EsHowto >> Electrónica >> Artilugio

Cómo funcionan los detectores de metales

Cómo funcionan los detectores de metales La exploración de metales y oro es más común de lo que cree.

Mencione las palabras detector de metales y obtendrá reacciones completamente diferentes de diferentes personas. Por ejemplo, algunas personas piensan en peinar una playa en busca de monedas o tesoros enterrados. Otras personas piensan en la seguridad del aeropuerto o en los escáneres de mano en un concierto o evento deportivo.

El hecho es que todos estos escenarios son válidos. La tecnología de detectores de metales es una gran parte de nuestras vidas, con una variedad de usos que van desde el ocio hasta el trabajo y la seguridad. Los detectores de metales en aeropuertos, edificios de oficinas, escuelas, agencias gubernamentales y prisiones ayudan a garantizar que nadie traiga un arma a las instalaciones. Los detectores de metales orientados al consumidor brindan a millones de personas en todo el mundo la oportunidad de descubrir tesoros ocultos (junto con mucha basura).

En este artículo, aprenderá sobre los detectores de metales y las diversas tecnologías que utilizan. Nuestro enfoque estará en los detectores de metales de consumo, pero la mayor parte de la información también se aplica a los sistemas de detección montados, como los que se usan en los aeropuertos, así como a los escáneres de seguridad portátiles.

Contenido
  1. Anatomía de un detector de metales
  2. Tecnología VLF
  3. Desplazamiento de fase VLF
  4. Tecnología PI
  5. Tecnología BFO
  6. Tesoro enterrado
  7. Trabajo de detective

Anatomía de un detector de metales

Cómo funcionan los detectores de metales Detector de metales Garrett GTI 1500

Un detector de metales típico es liviano y consta de solo unas pocas partes:

  1. Estabilizador (opcional):se usa para mantener la unidad estable mientras la mueve de un lado a otro
  2. Cuadro de control - contiene los circuitos, los controles, el altavoz, las pilas y el microprocesador
  3. Eje - conecta la caja de control y la bobina; a menudo ajustable para que pueda configurarlo a un nivel cómodo para su altura
  4. Bobina de búsqueda - la parte que realmente detecta el metal; también conocido como "cabezal de búsqueda", "bucle" o "antena"

La mayoría de los sistemas también tienen un conector para conectar auriculares, y algunos tienen la caja de control debajo del eje y una pequeña unidad de visualización arriba.

Operar un detector de metales es simple. Una vez que enciende la unidad, se mueve lentamente sobre el área que desea buscar. En la mayoría de los casos, barre la bobina (cabeza de búsqueda) de un lado a otro sobre el suelo frente a usted. Cuando lo pasa sobre un objeto de destino, se produce una señal audible. Los detectores de metales más avanzados proporcionan pantallas que señalan el tipo de metal que ha detectado y qué tan profundo en el suelo se encuentra el objeto objetivo.

Los detectores de metales utilizan una de tres tecnologías:

En las siguientes secciones, veremos cada una de estas tecnologías en detalle para ver cómo funcionan.

Tecnología VLF

Cómo funcionan los detectores de metales Este detector de metales LandRanger de Bounty Hunter utiliza VLF.

Frecuencia muy baja (VLF), también conocido como balanza de inducción , es probablemente la tecnología de detección más popular en uso hoy en día. En un detector de metales VLF, hay dos bobinas distintas:

La corriente que se mueve a través de la bobina del transmisor crea un campo electromagnético, que es como lo que sucede en un motor eléctrico. La polaridad del campo magnético es perpendicular a la bobina de alambre. Cada vez que la corriente cambia de dirección, la polaridad del campo magnético cambia. Esto significa que si la bobina de alambre está paralela al suelo, el campo magnético está empujando constantemente hacia abajo en el suelo y luego tirando hacia atrás.

A medida que el campo magnético pulsa hacia adelante y hacia atrás en el suelo, interactúa con los objetos conductores que encuentra, lo que hace que generen campos magnéticos débiles propios. La polaridad del campo magnético del objeto es directamente opuesta al campo magnético de la bobina del transmisor. Si el campo de la bobina del transmisor pulsa hacia abajo, el campo del objeto pulsa hacia arriba.

La bobina del receptor está completamente protegida del campo magnético generado por la bobina del transmisor. Sin embargo, no está protegido de los campos magnéticos provenientes de objetos en el suelo. Por lo tanto, cuando la bobina receptora pasa sobre un objeto que emite un campo magnético, una pequeña corriente eléctrica viaja a través de la bobina. Esta corriente oscila a la misma frecuencia que el campo magnético del objeto. La bobina amplifica la frecuencia y la envía a la caja de control del detector de metales, donde los sensores analizan la señal.

