下面小编给大家整理的1027解析地下金属探测器原理，本文共5篇，希望大家喜欢!
篇1：1027解析地下金属探测器原理
地下金属探测器利用电磁感应的原理，利用有交流电通过的线圈，产生迅速变化的磁场。这个磁场可以在金属物体内部能感生涡电流。涡电流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声。金属探测器的精确性和可靠性取决于电磁发射器频率的稳定性，一般使用从80 to 800 kHz的工作频率。工作频率越低，对铁的检测性能越好；工作频率越高，对高碳钢的检测性能越好。检测器的灵敏度随着检测范围的增大而降低，感应信号大小取决于金属粒子尺寸和导电性能。
伴随着科技考古的兴起和发展，从20世纪50年代开始，浅层地球物理（Nearsurface Geophysics）等探测方法被引入考古勘探中，逐渐形成了地球物理勘探，简称物探。考古物探方法类型繁多，但受探测对象的物理特性限制，最常用的.有电阻率法、电磁法、探地雷达法三种方法[1]。金属探测器（Metal Detector）作为电磁法的一个具体应用，是一种专门用来探测金属的仪器。因为在考古发掘中，有相当多的古物都是金属制品。比如，金银器、钱币、青铜器等代表财富和权力的贵金属文物，以及刀剑、箭镞、大炮、炮弹等冷兵器时代的金属兵器，还有锄、铲、斧、锯、凿等生产生活中必不可少的金属工具。所以，金属探测器已逐渐成为考古学家的重要勘探工具之一。近年来，在西方兴起了“寻宝热”，进一步加快了金属探测器，尤其是地下金属探测器在考古领域的研究、生产和推广。
篇2：1027解析地下金属探测器原理
金属探测器一般由高频振荡器、振荡检测器、音频振荡器、功率放大器等部分组成，并配以电源、指示表和声响指示器。在实际操作中，金属探测器利用的是电磁感应原理。首先，它利用有交流电通过线圈产生迅速变化的磁场。然后，使这个磁场的磁力线穿过金属物体并在其表面形成涡电流。接下来，涡电流又会产生二次磁场，反过来影响原来的磁场，产生仪器能够接收和识别的信号。最后，信号经过处理和放大，使指示表的指针偏转并同时驱动声响指示器发出声响信号。
所有的土壤都含有矿物质。地表矿物质发出的信号会干扰目标探测物体发出的信号。不同土壤在所含矿物质的量和组成上有着很大的区别，因此，使用者需要根据探测地的具体土壤情况，对探测器进行一定的“校正”。美国Bounty Hunter 赏金猎人具有自动和手动的地表清除功能，可以帮助使用者消除绝大多数类型土地中矿物质的干扰信号。如果需要最大化探测器的精确程度和探测深度，您可以使用地面抓斗?提供的地表清除计算程序，针对探测地的土壤情况，对探测器进行校正。
二、地下金属探测器分类
地下金属探测器从使用方式上分为两种：手持的地下金属探测和接地线式金属探测器。接地线式的地下金属探测器主要用在探矿上，且大多数为进口的装备，所以价格偏高，有几万到十几万不等。一般的消费者不愿意高价购买这种仪器，使用范围受到了限制，一般探宝
者使用在一万以内的产品就差不多了。
三、使用地下金属探测注意事项
该金属探测器可以确定被掩埋金属物体的位置。当探测金属时，无论是地表金属还是地下金属，以下都是使用者应该注意的：
1. 忽略地表矿物质发出的干扰信号。
2. 忽略非目标探测物（比如钉子）发出的干扰信号。
3. 在挖掘前先确定被掩埋的金属物体是什么。
4. 确定物体的体积和掩埋深度，以便更好挖掘。
5. 尽量避免其他电器对探测器产生的电磁干扰。
篇3：金属探测器的用途和原理
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
徐麦容
武汉科技大学理学院,湖北武汉,430065
科技传播
