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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Le principe de fonctionnement du détecteur de métaux. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / détecteurs de métaux Définitions utiles Mode de fonctionnement dynamique prévoit un mouvement continu de la tête de recherche (bobine). La réaction de l'appareil ne sera observée que lorsque la tête est passée sur le métal. Si la tête est arrêtée sur un objet, la réaction disparaîtra. Mode de fonctionnement statique - un tel mode dans lequel la réaction de l'appareil sera maintenue tant que la tête est au-dessus de l'objet. Peu importe qu'il bouge ou non. Mode de fonctionnement pseudo-statique - mode dynamique avec réglage de seuil très lent. Autrement dit, si la tête est maintenue au-dessus d'un objet pendant une longue période, l'appareil s'adaptera à cet objet et la réaction disparaîtra. Lorsque la tête s'éloigne de l'objet, un réglage inverse de même durée commencera. Dans les dispositifs informatisés, les processus de réglage du seuil sont contrôlés par un microprocesseur, de sorte que les vitesses de réglage lors de l'approche et de l'éloignement de l'objet peuvent être différentes. Dans les appareils conventionnels avec pseudostatique, le bouton RETUNE est utilisé pour rétablir rapidement le seuil lorsque la bobine s'éloigne de l'objet. Mode VCO - la dépendance non seulement du volume du son, mais aussi de sa tonalité (fréquence) sur la taille et la profondeur de l'objet. Aiguise la réaction de l'oreille humaine à de légers changements dans le signal reçu de l'objet. Seuil (tonalité de seuil) - une tonalité sonore faible entendue dans le haut-parleur de l'appareil ou des écouteurs en l'absence d'objets métalliques près de la tête. La tonalité de seuil est disponible à la fois pour les appareils dotés d'un mode de recherche pour tous les métaux et pour les appareils dotés de modes de recherche statiques. Par cette tonalité, on peut juger des performances du détecteur de métaux et de l'évolution de la minéralisation du sol. Dans la plupart des appareils, la tonalité de seuil est réglable. Rejet - l'absence de signal sonore (ignorant) pour un certain type d'objets. Principes de base de la construction d'un détecteur de métaux : avantages et inconvénients Il existe plusieurs principes selon lesquels les détecteurs de métaux sont construits. Voici les trois principaux. BFO (Beat Frequency Oscillator - générateur de battements, oscillateur dépendant) - addition des vibrations de deux générateurs haute fréquence et sélection de la différence entre leurs fréquences, qui se situe dans la plage sonore. Si un objet métallique apparaît près de la bobine de recherche, la fréquence du signal de l'un des générateurs change, et avec elle la hauteur du son audible. Autrement dit, ils fonctionnent sur la base de la détermination de petits changements dans l'inductance de la bobine de recherche sous l'influence d'objets en fer. Ils se caractérisent par une faible sensibilité. TR / IB (Émission-Réception / Balance d'induction - balance d'émission, de réception et d'induction) - deux bobines sont installées dans le capteur, transmettant et recevant. La présence de métal modifie le couplage inductif entre eux, ce qui affecte le signal reçu. PI (induction d'impulsion) - la transmission s'effectue par impulsions, la forme et l'amplitude des signaux reçus dépendent de la présence d'objets métalliques à proximité des bobines détectrices. Au contraire, les détecteurs d'impulsions présentent de nombreux avantages :
Lorsqu'ils fonctionnent, des impulsions magnétiques sont utilisées qui peuvent induire un courant dans tous les objets métalliques qui tombent dans un champ magnétique. Entre les impulsions, le récepteur reçoit une réponse, qui est amplifiée et traitée par l'électronique. Avec leurs avantages indéniables, ils ont aussi des inconvénients :
Depuis le milieu des années 90, de nombreux détecteurs de métaux pulsés sont équipés d'un discriminateur. Détecteurs de métaux à induction équilibrée sont devenus des détecteurs standard à usage général. Ils ont deux bobines dans la tête de recherche, dont l'une induit un champ magnétique alternatif. L'autre bobine est positionnée de manière à ce que le champ qui l'entoure soit normalement équilibré et qu'il n'y ait pas de signal électrique à sa sortie. En fait, il existe un signal dit résiduel dans la bobine réceptrice, qui n'est pas dû à la conception idéale. Les objets métalliques qui s'approchent des bobines modifient la configuration de ce champ et déséquilibrent le système. En conséquence, un signal apparaît à la sortie de la bobine réceptrice. Ce signal peut être amplifié et informer l'opérateur de la découverte. Les détecteurs de métaux modernes utilisant ce principe disposent d'une électronique puissante qui traite le signal et donne à l'opérateur de nombreuses informations supplémentaires, par exemple :
Chaque principe a des avantages et des inconvénients spécifiques. Par conséquent, dans les détecteurs coûteux et complexes capables de déterminer non seulement la présence, mais également le type de métal, les trois sont combinés. Fonctionnement du détecteur de métaux Lorsque le détecteur de métaux est allumé, un champ électromagnétique est créé dans la bobine de recherche, qui se propage dans l'environnement :
