Metalldetektor
Ein Metalldetektor ist ein Gerät zur Lokalisierung von verborgenen Metallteilen, Rohrleitungen und elektrischen Leitern.
Aufbau
Metalldetektoren bestehen aus eine Spule, deren Magnetfeld möglichst weit reichen soll. Die Form der Spule ist dazu entweder flach (Teller- oder Ringform, ohne Kern) oder gestreckt (Zylinderspule).
Die flachen Formen werden zum Absuchen von Personen oder von Bodenflächen verwendet, während die gestreckten Formen zur Lokalisierung des Verlaufes von Rohrleitungen und Kabeln in der Erde und in Wänden Einsatz finden.
Funktion
Die Änderung der Impedanz (Verlustwiderstand und Induktivität) einer elektrischen Spule bei Annäherung an Metall wird elektronisch ausgewertet und beispielsweise auf einer Skala (z.B. verschiedene LEDs) sichtbar oder durch einen akustischen Signalgeber ab einem bestimmten Schwellenwert hörbar gemacht.
Bringt man ein Metall in die Reichweite des Feldes der von Wechselstron durchflossenen Suchspule, steigt bei ferromagnetischen Stoffen (z.B. Eisen oder Nickel) oder fällt (durch Feldverdrängung, z.B. bei Kupfer, Silber oder Aluminium) die Induktivität. Bei bestimmter Art und Gestalt des Metallteiles können sich die beiden Effekte gegenseitig aufheben.
Zusätzlich ändert sich jedoch auch der Verlustfaktor der Spule, sodass aus beiden Parametern ein Signal gewonnen wird und damit sogar auf die Art des Metalles geschlossen werden kann.
Die beiden Effekte werden durch Messen der Resonanzfrequenz und der Dämpfung auseinandergehalten und bewirken eine Änderung der Phasenlage des Spulenstromes zur Spulenspannung.
Die Richtung der Änderung der Phasenlage zwischen Real- und Imaginärteil des Spulenstromes wird als Leitwert bezeichnet und gibt einen Hinweis auf die Metallart. Der Leitwert des Metallsuchgerätes ist nicht mit dem elektrischen Leitwert von Metallen zu verwechseln, hängt jedoch von diesem ab.
Für Eisenmetalle werden in der Regel negative und für Nichteisenmetalle positive Werte angezeigt.
Metalldetektoren werden zu unterschiedlichen Zwecken gebraucht, z. B. an Flughäfen zur Personenkontrolle, in Krankenhäusern, um vor der Wäsche zu kontrollieren, ob das Peronal ein Instrument in seiner Kleidung vergessen hat, um Leitungen und Rohre im Boden und in Wänden zu finden oder zur Schatzsuche.
In der Industrie werden verschiedenartige Metalldetektoren zum Produkt- und Maschinenschutz eingesetzt:
- Produktschutz: Untersuchen von Tabletten, Lebensmitteln, Hygieneartikeln auf metallische Fremdkörper
- Maschinenschutz: Untersuchen von Baumstämmen vor dem Sägen oder von Kunststoff-Granulat vor der Verarbeitung im Extruder sowie bei der Vlies- und Folienherstellung.