PUBLIC COMMUNICATION OF SCIENCE & TECHNOLOGY(9)
参考文献(2条)
1.张学勇;赵群;李义宝 一种金属探测器的设计[期刊论文]-安徽建筑工业学院学报(自然科学版) (03)2.司德平漫谈金属探测器
本文链接：d.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjcb201209042.aspx
篇4：金属探测器的用途和原理
徐麦容
武汉科技大学理学院，湖北武汉
槽
要金属探测器是一种用来探测金属的仪器，被广泛应用于工业生产、食品检测、安全检查、考古研究等方面。
金属探测器的基本原理是当变化的电流通过的线圈时，会在线圈周围的空间产生变化的磁场，变化磁场能在被检测的金属物体内产生感生电流，感生电流反过来影响原来的磁场。基于以上原理，金属探测器有探头舜口控制装置组成。探头包含发射线圈和接收线圈。控制装置包含支持发射线圈工作的电路，与接收线圈连接的信号转换电路以及信号处理与显示装置。
关键词金属探测；线圈；涡电流中圈分类号TP21
文献标识码A
文章编号1674－6708（2012）66－0064－02金属探测器是一种用来探测金属的仪器，在各行各业有着至三个线圈协同工作。
广泛的应用。最初，金属探测器主要应用于工矿业，如今，金发射线圈作用如图1所示，当发射线圈M中通有电流时，属探测器几经变革，从最初的信号模拟技术到连续波技术，再会在线圈周围的空间产生磁场，磁场的方向垂直于线圈所在平到数字脉冲技术，其灵敏度、，分辨率、精确度、工作性能都有面，当电流大小和方向时改变，磁场的大小和方向亦随之改了质的飞跃。应用领域也扩展到工业生产、食品检测、安全检变。即当线圈M中有交变电流I。时产生交变的磁感应强度B0。查考古研究等方面。
以I。沿图示方向逐渐增大为例，此时B0也按图示方向逐渐增1金属探漏器的用途大。根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场在其周围激发一金属探测器按用途可划分为：
种电场，即感生电场。若线圈M下部有金属物体N，金属中的1）手持金属探测器。手持金属探测器可应用于机场，车间，自由电子在感生电场力的作用下发生定向移动，形成感生电码头的公共安检，最近几年在中国市场也应用在各种考试中防流。又因为金属物体N可看作由一层一层的筒状薄壳所组成，止考生作弊。比如高考、研究生考试等；
每层薄壳都相当于一个回路，穿过每层薄壳横截面的磁通量都2）地下金属探测器。地下金属探测器最早应用在军事中在变化着，在相应于每层薄壳的这些回路中都将形成环形的感的扫雷，考古中探测文物，现在地下金属探测器主要用于金属生电流，即涡电流。根据楞次定律，闭合回路中感应电流的方材料的探测，现常被用于挖掘废旧金属的探测；
向，总是使得它所激发的磁场来阻碍引起感应电流的磁通量的3）输送式金属探测器。输送式金属探测器主要用于检测变化。Bn的方向向上，逐渐增大，因此涡电流产生的磁场方体积比较小的产品，以及小型袋装、箱装工、Jp产品。用于食品、向为B．的方向向下，根据右手定则可判定感生电流I，的方向医药等行业的铁金属以及非铁金属杂质的检测和化1原料中的恰好与线圈中电流10的方向相反。感生电流T，同样产生磁场，金属杂质检测；
反过来影响原来的磁场。接收线圈接收到这个变化后，再将此4）下落式金属探测器。下落式金属探测器主要用于如药变化转换为特定的电学量，以供相关电路进行检测。
品类颗粒状、粉末状物品的检测。当这些物品通过下落式金属■－
探测器时，一旦发现金属杂质，系统即刻启动分离机构排除可
疑物品；
5）管道式金属探测器。管道式金属探测器：主要用于检测糊状，密封管道的流水线上。方便检测剔除管道中的金属杂质；
