Metal detection and Technique

The differences and terminology

(this page will soon be translated in English)
 

Voorwoord

Er bestaan nogal wat verschillende merken en typen metaaldetectoren. De detector moet passen bij de categorie objecten waarnaar men wil speuren en bij het materiaal of de bodemsoort waarin het is verborgen. In tegenstelling tot wat regelmatig wordt beweert bestaat er niet zoiets als een All-Round metaaldetector die voor alle doeleinden geschikt is. 

Deze term bestaat in de industrie eigenlijk niet maar mag best worden gebruikt in de hobbywereld omdat ermee bedoelt wordt dat hij voor zeer veel verschillende grond- en metaalsoorten geschikt is maar wanneer het voor professioneel gebruik bedoeld is, zoals transportbanddetectie of professioneel veldwerk (boven of onder water), dan is het belangrijk te beseffen dat All-Round toch echt wel zijn beperkingen heeft zodat naar het juiste systeem moet worden gezocht.

Om tot de beste resultaten te kunnen komen zal er eerst moeten worden gekozen voor het juiste type metaaldetector bij een bepaalde opsporing. Soms bestaat deze "metaaldetector" uit meerdere detectoren, vaak bij veldwerk of  werkzaamheden onder water, zodat er gebruik moet worden gemaakt van uiteenlopende systemen. 

Niet zeldzaam worden er zelfs volledig andere instrumenten ingezet als ondersteuning bij de opsporing zoals diverse Sonar systemen en (D)GPS (Differential Global Positioning System). Ook landmeetapparatuur wordt vaak gebruikt bij opsporingswerkzaamheden op het land of kleinere rivieren en/of meertjes.

Wat verstaat men onder "Systemen"

Systemen zijn uiteraard geen merken of typen metaaldetectoren, alhoewel dit soms verwarrend kan zijn. Vroeger werd er bijvoorbeeld gesproken over een VLF metaaldetector waarbij VLF stond voor Very Low Frequentie (zeer lage frequentie) De vraag is uiteraard, wat is dan "zeer laag". In de wereld van de metaaldetectoren voor veldgebruik moet men dan denken tussen ongeveer 1,5 tot 20 KHz. 

1 KHz is 1000 Hz en betekend een wisselend uitgezonden veld dat 1000 keer per seconde een keer gewisseld heeft tussen plus en min. Elektriciteit in huis bijvoorbeeld bestaat uit 50 Hz en wisselt dus 50 keer per seconde.

Tegenwoordig echter zijn er metaaldetectoren, normaal van het Puls-Inductie of PI principe, die beneden de 0,5 KHz ofwel 500 Hz werken. Zelfs nog lager is mogelijk bij b.v de zogenaamde Magnetometer (later hierover meer) waarvan er veel op 1 tot 10 Hz werken ofwel 0,001 tot 0,01 KHz. 

De VLF metaaldetectoren worden vrijwel uitsluitend genoemd wanneer men doelt op een zogenaamde Inductie-Balans metaaldetector vaak alleen voor hobbygebruik bestemd. Maar zoals bovenstaand duidelijk wordt, vallen ook PI detectoren onder de term "VLF".

Transportband detectoren werken vrijwel uitsluitend volgens het Inductie-Balans of Puls-Inductie principe. Hierbij wordt de term VLF veelal vermeden. De transportband Inductie-Balans of I.B metaaldetectoren opereren vaak in het frequentiegebied tussen 50 tot 150 KHz en soms tot enkele MHz (1 MHz is 1000 KHz) De Transportband metaaldetectoren die volgens het P.I principe werken komen meestal uit op zo'n 500 Hz (of 0,5 KHz) 

Het is dus verstandig de echte systeembenamingen te kennen met hun mogelijkheden zodat er een goed onderscheidt ontstaat. Laten we eerst eens stilstaan bij de Inductie-Balans of I.B metaaldetector. Deze detector wordt als velddetector vaak verkocht als "DE" hobbydetector en wanneer er een hobbydetector wordt besproken betreft het vrijwel alleen het I.B systeem.

Daarnaast zoals reeds genoemd bestaat er het Puls-Inductie of P.I systeem. Deze detector vindt zijn toepassing als velddetector meestal bij industrieel gebruik of als transportband detector. Bodemonderzoekers, wegenbouwers en nog veel meer maken vaak dankbaar gebruik van dit systeem. 

