Los detectores de metales se pueden clasificar según su principio de funcionamiento en estas tres categorías: BFO, TR / IB y PI. Cada uno de estos métodos tiene ventajas, así como desventajas. El detector de metales ideal (no lo busque porque no existe). Debe aprovechar todas las ventajas de todos los métodos, eliminando sus desventajas. Sin embargo, el detector debe ser lo suficientemente sensible y dar alguna indicación del tipo de metal detectado. El detector que se muestra aquí pertenece a la clase de detectores TR / IB, por este motivo, su cabezal consta de dos inducciones. Como se verá más adelante, toda la construcción se basa en la combinación de un oscilador L variable y un detector.
Tipos de detectores de metales
- 1) BFO (Beal Freqency Oscillalor) En esta categoría de detectores, la inducción de la sonda forma parte de un oscilador cuya frecuencia de salida variable contribuye a una frecuencia constante generada a su vez por un segundo oscilador. El resultado de esta contribución es una frecuencia en la región acústica. Tan pronto como el cabezal de detección se aproxima a un objeto metálico, el oscilador variable provoca un cambio en la frecuencia de interferencia, que puede ser percibida por sonido o de cualquier otra manera. Los detectores de metales BFO son relativamente baratos y fáciles de usar.
- 2) TR / IB (Transmisión-Inducción / Balance) El principio de funcionamiento de estos sensores se basa en la inducción mutua entre las bobinas de transmisión y recepción. Una vez que un objeto metálico se encuentra cerca de las dos bobinas, el coeficiente de acoplamiento cambia, dando como resultado un cambio en el nivel de salida del oscilador.
- 3) PI (inducción pulsada) Aquí se emite un tren de impulsos continuo que produce señales de reverberación que se examinan para determinar su forma y amplitud. Esto puede revelar la presencia de metales dentro del área cubierta por el transmisor.
Propiedades magnéticas
Cada objeto metálico puede causar cambios en la inductancia de una bobina, así como en el coeficiente de acoplamiento de dos bobinas. Este tipo de efecto, que puede ser positivo o negativo, depende de la permeabilidad relativa (μ) del metal en cuestión. Aquí hay que mencionar que los materiales se clasifican (Tabla 1) en paramagnéticos, diamagnéticos y ferromagnéticos.
Determinar la composición de un objeto basado en la medición (μ) es muy difícil. Sin embargo, debido a las diferencias significativas en la medida (μ), se puede hacer una distinción entre los materiales paramagnéticos y diamagnéticos. Por un lado y ferromagnético por el otro.
Al colocar un material conductor dentro de un campo magnético cambiante, se inducen varias corrientes en el mismo. La intensidad de estas corrientes depende de la forma y el tamaño del objeto metálico, así como de la resistividad del material o materiales de los que está compuesta. En un nivel y con una placa de metal suficientemente grande, la intensidad de las corrientes puede obtener grandes valores. Sin embargo, si creamos ranuras en la misma placa, la intensidad de corriente disminuirá. Otros factores que determinan la intensidad de las corrientes son la ubicación del material dentro del campo magnético (es decir, el número de líneas dinámicas que lo intersectan) y la composición superficial de la tierra.
De todo esto, se puede comprender la dificultad de determinar la composición del material enterrado. Uso de un solo método de medición.
Descripción del circuito
En el circuito detector el transistor T1 actúa como un oscilador de auto-modulación. Esto significa que se producen una señal baja y una señal de alta frecuencia que es muy similar a la forma de onda AM de la siguiente imagen.
La pendiente del frente positivo de esta señal compuesta es mayor que la de la cara negativa. La conmutación del oscilador entre los dos estados (abierto / cerrado) se realiza con la ayuda de D1, C1 y R1.El condensador C1 durante la oscilación se carga a través del diodo D1 hasta que su voltaje corta T1. En este punto la oscilación se detiene y Cl comienza a descargarse a través de R1, hasta que su tendencia permite que T1 reabra.
Las bobinas de los transmisores L1, L2 y L3 están conectadas entre la base y el colector de T1. En la práctica, estas inducciones están dispuestas de tal manera que neutralizan las capacidades parasitarias que pueden afectar la estabilidad del oscilador.
El condensador C5 se coloca sobre la cabeza para evitar la influencia de la capacidad de cableado parasitario entre la cabeza y el detector sobre la estabilidad del oscilador.
