Qu’est-ce qu’un détecteur de métaux VLF ?
Résumé de cette page :
- Un détecteur VLF (Very Low Frequency) utilise deux bobines, l’une pour émettre un champ électromagnétique et l’autre pour recevoir le signal modifié par les objets métalliques, permettant ainsi leur localisation.
- Cette technologie est largement adoptée par les UDM en raison de sa polyvalence sur la plupart des terrains que l’on prospecte et sa capacité à détecter différents types de métaux.
- Grâce à des microprocesseurs à la pointe de la technologie, les détecteurs VLF offrent une discrimination efficace pour ignorer les métaux comme le fer, un équilibrage de l’effet de sol précis, et des modes de fonctionnement optimisés pour une meilleure identification et localisation des cibles.
Amateurs de détection, vous cherchez à comprendre les détecteurs VLF et à optimiser vos recherches ? Vous vous demandez comment fonctionnent ces détecteurs, pourquoi ils sont si populaires et comment ils peuvent vous aider à trouver des trésors tout en ignorant les éléments indésirables comme le fer ? Vous désirez savoir si un détecteur VLF est fait pour vos types de terrain et si sa discrimination des cibles est performante ?
Cet article vous propose de découvrir le principe de fonctionnement des détecteurs VLF, leur capacité à gérer l’effet de sol, et les différentes manières dont ils vous aident à faire le tri entre les métaux.
Le principe de fonctionnement des détecteurs VLF
La bobine émettrice
À l’intérieur du disque du détecteur de métaux (parfois appelée tête de recherche, bobine, antenne, etc.) se trouve une bobine de fil appelée bobine d’émission. Un courant électronique traverse le disque pour créer un champ électromagnétique. Le sens du courant est inversé plusieurs milliers de fois par seconde ; la fréquence d’émission, ou « fréquence de fonctionnement », correspond au nombre de fois par seconde où le courant passe du sens des aiguilles d’une montre au sens inverse, puis de nouveau au sens des aiguilles d’une montre.
Lorsque le courant circule dans une direction donnée, il se produit un champ magnétique dont la polarité (comme les pôles nord et sud d’un aimant) est dirigée vers le sol ; lorsque le courant est inversé, la polarité du champ est dirigée vers l’extérieur du sol. Tout objet métallique (ou tout autre objet conducteur d’électricité) qui se trouve à proximité verra un flux de courant induit en son sein par l’influence du champ magnétique changeant, de la même manière qu’un générateur électrique produit de l’électricité en déplaçant une bobine de fil à l’intérieur d’un champ magnétique fixe. Ce flux de courant à l’intérieur d’un objet métallique produit à son tour son propre champ magnétique, avec une polarité qui tend à être opposée au champ de transmission.
La bobine réceptrice
Une deuxième bobine de fil à l’intérieur du disque, la bobine de réception, est disposée (selon diverses méthodes) de manière à annuler la quasi-totalité du courant qui y circulerait normalement en raison de l’influence du champ transmis. Par conséquent, le champ produit par les courants circulant dans l’objet métallique proche provoque des courants dans la bobine de réception qui peuvent être amplifiés et traités par l’électronique du détecteur de métaux sans être submergés par les courants résultant du champ transmis beaucoup plus puissant.
Le signal reçu qui en résulte apparaît généralement retardé par rapport au signal émis. Ce retard est dû à la tendance des conducteurs à entraver le flux de courant (résistance) et à empêcher les changements dans le flux de courant (inductance). Nous appelons ce retard apparent « déphasage ». Le déphasage le plus important se produit pour les objets métalliques qui sont principalement inductifs, c’est-à-dire les objets larges et épais fabriqués à partir d’excellents conducteurs tels que l’or, l’argent et le cuivre. Des déphasages plus faibles sont typiques des objets qui sont principalement résistifs, c’est-à-dire des objets plus petits, plus minces ou composés de matériaux moins conducteurs.
Certains métaux pas ou peu conducteurs peuvent également permettre au récepteur de capter un signal puissant. Nous appelons ces matériaux « ferromagnétiques ». Les substances ferromagnétiques ont tendance à se magnétiser lorsqu’elles sont placées dans un champ, comme un trombone qui se magnétise temporairement lorsqu’il est saisi par un barreau aimanté.