6）真空输送式金属探测器：真空输送式金属探测器主要用于化工行业生产，这类产品对使用环境要求比较高，适用于要求比较高的真空生产线上；
7）压力输送式金属探测器。压力输送式金属探测器主要用于压力输送流水线，对污染要求比较高的产品，比如酱油，食用油的生产企业的液态或粘稠状物品在罐装或封装前检测；
8）平板式金属探测器：平板式金属探测器用于检测片状，丝状等比较薄的产品。
图1
2金J■探渊器的原理
2．2控喇装置的组成
金属探测器主要是由探头和控制装置构成。控制装置包含支持发射线圈工作的高频振荡电路，与接收2．1金一探测嚣探头的工作原理
线圈连接的信号转换电路以及信号处理与显示装置。
探头由绕在骨架上的发射线圈和接收线圈组成。发射线圈振荡电路所产生的信号的幅值比较小，往往还需要将信号中通有交变电流，探测器的频率就是发射线圈的电流频率。接放大后再对发射线圈起作用。
收线圈用来收集并放大目标物发出的信号。探测器既可以利用若接收线圈按差分形式设计，信号可以以电压的形式输出。单个线圈来承担发射器和接收器的双重任务。也可利用两个甚
在无外界金属影响时，其输出处于平衡状态；当目标物为金属
＾】毒（下转第53页）嚣
以及与转炉二级机连网，向转炉二级机通讯传送副检测量结果和接收转炉二级机的控制信号。
4．2捌枪DAS数据分析系统
副枪DAS分析系统与副枪一起配合使用，在转炉吹炼尾期和吹炼结束时分别对转炉钢水温度、钢水结晶温度、氧含量、钢水液面进行测量。在吹炼结束前大约两分钟，过程计算机通过副枪第一次测量的结果自动启动动态数学模型，从而达到自动控制钢水的温度和碳含量，在不倒炉和不重吹的情况下一次性完成吹炼的过程。
DAS副枪数据分析系统采用的是开放式结构，并集中了先进的嵌人式计算机数字接口技术与高精度模块化仪器的优点。DAS副枪数据分析系统对现场数据的采样率高，数据反映真实，并能在lms内完成基础信号数据的三次软硬件滤波，最大限度降低现场各种干扰。
在信号分析方面DAS能够在0．Olms内完成3200组数据的分析处理，并且分析的窗口长度可依据用户的实际情况相应调整。DAS的界面直观，能够实时的显示枪位等各种数据。便于工艺人员管理分析。每炉的测量数据已相应的文件名保存，最多可记录5万炉的数据。
分别下枪至连接孑L和测量孔中，检查枪体与两孔是否对中。如果高速至连接位不到位，适当减小连接位减速点位置脉冲cP（DBD32）值；如果高速至测量位不到位，适当减小测量位减速点位置脉冲MP（DBD36）值。之后在B台用高速按钮将副枪分别旋转至连接位和测量位，分别下枪至连接孔和测量孔中，复查枪体与两iL是否对中；
3）在B台用高速将副枪分别旋转至连接位和测量位，分别下枪至连接孔和测量孔中，检查枪体与两孔是否对中。如果高速至连接位或测量位超行程，按上述方法类推作相反处理；
4）在HMI上用至连接位周期和至测量位周期进行操作，在现场下副枪验证枪体与两孑L是否对中，如果不对中，按2方法进行微调；
5）在HMI上用至测量位周期操作，在现场下枪到测量孔中，验证是否对中，然后在B台操作复位周期，并验证副枪是否对中连接孔。上述方法调整后，必须进行重复性验证．一般以重复性5次为宜；
6）根据连接位、测量位停位脉冲值，确定连接孔上下限DBD64、DBD68值和测量孔上下限DBD72、DBD76的值。以连接位、测量位停位脉冲值的正负15―20为宜。
6结论
副枪在重钢的成功应用，使转炉的一次命中率大幅提高，操作稳定，物料消耗降低，冶炼周期缩短，转炉产能提高。为重钢的自动冶炼控制系统奠定了坚实的基础，为重钢进一步实现“一键炼钢”做好了设备和技术保证。
5剐枪系统实践中的经验总结
副枪的在重钢的实践使用中，我们也遇到过旋转定位不准的难点。通过对设备运行记录的`分析，我们发现旋转系统只有在能长期稳定准确定位的前提下，副枪整套系统才能正常工作，因此副枪系统的旋转精度调校显得尤为重要。
