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Wissenswertes über Metalldetektoren

Metalldetektoren sind Messgeräte, die der Ortung von metallischen Gegenständen im Erdboden, im Wasser oder in Wänden dienen. Sie basieren auf verschiedenen Messverfahren und kommen in zahlreichen Bereichen zum Einsatz. Wissenswertes zum Aufbau, zur Funktionsweise und zur Geschichte von Metalldetektoren erfahren Sie in unserem Ratgeber.

Was sind Metalldetektoren?

Metalldetektoren, auch Metallsuchgeräte genannt, kommen zum Einsatz, um metallische Gegenstände zu lokalisieren. Sie bestehen aus einer elektronischen Einheit und einer Suchsonde, bei der es sich in der Regel um eine metallische Spule handelt. Beide Elemente sind über eine Leitung miteinander verbunden. Die Spule wird von einem niederfrequentierten Wechselstrom durchflossen und erzeugt dadurch ein elektromagnetisches Feld. Wird die Sonde nun über den Boden geführt und trifft auf einen metallischen Gegenstand, ändert sich das Magnetfeld, was wiederum von der Elektronikeinheit registriert wird. Diese löst ein optisches oder akustisches Signal aus und zeigt somit den Fund eines metallischen Objekts an. Damit ein grosser Suchbereich abgedeckt werden kann, sollte das Magnetfeld der Spule möglichst weitreichend sein. Zu diesem Zweck werden verschiedene Spulenformen eingesetzt. Verwendet werden beispielsweise teller- und ringförmige, aber auch langgestreckte und sogenannte Doppel-D-Spulen (DD-Spulen) ohne Kern.

Metalldetektoren finden in vielen Bereichen Verwendung. Sie werden beispielsweise bei Personenkontrollen an Flughäfen oder in anderen öffentlichen Einrichtungen eingesetzt, um unerlaubt mitgeführte Metallteile aufzuspüren. Darüber hinaus kommen sie im industriellen Bereich zum Einsatz, um Erzeugnisse wie Lebensmittel oder Medikamente auf Metallsplitter zu untersuchen, die aufgrund von Verschleisserscheinungen der Maschinen während des Produktionsprozesses hineingelangen können. Auch Elektriker, Installateure und Heimwerker nutzen mitunter Metallsuchgeräte, um Lage und Verlauf von Rohren und Leitungen in der Wand bestimmen zu können. Metalldetektoren gehören ausserdem zu den Werkzeugen von Hobbyschatzsuchern, die damit antike Münzen, Schmuck, Goldnuggets, Meteoriten und andere mehr oder weniger wertvolle Gegenstände ans Tageslicht bringen möchten. Im Fachjargon werden Personen, die sich mit einem Metalldetektor auf die Suche begeben, Sondengänger genannt. Die Suche selbst wird als Sondeln bezeichnet.

Geschichte der Metalldetektoren

Die Geschichte der Metallsuchgeräte reicht bis ins 19. Jahrhundert zurück. Mit Beginn der Industrialisierung gewannen Metalle, insbesondere Eisen beziehungsweise Eisenerz, als Rohstoffe immer grössere Bedeutung, da sie Grundlage für die Herstellung zahlreicher neuartiger Maschinen und Produkte waren. Um dem steigenden Bedarf an Metall gerecht zu werden, suchte man nach anderen Lösungen zur Gewinnung. Die Idee war, ein Gerät zu erfinden, mit dem Metalle im Boden oder im Gestein aufgespürt und dadurch schnell verfügbar gemacht werden konnten.

Einen ersten Schritt dahingehend unternahm der deutsche Physiker Heinrich Wilhelm Dove. Er entwickelte einen Metalldetektor auf Basis des Induktion-Balance-Systems. Ein solches System besteht aus zwei Spulen mit elektrisch ausgeglichener Ladung, die gestört wird, sobald ein Metall hinzutritt. Da jedes Metall eine andere Phasenverschiebung aufweist, können verschiedene Metallarten identifiziert werden. Nachteilig an Doves Erfindung war jedoch, dass sie jede Menge Strom verbrauchte, störungsanfällig und unhandlich war und eine nur geringe Suchtiefe aufwies. Die zugrundeliegende Technik schien jedoch wegweisend zu sein. Auf Basis des gleichen Prinzips entwickelte Alexander Graham Bell, der den meisten als Erfinder des Telefons bekannt ist, eine Induktionswaage, mit deren Hilfe metallische Objekte im menschlichen Körper lokalisiert werden sollten. Anlass war ein im Jahr 1881 verübtes Attentat auf den damaligen US-Präsidenten James A. Garfield, den Bell zu retten versuchte, indem er mit seinem Detektor die Kugeln in dessen Körper ausfindig machen wollte. Das Unterfangen misslang.

