تعمل أغلب أجهزة كشف المعادن التقليدية بأحد مبدأين: التردد المنخفض جداً (VLF) أو الحث بالنبض (PI). كلاهما يكشف المعدن عن طريق الحث الكهرومغناطيسي، لكن بطريقتين مختلفتين، وهذا الفرق هو ما يحدد المجال الذي يتفوق فيه كل منهما.
المبدأ المشترك: الحث
الملف الذي يمر فيه تيار كهربائي يولّد مجالاً مغناطيسياً. وعندما يصادف هذا المجال جسماً معدنياً، يولّد فيه تيارات كهربائية صغيرة تسمى التيارات الدوامية. وتنتج هذه التيارات بدورها مجالاً مغناطيسياً يلتقطه الجهاز. وتتوقف قوة هذه الاستجابة وسلوكها على حجم المعدن وشكله وقدرته على التوصيل، وعلى بعده عن القرص.
كيف يعمل جهاز VLF
يرسل جهاز VLF إشارة متناوبة مستمرة عبر ملف الإرسال بتردد ثابت، يتراوح عادةً بين بضعة كيلوهيرتز وبضع عشرات منها. ويُرتَّب ملف ثانٍ، هو ملف الاستقبال، بحيث لا يلتقط شيئاً تقريباً إلا إذا أخلّ جسم موصل أو مغناطيسي بالمجال.
عند وجود هدف، تعود الإشارة متأخرة قليلاً، وهو ما يسمى إزاحة الطور. والحديد والذهب والفضة والنحاس يُزيح كل منها الطور بشكل مختلف، وهذا ما يسمح لجهاز VLF بأن:
- يعرض رقم تعريف الهدف (Target ID) أو فئته على الشاشة؛
- يميّز بين المعادن، أي يتجاهل الحديد أو ورق الألمنيوم مع الإشارة إلى العملات والحلي؛
- يعطي نغمات مختلفة لكل نوع من المعادن.
أهمية التردد
- الترددات العالية (حوالي 18 كيلوهيرتز فما فوق) أكثر حساسية للأهداف الصغيرة ضعيفة التوصيل، مثل الكتل الذهبية الصغيرة والحلي الرقيقة.
- الترددات المنخفضة (حوالي 5 إلى 10 كيلوهيرتز) تناسب الأهداف الأكبر وعالية التوصيل، مثل العملات الفضية والنحاسية، وتصل عادةً أعمق قليلاً فيها.
- الأجهزة متعددة الترددات ترسل عدة ترددات في الوقت نفسه وتجمع النتائج، مما يجعلها متعددة الاستعمالات وأكثر استقراراً على الشواطئ الرطبة.
نقطة ضعف VLF: التربة
التربة ليست محايدة. فأكاسيد الحديد مثل المغنتيت، والأملاح الذائبة في الماء، تتفاعل مع مجال جهاز VLF. وفي التربة المتمعدنة قد تكون هذه الاستجابة أقوى بكثير من إشارة هدف صغير. لذلك تحتاج أجهزة VLF إلى ضبط توازن الأرض، وهو ما نشرحه في مقالنا حول التربة المتمعدنة. وعندما تكون التربة شديدة التمعدن، يفقد حتى جهاز VLF المضبوط جيداً جزءاً من عمقه ويصبح كثير التشويش.
كيف يعمل جهاز النبض (PI)
يرسل جهاز PI نبضات قصيرة وقوية من التيار عبر قرصه ثم يتوقف. وعند توقف النبضة، ينهار المجال المغناطيسي وتتلاشى التيارات الدوامية في المعدن القريب ببطء. ويستمع الجهاز خلال مرحلة التلاشي هذه.
السر كله في التوقيت. فإشارة التربة المتمعدنة والماء المالح تختفي بسرعة كبيرة، بينما تدوم إشارة الجسم المعدني مدة أطول. وبالبدء في القياس بعد تأخير قصير، يتجاهل جهاز PI معظم إشارات التربة، وهذا يمنحه ثلاث مزايا قوية:
- استقرار كبير في التربة المتمعدنة، بما فيها الصخور الحديدية والتربة الحمراء.
- أداء ممتاز على الشواطئ الرطبة وفي التربة المالحة.
- عمق جيد في الأهداف المتوسطة والكبيرة، خصوصاً مع الأقراص الكبيرة.
نقاط ضعف PI
- تمييز محدود. أغلب أجهزة PI لا تفرّق بشكل موثوق بين الحديد والذهب، فتحفر حديداً أكثر.
- الأهداف الصغيرة جداً قد تفوتك إذا كان التأخير طويلاً، رغم أن أجهزة PI الحديثة المخصصة للذهب مصممة للتقليل من ذلك.
- الوزن واستهلاك البطارية أعلى عموماً.
مقارنة مباشرة
| VLF | متعدد الترددات | النبض (PI) | |
|---|---|---|---|
| التمييز وتعريف الهدف | جيد جداً | جيد جداً | ضعيف |
| التربة المتمعدنة | صعبة | أفضل | ممتاز |
| الشاطئ الرطب والملح | صعب | جيد | ممتاز |
| الذهب الصغير | ممتاز بالتردد العالي | جيد | جيد إلى جيد جداً (طرازات الذهب) |
| العمق في الأهداف الكبيرة | جيد | جيد | جيد جداً |
| الوزن والسعر | خفيف وبسعر مناسب | متوسط | أثقل وغالباً أغلى |
أيهما تختار؟
- تبحث عن العملات والحلي والقطع القديمة في الحدائق والحقول والشواطئ: جهاز VLF متعدد الترددات هو الخيار الأشمل.
- تبحث عن الذهب الصغير في تربة متوسطة التمعدن: جهاز VLF مخصص للذهب بتردد عالٍ.
- تبحث عن الذهب في تربة شديدة التمعدن، أو عن أهداف أعمق: جهاز PI، مع قبول حفر حديد أكثر.
- تبحث عن أجسام كبيرة على عمق عدة أمتار أو عن فراغات: لا أحد منهما مثالي وحده؛ اطّلع على الرادار الأرضي والتصوير ثلاثي الأبعاد.
الخلاصة
أجهزة VLF تقرأ طبيعة المعدن وتجنبك الخردة، وأجهزة PI تخترق التربة الصعبة وتصل أعمق في الأهداف الكبيرة. وكثير من المنقبين ذوي الخبرة يمتلكون جهازاً من كل نوع. أخبرنا بطبيعة أرضك وهدفك، وسنقول لك أيهما سيصنع الفرق.