Daarnaast noemen we als laatste, ondanks nog een scala aan meerdere systemen, de magnetometer, een instrument dat verstoring van het aardmagnetisme kan meten, veroorzaakt door meestal stalen objecten maar ook door zeer veel andere oorzaken (hierover later meer). 

Wat voor soort detector ?

Het is dus van wezenlijk belang erbij stil te staan wat de hoofdzakelijke categorie wordt waarin men interesse heeft zodat men kan bepalen wat voor soort metaaldetector er moet worden aangeschaft. 

Een metaaldetector die voor "alle" doeleinden of categorieën geschikt is bestaat niet zoals reeds opgemerkt. Er zal altijd naar een compromis moeten worden gezocht. Een velddetector voor het opsporen van zeer kleine objecten is bijvoorbeeld niet speciaal ontworpen om grote diepliggende objecten op te sporen en andersom. Of een transportband detector b.v wordt afgestemd (afgeregeld) op het te onderzoeken product. 

Motion, Slow-Motion en Non-Motion detectoren:

Met Motion, Slow-Motion of Non-Motion detectoren wordt het nu volgende bedoeld. Motion is de Engelse benaming voor beweging. Slow staat voor "langzaam" en Non voor "geen".

De zoekschijf of sensor van een metaaldetector die volgens het Motion of Slow-Motion principe werkt moet te allen tijde in beweging blijven om een object te kunnen waarnemen. Bij de transportband detector blijft het product constant in beweging zodat de sensor gefixeerd kan blijven. Dit type detectoren is over het algemeen veel stabieler dan de Non-Motion detector. De Non-Motion detector is echter normaal gesproken iets gevoeliger maar dit effect valt grotendeels weg omdat de gevoeligheid vaak iets moet worden teruggenomen door de aan Non-Motion inherente grotere storingsgevoeligheid.

De Motion of Slow-Motion detector heeft als groot voordeel dat de zoekschijf, van velddetectoren, relatief dicht bij een metalen object zoals een tuinhek o.i.d. kan speuren waarbij het ongewenste metalen object kan worden genegeerd, mits de juiste bewegingsrichting van de zoekschijf wordt gekozen. Bij de transportband detector zorgt de Motion functie voor een relatief kleine z.g. metaalvrije zone. De metaalvrije zone is het gebied rondom een detector waar zich geen of een minimum aan metaal mag bevinden om de werking van de detector niet te beïnvloeden. 

Een voordeel bij de Non-Motion transportband detector is dat wanneer de transportband stilvalt met het te detecteren metaal in de nabijheid van de sensoren, dit object niet ogenblikkelijk wordt genegeerd. De detector blijft reageren zolang het object binnen de detectierange van de sensor ligt. Bij Slow-Motion detectie zal de detector na enige tijd het object alsnog negeren.

Alle objecten die ten opzichte van de zoekschijf of sensor statisch zijn ofwel op exact dezelfde afstand blijven worden niet waargenomen. Bij velddetectoren kan als voorbeeld een klein metalen voorwerp op de zoekschijf worden geplakt waarbij deze in eerste instantie kort wordt waargenomen maar daarna meteen wordt genegeerd. Andere objecten die daarna de zoekschijf passeren worden wel waargenomen.

Het is door dit effect echter met een Motion of Slow-Motion detector onmogelijk zeer grote objecten continu waar te nemen aangezien dit type metaaldetectoren zich inregelt op het object en het daardoor uitfiltert.

Vandaar dat in de Survey wereld bij het speuren naar o.a. scheepswrakken, opslagtanks in de bodem en andere grote objecten vrijwel uitsluitend gebruik gemaakt wordt van Non-Motion detectoren.

Bij het voorbeeld van een scheepswrak kan een Non-Motion detector gedurende de gehele lengte van het wrak een signaal afgeven, meestal verzonden naar een computer, zodat de contouren kunnen worden vastgesteld.

