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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA O princípio de funcionamento do detector de metais. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / detectores de metal Definições úteis Modo de operação dinâmico prevê o movimento contínuo da cabeça de pesquisa (bobina). A reação do dispositivo será observada apenas quando a cabeça for passada sobre o metal. Se a cabeça parar sobre um objeto, a reação desaparecerá. Modo de operação estático - tal modo em que a reação do dispositivo será mantida enquanto a cabeça estiver acima do objeto. Não importa se ele se move ou não. Modo de operação pseudo-estático - modo dinâmico com ajuste de limite muito lento. Ou seja, se a cabeça for mantida sobre um objeto por muito tempo, o dispositivo se ajustará a esse objeto e a reação desaparecerá. Quando a cabeça se afasta do objeto, um ajuste reverso da mesma duração será iniciado. Em dispositivos computadorizados, os processos de ajuste de limiares são controlados por um microprocessador, de modo que as velocidades de ajuste na aproximação e afastamento do objeto podem ser diferentes. Em dispositivos convencionais com pseudoestática, o botão RETUNE é usado para restaurar rapidamente o limite quando a bobina se afasta do objeto. Modo VCO - a dependência não apenas do volume do som, mas também de seu tom (frequência) do tamanho e profundidade do objeto. Aguça a reação do ouvido humano a pequenas mudanças no sinal recebido do objeto. Limiar (tom de limiar) - um tom de som fraco ouvido no alto-falante do dispositivo ou fones de ouvido na ausência de objetos de metal perto da cabeça. O tom de limiar está disponível tanto para dispositivos que possuem um modo de pesquisa para todos os metais quanto para dispositivos com modos de pesquisa estáticos. Por esse tom, pode-se julgar o desempenho do detector de metais e a mudança na mineralização do solo. Na maioria dos dispositivos, o tom limite é ajustável. Rejeição - a ausência de um sinal sonoro (ignorando) para um determinado tipo de objetos. Princípios básicos da construção de um detector de metais: vantagens e desvantagens Existem vários princípios pelos quais os detectores de metal são construídos. Aqui estão os três principais. BFO (Beat Frequency Oscillator - gerador de batidas, oscilador dependente) - adição de vibrações de dois geradores de alta frequência e seleção da diferença entre suas frequências, que está na faixa de som. Se um objeto de metal aparecer próximo à bobina de busca, a frequência do sinal de um dos geradores muda e, com ela, o tom do som audível. Ou seja, eles trabalham com base na determinação de pequenas mudanças na indutância da bobina de busca sob a influência de objetos de ferro. Eles são caracterizados por baixa sensibilidade. TR / IB (Transmissão-Recebimento / Balanço de Indução - balanço de transmissão, recepção e indução) - duas bobinas são instaladas no sensor, transmitindo e recebendo. A presença do metal altera o acoplamento indutivo entre eles, o que afeta o sinal recebido. PI (indução de pulso) - a transmissão é realizada por pulsos, a forma e a amplitude dos sinais recebidos dependem da presença de objetos de metal próximos às bobinas do detector. Pelo contrário, os detectores de pulso têm muitas vantagens:
Quando funcionam, são usados pulsos magnéticos que podem induzir corrente em todos os objetos de metal que caem em um campo magnético. Entre os pulsos, o receptor recebe uma resposta, que é amplificada e processada pela eletrônica. Com suas vantagens inegáveis, eles também têm desvantagens:
Desde meados dos anos 90, muitos detectores de metais pulsados foram equipados com um discriminador. Detectores de Metais de Indução Balanceados tornaram-se detectores padrão para uso geral. Eles têm duas bobinas na cabeça de busca, uma das quais induz um campo magnético alternado. A outra bobina é posicionada de forma que o campo ao seu redor esteja normalmente equilibrado e não haja sinal elétrico em sua saída. Na verdade, existe um chamado sinal residual na bobina receptora, que não é devido ao design ideal. Objetos metálicos que se aproximam das bobinas alteram a configuração desse campo e desequilibram o sistema. Como resultado, um sinal aparece na saída da bobina receptora. Este sinal pode ser amplificado e informar o operador sobre o achado. Os detectores de metais modernos que usam esse princípio possuem eletrônicos poderosos que processam o sinal e fornecem ao operador muitas informações adicionais, por exemplo:
Cada princípio tem vantagens e desvantagens específicas. Portanto, em detectores caros e complexos que podem determinar não apenas a presença, mas também o tipo de metal, todos os três são combinados. Funcionamento do detector de metais Quando o detector de metais é ligado, um campo eletromagnético é criado na bobina sensora, que se propaga no ambiente:
As correntes parasitas surgem na superfície dos metais que caíram na área de ação da bobina de busca sob a influência de um campo eletromagnético. Essas correntes parasitas criam seus próprios campos eletromagnéticos, levando a uma diminuição na potência do campo eletromagnético gerado pela bobina de busca. Isso é corrigido pelo circuito eletrônico do dispositivo. Além disso, o campo secundário distorce a configuração do campo principal, que também é captado pelo dispositivo. O circuito eletrônico do detector de metais processa as informações recebidas e sinaliza a detecção do metal. As correntes parasitas se formam na superfície de quaisquer objetos metálicos ou minerais eletricamente condutores. A determinação do metal em um objeto é baseada na medição da condutividade elétrica do objeto. Faixas de frequência de detectores de metal Na literatura técnica sobre detectores de metal, muitos termos técnicos são usados. Assim, a designação VLF (Very Low Frequency) significa uma frequência operacional muito baixa do detector de metais. A capacidade de um detector de metais de discriminar (reconhecer) a natureza do achado depende da frequência de operação do dispositivo. Em altas frequências, o efeito de pele é aprimorado e a qualidade da discriminação se deteriora significativamente. Portanto, no início (anos 70, início dos anos 80), os fabricantes de detectores de metal usavam frequências muito baixas de cerca de 2 kHz. Isso levou a problemas específicos:
Os detectores de metal modernos têm uma ampla variação na frequência de operação, devido às especificidades de sua aplicação, bem como a considerações de engenharia e design. Na maioria das vezes, a faixa de frequência se estende de 6 a 20 kHz, mas às vezes é menor. Nesta faixa de frequência, os dispositivos discriminam bem os alvos e não há problemas sérios com o design das bobinas. Os dispositivos para procurar ouro usam frequências mais altas - até 15-20 kHz e acima. Isso também se deve ao fato de que nessas frequências a sensibilidade a objetos muito pequenos melhora, por exemplo, a pepitas de ouro, que geralmente têm tamanho reduzido e peso baixo. Nos últimos anos, para melhorar a profundidade e a qualidade da discriminação, foi utilizada a busca multifreqüencial, que em certas condições oferece vantagens. Com o advento de microprocessadores baratos, esse método recebeu um forte impulso em seu desenvolvimento. Mas eu gostaria de fazer duas observações importantes sobre a busca multifrequencial:
Ao procurar objetos grandes, do tamanho de uma jarra de litro ou mais, em condições de solo levemente mineralizado e levemente poluído, esses detectores de metal são muito convenientes. Desde meados dos anos 70, praticamente caíram em desuso. Hoje, um representante típico desse tipo de detector de metais é o Fisher's Gemini-XNUMX. Alguns fabricantes de detectores de metal usaram essa designação como um acréscimo ao termo VLF, aparentemente para enfatizar mais uma vez que o dispositivo é baseado no princípio do equilíbrio de indução. Ajuste do sistema de compensação de terra Mineralização do solo - a presença no solo de sais e minerais eletricamente condutores, bem como minerais e rochas contendo ferro. Isso leva a uma violação da operação correta dos dispositivos. É eliminado pela introdução de soluções e modos de circuito adicionais. No processo de trabalho no solo, a natureza do solo pode mudar e, conseqüentemente, sua mineralização. Isso exigirá um ajuste do sistema de compensação de terra. Isso é feito manualmente e automaticamente, se o detector tiver esse modo de operação. Recebeu a designação Ground Track. Este modo não é recomendado para configurações de alta sensibilidade. O termo VCO é usado para denotar o modo de som do detector de metais, no qual, dependendo do tamanho e profundidade do objeto, não apenas o volume do som, mas também seu tom muda. Isso aguça a percepção auditiva da menor mudança no sinal sonoro. Os detectores de metais modernos e sofisticados têm um serviço rico que permite a um operador experiente realizar uma busca frutífera com o mínimo de tempo. Se o mecanismo de busca também tiver uma ideia sobre o princípio de operação do detector de metais e suas capacidades reais, isso trará dividendos adicionais. Sobre a sensibilidade dos detectores de metal Para obter alta sensibilidade, o ganho total de todo o caminho de recepção do detector de metais pode ser de dezenas de decibéis. Um aumento imprudente na sensibilidade leva a uma deterioração na operação estável do dispositivo, transformando o detector de metais em uma ferramenta de busca inútil. A sensibilidade é a principal, mas não a principal vantagem de um detector de metais moderno. A compreensão desse fato vem com a experiência e se torna óbvia depois que o pesquisador chega à área repleta de lixo metálico. Aqui já e alta sensibilidade não é uma alegria! Às vezes, a busca de supersensibilidade em alguns indivíduos degenera em doença quando uma pessoa se concentra em cada centímetro extra de profundidade indicado nos folhetos. Os vendedores de empresas jogam habilmente com esse fato! E por fim, a profundidade de detecção, via de regra, é dada no ar, ou seja, para condições idealizadas, mas no solo o objeto indicado na profundidade declarada, muito provavelmente, não poderá ser detectado. Autor: Dubrovsky S.L.
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