Funcionamiento de un detector de metales de inducción de pulsos

 Funcionamiento de un detector de metales de inducción de pulsos.

Este tipo de detector consta de una sola bobina la cual hace las veces de emisor de los pulsos electromagnéticos y de receptor.

La bobina tiene dos fases, una de energización en la cual se conecta a la alimentación a través del mosfet de alta tensión o transistor bjt en la cual el campo magnético crece y penetra en el suelo, y otra de colapso en la cual se costa el suministro eléctrico de la bobina abriendo el transistor y en ese instante se produce un transitorio, que es un pulso de alta tensión con la polaridad invertida a la que fue cargada la bobina.

A modo de analogía sería como si levantamos una mancuerna, durante la primera fase la fuerza es ascendente en la que la mancuerna toma altura, y en la segunda fase la soltamos de golpe y esta ejerce una gran fuerza en dirección opuesta al golpear contra el suelo.

Así la respuesta de la bobina varía según los objetos conductores que se encuentren al rededor ya que estos interfieren en el campo magnético generando campo eléctrico y ralentizando el colapso del campo magnético.

Se conecta una resistencia de bajo valor en paralelo a la bobina para evitar que esta oscile con la capacidad que hay entre sus contactos a través del aire como en un circuito LC.

El procesamiento analógico de la señal mas común en este tipo de detectores consiste en recortar el pulso de respuesta con unos diodos para que solamente pase a la amplificación una amplitud de -0,7 a 0.7V aproximadamente. lo siguiente es un condensador para desacoplar la continua y un amplificador operacional configurado como amplificador diferencial la otra entrada es la propia alimentación positiva.

A partir de aquí el análisis de la señal amplificada en los detectores analógicos consiste en medir la amplitud sea con un comparador y una tensión de referencia (pirata ruso) o inyectando la parte a medir a un oscilador de relajación (pi polones). En el caso de mi detector es completamente digital así que el microcontrolador toma varias muestras sincronizando un momento determinado tras la finalización de cada pulso.

Los pulsos se suelen configurar con una duración de entre 50 y 250us y a una frecuencia de entre 50 y 300Hz. Siendo mayor campo magnético cuanto mayor tiempo duración de los pulsos lo que afecta positivamente al alcance pero negativamente al consumo. Así como la frecuencia afecta a la cantidad de muestras por segundo lo que afecta a la velocidad de respuesta del detector, además cuanto mayor frecuencia mas tiempo estará energizada la bobina lo cual también aumenta el consumo.

La parts mas importante del software de mi detector son el manejo de los timers para tener los pulsos en segundo plano lo que permite dedicar tiempo a mostrar cosas por pantalla sin provocar inestabilidad en la frecuencia. Del mismo modo el sonido se genera con interrupciones de timer y así puedo controlar también el volumen cambiando el ancho de pulso.