Referat la fizicăDetectoare de metale și infraroșu

Hainal Ana EcaterinaClasa a XI-a Ș

Profesor:Apostol GhițăData:11.04.2016

DefinițiiDetectoarele de metale sunt dispozitive

electronice ce au rolul de a detecta și semnaliza obiectele metalice aflate îngropate, pe baza modificării într-un sens sau în altul a inducției unei bobine.

Senzorul infraroșu (detectorul infraroșu) pasiv este cel mai utilizat senzor în detectoare de mișcare. Se adaptează optimal la detecția mișcărilor ce provoacă schimbări în poziționarea unghiulară față de el a corpurilor, atunci când ele se află în raza de acțiune a senzorului.

Pentru ce utilizăm detectorul de metaleSecuritate – pentru descoperirea minelor și proiecțiilor

neexplodate precum și pentru control personal în scopul de a detecta diverse arme sau obiecte metalice ascunse.

  Industrie – au rolul de a detecta prezența obicetelor metalice diverse locații. în construcții de exemplu se dorește a se detecta eventuale conducte de care trebuie să se țina seama când se face o excavație. Se pot folosi de asemenea pentru a detecta prezența accidentală a obiectelor metalice pe o bandă transportoare.

Arheologie – un detector de metale îsi are o utilitate foarte mare în acest domeniu. El ajută foarte mult la descoperirea mult mai ușor a obiectelor metalice în diverse locații arheologice.

Hobby – detectoarele de metale sunt folosite în cea mai mare parte de persoanele pasionate de comori ascunse, legende, etc.

Mod de utilizareDetectorul de metale este format dintr-

obobina de uH 100.Integratul are un osciloscopcare formează împreună cu bobina modificându-se la apropierea de obiectele metalice. Ledul 1se va aprinde și buzzerul sună, apoi se ajustează pană când ledul si buzzerul se opresc

Mod de utilizare

Circuitul unui detector de metale

Tipuri de detectoare de metalVery Low Frequency (VLF) Aceste detectoare

folosesc 2 bobine concentrice. Bobina exterioară (bobina de transmisie) are rolul de a genera un câmp electromagnetic care în momentul în care detectează un obiect magnetic îl încarcă, iar acesta generează la rândul său un câmp electromagnetic de intensitate slabă ce este în antifază cu câmpul generat de bobina exterioară (când câmpul generat de bobină este minim, câmpul generat de obiect este maxim și invers). Acest câmp electromagnetic este detectat de bobina interioară (bobina de recepție).

Avantajele detectoarelor VLF sunt:detecție foarte bună a obiectelor de mici

dimensiuniposibilitatea de face discriminare reală pe diverse

tipuri de metaleconsum redus de energiepreț de achiziție accesibilDezavantajele detectoarelor ce folosesc principiu

VLF sunt:distanța de detecție mică (maxim 70 cm)în modul “discriminare” distanța de detecție

scade la 20…30 cmeste influențat de mineralizarea solului

Pulse Induction (PI)Acestea folosesc pentru detectare o bobină

(single pulse technology) sau două bobine concentrice (double pulse technology). Bobina de căutare generează un câmp electromagnetic ce încarcă obiectul metalic, acesta la rândul său generând propriul câmp electromagnetic ce face cuplu cu câmpul inițial. Acest cuplu este analizat în pauza dintre două impulsuri de către detector.

Avantajele detectoarelor ce folosesc principiu PI:detecție foarte mare în adâncime (până la 5 m)imunitate la mineralizarea soluluistabilitate în funcționare

Avantajele detectoarelor ce folosesc principiu PI:

detecție foarte mare în adâncime (până la 5 m)imunitate la mineralizarea soluluistabilitate în funcționareDezavantajele detectoarelor ce folosesc

principiu PI:consum ridicat de energienu poate face discriminare decât la o distanță

mică (20…30 cm) și atunci doar între metale feroase și ne feroase

nu detectează obiecte foarte mici

Beat Frequency Oscillator (BFO)Acest detector se bazează pe o bobină de

detecție ce oscilează sincron cu aceeași frecvență cu un oscilator de precizie aflat în interiorul detectorului. În momentul în care un obiect metalic se află în raza de acțiune a bobinei de căutare, schimbă frecvența de căutare, realizând astfel un dezechilibru între cele două oscilatoare

Avantajele detectoarelor ce folosesc principiu BFO:

ușurință în realizare (poate fi construit de amatori)

consum redusDezavantajele detectoarelor ce folosesc

principiu BFO:distanța mică de detecție (maxim 40 cm);

Alexander Grahan Bell

Acesta a contruit detectorul pentru a scoate un glont din pieptul presedintelui american James Garfield. Detectorul a functionat corect, dar operatia a fost nereusita deoarece Garfield era intins pe un pat metalic ce a indus aparatul in eroare.

