地下金屬探測儀工作原理

金屬探測器是一種專門用來探測金屬的儀器，除了用于探測有金屬外殼或金屬部件的地雷之外，還可以用來探測隱蔽在墻壁內的電線、埋在地下的水管和電纜，甚至能夠地下探寶，發(fā)現(xiàn)埋藏在地下的金屬物體。金屬探測器還可以作為開展青少年國防教育和科普活動的用具，當然也不失為是一種有趣的娛樂玩具。

金屬探測器主要利用這幾種原理：高頻振蕩器，振蕩檢測器，音頻振蕩器，互補型多諧振蕩器。

它們的原理都是：

地下金屬探測儀高頻振蕩器

由三極管VT1和高頻變壓器T1等組成，是一種變壓器反饋型LC振蕩器。T1的初級線圈L1和電容器C1組成LC并聯(lián)振蕩回路，其振蕩頻率約200kHz，由L1的電感量和C1的電容量決定。

T1的次級線圈L2作為振蕩器的反饋線圈，其“C”端接振蕩管VT1的基極，“D”端接VD2。由于VD2處于正向導通狀態(tài)，對高頻信號來說，“D”端可視為接地。在高頻變壓器T1中，如果“A”和“D”端分別為初、次級線圈繞線方向的首端，則從“C”端輸入到振蕩管VT1基極的反饋信號，能夠使電路形成正反饋而產生自激高頻振蕩。振蕩器反饋電壓的大小與線圈L1、L2的匝數(shù)比有關，匝數(shù)比過小，由于反饋太弱，不容易起振，過大引起振蕩波形失真，還會使金屬探測器靈敏度大為降低。

振蕩管VT1的偏置電路由R2和二極管VD2組成，R2為VD2的限流電阻。由于二極管正向閾值電壓恒定（約0.7V），通過次級線圈L2加到VT1的基極，以得到穩(wěn)定的偏置電壓。

顯然，這種穩(wěn)壓式的偏置電路能夠大大增強VT1高頻振蕩器的穩(wěn)定性。

為了進一步提高金屬探測器的可靠性和靈敏度，高頻振蕩器通過穩(wěn)壓電路供電，其電路由穩(wěn)壓二極管VD1、限流電阻器R6和去耦電容器C5組成。 振蕩管VT1發(fā)射極與地之間接有兩個串聯(lián)的電位器，具有發(fā)射極電流負反饋作用，其電阻值越大，負反饋作用越強，VT1的放大能力也就越低，甚至于使電路停振。RP1為振蕩器增益的粗調電位器，RP2為細調電位器。

高頻振蕩器探測金屬的原理：調節(jié)高頻振蕩器的增益電位器，恰好使振蕩器處于臨界振蕩狀態(tài)，也就是說剛好使振蕩器起振。

當探測線圈L1靠近金屬物體時，由于電磁感應現(xiàn)像，會在金屬導體中產生渦電流，使振蕩回路中的能量損耗增大，正反饋減弱，處于臨界態(tài)的振蕩器振蕩減弱，甚至無法維持振蕩所需的最低能量而停振。

如果能檢測出這種變化，并轉換成聲音信號，根據(jù)聲音有無，就可以判定探測線圈下面是否有金屬物體了。

地下金屬探測儀振蕩檢測器

振蕩檢測器由三極管開關電路和濾波電路組成。開關電路由三極管VT2、二極管VD2等組成，濾波電路由濾波電阻器R3，濾波電容器C2、C3和C4組成。在開關電路中，VT2的基極與次級線圈L2的“C”端相連，當高頻振蕩器工作時，經高頻變壓器T1耦合過來的振蕩信號，正半周使VT2導通，VT2集電極輸出負脈沖信號，經過π型RC濾波器，在負載電阻器R4上輸出低電平信號。當高頻振蕩器停振蕩時，“C”端無振蕩信號，又由于二極管VD2接在VT2發(fā)射極與地之間，VT2基極被反向偏置，VT2處于可靠的截止狀態(tài)，VT2集電極為高電平，經過濾波器，在R4上得到高電平信號。由此可見，當高頻振蕩器正常工作時，在R4上得到低電平信號，停振時，為高電平，由此完成了對振蕩器工作狀態(tài)的檢測。

