

1. ↑ "HOW METAL DETECTORS WORK", minelab, Retrieved 27/5/2021. Edited.
2. ^ ^{أ ب} Kazunori Takahashi (1/10/2011), "Metal Detector Pinpointing Accuracy Under Field Conditions ", The Journal of Conventional Weapons Destruction, Issue 3, Folder 15, Page 67-68. Edited.
3. ↑ David Fishman, "Metal Detectors Are Used For So Many Purposes", street directory, Retrieved 27/5/2021. Edited.
4. ↑ G P Conners (1/8/2005), "Diagnostic uses of metal detectors: a review", National Library of Medicine, Issue 8, Folder 59, Page 1. Edited.
5. ↑ vonPongrac, "Simple Metal Detector", instructable scircuits, Retrieved 27/5/2021. Edited.
6. ↑ "What is a PCB or Printed Circuit Board?", euro circuits, Retrieved 27/5/2021. Edited.