Detector de Metales por Inducción (PI)
Este nuevo apunte trata sobre los detectores de inducción, en cuanto a su mecánica funcional poco ha variado desde que el primer prototipo lo desarrollara Alexander Graham Bell en 1881, posiblemente no sea el inventor del teléfono pero parece ser seguro que del detector de metales si lo fué .
Tenemos varios tipos de detectores de los cuales los mas usados son PI y VLF
Enlace externo de historia y funcionamiento
En este caso vamos a crear uno de inducción por pulso ya que son los mas sensibles y mas fiables en todo terreno aunque la desventaja es que no poseen discriminador o si lo poseen son poco fiables en la diferenciación de metales.
Este nuevo apunte trata sobre los detectores de inducción, en cuanto a su mecánica funcional poco ha variado desde que el primer prototipo lo desarrollara Alexander Graham Bell en 1881, posiblemente no sea el inventor del teléfono pero parece ser seguro que del detector de metales si lo fué .
Tenemos varios tipos de detectores de los cuales los mas usados son PI y VLF
Enlace externo de historia y funcionamiento
En este caso vamos a crear uno de inducción por pulso ya que son los mas sensibles y mas fiables en todo terreno aunque la desventaja es que no poseen discriminador o si lo poseen son poco fiables en la diferenciación de metales.
Funcionamiento
El funcionamiento es muy simple y una sola bobina te hace las funciones de emisor y receptor.
Cuando conectamos una bobina a una fuente de alimentación se produce una inducción magnetica pero cuando la desconectamos
se produce una fuerza contraelectromotriz (tensión en sentido opuesto). En muchos casos habreís visto diodos en las bobinas
de los relés o en transistores que trabajan con bobinas, estos diodos son de protección para derivar a masa estas corrientes inversas que se generan cuando la tensión de la bobina vuelve a 0
Si a lo anteriormente dicho (ley de Lenz) lo unimos a las corrientes parásitas de foucault ya tenemos el princio para hacer funcionar el detector de metales.
Aquí vemos lo dicho anteriormente sobre la ley de Lenz. Cuando alimentamos una bobina en este caso en negativo, al dejar de alimentarla se produce una tension inversa de unos 400 voltios positivos, luego veremos el por qué de alimentarla en inversa.
En esta señal que es la misma que la anterior (pico de 400v) pero ampliada en tiempo, vemos que cuando se le aproxima un metal le lleva mas tiempo
llegar a 0 V. esto es causado por las corrientes parásitas de foucault , esta es la técnica que utilizan los detectores PI para la detección.
La siguiente fase es poder manejar esta señal, debido a la elevada tensión y a la pequeña variación que se produce cuando se aproxima
un metal (suele ser muy pocos milivoltios) se utiliza un circuito recortador con diodos con el que conseguimos extraer la señal que nos
interesa.
Los diodos ermpiezan a conducir a partir de 0.5 a 0.7 V que es su tension de funcionamiento y toda la tensión que supere este valor el circuito recortador la deriva a masa, pues por ese hueco entre 0 y 0.4v de no funcionamiento hasta que el diodo empieza a conducir es por donde se cuela la señal que nos interesa.
llegar a 0 V. esto es causado por las corrientes parásitas de foucault , esta es la técnica que utilizan los detectores PI para la detección.
La siguiente fase es poder manejar esta señal, debido a la elevada tensión y a la pequeña variación que se produce cuando se aproxima
un metal (suele ser muy pocos milivoltios) se utiliza un circuito recortador con diodos con el que conseguimos extraer la señal que nos
interesa.
Los diodos ermpiezan a conducir a partir de 0.5 a 0.7 V que es su tension de funcionamiento y toda la tensión que supere este valor el circuito recortador la deriva a masa, pues por ese hueco entre 0 y 0.4v de no funcionamiento hasta que el diodo empieza a conducir es por donde se cuela la señal que nos interesa.
Una vez tenemos el transistor para actuar con la bobina y la resistencia de amortiguación, la señal pasa por una resistencia limitadora que tenemos antes de llegar al circuito recortador por diodos.
Una vez extraida la señal y amortiguada nos queda amplificarla por 1000 o lo que permita el operacional sin añadir mucho ruido. En muchos circuitos detectores se utiliza el NE5534 por su precio asequible y su bajo ruido, pero la verdad también he probado con un simple LM358 de batalla y me ha dado mejores resultados que con el NE5534 , creo que al tener menos ancho de banda elimina ruido de alta frecuencia ya que no es capaz de amplificarlo pero con esto no quiero decir nada, el tiempo lo dirá y posiblemente tenga que corregir estas lineas.
Una vez extraida la señal y amortiguada nos queda amplificarla por 1000 o lo que permita el operacional sin añadir mucho ruido. En muchos circuitos detectores se utiliza el NE5534 por su precio asequible y su bajo ruido, pero la verdad también he probado con un simple LM358 de batalla y me ha dado mejores resultados que con el NE5534 , creo que al tener menos ancho de banda elimina ruido de alta frecuencia ya que no es capaz de amplificarlo pero con esto no quiero decir nada, el tiempo lo dirá y posiblemente tenga que corregir estas lineas.
Otra puntualización es la función de la resistencia de amortiguación que deberemos poner en paralelo con la bobina, en el caso de no existir dicha resistencia la bobina intentaría auto oscilar y no podriamos realizar una correcta medida
.
Ahora tenemos que seguir un procedimiento para poder medir la señal en el momento justo y esto se lleva se consigue con un oscilador principal y uno o dos retardos consecutivos, dependiendo si es una detección de todo metal o con discriminador.
En la figura tenemos los umbrales de tiempo de los tres osciladores que vamos a necesitar para la construcción, en azul el pulso generado de la bobina, en rojo el muestreo de discriminación , en verde la sensibilidad y en verde oscuro la señal amplificada de la bobina, todos estos valores son a nivel informativo. que aunque sean los mas usados pueden variar por muchos motivos.
En la figura tenemos los umbrales de tiempo de los tres osciladores que vamos a necesitar para la construcción, en azul el pulso generado de la bobina, en rojo el muestreo de discriminación , en verde la sensibilidad y en verde oscuro la señal amplificada de la bobina, todos estos valores son a nivel informativo. que aunque sean los mas usados pueden variar por muchos motivos.