地下金屬探測儀音頻振蕩器

音頻振蕩器采用互補型多諧振蕩器，由三極管VT3、VT4，電阻器R5、R7、R8和電容器C6組成。互補型多諧振蕩器采用兩只不同類型的三極管，其中VT3為NPN型三極管，VT4為PNP型三極管，連接成互補的、能夠強化正反饋的電路。在電路工作時，它們能夠交替地進入導通和截止狀態(tài)，產生音頻振蕩。R7既是VT3負載電阻器，又是VT3導通時VT4基極限流電阻器。R8是VT4集電極負載電阻器，振蕩脈沖信號由VT4集電極輸出。R5和C6等是反饋電阻器和電容器，其數(shù)值大小影響振蕩頻率的高低。

地下金屬探測儀互補型多諧振蕩器

接通電源時，由于VT3基極接有偏置電阻器R1、R3而被正向偏置，假設VT3集電極電流處于上升階段，VT4基極電流隨之上升，導致VT4集電極電流劇增，VT4集電極電位隨之迅速升高，由VT4輸出的電流通過與之相連的R5向C6充電，流經VT3的基極入地，又導致VT3基極電流進一步升高。如此反復循環(huán)，強烈的正反饋使得VT3、VT4迅速進入飽和導通狀態(tài)，VT4集電極處于高電平，使多諧振蕩器進入第一個暫穩(wěn)態(tài)過程。隨著電源通過飽和導通的VT4經R5向C6充電，當VT3基極電流下降到一定程度時，VT3退出飽和導通狀態(tài)，集電極電流開始減小，導致VT4集電極電流減小，VT4集電極電位下降，這一過程又進一步加劇了向C6充電電流迅速減小，VT3基極電位急劇降低而使VT3截止，VT4集電極迅速跌至低電平，多諧振蕩器翻轉到第二個暫穩(wěn)態(tài)。多諧振蕩器剛進入第二暫穩(wěn)態(tài)時，先前向C6充電的結果，其電容器右端為正，左端為負，現(xiàn)在C6右端對地為低電平，由于電容器C6兩端電壓不能躍變，故VT3基極被C6左端負電位強烈反向偏置，使兩只三極管在較長時間繼續(xù)保持截止狀態(tài)。在C6放電時，電流從電容器右端流出，主要流經R5、（R8）、R9、VT5發(fā)射結入地，又經過電源、R6、R1、R3流回電容器C6左端。直到C6放電結束，電源繼續(xù)通過上述回路開始對C6反向充電，C6左端為正。當C6兩端的電位上升至0.7V，VT3開始進入導通狀態(tài)，經過強烈正反饋，迅速進入飽和導通狀態(tài)，使電路再次發(fā)生翻轉，重復先前的暫穩(wěn)態(tài)過程，如此周而復始，電路產生自激多諧振蕩。從電路工作過程可以看出，向C6充電時，充電電阻器R5電阻值較小，因此充電過程較快，電路處在飽和導通狀態(tài)時間很短；而在C6放電時，需要流經許多有關電阻器，放電電阻器總的數(shù)值較大，因而放電過程較慢，也就是說電路處于截止時間較長。因此，從VT4集電極輸出波形占空比很大，正脈沖信號的脈寬很窄，其振蕩頻率約330Hz 。 解讀詞條背后的知識

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    戶外探險尋寶如何選擇適合您的地下金屬探測儀，金銀探寶器

    現(xiàn)在隨著科技的日益發(fā)達，越來越多的普通人也開始使用地下金屬探測儀器戶外探險來探尋地下的埋藏金屬物。但是目前國內探測器的種類很多，達特探測為大家?guī)砹诉@篇文章，來幫助大家如何認識和選擇地下金屬探測儀。...

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    2019-11-050
  • 戶外探測尋寶 總經理

    使用地下金屬探測儀，金屬探測器常見的問題？

    問：為什么有時實際探測當中達不到儀器所標的深度？答：所有地下金屬探測儀器的探測深度跟被探金屬的面積、形 狀、重量都有很大的關系，一般來說，面積越大，數(shù)量越多，相應的探測深度也越大；反之，面積越小，數(shù)量越少，相應的深度就越小。儀器所標的深度，是按產品 的工業(yè)標準在最佳的情況下...

