Secondo la legge dell’elettromagnetismo di Lenz, quando un conduttore cade all’interno di un certo intervallo di un campo magnetico oscillante (alternato), genera un proprio campo oscillante, che si oppone al campo primario. Un magnetometro può rilevare le variazioni risultanti nel campo complessivo, segnalando la presenza vicina di un oggetto conduttivo, tipicamente un pezzo di metallo. La gamma di metal detector varia da pochi piedi per le bobine più piccole, a 10 piedi (3 m) per bobine da 12 a 15 pollici (da 30.5 a 38.1 cm).
La chiave per un metal detector funzionante è la presenza di correnti parassite generate da oggetti conduttivi nell’ambiente. Proprio come spingere una pagaia attraverso un lago d’acqua può causare la comparsa di piccoli vortici sulla superficie, la produzione di un campo oscillante nell’ambiente provoca vortici elettromagnetici quando gli elettroni nel metallo generano il proprio campo oscillante. È noto che le frequenze da 3 a 20 kHz producono i migliori risultati e alcuni metal detector più moderni consentono persino all’operatore di modificare la frequenza del campo alternato.
Un tipo diverso e più recente di metal detector utilizza una tecnologia chiamata induzione di impulsi. Questo metal detector fa esplodere il terreno con un grande impulso elettromagnetico e osserva il tempo necessario affinché la tensione scenda ai livelli ambientali. Se c’è un oggetto conduttivo sotto terra, ci vorrà più tempo prima che la tensione diminuisca. È un piccolo effetto, ma i sensori moderni possono captarlo bene. Questa tecnica presenta alcuni vantaggi rispetto ai metal detector convenzionali, come la capacità di rilevare oggetti sotto “sabbia nera” altamente mineralizzata.
Le applicazioni dei metal detector sono numerose e generalmente ben note. Forse l’applicazione più importante per qualsiasi metal detector è individuare mine o ordigni esplosivi improvvisati sepolti appena sotto la superficie. In alcuni paesi in cui rimangono ancora le mine di vecchie guerre, come il Vietnam, si consiglia alle persone di utilizzare i metal detector quando si cammina in aree sconosciute note per essere a rischio per la presenza di mine antiuomo. Questo può salvare molte vite.
Un altro uso comune del metal detector è la ricerca di “tesori sepolti”: monete e reliquie di anni o addirittura millenni nel passato. La ricerca di una spiaggia che ha molti visitatori può far emergere oggetti smarriti solo da pochi giorni. Questo non è un modo praticabile per guadagnarsi da vivere, ma alcune persone lo apprezzano come hobby.