Metal Detector: Dasar Dasar dan Teori
by Bruce Candy
Detektor logam bekerja berdasarkan prinsip transmisi medan magnet dan menganalisis sinyal balik dari target dan lingkungan. Medan magnet yang ditransmisikan bervariasi terhadap waktu, biasanya dengan kecepatan sinyal audio bernada tinggi. Pemancar magnetik berbentuk kumparan pemancar dengan arus listrik yang bervariasi yang mengalir melaluinya yang dihasilkan oleh elektronik pemancar. Penerima berbentuk kumparan penerima yang dihubungkan dengan elektronik penerima dan pemroses sinyal. Kumparan pemancar dan kumparan penerima terkadang merupakan kumparan yang sama. Kumparan berada di dalam rumah kumparan yang biasanya disebut “kumparan”, dan semua barang elektronik berada di dalam rumah elektronik yang dihubungkan ke kumparan melalui kabel listrik dan biasa disebut “kotak kendali”.
Perubahan medan magnet yang ditransmisikan ini menyebabkan arus listrik mengalir pada target logam. Arus listrik ini disebut arus eddy, yang pada gilirannya menghasilkan medan magnet lemah, tetapi medan magnet yang dihasilkan berbeda dengan medan magnet yang ditransmisikan dalam bentuk dan kekuatan. Perubahan bentuk medan magnet yang dihasilkan inilah yang digunakan detektor logam untuk mendeteksi target logam. (“Bentuk” yang berbeda mungkin berupa penundaan waktu.)
Medan magnet yang dihasilkan kembali dari arus eddy menyebabkan sinyal tegangan bolak-balik pada kumparan penerima. Hal ini diperkuat oleh elektronik karena target yang terkubur relatif dalam menghasilkan sinyal di kumparan penerima yang jutaan kali lebih lemah daripada sinyal di kumparan pemancar, dan dengan demikian perlu diperkuat ke tingkat yang wajar agar elektronik dapat memprosesnya. . Kesimpulan:
• Transmisi sinyal dari elektronik menyebabkan transmisi arus listrik pada koil transmisi.
• Arus listrik pada kumparan transmisi menyebabkan medan magnet yang ditransmisikan.
• Medan magnet yang ditransmisikan menyebabkan arus listrik mengalir pada target logam (disebut arus eddy.)
• Arus Eddy menghasilkan medan magnet. Bidang ini diubah dibandingkan dengan bidang yang ditransmisikan.
• Kumparan penerima mendeteksi medan magnet yang dihasilkan oleh arus eddy sebagai tegangan yang sangat kecil.
• Sinyal dari kumparan penerima diperkuat oleh perangkat elektronik penerima, kemudian diproses untuk mengekstraksi sinyal dari target, bukan sinyal dari sumber magnet lingkungan lain seperti medan magnet bumi.
Seperti kebanyakan perkenalan, uraian singkat di atas terlalu disederhanakan. Sinyal yang diinduksikan pada kumparan penerima, oleh medan magnet arus eddy, dapat dianggap terdiri dari dua komponen simultan, bukan hanya komponen yang diubah:
• Salah satu komponen bentuknya sama dengan sinyal pemancar. Ini disebut sinyal reaktif (“X”). Karena bentuknya sama dengan medan transmisi, maka sinyal, menurut definisi, segera merespons apa pun yang dilakukan sinyal transmisi.
• Bila komponen X ini dikurangi dari sinyal induksi arus eddy pada kumparan penerima, bentuk sinyal yang tersisa hanya bergantung pada riwayat medan yang ditransmisikan, dan bukan pada nilai sesaat. Sinyal ini disebut komponen resistif atau rugi (“R”).
Sinyal target X dan R bervariasi tergantung pada jarak target dari kumparan; semakin jauh, semakin lemah medan magnet yang ditransmisikan pada benda tersebut, dan semakin lemah sinyal yang diterima dari arus eddy; dengan demikian semakin lemah sinyal R dan X kumparan penerima yang, sebagaimana dinyatakan, mungkin sangat lemah untuk target yang dalam.
Sinyal yang diterima biasanya diproses oleh elektronik untuk menghasilkan setidaknya 2 sinyal: kekuatan satu sinyal sebanding dengan kekuatan atau besarnya sinyal R, tetapi bukan lagi sinyal bolak-balik. Demikian pula, sinyal lainnya juga bukan merupakan sinyal bolak-balik, melainkan sinyal yang hanya terkait dengan kekuatan atau besaran sinyal X saja. Sayangnya, kedua istilah “sinyal X” dan “sinyal R” dapat merujuk pada dua arti yang berbeda: arti yang satu mengacu pada sinyal penerima yang bergantian pada frekuensi transmisi, dan arti lainnya mengacu pada kekuatan atau besaran sinyal yang diterima. (seberapa besarnya). Jadi istilah “sinyal X” dapat mengacu pada bentuk gelombang sinyal X yang bergantian pada frekuensi transmisi, atau hanya kekuatan atau besaran sinyal X, yang tentu saja berubah ketika kumparan digerakkan pada area tanah yang berbeda. Hal yang sama berlaku untuk sinyal R.
Arti ganda dari istilah yang sama ini umum dalam bidang elektronik. Misalnya, ketika mengacu pada sinyal gelombang menengah yang diterima, tidak selalu jelas apakah seorang insinyur mengacu pada sinyal pada frekuensi gelombang menengah, atau besarnya yang bervariasi; yaitu, informasi yang dikirimkan terlepas dari frekuensi transmisinya. Dalam detektor logam, istilah sinyal “X” dan “R”, biasanya mengacu pada besarannya, bukan sinyal bolak-balik.
Sinyal X dan R (magnitudo) ini diproses lebih lanjut untuk menghasilkan sinyal keluaran yang dapat dilaporkan ke operator dalam beberapa cara berbeda, dua cara yang paling umum adalah:
• sinyal audio seimbang, yang kenyaringannya biasanya sebanding dengan kekuatan sinyal yang diterima dari arus eddy pada target logam.
• sinyal terdiskriminasi yang hanya mengeluarkan audio “bip” ketika target dengan properti yang dipilih terdeteksi. Properti ini dapat divariasikan oleh operator detektor logam yang memvariasikan kontrol detektor logam. Kebanyakan detektor logam diskriminatif juga memiliki tampilan visual yang menunjukkan sifat target logam yang terdeteksi.
Pada detektor emas, ranjau, atau UXO (Unexploded Ordinance), sinyal keseimbangan tanah adalah yang paling penting, dan untuk detektor koin dan harta karun, sinyal yang didiskriminasi adalah yang paling penting.
