Parámetros de una bobina detectora de metales

Construí un detector de metales llamado MiniPulse Plus (es un kit. Viene con instrucciones de calibración pero no dice nada sobre la bobina, excepto que debe estar entre 300-500uH). Un circuito envía un pulso a la bobina (58uS de ancho, a 1KHz), espera que el campo magnético de la bobina decaiga, luego usa la misma bobina para escuchar las señales que regresan del suelo (generadas por posibles elementos metálicos enterrados). Una resistencia de 470 ohmios montada en la bobina ayuda a que su campo magnético se desvanezca más rápido. La resistencia de la bobina en mi caso es de 3 ohm, 24 vueltas, calibre 0,45, diámetro 23cm, hilo de Cu esmaltado.

Quiero saber cuáles son los parámetros más importantes para la bobina.

Por ejemplo, el tamaño de la bobina (diámetro). ¿Será mejor una bobina de 20 cm que una bobina de 10 cm (mientras que ambas tienen 400 uH)?
Dado que la bobina funciona a solo 1 KHz, ¿importa el calibre del cable?
¿Debo usar alambre con aislamiento grueso? (algunos recomiendan cable de altavoz porque la distancia entre el cable de cobre será grande, disminuyendo así la capacidad de la bobina)

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Respuestas (2)

Una bobina de mayor diámetro producirá la misma densidad de flujo magnético que una bobina más pequeña pero a una distancia mayor. Esto es importante. Entonces, una bobina de 20 cm es mejor que una bobina de 10 cm.

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La simetría es tal que todos los términos de este elemento son constantes excepto el elemento de distancia dL, que cuando se integra da la circunferencia del círculo. El campo magnético es entonces: -

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A medida que aumenta la distancia desde el plano del bucle de corriente, z domina y la densidad de flujo tiende a ser una ley del cubo inverso con la distancia Z. Datos/imágenes tomadas de aquí

En cuanto al cable, habrá un pulso de corriente asociado con el pulso de voltaje aplicado y esto puede ser del orden de un amperio, así que elija un calibre de cable apropiado para que las pérdidas de CC no sean significativas.

En cuanto al aislamiento, el alambre de cobre básico con esmalte está perfectamente bien.

La resistencia de la bobina es de 3 ohmios. Creo que no es grande.
Además, la gente habla mucho sobre el uso de cables de altavoz (aislamiento grueso) para disminuir la capacidad interna de la bobina... lo que creo... tiene sentido.
A una frecuencia de funcionamiento de 1 kHz, la resonancia propia de la bobina (estimo que cientos de kHz) causada por la autocapacitancia tendrá un efecto mínimo, pero indique cuál es la construcción de la bobina.

Teóricamente, una bobina con un diámetro de x cm obtendría 5 veces este diámetro en distancia para detectar elementos no menos del 5 % del tamaño del área de la bobina.

por lo que su bobina de 20 cm en el mejor de los casos puede detectar una superficie de 1 cm cuadrado de un metal a solo 1 metro como máximo.

No es una tarea fácil hacer un sistema de este tipo. en su mayoría puede llegar a 3 veces el tamaño de la bobina.