El detector de metales puede determinar aproximadamente qué tan profundo está enterrado el objeto en función de la fuerza del campo magnético que genera. Cuanto más cerca de la superficie está un objeto, más fuerte es el campo magnético captado por la bobina receptora y más fuerte es la corriente eléctrica generada. Cuanto más debajo de la superficie, más débil es el campo. Más allá de cierta profundidad, el campo del objeto es tan débil en la superficie que la bobina receptora no puede detectarlo.

En la siguiente sección, veremos cómo un detector de metales VLF distingue entre diferentes tipos de metales.

Cambio de fase VLF

¿Cómo distingue un detector de metales VLF entre diferentes metales? Se basa en un fenómeno conocido como cambio de fase . El cambio de fase es la diferencia de tiempo entre la frecuencia de la bobina del transmisor y la frecuencia del objeto objetivo. Esta discrepancia puede deberse a un par de cosas:

Básicamente, esto significa que un objeto con alta inductancia va a tener un mayor cambio de fase, porque lleva más tiempo alterar su campo magnético. Un objeto con alta resistencia tendrá un cambio de fase más pequeño.

El cambio de fase proporciona a los detectores de metales basados ​​en VLF una capacidad llamada discriminación . Dado que la mayoría de los metales varían tanto en inductancia como en resistencia, un detector de metales VLF examina la cantidad de cambio de fase, utilizando un par de circuitos electrónicos llamados demoduladores de fase. , y lo compara con el promedio de un tipo particular de metal. Luego, el detector le notifica con un tono audible o un indicador visual en qué rango de metales es probable que se encuentre el objeto.

Muchos detectores de metales incluso le permiten filtrar (discriminar) objetos por encima de cierto nivel de cambio de fase. Por lo general, puede establecer el nivel de cambio de fase que se filtra, generalmente ajustando una perilla que aumenta o disminuye el umbral. Otra característica de discriminación de los detectores VLF se llama muescas . Esencialmente, una muesca es un filtro de discriminación para un segmento particular de cambio de fase. El detector no solo le avisará de los objetos que se encuentran por encima de este segmento, como lo haría la discriminación normal, sino también de los objetos que se encuentren por debajo.

Los detectores avanzados incluso le permiten programar múltiples muescas. Por ejemplo, puede configurar el detector para que ignore los objetos que tienen un cambio de fase comparable a la pestaña de una lata de refresco o un clavo pequeño. La desventaja de la discriminación y la muesca es que muchos elementos valiosos pueden filtrarse porque su cambio de fase es similar al de la "basura". Pero, si sabe que está buscando un tipo específico de objeto, estas características pueden ser extremadamente útiles.

Tecnología PI

Cómo funcionan los detectores de metales Este detector de metales Garrett utiliza inducción de pulso.

Una forma menos común de detector de metales se basa en inducción de pulso (PI). A diferencia de VLF, los sistemas PI pueden usar una sola bobina como transmisor y receptor, o pueden tener dos o incluso tres bobinas trabajando juntas. Esta tecnología envía potentes ráfagas cortas (pulsos) de corriente a través de una bobina de alambre. Cada pulso genera un breve campo magnético. Cuando termina el pulso, el campo magnético invierte la polaridad y colapsa muy repentinamente, lo que resulta en un pico eléctrico agudo. Este pico dura unos pocos microsegundos (millonésimas de segundo) y hace que otra corriente circule por la bobina. Esta corriente se llama pulso reflejado y es extremadamente corto, con una duración de sólo unos 30 microsegundos. Luego se envía otro pulso y el proceso se repite. Un detector de metales típico basado en PI envía alrededor de 100 pulsos por segundo, pero el número puede variar mucho según el fabricante y el modelo, desde un par de docenas de pulsos por segundo hasta más de mil.

Si el detector de metales está sobre un objeto metálico, el pulso crea un campo magnético opuesto en el objeto. Cuando el campo magnético del pulso colapsa, provocando el pulso reflejado, el campo magnético del objeto hace que el pulso reflejado tarde más en desaparecer por completo. Este proceso funciona de manera similar a los ecos:si grita en una habitación con solo unas pocas superficies duras, probablemente escuche solo un eco muy breve, o es posible que no escuche ninguno; pero si gritas en una habitación con muchas superficies duras, el eco dura más. En un detector de metales PI, los campos magnéticos de los objetos de destino agregan su "eco" al pulso reflejado, lo que hace que dure una fracción más de lo que duraría sin ellos.