副枪的各系统设备通过接近开关、脉冲编码器和PLC完成定位控制。重钢180t转炉投产以来，通过对副枪系统的维护使用，我们总结出了高效实用的精确调校流程。
副枪旋转精度调校流程：
1）在B台用低速将副枪分别旋转至连接位和测量位，分别下枪至连接孔和测量孔中，检查枪体与两孔是否对中，对连接位和测量位停止极限调整到合适的位置；
2）在B台用高速按钮将副枪分别旋转至连接位和测量位，
参考文献
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5；（上接第62页）嚣
2．4加强技术培训力度．选拔优秀设备管理人才、维修人
才
j÷（上接第64页）5。
时，探测区的交变磁场受到i：扰，破坏了探头的平衡状态，从而使探测线圈的输出端有一微弱变化的交变电压输出Ⅲ。将接收线圈连接到振荡电路中形成振荡器，可将信号转换成振荡电路的频率变化，根据电磁理论，当顺磁质金属靠近通电线圈时，线圈的自感量将增大；当抗磁质金属靠近通电线圈时，线圈的自感量将减小。若探测线圈附近有顺磁质金属，则线圈的自感量增大，振荡器的频率减小叫。
信号处理与显示装置部分是与外部进行沟通的桥梁，它可以将所探测的信息发送给外嗣模块进行进一步的分析处理，同时也接收外围模块传送过来的控箭信号。信号处理与显示装置部分还是整个电路的大脑。它对整个电路所产生的信号做出处理，并将处理结果显示出来。用以判定是否存在金属。它既可以直接用仪表显示，也可以在显示端加装声、光报警装置：这一部分处理能力的强弱影响着整个系统的性能。
参考文献
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企业要想真正提高机械设备管理与维修人员的专业技术水平，就必须加大对专业技术能力的培训力度，培养一批懂技术、会管理的“一专多能”人才，以满足企业的发展提供更专业的服务要求。
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篇5：TM88型金属探测器工作原理分析
[日期：2011-12-07] 来源： 作者：广西 潘云忠 [字体：大 中 小] 工作原理
TM88型金属探测器主要由探测头（亦称探头）、振荡分频电路、探测发射电路、选频放大电路、相位分割电路、相位同步选通放大电路、采样保持电路（又称记忆保持电路）、调谐限幅放大电路、音频电路、电压变换电路等组成。它是利用电磁感应原理，即交流电通过的线圈，产生迅速变化的磁场，这个磁场能在金属物体内部感生涡电流．涡电流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，经探测器相关电路检测放大等处理后控制相关电路发出报警声。TM88型金属探测器的电路原理如附图所示。其工作原理如下：
1．探头（密封在一个圆型的塑料盒内）。它由接收线圈L5、发射线圈L3、反馈线圈LA以及谐振电容C51等组成。其中反馈线圈LA与发射线圈L3反向串联和C51-起形成LC谐振电路，把发射电路送来的交流信号选频后向空中发射。
反馈线圈阻L4与接收线圈L5绕在同一线圈上．发射电磁信号在未检测到金属信号时，发射线圈参数与接收线圈参数处于一个平衡稳定状态。当探头发射线圈13产生的交变磁场接触到金属物体时，其磁场发生变化，印发射线圈固有参数会随着金属物体性质（如铁质与非铁质金属）的不同或接近金属的距离不同而发生变化。反馈线圈lA将这些变化信号感应至接收线圈L5．接收线圈L5将这些变化信号选频后送入后级选频放大电路进一步处理。
2．振荡分频电路。它由U9(CD4060)与外围元件组成。