Cine și cum a descoperit detectorul infraroșu? Sir Frederick William Herschel (1738-1822) s-a născut la Hanovra, Germania și a

devenit atât de bine cunoscut ca muzician și astronom.  Herschel a făcut o altă descoperire importantă în 1800. Studiind lumina soarelui cu ajutorul prismei (filtrelor colorate) el a vrut să știe conținutul de căldura a fiecarei culori. El a constatat că prin filtrele de diferite culori păreau să treacă diferite intensități de căldură. El a direcționat lumina soarelui printr-o prismă de sticla pentru a crea un spectru (de curcubeu create atunci când lumina este împărțită în culorile sale), pe urmă a măsurat temperatura din fiecare culoare. Dupa acest model, Herschel a decis să măsoare temperatura doar dincolo de porțiunea roșie a spectrului de frecvență, într-o porțiune a spectrului în care nu e vizibilî lumina soarelui. Spre surprinderea lui, el a găsit că aceastăporțiune are cea mai mare temperatură din tot spectrul. Herschel a suplimentant experimentele efectuate asupra a ceea ce el a numit "razele calorice  dincolo de spectrul roșu. El a constatat că acestea au fost reflectate, absorbite si transmise intr-un mod similar cu lumina vizibilă. Ce a descoperit Herschel, a fost o forma de lumina (sau de radiații) dincolo de lumina roșie, fiind cunoscute în prezent: radiații ăn infraroșu. Experimentul lui Herschel a fost important, deoarece acesta a marcat prima dată când cineva a demonstrat că există tipuri de radiații pe care nu le putem vedea cu ochii noștri.

Spectrul electromagnetic include raze gamma, raze X, ultraviolete, vizibile, infrarosii, microunde si unde radio. Singura diferenta intre aceste diferite tipuri de radiatii este de lungime de unda sau de frecventa. Lungimea de unde creste iar frecventa (ca si energie a radiatilor) scade de la raze gamma la unde radio. Toate aceste forme de radiatie se propaga la viteza luminii (186000 de mile sau aproximativ 300000000 de metri pe secunda, intr-un vid).

Teoria detecției în infraroșuDetectoarele pasive de radiații infraroșu primesc energie

invizibilă radiată de obiectele aflate în câmpul lor vizual. Ele sesizează în fapt SCHIMBAREA acestei energii.

Persoana în mișcare produce o astfel de schimbare în mediu, “schimbare”  care poate fi mai caldă sau mai rece decat mediul curent.

Componentele unui senzor PIRUn senzor de milcare cuprinde 3 componente

principale:partea optică;senzorul propriu-zis;circuitul de procesare.Partea optică a senzorului de mișcarePartea optică  are rolul de a focalizeaza energia termica pe

senzorul decaptură.Pentru partea optica a senzorului de obicei se utilizează oglinda sau lentila Fresnel. Fațele oglinzii sau secțiunii lentilelor definesc zona de acoperire a detectorului.

Senzorul

Senzorul – convertește energia infraroșie în energie electrică.

Procesarea semnaluluiCircuitul de procesare analizează semnalul electric și separă alarmele reale de cele false. Pentru acest lucru:– semnalul reclamă o “Semnatura” specifică.  Circuitul utilizeaza praguri multiple pentru a măsura relația complexă între amplitudinea semnalului, polaritatea acestuia și durata. Această relație complexă produce o “semnatură” specifică pe care procesorul  o utilizează pentru a determina dacă semnalul ar trebui să activeze o alarmă.

Bibliografiehttps://ro.wikipedia.org/http://www.cineainventat.ro/http://www.dafinoiu.ro/http://adevarul.ro/