Erst in den 1930er Jahren schaffte es der in Deutschland geborene Unternehmer und Techniker Gerhard Fischer, einen funktionstüchtigen Metalldetektor zu entwickeln, der sogar in die Massenproduktion ging. Während seiner Arbeit an einem Radio-Navigationsgerät fand Fischer heraus, dass Metalle und erzhaltiges Gestein den Empfang von Radiowellen stören können. So kam er auf die Idee, dass es umgekehrt möglich sein muss, Metallteile mithilfe von Radiowellen zu lokalisieren. Fischers Metallsuchgeräte und die etwas leistungsfähigeren Weiterentwicklungen des polnischen Erfinders Józef Stanisław Kosacki waren damals insbesondere für militärische Zwecke vorgesehen. Mit ihrer Hilfe konnten Soldaten Minen und andere gefährliche Kriegsmunition lokalisieren. Allerdings waren die Geräte noch immer recht schwer und gross. Erst in den 1960er Jahren war es dank der Erfindung des Transistors möglich, kompaktere und leichtere Metalldetektoren zu bauen, wie es der US-amerikanische Techniker Charles Garrett tat. Die von ihm entwickelten Metallsuchgeräte sind heute noch unter dem Namen Garrett-Detektoren bekannt.

Funktionsweisen von Metalldetektoren

Bei Metallsuchgeräten wird meist eines von zwei verschiedenen Messverfahren eingesetzt: die Puls-Induktionstechnik oder die Wechselstromerregung.

Metallsuchgeräte, die auf der Puls-Induktionstechnik (kurz: PI-Technik) basieren, arbeiten mit starkem Gleichstrom und sind mit lediglich einer Suchspule ausgestattet, die als Sender und Empfänger fungiert. Sie sendet kurze, starke Magnetimpulse aus, die elektrische Wirbelströme in den metallischen Zielobjekten erzeugen. Nach dem Aussenden der Magnetimpulse schaltet der Detektor auf den Empfangsmodus um, so dass die Sonde die Wirbelströme als messbare Spannung wahrnehmen kann. Metalldetektoren dieses Typs punkten in der Regel mit einer guten Signalstärke und einer hohen Suchtiefe; Metallart und Metallgrösse lassen sich damit jedoch weniger präzise bestimmen.

Bei der Wechselstromerregung (auch CW mode für continuous wave) werden zwei weitere Verfahren unterschieden: die Dämpfungsanalyse und das Messverfahren via BF-Oszillator. Bei der Dämpfungsanalyse sendet die Sonde ununterbrochen ein niedrigfrequentiertes Wechselstromsignal von ungefähr 10 kHz aus. Anders als bei der Puls-Induktionstechnik schaltet der Metalldetektor nicht permanent zwischen Sende- und Empfangsmodus hin und her. Stattdessen werden die empfangenen Signale kontinuierlich auf Amplitude und Phasenlage der Wechselspannung untersucht. Die Leitfähigkeit variiert je nach Beschaffenheit des metallischen Objekts stark. Anhand der empfangenen Signale kann die Sonde des Metalldetektors erfassen, wie gross das gefundene Objekt ungefähr ist und aus welchem Metall es besteht.

Neben der Dämpfungsanalyse gibt es das BFO-System (BFO = Beat Frequency Oscillator). Hier kommen zwei Oszillatoren zum Einsatz. Oszillatoren erzeugen kontinuierlich elektrische Signale. Der eine im Metalldetektor verarbeitete Oszillator sendet eine feste Frequenz von mehreren 100 kHz aus. Der zweite Oszillator ist Teil der Suchspule und erzeugt eine andere Frequenz. Beide Frequenzen überlagern sich und lösen ein akustisches Signal aus, dessen Höhe sich ändert, sobald der zweite Oszillator in die Nähe eines metallischen Gegenstandes bewegt wird.