De verschillende systemen

Inductie-Balans ofwel I.B:

De I.B metaaldetector heeft zijn naam te danken aan het toegepaste systeem. Feitelijk werkt het systeem redelijk simpel. Om het niet al te technisch te maken zullen we de zoekschijf vergelijken met drie magneten die als volgt zijn geplaatst. De linker- en rechtermagneet zijn in een vaste opstelling geplaatst (gelijmd). De middelste magneet is op een draaipunt in het centrum gemonteerd. Zolang de opstelling niet verstoord wordt zal de middelste magneet exact in "balans" liggen. 

 

Wanneer er echter een metalen voorwerp passeert, zal de middelste magneet plotseling uit balans raken en dit te meer naarmate het passerende object groter is. De twee buitenste magneten blijven liggen omdat ze gefixeerd waren met lijm. Op een soortgelijke wijze werkt ook de I.B metaaldetector waarbij de beide buitenste magneten de zendspoel vertegenwoordigen en de binnenste de ontvangstspoel. Het zal hierbij duidelijk zijn dat hoe groter het passerende voorwerp is, hoe groter de draaiing van de magneet ofwel hoe groter het ontvangen signaal in de metaaldetector zal zijn.

 

Discriminator:

Het is met de I.B metaaldetector mogelijk onderscheid te maken tussen diverse metaalsoorten. Vrijwel alle I.B metaaldetectoren zijn uitgerust met een zogenaamde "discriminator". Door gebruik te maken van deze functie kunnen metalen objecten zoals spijkers, flesdoppen, medicijnstrippen, zilverpapier, trekringen van blikjes en nog veel meer worden weggeregeld terwijl andere voorwerpen zoals munten, sieraden etc. wel worden gedetecteerd.

Deze functie werkt echter niet feilloos. Wanneer de fabrikant van zo'n metaaldetector de gevoeligheid niet met opzet gereduceerd heeft, zal de discriminatiefunctie voor niet meer dan zo'n 60 tot 70 % nauwkeurig zijn. Dit betekent dat de metaaldetector zich voor 30 tot 40 % "vergist" met als gevolg het afwijzen van gewenste en waardevolle objecten. Veelal heeft dit te maken met de vorm van het metaal, de hoek waaronder het voorwerp onder de zoekschijf passeert, de grootte en nog veel meer.

Het heeft ook veel te maken met de afstand van het object tot de zoekschijf. Wanneer deze afstand groter wordt zal een gewenst object eerder worden afgewezen door de dicriminator. Vandaar dat een enkele fabrikant ertoe is overgegaan de gevoeligheid van een metaaldetector te reduceren zodat alleen sterke signalen ofwel objecten die dichter onder de zoekschijf passeren worden waargenomen. Dit resulteert in een verbeterde analyse door de discriminator, vaak tot zo'n 90 % nauwkeurig, echter gaat dit gepaard met een sterk verminderd penetratievermogen of dieptewerking.

In de praktijk blijkt dat het wenselijk is de discriminator zo min mogelijk te gebruiken. Dit omdat al vrij snel interessante voorwerpen onbedoeld worden genegeerd door de detector.

Notch en het verschil met een discriminator:

Met de Notch functie is het mogelijk de metaaldetector zo af te regelen dat 1 metaalsoort of object wordt genegeerd of juist geaccepteerd. In een ideale situatieschets worden bij "negeren" alle andere objecten geaccepteerd behalve het ingestelde object of metaalsoort. Bij "accepteren" wordt 1 metaalsoort of object gedetecteerd en alle andere afgewezen.

Het grote verschil met een discriminator is dat de Notch in staat is 1 metaalsoort of object uit te filteren terwijl de discriminator als een soort schuifregelaar werkt. Alle objecten die in het ingestelde discriminatiegebied liggen worden afgewezen. Dus hoe hoger de discriminator wordt ingesteld, hoe meer metaalsoorten of objecten worden genegeerd. Eigenlijk is een Notch dus ook een type discriminator, in de basisvorm alleen voor 1 metaalsoort of object bedoeld.

Met de opkomst van o.a. DSP Digital Signal Processing is het mogelijk de Notch functie uit te breiden. Op de duurdere hobbydetectoren is er daarom geen sprake meer van een Notch of "filter" voor 1 metaalsoort of object maar vele tientallen. Zo is het daardoor theoretisch mogelijk alle ongewenste metaalsoorten of objecten uit te filteren zodat alleen gewenste objecten worden gedetecteerd.