    2019-08-080

設有地平衡線路，能消除“礦化反應”帶來的影響，大大提高了有效探測的深度及準確率； 具有區(qū)別黑色金屬和有色金屬功能；

采用智能操作系統(tǒng) ；

采用高強度ABC材料封裝，重量輕、壽命長；

可通過耳機識別金屬聲音。

金屬埋在地下，透過厚厚的土層去探測，必然受到地質結構的影響。地層中含有各種各樣的礦物質，他們也會使金屬探測產生信號，夠寫礦物的信號會掩蓋掉金屬的信號而造成假象。用過舊時金屬探測器的人都有這種體會，隨著探頭靠近土堆、石塊、磚頭都會發(fā)出報警聲，這種現(xiàn)象稱為“礦化反應”。由于這個原因，舊式金屬探測器只能探測到淺土中的金屬，對深埋地下的金屬目標無能為力。犬神地下金屬探測器裝有先進的地平衡系統(tǒng)，能排除“礦化反應”的干擾，大大提高了儀器的探測深度跟效果。

地下金屬探測儀簡介

它除了在軍事上應用外，還廣泛用于：安全檢查、考古、探礦,尋找廢舊金屬.又稱“探鐵器”是廢舊回收的好幫手.

地下金屬探測器采用聲音報警和儀表顯示，探測深度跟被探金屬的面積、形狀、重量都有很大的關系，一般來說，面積越大，數(shù)量越多，相應的探測深度也越大；反之，面積越小，數(shù)量越少，相應的深度就越小。下表所列最大探測深度，是按產品的企業(yè)標準用一塊60公分*60公分*0.5公分的鋁板埋入干燥泥土之中實測的結果。

地下金屬探測儀特點

地下金屬探測儀具有探測度廣、定位準確、分辨力強、操作簡易等特點。地下金屬檢測器主要是用檢測和識別隱埋地下的金屬物和金銀寶物。地下金屬檢測器除了在軍事上應用外，還廣泛用于：安全檢查、考古探寶、探礦。

地下金屬探測儀器安全檢查

1.公安刑事部門快速搜查；2.檢測原料、燃料、食品中的金屬異物；3.檢查郵件、行包中的金屬物品；

4.探查地下的管道、電纜；

5.廢舊金屬回收。

地下金屬探測儀器其它功能

1.考古、探礦，發(fā)現(xiàn)隱埋在地下的金銀寶物和金屬文物。設有地平衡線路，能消除“礦化反應”帶來的影響，大大提高了有效探測的深度及準確率；2.具有區(qū)別黑色金屬和有色金屬功能；

3.采用智能操作系統(tǒng) ；

4.采用高強度ABC材料封裝，重量輕、壽命長；

5.可通過耳機識別金屬聲音。

金屬探測器利用電磁感應的原理，利用有交流電通過的線圈，產生迅速變化的磁場。這個磁場能在金屬物體內部能感生渦電流。渦電流又會產生磁場，倒過來影響原來的磁場，引發(fā)探測器發(fā)出鳴聲。

內置高頻振蕩器由三極管VT1和高頻變壓器T1等組成，是一種變壓器反饋型LC振蕩器。T1的初級線圈L1和電容器C1組成LC并聯(lián)振蕩回路，其振蕩頻率約220kHz，由L1的電感量和C1的電容量決定。T1的次級線圈L2作為振蕩器的反饋線圈，其“C”端接振蕩管VT1的基極，“D”端接VD2。由于VD2處于正向導通狀態(tài)，對高頻信號來說，“D”端可視為接地。在高頻變壓器T1中，如果“A”和“D”端分別為初、次級線圈繞線方向的首端，則從“C”端輸入到振蕩管VT1基極的反饋信號，能夠使電路形成正反饋而產生自激高頻振蕩。振蕩器反饋電壓的大小與線圈L1、L2的匝數(shù)比有關，匝數(shù)比過小，由于反饋太弱，不容易起振，過大引起振蕩波形失真，還會使金屬探測器靈敏度大為降低。 振蕩管VT1的偏置電路由R2和二極管VD2組成，R2為VD2的限流電阻。由于二極管正向閾值電壓恒定（約0.7V），通過次級線圈L2加到VT1的基極，以得到穩(wěn)定的偏置電壓。顯然，這種穩(wěn)壓式的偏置電路能夠大大增強VT1高頻振蕩器的穩(wěn)定性。為了進一步提高金屬探測器的可靠性和靈敏度，高頻振蕩器通過穩(wěn)壓電路供電，其電路由穩(wěn)壓二極管VD1、限流電阻器R6和去耦電容器C5組成。 振蕩管VT1發(fā)射極與地之間接有兩個串聯(lián)的電位器，具有發(fā)射極電流負反饋作用，其電阻值越大，負反饋作用越強，VT1的放大能力也就越低，甚至于使電路停振。RP1為振蕩器增益的粗調電位器，RP2為細調電位器。