Le signal reçu présente pas ou peu de déphasage. La plupart des sols et des sables contiennent de petits grains de minéraux ferreux qui les font apparaître largement ferromagnétiques au détecteur de métaux. Les objets en fer (clous) et en acier (tirettes de cannettes) présentent à la fois des propriétés électriques et ferromagnétiques.
Il convient de souligner que cette discussion décrit un détecteur de métaux « Induction Balance », parfois appelé « VLF » Very Low Frequency (inférieur à 30 kHz). Il s’agit de la technologie la plus populaire à l’heure actuelle, qui comprend les détecteurs à basse fréquence (30 à 300 kHz) destinés à la prospection.
Gestion processeur electronique liée au VLF
Le microprocesseur est un circuit électronique complexe qui peut exécuter toutes les fonctions logiques algorithmique et de contrôle nécessaires à la construction d’un ordinateur. Une séquence d’instructions stockées appelée « Programme » est exécutée par le microprocesseur, une à la fois, à une vitesse pouvant atteindre plusieurs millions de fois par seconde.
L’utilisation de microprocesseurs dans les détecteurs de métaux actuels ouvre des possibilités inimaginables compte tenu des ameliorations et de la mignaturisation. Dans le passé, l’ajout de fonctionnalités nouvelles et utiles à un détecteur de métaux impliquait des boutons de commande et des interrupteurs supplémentaires. Il y avait des limites évidentes à cette approche : à un moment donné, la taille, le coût et la confusion des opérateurs sont devenus incontrôlables.
Avec un microprocesseur, un écran à cristaux liquides et des touches, le problème est résolu. Un nombre pratiquement illimité de fonctionnalités peuvent être ajoutées sans ajouter de matériel supplémentaire. Ces fonctionnalités peuvent être organisées par un système de « Menus », de sorte que toute personne pouvant suivre les instructions à l’écran puisse facilement trouver la commande qu’elle recherche et l’ajuster à sa guise. De cette manière, un seul détecteur de métaux peut être configuré pour à peu près n’importe quelle application ou pour répondre aux préférences personnelles de chacun.
Vous pourriez penser que cela semble un peu compliqué : que se passe-t-il si vous ne le faites pas ? voulez-vous vous embêter à faire tous ces ajustements ? Voici la vraie pluvalue du contrôle par microprocesseur : vous n’êtes pas obligé.
Chaque commande peut être réglée sur une position généralement utile par le microprocesseur chaque fois que vous allumez la machine afin que l’utilisateur débutant ou occasionnel n’ait jamais à savoir que toutes ces fonctionnalités avancées sont présentes. Ou mieux encore, vous pouvez sélectionner votre préférence dans le menu : militaria, recherche aurifère, pièces de monnaies, etc. Le microprocesseur effectuera tous les ajustements pour vous en choisissant des paramètres qui ont fait leurs preuves en utilisation réelle par des vétérans chevronnés.
En plus de ces avantages, de puissantes routines logicielles peuvent être utilisées pour améliorer les capacités de discrimination audio du détecteur de métaux et pour afficher des informations dans une variété de formats sur un écran LCD. ce qui rend le travail de l’opérateur consistant à interpréter les réponses cibles plus rapidement et plus facilement.
Comment est gérée ma discrimination sur un détecteur VLF ?
Étant donné que le signal reçu d’un objet métallique donné présente son propre déphasage caractéristique, il est possible de classer différents types d’objets et de les distinguer les uns des autres. Par exemple, une pièce 5 Francs Napoléon III en argent provoque un déphasage beaucoup plus important qu’une tirette en aluminium, de sorte qu’un détecteur de métaux peut être réglé pour émettre un signal sonore sur une pièce de une pièce 5 Francs Napoléon III et rester silencieux sur une tirette, et/ou afficher l’identification de la cible sur un écran ou un compteur.
Ce processus de distinction entre les cibles métalliques est appelé « discrimination ». La forme la plus simple de discrimination permet à un détecteur de métaux de réagir par une sortie audio lorsqu’il passe sur une cible dont le déphasage dépasse une certaine valeur (généralement réglable). Malheureusement, avec ce type de discriminateur, l’instrument ne réagira pas à certaines pièces de monnaie et à la plupart des bijoux si la discrimination est réglée à un niveau suffisamment élevé pour rejeter les déchets d’aluminium courants, tels que les tirettes et les capsules à vis.