Des courants de Foucault apparaissent à la surface des métaux qui sont tombés dans la zone d'action de la bobine de recherche sous l'influence d'un champ électromagnétique. Ces courants de Foucault créent leurs propres contre-champs électromagnétiques, entraînant une diminution de la puissance du champ électromagnétique généré par la bobine de recherche. Celle-ci est fixée par le circuit électronique de l'appareil. De plus, le champ secondaire déforme la configuration du champ principal, qui est également capté par l'appareil. Le circuit électronique du détecteur de métaux traite les informations reçues et signale la détection de métal. Des courants de Foucault se forment à la surface de tout objet métallique ou minéral électriquement conducteur. La détermination du métal dans un objet est basée sur la mesure de la conductivité électrique de l'objet. Gammes de fréquences des détecteurs de métaux Dans la littérature technique sur les détecteurs de métaux, de nombreux termes techniques sont utilisés. Ainsi, la désignation VLF (Very Low Frequency) signifie une très basse fréquence de fonctionnement du détecteur de métaux. La capacité d'un détecteur de métaux à discriminer (reconnaître) la nature de la découverte dépend de la fréquence de fonctionnement de l'appareil. Aux hautes fréquences, l'effet de peau est renforcé et la qualité de la discrimination se dégrade considérablement. Ainsi, dans un premier temps (années 70, début des années 80), les fabricants de détecteurs de métaux utilisaient des fréquences très basses de l'ordre de 2 kHz. Cela a conduit à des problèmes spécifiques :
Les détecteurs de métaux modernes ont une large gamme de fréquences de fonctionnement, cela est dû aux spécificités de leur application, ainsi qu'à des considérations d'ingénierie et de conception. Le plus souvent, la gamme de fréquences s'étend de 6 à 20 kHz, mais parfois plus bas. Dans cette gamme de fréquences, les appareils discriminent bien les cibles et il n'y a pas de problèmes sérieux avec la conception des bobines. Les appareils de recherche d'or utilisent des fréquences plus élevées - jusqu'à 15-20 kHz et plus. Cela est également dû au fait qu'à ces fréquences, la sensibilité aux très petits objets s'améliore, par exemple aux pépites d'or, qui ont souvent une taille maigre et un faible poids. Ces dernières années, pour améliorer la profondeur et la qualité de la discrimination, la recherche multifréquence a été utilisée, ce qui, dans certaines conditions, présente des avantages. Avec l'avènement des microprocesseurs bon marché, cette méthode a reçu une forte impulsion dans son développement. Mais je voudrais faire deux remarques importantes sur la recherche multi-fréquence :
Lors de la recherche d'objets volumineux, de la taille d'un bocal d'un litre ou plus, dans des conditions de sol légèrement minéralisé et peu pollué, ces détecteurs de métaux sont très pratiques. Depuis le milieu des années 70, ils sont pratiquement tombés en désuétude. Aujourd'hui, un représentant typique de ce type de détecteurs de métaux est le Gemini-XNUMX de Fisher. Certains fabricants de détecteurs de métaux ont utilisé cette désignation en complément du terme VLF, apparemment pour souligner une fois de plus que l'appareil est basé sur le principe de la balance à induction. Réglage du système de compensation de terre Minéralisation du sol - la présence dans le sol de sels et de minéraux électriquement conducteurs, ainsi que de minéraux et de roches contenant du fer. Cela conduit à une violation du bon fonctionnement des appareils. Il est éliminé par l'introduction de solutions et de modes de circuit supplémentaires. Au cours du travail du sol, la nature du sol peut changer et, par conséquent, sa minéralisation. Cela nécessitera un ajustement du système de compensation de terre. Cela se fait à la fois manuellement et automatiquement, si le détecteur a un tel mode de fonctionnement. Il a reçu la désignation Ground Track. Ce mode n'est pas recommandé pour les paramètres de haute sensibilité. Le terme VCO est utilisé pour désigner le mode sonore du détecteur de métaux, dans lequel, en fonction de la taille et de la profondeur de l'objet, non seulement le volume du son, mais également sa tonalité changent. Cela aiguise la perception auditive du moindre changement dans le signal sonore. Les détecteurs de métaux haut de gamme modernes offrent un service riche qui permet à un opérateur expérimenté de mener une recherche fructueuse en un minimum de temps. Si le moteur de recherche a en outre une idée du principe de fonctionnement du détecteur de métaux et de ses capacités réelles, cela apporte des dividendes supplémentaires. À propos de la sensibilité des détecteurs de métaux Pour obtenir une sensibilité élevée, le gain total de l'ensemble du trajet de réception du détecteur de métaux peut être de plusieurs dizaines de décibels. Une augmentation imprudente de la sensibilité entraîne une détérioration du fonctionnement stable de l'appareil, transformant ainsi le détecteur de métaux en un outil de recherche inutile. La sensibilité est le principal, mais pas le principal avantage d'un détecteur de métaux moderne. La compréhension de ce fait vient avec l'expérience et devient évidente une fois que le chercheur arrive dans la zone fortement jonchée de ferraille. Ici déjà et une sensibilité élevée n'est pas une joie! Parfois, la poursuite de l'hypersensibilité chez certains individus dégénère en maladie lorsqu'une personne se concentre sur chaque centimètre supplémentaire de profondeur indiqué dans les brochures. Les firmes-vendeuses jouent habilement sur ce fait ! Et enfin, la profondeur de détection, en règle générale, est donnée dans les airs, c'est-à-dire pour des conditions idéales, mais dans le sol, l'objet indiqué à la profondeur déclarée ne pourra très probablement pas être détecté. Auteur : Dubrovsky S.L.
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