Qu’est-ce qu’une bobine de détecteur de métaux et comment ça marche ?

La bobine de détecteur de métaux fonctionne en envoyant un courant électrique à travers un fil de cuivre enroulé pour générer un champ magnétique (cette bobine est appelée bobine de transmission ou TX). Lorsque ce champ magnétique rencontre du métal, il induit un courant opposé égal qui est échantillonné par la bobine de réception ou RX.

À la base, chaque détecteur de métaux vendu dans le commerce fonctionne soit par induction pulsée, soit par technologie à très basse fréquence.

L’induction par impulsions détecte le métal en permettant à plusieurs reprises à un courant électrique à fort ampérage de passer à travers une bobine à faible résistance pendant une très courte période de temps. Cette action crée un champ magnétique qui se crée rapidement puis s’effondre rapidement. Lorsque le champ magnétique s’effondre, il crée une pointe de tension qui est à la fois élevée en intensité et opposée en polarité à l’impulsion d’origine. La bobine de réception qui est souvent la même bobine que la bobine d’émission dans les bobines d’induction d’impulsions mesure alors l’énergie de l’impulsion au point où elle se désintègre à zéro.

Lorsque le champ magnétique rencontre une cible, une partie de l’énergie du champ sera stockée dans l’objet. Cela fera en sorte que l’impulsion réfléchie aura moins d’énergie et prendra plus de temps pour se désintégrer à zéro. La raison pour laquelle le fait d’avoir moins d’énergie fait que l’impulsion prend plus de temps pour se désintégrer à zéro est que l’énergie est transférée par des ondes électromagnétiques. Lorsque l’énergie est prélevée sur la longueur d’onde, elle devient plus longue, ou plutôt moins fréquente, et donc plus lente.

Jusqu’au point où l’impulsion réfléchie est mesurée, le signal échantillonné, qui est collecté à partir de la bobine RX, ne contient que le signal de la bobine TX dont la tension a été réduite par une résistance pour ne pas la surcharger. Lorsque l’impulsion réfléchie est également présente, le signal envoyé du RX au circuit d’échantillonnage est modifié. Le signal qui est échantillonné est ensuite moyenné pour créer une tension de référence qui devient éventuellement la tension du courant continu alimentant le système d’alerte. Une tension plus élevée se traduira par un volume plus élevé, ou une hauteur tonale plus élevée, ou même une fréquence de clics plus élevée.

La très basse fréquence détecte le métal en permettant à un courant électrique alternatif constant de passer à travers une bobine pour créer un champ électromagnétique. La polarité de ce courant électrique est inversée des milliers de fois par seconde pour créer ce que l’on appelle la fréquence d’émission. Tout objet conducteur qui rencontre le champ magnétique sera induit par le champ magnétique changeant rapidement pour créer quelque chose connu sous le nom de courants de Foucault. Ces courants de Foucault produisent un champ magnétique pour l’objet conducteur qui a une polarité opposée au champ de transmission.

La bobine Rx est disposée de manière, par rapport à la bobine TX, à ce que l’énergie provenant du champ magnétique de la bobine TX n’affecte pas la quantité d’énergie nette à l’intérieur de la bobine RX. Cela signifie que si un champ magnétique était créé par des courants de Foucault dans un objet conducteur, ce serait la seule force agissant sur la bobine RX. Si un courant est présent, alors, dans la bobine RX, il sera échantillonné et converti en un courant continu qui alimente un dispositif d’alerte. Plus le courant dans la bobine RX est important, plus le courant allant vers le dispositif d’alerte est important. Cela l’amène à augmenter de volume, à changer de tonalité ou même à augmenter la fréquence des clics, un peu comme un détecteur de métaux induisant des impulsions .

La discrimination entre les types de métal et la détermination de la profondeur sont possibles avec des bobines à très basse fréquence. En effet, chaque métal présente sa propre réponse unique aux champs magnétiques et a des niveaux de conductivité variables. De plus, parce que le temps entre l’induction et l’échantillonnage augmentera avec la distance. En fin de compte, ces données sont toutes traitées puis catégorisées par un mini-processeur dans le détecteur de métaux qui a été programmé avec une valeur constante commune pour ces occurrences.