Las bobinas L4 y L5 forman el bucle de acoplamiento y también están situadas en la cabeza del detector.La señal de profundidad del L4-L5 puede compensarse por medio del condensador C6 que también cancela la salida del detector al alinear las bobinas y la recepción.
Con el P2 usted hace la selección de sensibilidad principal y con P1 usted hace el ajuste muy fino de la sensibilidad del detector. El diodo D2 se utiliza para suprimir cualquier tensión negativa que pueda producirse en la entrada inversora de IC1. La operación del detector es muy simple. Tan pronto como la señal de entrada rectificada (diodo D2) supere la tensión de umbral de la entrada no inversora del comparador, el CI cambiará de estado. Así, la salida, que es un colector abierto, toma el valor lógico (0) y activa el transistor T2 que acciona el altavoz. La altura de la nota que suena depende del nivel de señal obtenido de las bobinas receptoras L4 - L5 (la línea horizontal punteada del siguiente dibujo).
Al variar la intensidad de la señal recibida, la longitud de tiempo que la señal supera el umbral, cambia.Esto da como resultado un cambio en la altura del sonido (que se percibe), con cada detección de un objeto metálico.
A través de D3, R7 y C12, la tensión de salida de T2 se convierte en una tensión de realimentación negativa para el comparador. Esto crea un circuito AGC (Automatic Gain Adjustment) que compensa los fuertes cambios en el nivel de entrada. La bobina móvil M1 da una indicación visual de la intensidad de la señal. Con el pulsador S2, puede comprobar las pilas.
Construcción
El rendimiento final del detector depende en gran medida de la buena construcción del cabezal del detector. Las bobinas estarán soportadas mecánicamente, sobre una lámina de plástico, en dimensiones y forma como el dibujo anterior.
Si utiliza madera como material de soporte (mejor no intentarlo), la cabeza será sensible a los cambios de humedad ambiental y no podrá restablecer el detector. Usando una herramienta de corte, haga una muesca en cada hoja con un ancho de 5 mm y una profundidad de 10 mm.
Las bobinas se fabricarán con alambre de cobre barnizado de 0,3 mm (30 SWB) siguiendo el procedimiento: Seal el comienzo de la primera envoltura en el punto A de la lámina 1. Pasando a través de la muesca alrededor del lado de la hoja, para la bobina L1). Deténgase en el punto A y tome un tiro girando el cable hasta la longitud de 10 cm, que se pegará a la superficie de la hoja. El borde restante, por ahora, simplemente olvídalo. El arranque de la bobina L3, que se construirá enrollando 4 bobinas zurdas alrededor de la bobina L1, se conectará a la toma que hicimos.
Para envolver L3 comenzará desde el punto A. terminando de nuevo en el mismo punto. El extremo libre de L3 se adherirá a la hoja. Continuar construyendo el devanado L2 partiendo del alambre que dejamos libre después de enrollar L1. L2 consistirá en 22 vueltas en el sentido de las agujas del reloj que pasarán a través de la muesca, comenzando desde el punto A y terminando en el mismo punto. Pegue el borde que va a superar la hoja.
La construcción de las bobinas receptoras se realizará en la lámina 2 siguiendo el procedimiento siguiente.Comenzando desde el punto B y terminando en el mismo punto, mida 36 vueltas en el sentido de las agujas del reloj para la bobina L4. Tome un disparo de la misma manera que con L1 y pegarlo junto con el comienzo del devanado en la superficie de la hoja 2 Proceda con el mismo cable enrollando la bobina L5 que consiste en 36 vueltas en el sentido de las agujas del reloj. Parar en el punto B y pegar el borde del último alambre en la hoja. Reconozca cuidadosamente todos los extremos de los cables así como los contactos de la bobina. Asegure los condensadores C5 y C7 sobre las hojas y conéctelos con los cables correspondientes.
Utilizando un cortador y un archivo, abra una ranura en la hoja 2 y taladre los agujeros en ambas hojas para que se ajusten. Los tornillos y tuercas que se utilizarán para el soporte deben ser de material plástico.
La construcción de las piezas mecánicas restantes se deja a su gusto personal. El cabezal de escaneo y la caja electrónica se pueden fijar a un trozo de madera oa un tubo de PVC. Prefiera el PVC porque puede ocultar los cables entre la cabeza y el detector.