一個產品的出現(xiàn)帶動了一個行業(yè)的發(fā)展，于是安檢這個既陌生又熟悉的行業(yè)開始進入市場。40多年過去了，金屬探測器經歷了幾代探測技術的變革，從最初的信號模擬技術到連續(xù)波技術直到今天所使用的數(shù)字脈沖技術，金屬探測器簡單的磁場切割原理被引入多種科學技術成果。無論是靈敏度、分辨率、探測精確度還是工作性能上都有了質的飛躍。應用領域也隨著產品質量的提高延伸到了多個行業(yè)。

全球第一臺金屬探測器誕生于1960年，步入工業(yè)時代最初的金屬探測器也主要應用于工礦業(yè)，是檢查礦產純度、提高效益的得力幫手。隨著社會的發(fā)展，犯罪案件的上升。1970年金屬探測器被引入一個新的應用領域——安全檢查，也就是今天我們所使用的金屬探測門雛形，它的出現(xiàn)意味著人類對安全的認知已步入一個新紀元。

70年代隨著航空業(yè)迅速發(fā)展，劫機和危險事件的發(fā)生使航空及機場安全逐漸受到重視，于是在機場眾多設備中金屬探測門扮演著排查違禁物品的重要角色。同樣在70年代，由于金屬探測門在機場安檢中的嶄露頭角，大型運動會(如奧運會)展覽會及政府重要部門的安全保衛(wèi)工作中開始啟用金屬探測門作為必不可少的安檢儀器。 　發(fā)展到80年代，監(jiān)獄暴力案件呈直線上升趨勢，如何及早有效預防并阻止暴力案件發(fā)生成了監(jiān)獄管理工作中的重中之重，在依靠警員對囚犯加強管理的同時，金屬探測門再次成為了美國、英國、比利時等發(fā)達國家監(jiān)獄管理機構必備的安檢設備，形成平均每300個囚犯便使用一臺金屬探測門用于安檢;與此同時西方興起的“尋寶熱”，也使手持式、便攜式金屬探測器得到長足的發(fā)展。

進入90年代，迅速升溫的電子制造業(yè)成了這個時代的寵兒，大型的電子公司為了減少產品流失、結束員工與公司之間的尷尬局面，陸續(xù)采用金屬探測門和手持式金屬探測器作為管理員工行為、減少產品流失的利刃。于是金屬探測器又有了它新的角色——產品防盜。

9.11事件以后,反恐成為國際社會一個重要議題。爆炸案、恐怖活動的猖獗使恐怖分子成了各國安全部門誓要打擊的對象。此時國際社會對“安全防范”的認知也被提到一個新的高度。受9.11事件影響，各行各業(yè)都加強的保安工作的部署，正是受此影響，金屬探測器的應用領域也成功的滲透到其他行業(yè)。

隨著國內安防行業(yè)的蓬勃發(fā)展，在安檢領域，金屬探測器產品的研發(fā)、生產和推廣，近幾年已獲得較大進步。從2005年開始，各級省市地區(qū)的重要考試例如全國碩士研究生入學統(tǒng)一考試等等，為防止利用手機等工具作弊的行為，這些考場首次啟用了一種新儀器――金屬探測器。這種儀器可發(fā)現(xiàn)考生隨身攜帶的手機、傳呼機等物品，考生進入考場前要先過“檢測關”。