1 Introducere 4 2 Stadiul actual 5 2.1 Aspecte generale ale detectoarelor de metale 5 2.2 Tipuri de detectoare de metale 8 2.2.1 Very Low Frequency (VLF) 8 2.2.2 Pulse Induction (PI) 8 2.2.3 Beat Frequency Oscillator (BFO) 9 2.3 Principii fizice ce stau la baza detectiei metalelor 10 2.3.1 Legea inductiei electromagnetice 10 2.3.2 Curentii turbionari si Efectul pelicular. 11 3 Dispozitivul analizat 14 3.1 Sistemul de detectie a metalelor proiectat 14 3.2 Analiza in FEMM 17 4 Dimensionarea, proiectarea si analiza dispozitivului 19 4.1 Dimensionarea bobinei de emisie 19 4.1.1 Determinarea dimensiunilor sectiunilor bobinei de emisie 19 4.2 Calculul tensiunii induse in bobina de receptie 22 4.3 Influenta conductivitatii electrice asupra tensiunii induse 24 4.4 Influenta permeabilitatii magnetice relative asupra tensiunii induse 26 4.4.1 Influenta lungimii corpului detectat asupra tensiunii induse 27 4.4.2 Influenta latimii corpului detectat asupra tensiunii induse 29 4.5 Influenta distantei dintre bobina si corp asupra tensiunii induse in bobina de receptie 31 4.6 Dimensionarea bobinei de receptie 32 5 Concluzii 34 Bibliografie 35
1 Introducere In aceasta lucrare imi propun proiectarea si analiza unui electromagnet detector de metale portabil, folosit in securitate, capabil sa detecteze arme sau alte corpuri metalice la distante mici. Lucrarea este alcatuita din cinci capitole in care subiectul studiat il constituie detectorul de metale. Primul capitol este cel introductiv, in care voi prezenta aspecte generale ale lucrarii. In acest capitol prezint structura lucrarii si o descriu in ansamblul ei. In al doilea capitol sunt prezentate toate aspectele teoretice necesare pentru a intelege functionarea dispozitivului in cauza adica toate legile si principiile fizice ce ajuta la proiectarea unui detector de metale. Al treilea capitol reprezinta prezentarea exacta a sistemului propus, fixarea exacta a specificatiilor detectorului de metale. In capitolul patru voi realiza proiectarea propriu-zisa a sistemului studiat. In acest capitol prezint pasii pe care i-am urmat pentru dimensionarea dispozitivului. In ultimul capitol voi prezenta concluziile finale ale acestei lucrari. In figura 1.1 este prezentat un detector de metale corporal asemanator cu dispozitivul pe care il voi proiecta in aceasta lucrare. Figura 1.1 Detector de metale portabil- MD 3003B1 [1] 2 Stadiul actual 2.1 Aspecte generale ale detectoarelor de metale Detectoarele de metale sunt dispozitive ce au rolul de a detecta si semnaliza obiectele metalice, pe baza modificarii intr-un sens sau in altul a inductivitatii unei bobine. [2] Cel mai simplu tip de detector de metale este format, printre alte elemente,dintr-un instrument numit oscilator care trimite un curent electric alternativ printr-o bobina ce creeaza un camp magnetic alternativ. [3] Functionarea detectorului de metale se bazeaza pe principiile inductiei electromagnetice. Detectoarele metalice contin una sau mai multe bobine inductoare care sunt utilizate pentru a interactiona cu elementele metalice. Detectorul cu o singura bobina ilustrat in figura 1.2 este o versiune simplificata a unui detector de metal real. [4] Un curent pulsatoriu este aplicat bobinei, care apoi induce un camp magnetic prezentat in albastru. Cand campul magnetic al bobinei se deplaseaza peste un metal, cum ar fi moneda din aceasta ilustratie, induce curenti electrici, numiti curenti turbionari, in moneda. Curentii turbionari induc la randul lor propriul camp magnetic, prezentat in rosu, care genereaza un curent de sens opus in bobina. Acest curent induce un semnal ce indica prezenta metalului. [4] Figura 2.1.Detectorul de metale cu o singura bobina [4] Aceste dizpozitive pot detecta metale datorita conductivitatii electrice foarte bune ale acestora, de aceea, in momentul in care o bucata de metal este aproape de curentul alternativ produs de bobina, curenti turbionari vor fi indusi in metal. Acesti curenti turbionari proveniti de la metal produc un camp magnetic alternativ propriu, care este detectat de o alta bobina in interiorul dispozitivului numita magnetometru. Deci metalul provoaca o diferenta in campul magnetic ce poate fi identificata. [5] Cand detectorul de metal identifica o anomalie in campul magnetic cauzata de o piesa de metal, diverse instrumente electronice pot ajuta in a transmite aceasta informatie utilizatorului. Acest lucru poate lua forma unui sunet, a vibratiilor sau chiar a unui indiciu vizual pe ecranul LCD.[5] In cazul detectoarelor de metale mai sofisticate nu numai ca este posibila indicarea prezentei metalului, dar acestea pot indica si adancimea metalului sub pamant, marimea metalului detectat, precum si tipul de metal. Curentii turbionari indusi in metale au intensitati ce depind de conductivitatea si distanta fata de detector a metalului, deci in asa fel se poate determina si tipul de metal localizat de dispozitiv. [5]
[1] ,,ANNITAHIGHTECH,"[Interactiv].Available:https://detectoare-metale.ro/index.php?route=product/product&product_id=341. [Accesat 16 04 2019]. [2] M. Dafinoiu. [Interactiv]. Available: http://www.dafinoiu.ro/marian/. [Accesat 06 05 2019]. [3] ,,Wikipedia,"[Interactiv].Available:https://en.wikipedia.org/wiki/Metal_detector. [Accesat 2019 06 15]. [4] M.W.Davidson.[Interactiv].Available:http://www.thomasathomas.com/Metal_detectors_work.htm. [Accesat 18 06 2019]. [5] ,,SA,Metaldetector,"[Interactiv].Available:https://metaldetectorsa.co.za/frequently-asked-questions/how-metal-detectors-work/. [Accesat 13 06 2019]. [6] ,,MetaldetectorSA,"[Interactiv].Available: https://metaldetectorsa.co.za/frequently-asked-questions/frequency-and-your-metal-detector/. [Accesat 13 06 2019]. [7] [Interactiv].Available: http://elth.pub.ro/~vasilescu/teoria_campului_electromagnetic/. [Accesat 02 06 2019]. [8] ,,Wikipedia," [Interactiv]. Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Eddy_current. [Accesat 29 05 2019]. [9] ,,EncyclopediaBritannica,"[Interactiv].Available: https://www.britannica.com/science/eddy-current. [Accesat 19 06 2019]. [10] ,,NDTResourcecenter,"[Interactiv].Available:https://www.nde-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/EddyCurrents/Physics/depthcurrentdensity.htm. [Accesat 18 06 2019]. [11] ,,Wikipedia,"[Interactiv].Available:https://en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect#cite_ref-Standard_Handbook_for_Electrical_Engineers_(14th_ed))_p._2-50_1-0. [Accesat 19 06 2019]. [12] [Interactiv]. Available: https://ro.wikipedia.org/wiki/Efect_pelicular. [Accesat 19 06 2019]. [13] ,,FiniteElementMethodMagnetics:HomePage,"[Interactiv].Available:http://www.femm.info/wiki/CoilGun. [Accesat 15 04 2019].
Ne pare rau, pe moment serviciile de acces la documente sunt suspendate.