El montaje de las piezas con la ayuda de la placa es un caso rutinario. En el frente de la caja que incluirá electrónica. Se muestran cinco conjuntos de S1, S2, C6, P1 y P2. Sin embargo, se puede agregar una sexta como se muestra a continuación. Las conexiones entre los circuitos resonantes de la cabeza y el detector deben realizarse con un cable apantallado.
La propia cabeza del detector puede colocarse en una caja de plástico adecuadamente seleccionada. Los diversos espacios vacíos entre la caja de plástico y la cabeza se pueden rellenar con poliuretano o resina epoxi, mientras que la creación de una construcción compacta.
Configuración y ajuste
En primer lugar, las láminas de plástico se ajustan a la mayor distancia permitida por el tornillo de plástico regulador. Los puentes A y B no deben colocarse en el tablero mientras que todos los controles deslizantes deben estar en el centro de la trayectoria. Dar tensión al circuito detector y averiguar con la ayuda de los reguladores P1 y P2 si se puede generar algún sonido. Cuando este trabajo está a punto de ser hecho, no debe haber ningún metal alrededor de la cabeza del detector.
Comience a alinear las dos hojas con cuidado hasta que alcancen una posición en la que se reduzca la intensidad del altavoz. Aumente la distancia entre las dos hojas a aproximadamente 0,5 mm y apriete el tornillo de ajuste. En este punto puede colocar el sistema de bobina en la cabeza del detector y sellarlo con algún material adecuado (mencionado anteriormente). Instale el puente A y compruebe si puede establecer un borrado en la salida del detector con el ajuste C6. Si la configuración falla, coloque el puente B. Si la configuración falla de nuevo, coloque un condensador de 470pf paralelo a C6. Si el problema no se resuelve definitivamente, su única solución es construir una nueva cabeza de exploración.
Alimentar el circuito con una tensión estabilizada de 9V y ajustar el control deslizante de sensibilidad para que el detector no produzca ningún sonido. Presione S2 y ajuste P4 para desviar completamente la aguja M1. Reduzca la tensión de alimentación a 7V y marque la nueva posición de la aguja en rojo. Con el trimmer P3 puede ajustar la sensibilidad como desee.
Una observación final sobre el oscilador. La salida puede sonar un pitido (frecuencia 100-150 Hz). Puede eliminarlo colocando un potenciómetro de 50K (el sexto control deslizante) en línea con R1.
Uso del detector
Para aquellos que usarán el detector por primera vez, lo mejor es probar el efecto de los ajustes C6. La sensibilidad del detector es mayor cuando el sonido producido por el altavoz es demasiado bajo. Girando C6 a la izquierda o derecha desde el punto cero, puede determinar si el material detectado es ferromagnético o paramagnético o diamagnético. Sin embargo, la experiencia es también el factor más importante en la explotación adecuada del detector, que en las circunstancias adecuadas puede discriminar desde un suelo de suciedad metálica una moneda pequeña a una profundidad de 20 cm. Feliz caza de oro;)
Lista de componentes
Resistencias (5% de tolerancia): R1 = 270K | R2 = 22R | R _ {3}, R _ {4}, R _ {5} = 100 K | R6 = 1K |R7 = 220R | R8 = 470R | R ^ {9} = 4R ^ {7} | R10 = 27K | P1 = Potenciómetro lineal de 22K |Potenciómetro lineal P2 = 2K2 | P3 = trímero 5K | P4 = trímero 100K
Condensadores: C1 = 33p | C2, C3, C8 = 10nF | C4 = 1000μF / 10V axial | C5 = 100nF styroflex | C6 = variable de 500pF | C7 = 18-22nF styroflex | C9, C13 = 100nF | C10 = 47μF / 10V axial | C11 = 22nF |C12 = Electrolítico axial de 1μF / 63V
Semiconductores: | D1 = 1N4148 | D2, D3 = AA119 | T1 = BC560C | T2 = BC327 | IC1 = LM311
Varios: | L1-L5 = ver texto | S1 = interruptor de encendido y apagado simple | S2 = pulsador | LS1 = 100mW / 8R | M1 = 100-250μA {instrumento de bobina móvil) | tarjeta de circuito impreso