Un circuito de muestreo en el detector de metales está configurado para monitorear la longitud del pulso reflejado. Al compararlo con la longitud esperada, el circuito puede determinar si otro campo magnético ha causado que el pulso reflejado tarde más en decaer. Si el decaimiento del pulso reflejado tarda más de unos microsegundos más de lo normal, probablemente haya un objeto metálico interfiriendo con él.

El circuito de muestreo envía las señales diminutas y débiles que supervisa a un dispositivo llamado integrador . El integrador lee las señales del circuito de muestreo, las amplifica y las convierte en corriente continua (CC). El voltaje de la corriente continua se conecta a un circuito de audio, donde se cambia a un tono que el detector de metales usa para indicar que se ha encontrado un objeto objetivo.

Los detectores basados ​​en PI no son muy buenos para la discriminación porque la longitud del pulso reflejado de varios metales no se separa fácilmente. Sin embargo, son útiles en muchas situaciones en las que los detectores de metales basados ​​en VLF tendrían dificultades, como en áreas que tienen material altamente conductivo en el suelo o en el entorno general. Un buen ejemplo de tal situación es la exploración de agua salada. Además, los sistemas basados ​​en PI a menudo pueden detectar metales mucho más profundos en el suelo que otros sistemas.

Tecnología BFO

La forma más básica de detectar metales utiliza una tecnología llamada oscilador de frecuencia de latido (OBF). En un sistema BFO, hay dos bobinas de alambre. Una bobina grande está en el cabezal de búsqueda y una bobina más pequeña está ubicada dentro de la caja de control. Cada bobina está conectada a un oscilador que genera miles de pulsos de corriente por segundo. La frecuencia de estos pulsos está ligeramente compensada entre las dos bobinas.

A medida que los pulsos viajan a través de cada bobina, la bobina genera ondas de radio. Un pequeño receptor dentro de la caja de control capta las ondas de radio y crea una serie audible de tonos (latidos) basados ​​en la diferencia entre las frecuencias.

Si la bobina en el cabezal de búsqueda pasa sobre un objeto de metal, el campo magnético causado por la corriente que fluye a través de la bobina crea un campo magnético alrededor del objeto. El campo magnético del objeto interfiere con la frecuencia de las ondas de radio generadas por la bobina del cabezal de búsqueda. A medida que la frecuencia se desvía de la frecuencia de la bobina en la caja de control, los latidos audibles cambian en duración y tono.

Tecnología BFO

La simplicidad de los sistemas basados ​​en BFO permite fabricarlos y venderlos a un costo muy bajo. Pero estos detectores no brindan el nivel de control y precisión que brindan los sistemas VLF o PI.

Tesoro enterrado

Los detectores de metales son excelentes para encontrar objetos enterrados. Pero, por lo general, el objeto debe estar a menos de un pie de la superficie para que el detector lo encuentre. La mayoría de los detectores tienen una profundidad máxima normal entre 8 y 12 pulgadas (20 y 30 centímetros). La profundidad exacta varía según una serie de factores:

La detección de metales para aficionados es un mundo fascinante con varios subgrupos. Estas son algunas de las actividades más populares:

Muchos entusiastas de los detectores de metales se unen a clubes locales o nacionales que brindan consejos y trucos para la caza. Algunos de estos clubes incluso patrocinan búsquedas del tesoro organizadas u otras salidas para sus miembros. Visite LostTreasure.com para obtener más información sobre los clubes.

Trabajo detectivesco

Cómo funcionan los detectores de metales Un detector de metales de paso de Garrett

Además del uso recreativo, los detectores de metales cumplen una amplia gama de funciones utilitarias. Los detectores montados suelen utilizar alguna variación de la tecnología PI, mientras que muchos de los escáneres portátiles básicos están basados ​​en BFO.

Algunas aplicaciones no recreativas de los detectores de metales son:

Cómo funcionan los detectores de metales Un detector de metales portátil Garrett Super Scanner

Los fabricantes de detectores de metales ajustan constantemente el proceso para que sus productos sean más precisos, más sensibles y más versátiles. En la página siguiente, encontrará enlaces a los fabricantes, así como clubes y más información sobre la detección de metales como pasatiempo.

Para obtener más información sobre detectores de metales y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.