معلومات عن جهاز كشف المعادن

المعادن

يعرف المعدن بأنّه مادة صلبة متجانسة طبيعية ذات تركيب كيميائي محدد وترتيب ذري، وعادةً ما يتم تشكيله بشكل غير عضوي، وهناك عدة آلاف من المعادن المعروفة، ويُذكر بأنّ ليستْ كل مادة معدنًا فالغازات، والسوائل كالزئبق، والماء لا تعتبر معادن إلا إذا كان جليدًا فيعد معدنًا كونه في حالته الصلبة، ومن ناحيةٍ أخرى فإنّ المعادن تُشكل المكونات الرئيسة للصخور فمعظمها تشكلت من معادن مختلفة، فعلى سبيل المثال يتكون صخر الغرانيت من الفلسبار والكوارتز والميكا والأمفيبول^[١]، لذلك يتم الوصول للمعادن عن طريق جهاز كشف المعادن.

جهاز كشف المعادن

يستخدم جهاز كشف المعادن الظواهر الكهرومغناطيسية والتي تعد واحدة من أهم المبادئ الفيزيائية الأساسية كونها قوة رائعة وسحرية تجمع بين قوتين مختلفتين قابلتين للقياس الكمي وهما الكهرباء والمغناطيسية، ويعمل هذا الجهاز عن طريق توليد التيار الكهربائي في ملف الإرسال الذي ينقل الحركة لرأس ذلك الكاشف وهذا بدوره يخلق مجالًا مغناطيسيًا حوله، ومن ثم يمتد بعيدًا عن هذا الملف فكلما كان التيار الكهربائي المتولد أقوى تزداد قوة المجال المغناطيسي، ومن ثم يتم تحريض أي معدن في هذا المجال مع تدفق ذلك التيار، وبعدها تُسبب التيارات الدوامة المتولدة في المعدن من إنتاج مجال مغناطيسي ضعيف مقابل المجال المغناطيسي الأولي، ويمكن لجهاز الكشف عن المعادن أو جهاز الاستقبال القدرة على التقاط إشارات مغناطيسية منعكسة ضعيفة، والتي بدورها تنبه المستخدم بإتمام عملية اكتشاف المعدن.^[٢]

ويمكن استخدام تقنية الترددات المنخفضة في جهاز كشف المعادن، وتعد هذه التقنية الأكثر استخدامًا؛ لسهولة صنعها ورُخص ثمنها والتي تعتمد على استخدام ملفين هما: ملف الإرسال ويحتوي هذا الملف على حلقة من سلك يمر فيه التيار الكهربائي بمعدل مرة مع اتجاه عقارب الساعة ومرة عكس ذلك على التناوب وبمعدل قد يصل لآلآف المرات في الثانية، وملف الاستقبال وهو ملف داخلي لولبي الشكل يحتوي على أسلاك كهربائية موجودة على شكل دائري، ويعمل هذا الملف على التقاط وتكبير الترددات القادمة عن الأجسام من باطن الأرض، ومن خلال حساب الفرق بالتوقيت بين تردد ملف الارسال والتردد القادم من ذلك الجسم يمكن لهذه التقنية القدرة على التمييز بين المعادن المختلفة.^[٢]

وأما عن التقنية الأقل استخدامًا في أجهزة كشف المعادن تقنية النبض الحثي، ويتكون الجهاز المستخدم لها من ملف واحد يعمل كجهاز إرسال وجهاز استقبال في نفس الوقت أو قد يكون لديه ملفان أو حتى ثلاثة ملفات تعمل معًا، وتعتمد هذه التقنية على إرسال تيار كهربائي على شكل نبضات قصيرة وقوية في ملف مكون من سلك دائريْ الشكل، وكل نبضة من هذه النبضات تعمل على توليد مجال مغناطيسي،وتنعكس عند انتهاء النبضة قطبية المجال المغناطيسي ليتلاشى المجال المغناطيسي بشكلٍ مفاجئ بعد ذلك مُحدثًا شرارة كهربائية قد تستمر لبضعٍ من الميكروثانية التي بدورها تنتج تيار كهربائي آخر في الملف، ويسمى ذلك التيار الكهربائي الناتج من تلك الشرارة بالنبضة المنعكسة والذي يكون مدته 30 ميكروثانية.^[٢]

الخواص الفيزيائية للمعادن

تمتلك المعادن خواص فيزيائية عدة منها: الشكل البلوري وهو الشكل الخارجي الذي يدل على الترتيب الداخلي المنظم للذرات المُكونة للمعدن والقساوة وهي مدى مقاومة المعدن للخدش، ويتم مقارنة القساوة بين المعادن المختلفة حسب مقياس يُسمى بمقياس موس الذي يعطي ترتببًا للمعادن من الأقل قساوة إلى أكثر قساوة كمعدن الماس؛ ويُضاف لهذه الخواص أيضًا الحكاكة والبريق والانفصام والمكسر^[٣]، والخاصية المغناطيسية، وتظهر هذه الخاصية في نوعان من المعادن هما:المغناتيت Fe3O4 الذي ينجذب بسهولة للمغناطيس ومعدن البيروتيت تكون الخاصية المغناطيسية فيه أضعف^[١].

المراجع

1. ^ ^{أ ب} "Mineral", www.britannica.com, Retrieved 12-8-2019. Edited.
2. ^ ^{أ ب ت} "How does a metal detector work?", www.quora.com, Retrieved 12-8-2019. Edited.
3. ↑ "What Are Minerals? - Types, Properties & Examples", study.com, Retrieved 12-8-2019. Edited.