معلومات عن كاشف المعادن

المعادن

هناك شروط يجب توافرها لكي يُطلق على المادة اسم معدن، فجميع المعادن تكون صلبة، فبينما قد تحتوي المياه على معادن، لكن لا يمكن أن تكون المياه بحد ذاتها معدن لأنها سائلة، ويتم تشكيل جميع المعادن بشكل طبيعي، هذا يعني أنه لا يمكن تصنيعها في المختبر، فالجواهر الاصطناعية ليست معادن، وبالإضافة لذلك فجميع المعادن لها تركيبة كيميائية فريدة ومحددة، بما يجعل المعدن مختلفًا عن المعادن الأخرى، وجميع المعادن لها هيكل بلوري، وهي دائمًا مرتبة في نمط هندسي منظم، فالمعادن التي من نفس النوع، لها دائمًا نفس الترتيب الهندسي لذراتها، وسيتناول هذا المقال معلومات عن كاشف المعادن.^[١]

كيف يتم الحصول على المعادن

قبل الحديث عن كاشف المعادن، لابد أولًا من توضيح أن المعادن تتكون من خلال عمليات غير عضوية بطيئة تحدث في قشرة الأرض، وتُعرف المادة النقية التي يتم استخراج المعادن منها بالخام، ويتم الحصول على المعادن من الأرض عن طريق عملية تعرف بالتعدين، ويتم استخراج بعض المعادن من سطح الأرض، فعندما تكون رواسب الخام كبيرة للغاية، يتم إنشاء حفرة ضخمة باستخدام آلات الحفر من أجل الوصول إلى خام المعادن، ثم يتم أخذ الخام بعيدًا ليتم تكريره، وفي بعض الأحيان، يتم العثور على الخام في منطقة واسعة جدًا لكنها ليست عميقة جدًا في الأرض، والطريقة المستخدمة لإزالة الخام في تلك الحالة تعرف باسم التعدين الشريطي، فبدلًا من إنشاء حفرة واحدة كبيرة على الأرض، يتم حفر الخنادق الضيقة الطويلة، وبمجرد إزالة الخام يتم التخلص من التربة التي تم حفرها في الشريط مرة أخرى، ثم تملأ الخنادق.
وهناك طريقة أخرى تُعرف باسم التنقيب عن الجدران الطويلة، وهي تستخدم عندما يتم قطع الفحم من الجدار، وهناك طريقة أخرى تتم من خلال استخراج المحاليل، وهي تتحقق عندما يتم حقن الماء الساخن في الخام لإذابته، وهناك التعدين في أعماق البحار، وعمليًا، تعدّ جميع الموارد المعدنية على الأرض، موجودة تحت سطح البحر، لكن التطورات في هذا المجال محدودة بسبب تكاليف الاستخراج التي تزداد مع عمق المياه، وكذلك بسبب الوفرة النسبية للموارد على الأرض، وأيضًا بسبب المسائل السياسية التي تنطوي على ملكية موارد المحيطات العميقة.^[٢]

كاشف المعادن

يتكون كاشف المعادن النموذجي خفيف الوزن من أجزاء قليلة فقط، وهي: المثبت؛ وهو يستخدم للحفاظ على الوحدة ثابتة أثناء مسحها للخلف وللأمام، ويتكون أيضًا من مربع التحكم، الذي يحتوي على الدوائر وأجهزة التحكم ومكبر الصوت والبطاريات والمعالج الدقيق، ثم الرمح، وهذا يربط مربع التحكم والملف، وغالبًا ما يكون قابل للتعديل حتى يتم ضبطه على مستوى مناسب لمن يقوم بالكشف به عن المعادن، وأخيرًا ملف البحث، وهو الجزء الأخير من كاشف المعادن، فهو يستشعر المعدن بالفعل، وتستخدم أجهزة الكشف عن المعادن واحدة من ثلاث تقنيات، ويمكن توضيح تلك التقنيات كالآتي:^[٣]

تقنية VLF

تعتمد تلك التقنية من تقنيات كاشف المعادن، على ظاهرة تعرف باسم مرحلة التحول، وتحول الطور هو الفرق في التوقيت بين تردد ملف الارسال وتردد المعدن المستهدف، ويوفر التحول في الطور للكشف عن المعادن، القائمة على تقنية VLF، قدرة تسمى التمييز، ونظرًا لاختلاف معظم المعادن في كل من الحث والمقاومة، يقوم كاشف المعادن VLF بفحص مقدار تحول الطور، باستخدام زوج من الدوائر الكهربية، ويقوم كاشف المعادن بعد ذلك بإخطار الشخص الذي يستخدمه بنبرة صوتية، أو من خلال مؤشر مرئي، بشأن نطاق المعادن المحتملة.

تقنية PI

وهو الشكل الأقل شيوعًا لكاشف المعادن، وهو يعتمد على تحريض النبض، على عكس كاشف المعادن VLF، وقد تستخدم أنظمة PI ملفًا واحدًا كجهاز إرسال وجهاز استقبال، أو قد يكون لديها ملفان أو حتى ثلاثة ملفات تعمل معًا، حيث ترسل هذه التقنية نبضات قوية من التيار عبر لفائف من الأسلاك، وكل نبضة تولد مجالًا مغناطيسيًا، وكاشف المعادن PI ليس جيد جدًا في التمييز والتعرف على المعادن، لأن طول النبضة المنعكسة من المعادن المختلفة لا يمكن فصله بسهولة، ومع ذلك، فهو مفيد في العديد من الحالات التي قد يواجه فيها كاشف المعادن VLF صعوبة.

تقنية BFO

الطريقة الأساسية للكشف عن المعادن تستخدم تقنية تسمى مذبذب ضربات التردد BFO، وفي نظام BFO، هناك ملفان من الأسلاك، ويرتبط كل ملف بمذبذب يولد الآف نبضات التيار في الثانية، حيث يتم تعويض تردد هذه النبضات قليلًا بين الملفين، وعندما تنتقل النبضات عبر كل ملف، يولد الملف موجات راديو يلتقطها جهاز الاستقبال الصغير داخل مربع التحكم، ثم يقوم بإنشاء سلسلة صوتية من النغمات أو الدقات بناءً على الفرق بين الترددات.

المراجع[+]

1. ↑ " What Are Minerals? - Types, Properties & Examples", study.com, Retrieved 10-08-2019. Edited.
2. ↑ "How are minerals obtained?", www.quora.com, Retrieved 12-08-2019. Edited.
3. ↑ "How Metal Detectors Work", howstuffworks.com, Retrieved 10-08-2019. Edited.