Unser Praxistipp: Effizient sondeln mit der Diskriminierungsfunktion

Viele moderne Metallsuchgeräte verfügen über einen sogenannten Diskriminator. Dabei handelt es sich um eine Art Regler, mit dessen Hilfe bestimmte Signale herausgefiltert werden können. Auf diese Weise ist es möglich, nach einer bestimmten Metallart zu suchen und andere Metalle, die für die Suche irrelevant sind, auszublenden. Zu beachten ist, dass die Diskriminierungsfunktion beim Sondeln auf stark mineralhaltigen Böden nicht immer zuverlässig ist. So können aufgrund des hohen Mineralgehalts Funde angezeigt werden, die es gar nicht gibt.

Kaufkriterien für Metalldetektoren – worauf kommt es an?

Das angewandte Messverfahren ist ein wichtiges Kriterium beim Kauf eines geeigneten Metallsuchgeräts. Je nachdem, ob Sie in grossen Tiefen suchen möchten oder die Bestimmung der Metallart für Sie von grösserer Bedeutung ist, wählen Sie einen Detektor mit Puls-Induktionstechnik oder Wechselstromverfahren.

Ob die Wahl auf ein digitales oder ein analoges Metallsuchgerät fällt, hängt vom individuellen Einsatzzweck ab. Digitale Metalldetektoren ermöglichen sehr präzise Messungen und sind in der Regel mit einem LC-Display sowie verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten ausgestattet. Eine umfangreiche Ausstattung schlägt sich aber auch im Gewicht nieder, daher sind digitale Metallsuchgeräte oft schwerer und weniger handlich als analoge Detektoren und verbrauchen ausserdem mehr Strom.

Wer nicht nur auf dem Erdboden, sondern auch in Gewässern sondeln möchte, muss darauf achten, dass die Sonde des Metalldetektors wasserdicht ist. In diesem Fall sind spezielle Unterwasser-Detektoren empfehlenswert, die für verschiedene Tauchtiefen erhältlich sind. Manche Modelle sind bis zu 10 m, andere bis zu 80 m wasserdicht. Wieder andere ermöglichen es sogar, auf dem Meeresboden zu arbeiten.

Eine gute Verarbeitung, leichte Bedienbarkeit und Tragekomfort (Stichwort: bequeme Armstütze) spielen ebenfalls eine grosse Rolle. Zudem sollten Metallsuchgeräte, die akustische Signale erzeugen, mit einem Kopfhöreranschluss ausgestattet sein. Mit Kopfhörern zu sondeln, hat mehrerlei Vorteile: Zum einen nimmt man das akustische Signal durch Abschirmung der Umgebungsgeräusche besser wahr, zum anderen verhindert man, dass sich Passanten durch die Signaltöne gestört fühlen.  

Grundsätzlich sollte die Ausstattung eines Metallsuchgeräts auf den Einsatzzweck abgestimmt sein. Die meisten Modelle werden mit Batterie betrieben und sind somit flexibel im Freien einsetzbar. Bei schlechter Sicht erweist sich eine LED-Lampe als nützlich.

 

 

FAQ – häufig gestellte Fragen zu Metalldetektoren

Welche maximale Suchtiefe kann ein Metalldetektor erreichen?

Einfache Metalldetektoren sind für eine Suchtiefe von 10 bis 20 cm ausgelegt, während hochwertigere Exemplare in 150 bis 300 cm Tiefe messen können. Darüber hinaus gibt es Metallsuchgeräte für den professionellen Bereich, die für eine Suchtiefe von bis zu 1200 cm konzipiert sind. Sie sind allerdings entsprechend teuer.

Welche grossen Zufallsfunde wurden mit einem Metalldetektor schon gemacht?

Zu den bedeutendsten Funden, die bisher offenbar zufällig mit einem Metalldetektor gemacht wurden, zählt sicherlich die Himmelsscheibe von Nebra. Hierbei handelt es sich um eine runde Bronzeplatte, auf der Himmelsmotive und religiöse Symbole abgebildet sind. Ihr Alter wird auf circa 4000 Jahre geschätzt. Das Artefakt wurde von zwei Sondengängern in Nebra, einer Stadt in Sachsen-Anhalt, gefunden.

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