Un système plus utile est ce que l’on appelle la « discrimination par encoche ». Avec ce type de système, un cran dans la réponse discriminante permet au détecteur de métaux de répondre aux cibles situées dans une certaine plage (comme la plage nickel/anneau) tout en rejetant les cibles situées au-dessus de cette plage (tirettes, capsules à vis) ainsi que celles situées en dessous (fer, papier d’aluminium). Les détecteurs de métaux à encoche les plus sophistiqués permettent de régler chacune des plages pour qu’elles soient acceptées ou rejetées.
Un détecteur de métaux peut fournir une lecture numérique, une indication de compteur ou un autre mécanisme d’affichage qui indique l’identité probable de la cible. Les détecteurs de métaux dotés de cette fonction ont l’avantage de permettre à l’opérateur de prendre des décisions éclairées sur les cibles qu’il choisit de creuser, plutôt que de se fier uniquement au discriminateur audio de l’instrument pour faire tout le travail. La plupart des détecteurs de métaux V.D.I., si ce n’est tous, sont également équipés de discriminateurs audio.
Les détecteurs de métaux peuvent distinguer les objets métalliques les uns des autres en fonction du rapport entre leur inductance et leur résistivité. Ce rapport donne lieu à un retard prévisible dans le signal de réception à une fréquence donnée. Un circuit électronique appelé démodulateur de phase peut mesurer ce retard.
Afin de séparer deux signaux, tels que la composante sol et la composante cible du signal de réception, et de déterminer l’identité probable de la cible, nous utilisons deux démodulateurs de phase dont la réponse maximale est séparée l’une de l’autre d’un quart de la période de l’émetteur, soit quatre-vingt-dix degrés. Nous appelons ces deux canaux « X » et « Y ». Un troisième signal démodulé, appelé « G », peut être réglé de manière à ce que sa réponse à tout signal ayant une relation de phase fixe avec l’émetteur (comme le sol) soit réduite à zéro, quelle que soit l’intensité du signal.
Certains détecteurs de métaux utilisent un microprocesseur pour surveiller ces trois canaux, déterminer l’identité probable de la cible et lui attribuer un numéro basé sur le rapport entre les lectures « X » et « Y », chaque fois que la lecture « G » dépasse une valeur prédéterminée. Nous pouvons trouver ce rapport avec une résolution supérieure à 500 pour 1 sur toute la gamme allant de la ferrite à l’argent pur.
Les cibles en fer sont sensibles à l’orientation ; par conséquent, lorsque le disque est déplacée au-dessus d’elles, la valeur numérique calculée peut changer de façon spectaculaire. Un affichage graphique montrant cette valeur numérique sur l’axe horizontal et l’intensité du signal sur l’axe vertical est extrêmement utile pour distinguer les déchets des objets plus précieux.
Comment est géré l’équilibrage de l’effet de sol sur un détecteur VLF ?
Comme mentionné précédemment, la plupart des sables et des sols contiennent une certaine quantité de fer. Ils peuvent également avoir des propriétés conductrices en raison de la présence de sels dissous dans les eaux souterraines. Le résultat est qu’un signal reçu par le détecteur de métaux en raison du sol lui-même peut être des milliers de fois plus fort que le signal provenant de petits objets métalliques enfouis à des profondeurs peu profondes. Heureusement, le déphasage provoqué par le sol a tendance à rester assez constant sur une zone limitée.
Il est possible d’organiser les éléments à l’intérieur du détecteur de métaux de telle sorte que même si la force du signal de terre change radicalement, par exemple lorsque le disque est élevée et abaissée, ou lorsqu’elle passe au-dessus d’un monticule ou d’un trou, la sortie du détecteur de métaux reste constante.
Un tel détecteur de métaux est dit « équilibré à l’effet de sol ». Un équilibre de sol précis permet de « localiser » l’emplacement des cibles avec une grande précision ainsi que d’estimer la profondeur des cibles dans le sol. Si vous choisissez de rechercher en mode non discriminant ou « tout en métal », une balance de sol précise est essentielle.
La forme la plus simple d’équilibrage de l’effet de sol consiste en un bouton de commande que le détectoriste ajuste tout en monter et descendre le disque jusqu’à ce qu’un bon équilibre soit atteint. Bien que cette méthode puisse être très efficace, elle peut aussi être fastidieuse et certaines personnes la trouvent difficile ou déroutante. Les détecteurs de métaux plus avancés effectueront automatiquement l’équilibrage du sol, généralement par une séquence en deux étapes dans laquelle le détecteur de métaux est équilibré avec le disque relevé, puis équilibré une fois de plus avec le disque abaissée au sol.