其中U9的(10)、(11)、(12)脚与外围晶振x等元件构成3.9MHz主振频率，经内部分频后由(13)脚与(14)脚输出约6.99kHz和13.98kHz的方波信号至发射电路。
(6)脚输出约27kHz方波信号至电压变换电路。
(1)脚与(2)脚输出约874Hz和437Hz的方波信号至音频电路。
3．探测发射电路。由QlO~QL14、B3,L2C45、C46、D23-D26等组成。010为发射前置倒相电路，Qll、Q12与Q13、Q14等组成复合式推挽功率放大电路，经放大的高频信号由B3次级输出。B3次级线圈与C45组成LC并联谐振；L2与C46组成LC串联谐振。经选频后得到的高频交流信号通过电缆线送入探头内的发射线圈向空间辐射。二极管D23~D26等构成与门电路，使U9内部分频器输出至发射管的方波占空比降低，发射管导通时间缩短，以降低发射管的功耗。
4．U1(NEC5534)与外围元件等构成放大倍数约80dB的前置低噪声选频放大器。它对被测信号频率的放大增益最高，非被测信号频率放大倍数较低。经Ul放大的信号送人后级相位分割电路进行放大处理。
5．相位分割电路。它由双运放U2(LM412)与外围元件构成。其中U2A将前级送来的信号进行反相放大，放大后送至下一级电路进行相位调节、选通和放大（该路用作金属性质的识别）。U2B将前级送来的信号进行同相放大，放大后送至下一级电路进行相位调节、选通和放大（该路用作全金属探测，称地平衡）。
6．相位同步选通放大电路。它由四运放Ul0（TL084）、比较器Ull(LM393)、双运放U3(LM412)、电子开关U13(CD4053)、场效应管Q15、Q16(K246)等组成。其中UlOA、UlOB、UllA、015、U3B与U13等构成地平衡电路的相位调节与选通放大；R11、R12、C13等组成地平衡系统直流信号滤波器；W2为地平衡电路的相位调节电位器。ULOC、UlOD、UllB、U3A、Q16与U13等构成金属识别探测的相位调节与选通放大；R13、R14、C14等组成识别系统直流信号滤波器；WI为金属识别电路系统的相位调节电位器。“地平衡”和”识别”通过操作方式开关Kl-2切换；拨至“地平衡”挡时，“地平衡”相位调节电路UIOA、UlOB、Ull工作．C21耦合送来的发射信号进入相位同步选通电路进行相位调节后，由Ull控制U13同步选通探头所检测到的同相位纯金属信号通过（与此通过的假信号被滤波电路滤掉），得到纯金属直流信号通过送人下一级电路进一步处理。在全金属探测过程中，可通过调节W2微调相位来排除地下土壤层的“矿化反应”。“矿化反应”是由构成土壤的各种矿物质对探头发出的电磁波造成的影响，使仪器发出假信号，迷惑操作人员。
操作人员可通过调节W2．利用假信号与纯金属信号存在相位差的关系，同步选通将它们区别分开，使真正金属信号通过，达到排除地面“矿化反应”的影响，使探测头从空间靠近地面时不会发出报警声，只有在遇到金属时才会发出报警信号，从而提高探测深度和精度。当K1-2拨在“识别”挡时，“识别”相位调节电路UlOC.UlOD、Ull、Q16工作，由C23耦合送来的发射信号送入相位同步电路进行相位调节，与前级送来的接收信号进行相位比较等处理后，同步选通同相位纯金属信号通过，经滤波器滤波后得到纯直流金属信号送至下一级电路进一步处理。调节W2可以选择铁质金属和非铁质金属（又称有色金属）信号通过。之所以能识别金属性质，是因为当产生交变电流的线圈靠近金属物体时，由于线圈周围的交变磁场存在，在金属物体上便会产生感应电流，这种电流常称为涡电流，其数值大小除与交变电流的频率有关外，还跟金属物体的导电率有关。有色金属导电性较好，导电率较大。铁质金属导电性差，导电率较小。导电率越小，涡电流越大，所引起的能量损耗也越大。涡电流所产生的磁场又反作用于原磁场，使探头线圈的原有参数发生变化。