De nadruk ligt hier op theoretisch aangezien ook de Notch functie een nauwkeurigheid bezit van zo'n 60 tot 70 %. In de praktijk betekend dit dat de Notch net als de discriminator beter kan worden uitgeschakeld om te voorkomen dat gewenste objecten zoals b.v. zilveren muntjes, gouden ringen etc. worden gemist. Deze voorwerpen worden veelvuldig afgewezen bij het gebruik van de Notch of discriminator. Alleen bij bodemsoorten die zwaar zijn vervuild met metaaldelen kan een Notch en/of discriminator welkom zijn.

D-GPS:

GPS staat voor Global Positioning System. De GPS vindt zijn toepassing veelal in de scheepvaart maar ook op het land. Landmeters en weg- / waterbouwers maken dankbaar gebruik van het GPS systeem. Ook de metaaldetector-professional of hobbyist kan er baat bij hebben een GPS aan te schaffen.

De GPS is simpel gesteld een instrument dat de hoek meet tussen verschillende satellieten die in een continu baan om de aarde zijn gebracht als eerste door de Amerikaanse defensie. Door de hoekberekening kan een relatief nauwkeurige positie worden berekend, tegenwoordig tot op een 5 tot 10 meter nauwkeurig. Het systeem werkt wereldwijd, van de polen tot de evenaar. 

Echter een aantal jaren geleden was de GPS voor civiele doeleinden nauwkeurig tot op zo,n 100 meter of minder. Dit was o.a. voor de scheepvaart voldoende maar voor diverse andere toepassingen niet. De oorzaak was de zogenaamde SA of Selective Availability. De Amerikaanse defensie had het uitgezonden signaal destijds voorzien van een kleine fout (SA) zodat alleen zij in staat waren veel grotere nauwkeurigheden te behalen. 

In die tijd bestond ook de zogenaamde Differential ontvanger, oorspronkelijk in het leven geroepen om de natuurlijke fout in GPS apparatuur te corrigeren met de daaraan gekoppelde naam D-GPS (Differential-GPS). Als interessante bijkomstigheid was dat het systeem ook in staat bleek de genoemde SA fout te corrigeren.

Het systeem zorgde "kunstmatig" voor een correctie op het bestaande signaal door bijvoorbeeld de exact bekende positie van een grondstation (basis station) in de ontvangst en berekening van de positie te verwerken. Dit basisstation zond een correctiesignaal door naar de GPS ontvanger zodat er een veel grotere nauwkeurigheid mogelijk werd dan de bestaande 100 meter of minder.

Op dit moment is het mogelijk met behulp van een Differential signaal dat ontvangt volgens het RTK of LRK data-formaat (protocol) nauwkeurigheden te behalen tot centimeters. Aangezien dit RTK / LRK signaal niet altijd kosteloos is en speciale relatief duurdere apparatuur vereist, is het zogenaamde RTCM data-formaat (protocol) meer gangbaar. 

Een GPS met een RTCM differential ontvanger kan een nauwkeurigheid behalen van vaak meer dan 3 meter, afhankelijk van een aantal factoren. De bijbehorende bakens staan bekend onder de naam IALA bakens. 

Het WADGPS (Wide Area Differnetial GPS) signaal is een bekend differential signaal dat wereldwijd wordt ondersteunt maar ook redelijk kostbaar is.

Op dit moment kan men gebruik maken van een ander soort differential systeem genaamd WAAS en/of EGNOS zodat er geen externe differential ontvanger meer nodig zal zijn naast de gewone GPS. In Europa is het EGNOS systeem reeds operationaal (vaak WAAS genoemd) en vrijwel alle huidige GPS ontvangers zijn uitgerust met de WAAS / EGNOS ondersteuning zodat een nauwkeurigheid van 1 tot 3 meter behaald kan worden.

Het vastleggen van de locatie op plaatsen waar men een object in de bodem heeft waargenomen, zowel op het land als op het water, is tegenwoordig dus redelijk eenvoudig geworden met gebruikmaking van de (D)-GPS ontvanger.

Binnenkort meer informatie

--Divider--

Metaldec International wenst u veel succes toe 

bij uw speurtocht naar de juiste detector.