Bien que toutes les bobines de détection de métaux fonctionnent sur des technologies à induction pulsée ou à très basse fréquence, leur conception peut être manipulée de plusieurs manières. La manipulation de ces conceptions peut créer des détecteurs qui sont davantage spécialisés pour des cas d’utilisation spécifiques. Ces cas d’utilisation, qu’une bobine peut être optimisée pour détecter, incluent : la profondeur, le niveau de minéralisation du sol, la quantité de zone détectée et le nombre de cibles dans une zone donnée. Les modifications les plus courantes sont les changements de taille et de forme de la bobine.

La taille d’une bobine de détecteur de métaux, quelle que soit sa forme, déterminera la profondeur et la largeur d’un champ magnétique résultant. Plus la bobine est grande, plus chacun de ces facteurs sera important. Cependant, cela ne signifie pas toujours que plus c’est gros, mieux c’est. Dans les zones où il y a une grande quantité de débris métalliques, une bobine plus petite vous donnera une plus grande capacité à éviter de perdre du temps sur les cibles et vous concentrera plutôt sur de bonnes cibles potentielles. Dans les zones où il y a une grande quantité d’espace et un petit nombre de cibles, une bobine plus grande peut augmenter votre efficacité et votre zone de recherche efficace à la fois horizontalement et verticalement.

Les manipulations de forme des bobines de recherche peuvent également affecter les performances, bien que généralement avec une application plus spécifique à l’esprit que lors de l’examen des manipulations de taille. Il existe aujourd’hui cinq formes disponibles sur le marché de la consommation, chacune pouvant être «le meilleur choix» en fonction du scénario.

Une bobine mono-boucle ou mono se caractérise par le fait qu’elle n’a qu’une seule bobine pour les applications de bobine TX et RX. Les bobines mono ne sont disponibles et possibles qu’avec la technologie d’induction pulsée. Pour cette raison, les bobines mono vous donneront la détection la plus sensible et ne seront pas affectées par la minéralisation du sol. Cependant, cela signifie également qu’avec une bobine mono, il n’y aura aucune discrimination des cibles et vous devrez donc être prêt à déterrer beaucoup d’onglets de canettes de boisson gazeuse.

Les bobines concentriques fonctionnent de la même manière que la bobine mono-boucle, la principale différence étant que les bobines TX et RX sont séparées. En raison de cette séparation, des bobines concentriques peuvent être fabriquées pour fonctionner avec des technologies à induction pulsée ou à très basse fréquence.

L’avantage d’avoir une conception concentrique est que les deux bobines ont la plus grande circonférence possible, ce qui fournit à son tour le champ magnétique le plus sensible possible. Alors que les bobines concentriques à induction pulsée ne seront pas affectées par la minéralisation du sol, les bobines concentriques à très basse fréquence le seront. En fait, ils souffriront plus que toute autre conception de bobine.

Les bobines double D sont formées par les bobines TX et RX placées l’une à côté de l’autre sous la forme de deux lettres majuscules D opposées. L’effet que cela a sur le champ magnétique est que la détection positive n’est que directement en dessous de l’intersection des deux bobines. Les parties restantes des bobines produisent un champ égal qui s’annule.

Il en résulte que la résistance sera moins sensible mais sera également plus utile sur sol minéralisé. Les bobines DD peuvent être produites avec des technologies à induction pulsée ou à très basse fréquence, bien qu’elles soient beaucoup plus populaires dans la variante à très basse fréquence. Le scénario où cette bobine est parfaite est celui dans lequel le sol est fortement minéralisé mais les capacités de discrimination ne peuvent pas être sacrifiées.

Peut-être la conception de bobine la plus rare sur le marché aujourd’hui, les bobines d’imagerie sont une amélioration intéressante par rapport à la conception de bobine concentrique. L’amélioration étant l’ajout d’une deuxième bobine RX dans la conception concentrique. Cette deuxième bobine permet au détecteur de tirer d’une plus grande gamme d’informations sur une cible possible pour vous permettre, espérons-le, de faire la distinction entre quelque chose qui vaut votre temps et quelque chose qui ne l’est pas.

Les bobines à 2 boîtes sont similaires aux bobines concentriques en ce que les bobines TX et RX sont séparées, mais les similitudes s’arrêtent à peu près là. Les bobines à 2 boîtiers implémentent une configuration dans laquelle la bobine TX est placée à quelques mètres de la bobine Rx, les deux étant à chaque extrémité du détecteur de métaux. Cette configuration n’est utilisée que lorsque l’on tente de détecter une très grande quantité de sol et n’est gérable que grâce à la séparation complète des bobines. Dans les zones où il y a des débris métalliques, cette conception en souffrira. De plus, cette conception est sans aucun doute la forme de bobine la moins sensible.