Les détecteurs de métaux avec un équilibrage de l’effet de sol réglable les plus sophistiqués s’ajusteront progressivement à mesure que des changements dans la composition du sol se produiront. Nous appelons cela « Suivi de l’équilibre du sol ». Un bon détecteur de métaux de suivi vous permet de vous équilibrer une fois, puis de chasser pendant le reste de la journée sans avoir à vous équilibrer à nouveau.
Un mot pour les sages : de nombreux détecteurs de métaux annoncés comme ayant une balance de sol « automatique » ou « de suivi » sont en fait préréglés en usine sur un point d’équilibre fixe. C’est un peu comme souder l’accélérateur de votre voiture à mi-chemin du plancher et l’appeler « régulateur de vitesse ».
Comment adpaté le balayage du disque avec un détecteur VLF ?
Bien que le signal au sol puisse être beaucoup plus fort que le signal cible, le signal au sol a tendance à rester le même, ou à changer très lentement, à mesure que le disque se déplace. Le signal de la cible, en revanche, augmentera rapidement jusqu’à un pic, puis diminuera lorsque le disque passera dessus.
Cela ouvre la possibilité d’utiliser des techniques pour séparer la terre des signaux cibles en examinant le taux de changement du signal de réception plutôt que d’examiner le signal de réception lui-même. Les modes de fonctionnement des détecteurs de métaux qui reposent sur ce principe sont appelés, sans surprise, modes « Mouvement ». L’exemple le plus important est un mode appelé « Motion Discrimination ».
Si l’on souhaite isoler suffisamment bien le signal cible pour déterminer l’identité de la cible, l’effet de sol seul ne suffit pas. Nous devons examiner la cible sous différents angles, un peu comme la façon dont les distances peuvent être mesurées par triangulation si vous avez plusieurs points de vue. Nous ne pouvons équilibrer le terrain qu’à partir d’un « point de vue » particulier ; l’autre contiendra une combinaison de signal cible et de signal au sol.
Heureusement, nous pouvons utiliser la technique du mouvement pour minimiser l’effet du signal au sol restant. A l’heure actuelle, tous les discriminants et V.D.I. les détecteurs de métaux nécessitent un mouvement de disque pour être efficaces. Cela ne représente pas vraiment une pénalité en pratique puisque vous devez de toute façon déplacer le disque pour parcourir n’importe quel terrain.
Une fois que vous avez localisé une cible en mode discrimination de mouvement, vous souhaiterez probablement la localiser plus précisément pour une récupération facile. Si votre détecteur de métaux est équipé d’un profondimètre, vous souhaiterez également mesurer la profondeur de la cible. La localisation « Pinpoint » et la mesure de la profondeur sont effectuées dans ce qu’on appelle le mode « All Metal ».
Étant donné que la discrimination n’est pas nécessaire pour exécuter ces fonctions, le mouvement du disque n’est généralement pas requis, à l’exception du mouvement requis pour amener le disque au-dessus du centre de la cible. Plus précisément, la vitesse à laquelle vous déplacez le disque n’a pas d’importance. Le mode All Metal (également parfois appelé mode « Normal » ou mode « D.C. ») est donc appelé mode « Non Motion ».
Il y a ici quelques points de confusion potentiels. Certains détecteurs de métaux sont équipés d’une fonction appelée « seuil d’auto-ajustement » ou S.A.T., qui augmente ou diminue progressivement la sortie audio dans le but de maintenir un son de « seuil » silencieux mais audible. Cela permet d’atténuer les changements audio causés par le sol ou un équilibre de sol inadéquat. ASSIS. peut être très rapide ou très lent selon le détecteur de métaux et la façon dont il est réglé, mais à proprement parler, S.A.T. implique un mode de fonctionnement en mouvement.
C’est pourquoi vous entendrez parler de certains détecteurs de métaux comme ayant un mode « True Non Motion » ; ce qui signifie, bien sûr, un mode All Metal sans S.A.T. Une autre chose parfois déroutante est que certains discriminateurs permettent un ajustement jusqu’au point où le discriminateur réagit à tous les métaux – en d’autres termes, c’est un discriminateur qui ne fait pas de discrimination. C’est cependant quelque chose de très différent du mode All Metal décrit précédemment. Pour cette raison, nous l’appelons souvent le mode « Zéro disque ».
