Questions détecteur de métaux V.L.F.

[invite01940137]

Bonjour à tous,
je suis actuellement en prépa scientifique(filière PSI 2ème année) et je mène actuellement des recherches sur les détecteurs de métaux dans le cadre de mon TIPE de cette année. Après m'être intéressé au mode de fonctionnement de celui-ci, une chose me perturbe: nous savons qu'un détecteur vient à détecter un métal conducteur par un déphasage créé entre le signal de la bobine émettrice(qui va venir créée un courant induit dans le conducteur et celui-ci un champ magnétique induit) et réceptrice(qui va également générer un courant induit n°02 à cause du champ magnétique créé par le conducteur). Nous savons également que ce déphasage va dépendre de la "résistivité" du conducteur, et que le déphasage est représenté par une différence temporelle en quelque sorte (les signaux passeront par leur maximum à un temps respectif t et t+dt). Ma question est alors celle-ci: comment pouvons nous distinguer si nous détectons un certain conducteur de résistivité p1 à une profondeur h1 et un autre conducteur de résistivité p2 à une profondeur h2 si le déphasage est identique?
Je ne sais pas si mon raisonnement est correct ou si ma perception du sujet a été bonne, mais j'espère néanmoins que vous pourrez apporter une réponse à ma question ou des corrections vis à vis de ma compréhension du fonctionnement général du détecteur VLF.
Merci.
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[invite84ef135b]

Bonjour ! On peut construire un détecteur de métaux de différentes manières...

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Je doute que le métal agisse par la phase plutôt que l'amplitude, parce qu'aux fréquences utilisées, les métaux conduisent très bien, et que la propagation retarde très peu. J'imagine l'action du métal comme une inductance mutuelle, ou encore comme un secondaire très faiblement couplé court-circuitant un transformateur.

Son effet n'est alors pas de renvoyer une onde déphasée, mais de réduire l'inductance de la bobine émettrice et augmenter légèrement ses pertes, ou bien lorsqu'une bobine réceptrice recouvre partiellement l'émettrice pour annuler leur mutuelle autant que possible, d'augmenter cette mutuelle.

Mais je ne connais pas tous les procédés utilisés.

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Tu ne peux pas distinguer une grosse cible loin d'une petite près avec un unique émetteur-récepteur fixe fonctionnant en champ proche, ou du moins, je ne vois pas comment. Les radars le font en champ lointain en mesurant un temps de propagation.

En revanche, tu pourrais avoir plusieurs émetteurs-récepteurs, ou un émetteur et plusieurs récepteurs, ou alors déplacer l'appareil par rapport à la cible. En quantifiant l'effet de la distance sur la mesure, tu saurais dire à quelle distance et dans quelle direction est la cible.

Un exemple : si l'induction B réfléchie dépend de (R^-3)², une distance recevant une tension induite multipliée par 64 est deux fois moindre.

Autre exemple : une bobine de réception à gauche et l'autre à droite te disent de quel côté chercher.

On ne le fait habituellement pas, parce que la portée d'un détecteur est tellement faible que l'utilisateur finit la recherche à l'oreille sans aide technique.

[invite01940137]

Merci pour cette réponse, je vais essayer d'approfondir mon étude pour essayer de trouver d'autres éléments de réponse!

[invite84ef135b]

Tu pourrais regarder dans des revues d'amateurs comme Elektor, qui en publie souvent, et dont les conceptions sont saines. Ils ont un sommaire annuel.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite01940137]

Pour réaliser une approche théorique, je voulais modéliser mon détecteur de métaux selon le modèle suivant: modéliser tout d'abord un premier circuit alimenté par une tension sinusoïdale U(t), avec une résistance de valeur R et une bobine d'inductance L. Créer un deuxième circuit avec simplement une bobine d'inductance L' et une résistance R' et les disposer de façon à avoir une inductance mutuelle nulle (première bobine verticale et la seconde à l'horizontale de manière à ce que aucunes soient traversées par le flux de l'autre). Un soucis se pose maintenant, comment pourrais-je modéliser mon conducteur ayant une certaine inductance mutuelle avec les deux autres circuits et créant un déphasage de la tension relevée sur le deuxième circuit par rapport au premier alimenté par U(t)? J'avais modélisé mon conducteur par un simple circuit composé d'une bobine et d'une résistance mais apparemment ce modèle ne serait pas suffisant... Merci pour vos réponses!

[invite6dffde4c]

Bonjour.
C'est encore un autre type de détecteur. Ce n'est pas le déphasage qui est détecté, mais simplement l'amplitude du signal induit dans le bobine L', qui est nul en absence de métal.

Le métal peut être simulé par une autre inductance avec une résistance en série. La valeur de l'inductance est faible, car elle correspond à une seule spire de conducteur. Mais la résistance est aussi faible car elle correspond à un tour dans le conducteur. Si vous voulez avoir des ordres de grandeur, calculer la résistance d'une boucle épaisse de métal des dimensions similaires à celles de l'objet que vous voulez détecter et allez sur le web pour chercher un site de calcul d'inductance de bobines plates. Je vous conseille de chercher en anglais.

Au revoir.

[invite01940137]

J'ai beau essayer de chercher, je ne trouve pas comment est-il possible de détecter la profondeur du métal détecté et surtout d'accéder au "temps de réponse" du signal... Merci à tous pour vos réponses!

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Moi non plus.
Mais, êtes vous sur que c'est possible ?
D'où vient votre information ?
Au revoir.

[invite01940137]

A la vue des modèles de détecteurs de métaux que l'on trouve sur internet et leur description, je n'ai pas vu de choses parlant de plusieurs émetteurs ou récepteurs, mais juste un système simple VLF et qui permettait d'accéder également à la profondeur de l'objet. J'ai beau avoir cherché mais je n'ai encore rien trouvé de concret, mais au vu des modèles de détecteurs sur internet et leur particularités, je pense qu'il existe un moyen d'accéder à cette profondeur.

[f6bes]

Bjr à toi,
Exemple:http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...fSlvNoYb5y0aaQ
Tout n'est que conception de l'électronique de traitement des signaux.
Bon W E

[invite01940137]

Tout d'abord merci pour la réponse. Certes mon problème concerne le traitement de signaux, mais cela ne résout pas encore mon problème. Nous savons que le signal sinusoïdal récupéré par la bobine après avoir été affecté par la présence de métaux va avoir une certaine amplitude, une certaine fréquence et déphasage vis à vis du signal de départ, et nous savons aussi que rien d'autre ne caractérise le signal. Ainsi, sur quels paramètres doivent être portés mon attention pour déterminer la taille d'un objet, la profondeur, etc...

[invite01940137]

Désolé du double post, mais je viens de trouver un sujet intéressant concernant les radars sols qui parlent notamment du la propagation des ondes EM dans le sol et du temps de réponse, élément à mettre en parallèle pour la profondeur de nos objets détectés. Cependant, un problème persiste toujours selon moi, le déphasage (qui correspond en soit au temps de réponse) est un peu confondu avec le temps de réponse, c'est à dire que pour le même objet, est-ce que si on augmente la profondeur, le déphasage va changer et donc nous pousser à croire que l'on a affaire à un métal différent? Je ne trouve pas de réponse à ce problème...