금속탐지기의 금속탐지 원리에 대한 질문

Question

유튜브를 보면 금속탐지기로 우리 주변에서 금속을 찾는

컨텐츠가 많은데요..

금속탐지기는 어떠한 과학적 원리로 동전, 귀중품 등

땅속의 금속을 찾을 수 있는건가요?

전문가님 답변 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

금속 탐지기는 전자기 유도 현상으로 금속을 감지합니다.

전자기 유도 현상이란 코일(도선)이 있고, 코일 주변에 자석(또는 전자석)이 움직이거나 자기력이 변화하고 있을 때 코일(도선)에 유도 전류가 흐르는 현상을 말합니다.

금속 탐지기는 하나의 코일입니다. 이 코일에 변화하는 전류를 흘려보내 변화하는 자기장을 만들어 내죠.

그리고 이 변화하는 자기장이 외부 금속에 닿게되면, 금속의 입장에서는 외부의 자기장에 변화로 전자기 유도 현상이 발생합니다. 즉, 금속에 유도 전류가 흐르죠. 그렇게 되면 금속 또한 하나의 자석이 됩니다. 이 금속이 자석이 되어 자기장을 만들고, 만들어진 자기장이 금속 탐지기에 영향을 미쳐 예상과 다른 전류가 흐르게 되죠. 이 때 경고음이 작동함으로써 금속을 탐지하는것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

금속 탐지기는 탐지기에서 송신하는 자기장에 의하여 금속 안에 맴돌이전류가 발생하고, 맴돌이전류가 만들어낸 자기장을 탐지기의 수신부가 측정하는 방법을 이용한다. 그림 1은 가장 일반적인 저주파(very low frequency) 방식 금속 탐지기의 개념도이다. 바깥쪽에는 송신 코일이 있어 자기장을 송신하며 안쪽에는 작은 수신 코일이 있어 조사 대상으로부터 오는 미세한 자기장을 감지할 수 있다. 금속의 맴돌이전류에 의해 발생한 자기장이 수신 코일을 지나면 전자기유도에 의해 코일에 자기장의 변화에 반대되는 방향으로 기전력이 발생하여 전류가 흐르며, 이 전류값을 읽어 금속의 존재 유무를 감지할 수 있다. 금속이 없는 경우에 탐지기로부터 온 자기장은 수신부에서 감지되지 않도록 차폐되거나 적절히 배치되어 있다. 그림 1에서는 맴돌이전류가 만들어낸 자기장을 수신하는 수신 코일이 별도로 있으나, 금속 탐지기 세부 방식에 따라 코일 하나가 수신과 송신을 겸하기도 한다. 자기장 탐지 방식에 따라, 세부적으로 금속 탐지기 유형을 나눌 수 있다.

Answer 3

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

금속탐지기의 서치코일에 교류 전류를 흘려주면 코일에 주기적으로 변하는 자기장이 발생합니다.

만일 이 코일 아래 금속 물질이 있다면 자기장에 변화가 생기고 변화된 자기장에 의해 와전류가 유도된다

유도된 와전류에 의해 금속 물질이 자기장을 발생키면 탐지기는 이 자기장의 변화를 감지하여 탐지자에게 알려주게 됩니다.

Answer 4

금속탐지기는 전기 신호를 보내 일정한 세기의 전기신호를 검출하는 방식으로 금속을 탐지합니다.

즉, 탐지할 금속이 자기장에 의해 와전류를 방출하면 그것을 탐지합니다.

금속이 아닌 비금속은 탐지하지 못한다. 즉, 목재, 유리, 돌은 불가능합니다.

금, 은, 동, 알루미늄은 훌륭한 전도체이기 때문에 금속탐지기로 검출 가능합니다.