I metal detectors possono funzionare in generale con tre modalità operative diverse, tutte comunque fondate sullo stesso effetto: un conduttore altera in qualche modo un campo magnetico in cui è immerso.
Come ho appena detto questo effetto può essere in realtà rivelato in vari modi, che illustrerò brevemente.
1. BFO (beat frequency oscillator)
In questo tipo di rivelatori si costruiscono due oscillatori che risuonano alla stessa frequenza. Sostanzialmente sono circuiti costituiti da un condensatore e una induttanza, che in elettronica è il tipo più semplice di oscillatore. Uno dei due oscillatori è di riferimento, mentre l’altro è di ricerca e utilizza una induttanza costituita da una spira avvolta attorno ad un disco (la piastra di ricerca). Quando un metallo viene avvicinato al disco, l’induttanza della spira avvolta cambia, e di conseguenza cambia anche la frequenza di risonanza dell’oscillatore di ricerca. Per rendere noto l’evento all’utilizzatore si usa una cuffia che riceve la differenza tra i due segnali, e pertanto si ode un suono solo quando le frequenze di oscillazione sono diverse, cioè c’è del metallo nelle vicinanze della spira primaria.
2. VLF (very low frequency)
Questo sistema funziona invece basandosi sul fatto che il metallo investito dal campo magnetico pulsante della spira primaria emette di suo un ulteriore campo magnetico che viene rivelato dalla spira di rivelazione. Poiché a seconda della conducibilità elettrica e dell’induttanza del campione in esame il ritardo del campo magnetico indotto rispetto al “forzante” varia, questa tecnica permette la discriminazione del metallo individuato (tale tecnica è detta “phase shifting”.
3. PI (pulse induction)
Qui è presente in genere una sola spira che emette impulsi. Dopo che la corrente che genera il campo magnetico è cessata, si genera per autoinduzione un campo magnetico opposto che tende a contrastare la diminuzione del campo che la genera (legge di Lenz). Se è presente un oggetto metallico, la durata dell’impulso di ritorno varia di lunghezza rispetto alle condizioni standard; un opportuno circuito analizza questo “eco” e comunica il risultato all’operatore.
Ulteriori dettagli, in lingua inglese, sono reperibili all’indirizzo:
http://home.howstuffworks.com/metal-detector.htm,
unitamente ad un progetto per costruire da soli un metal detector operante con la tecnologia BFO.