有色金属使原线圈的LC谐振回路谐振频率升高，铁质金属使LC回路的谐振频率降低。这样调节识别电位器W2，可以改变选通电路的相位，让不同性质的金属相位信号通过。
7．采样保持电路又称记忆保持电路。金属探测器为高放大倍数直流放大器，它会受外界信号的干扰或爱温度等因素的影响，使直流放大器产拦漂移而无法正常工作。为此TM88型金属探测器在直流放大器输出和输入端之间加入了一个采样保持电路。它实际为反馈伺服电路。
该电路由U4~U6、Q17(K246)、Q18(K246)等组成。其中U6(CA3140)为伺服反馈电路，它的正输入端接地，负输入端由R24、C17连接至输出端，构成一个反向积分放大器。直流放大器U4(OP07)的输出漂移电压始终由U6自动控制反向调节。U6为手动伺服电路，在探测前，按下记忆按钮K3，Q18导通，则U4的输出端通过R16、R20、Q18迅速加到U6的负输入端，使U6反向调节U4而迅速回归零（保证U4霉输出）。
U5(LM393)与D29、D30等组成自动跟踪伺服电路，无论U4出现正或负漂移，U5始终自动跟踪U6的负输入端，保证U4在无探测时为零输出。
直流电表接在U4输出端，作探测和直流工作状态指示。
8，调谐限幅放大电路。它由U7(OP07)、U8(OP07)、W4、D3、D4等组成。其中U7为放大器，U8为限幅器。前级送来的.直流信号经W3（称灵敏度调节器）、R30、R31加到U7的负输入端；W4称临界声调节器，即在使用时，调节W4使仪器刚好发出微弱的声音（这种声音称为临界声）。U7的输出端通过R33加到U8的负输入端．R37、R38分压所得的基准电压加到U8的正输入端。当U7输出电压低于U8正输入端的基准电压时，U8输出端为正，D4载止，对U7正输入端无影响，保证U7能正常放大。如U7输出端输出电压高于U8正输入端基准电压时．U8输出为负，D4导通，使U7正输出端的电位降低，则其输出电压也随之降低，这样达到了限幅作用．保证末级功放不会过载损坏。
9．音频电路。它由Q4(BS170)、Q5(9014)、Q6(D882)等组成。U9内部分频信号分别由(1)、(2)脚输出。经D21、D22、R87构成的与门电路得到占空比为1/4、频率约440Hz的音频方波信号加到场效应管Q4的栅极，对限幅电路送至Q4漏极的直流信号进行调制，经Q5、Q6放大后，送人喇叭发出报警声。
10．该机的供电由两组电源组成。其中12V电源为音频电路和发射电路供电，整个电路装在一块小电路板上（称为小板）；6V电源为信号处理电路供电，整个电路装在一块大电路板上（称为大板）。该机设置两组电压变换电路。一组由Q7(9014)、Q8(9014)、Q9(D882)、B2等组成，将12V电源变换为稳定的13V电源供小板发射电路供电。另一组由Q1(9014)、Q2(9014)、Q3(D882)、Bl等组成，它将6V电源变换为稳定的13V电压，并经U12(OP07)与R67、R68等构成电压跟随器，转换为正负6,5V电源供大板电路供电。
两组电源变换器的启动脉冲由U9内部将振荡信号分频后由(6)脚获得，变换后的电压分别由各自的稳压调节电阻W5、W6调整决定。
发光二极管Dll、D12分别为6V、12V电源电量指示，当各自电压低于一定值时，发光二极管熄灭，表示电量不足，需更换电池。
K4为设定／常规选择开关，当拨在设定时，Q17(K246)导通，采样保持电路的反馈伺服电路反应加快，促使它迅速反向调节U4快速归零，达到快速检测金属位置。使用该挡后，探测深度会受到一定影响。
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