|
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
|