CN106019388A - 一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统，设置有供电系统及探测处理电路，供电系统与探测处理电路相连接，供电系统内设置有电阻R1、可控精密稳压源D1、三极管Q1、三极管Q2、集成运放U1、电容C1、电阻R2、电阻R3、电位器W1及电容C2，电阻R1的第一端分别与三极管Q1和三极管Q2的集电极相连接，电阻R1的第二端与可控精密稳压源D1的阴极相连接，D1的阳极与R3的第二端、电容C2的第二端及地相连接；利用与外接电源相连接的稳压电路将电压变换为能被探测处理电路所使用的直流电源，并供给探测处理电路使其工作，克服现有技术采用干电池续航能力不足的弊端，可以使得本金属探测系统能够长期稳定的工作。

Description

一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统

技术领域

本发明涉及电磁波探测技术领域，具体的说，是一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统。

背景技术

金属是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属延展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。相对原子质量较大的被称为重金属。

由于金属的电子倾向脱离，因此具有良好的导电性，且金属元素在化合物中通常带正价电，但当温度越高时，因为受到了原子核的热震荡阻碍，电阻将会变大。金属分子之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属伸展性良好的原因。

在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、银、铂、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物，其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。

属于金属的物质有金、银、铜、铁、锰、锌等。在一大气压及25摄氏度的常温下，除汞（液态）外，其他金属都是固体。大部分的纯金属是银白（灰）色，只有少数不是，如金为黄赤色，铜为紫红色。金属大多带“钅”旁。

通常将具有正的温度电阻系数的物质定义为金属。使用的含112种元素的元素周期表中，金属元素共90种。位于“硼-砹分界线”的左下方，在s区、p区、d区、f区等5个区域都有金属元素，过渡元素全部是金属元素。

在固态金属导体内，有很多可移动的自由电子。虽然这些电子并不束缚於任何特定原子，但都束缚於金属的晶格内；甚至于在没有外电场作用下，因为热能，这些电子仍旧会随机地移动。但是，在导体内，平均净电流是零。挑选导线内部任意截面，在任意时间间隔内，从截面一边移到另一边的电子数目，等于反方向移过截面的数目。

金属探测，其基本原理在于，基于物质的磁性能，及金属物体在一定磁场中会引起一个线圈自感的改变，也会引起线圈之间耦合程度丶改变，若将一个导体置于变化的磁场中，导体就会感应而产生涡流，涡流的大小取决于金属物体的形状、大小及组成物质的电阻率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统，利用与外接电源相连接的稳压电路将电压变换为能被探测处理电路所使用的直流电源，并供给探测处理电路使其工作，克服现有技术采用干电池续航能力不足的弊端，可以使得本金属探测系统能够长期稳定的工作。

本发明通过下述技术方案实现：一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统，设置有供电系统及探测处理电路，供电系统与探测处理电路相连接，供电系统内设置有电阻R1、可控精密稳压源D1、三极管Q1、三极管Q2、集成运放U1、电容C1、电阻R2、电阻R3、电位器W1及电容C2，电阻R1的第一端分别与三极管Q1和三极管Q2的集电极相连接，电阻R1的第二端与可控精密稳压源D1的阴极相连接，可控精密稳压源D1的阳极与电阻R3的第二端、电容C2的第二端及地相连接；集成运放U1的同相输入端与可控精密稳压源D1的参考极相连接，集成运放U1的反相输入端分别与电容C1的第二端和电位器W1的控制端相连接；集成运放U1的输出端与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的发射极分别与电容C1的第一端，电阻R2的第一端、电容C2的第一端及探测处理电路相连接，电阻R2的第二端与电位器W1的一个固定端连接，电位器W1的另一个固定端与电阻R3的第一端连接。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述探测处理电路内设置有发射线圈系统、发射器、定时电路、接收器及声音系统，所述发射线圈系统分别与电容C2的第一端、发射器和接收器相连接，所述发射器连接定时电路，所述发射线圈系统包括两个发射线圈，且两个发射线圈的一端分别与发射器和接收器相连接，两个发射线圈的另一端接地，所述发射线圈的圆环直径为180mm，且发射线圈采用28号铜线，发射线圈的匝数为20~24匝。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述两个发射线圈分别为第一发射线圈和第二发射线圈，第一发射线圈和第二发射线圈的第一端皆分别与发射器和接收器相连接，第一发射线圈和第二发射线圈的第二端共接且接地，所述第一发射线圈和第二发射线圈重叠且重叠部位的宽度为88mm。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述接收器内设置有依次连接的放大电路和D触发器电路，所述第一发射线圈的第一端连接放大电路的反相输入端，所述第二发射线圈的第一端连接放大电路的同相输入端，所述定时电路连接D触发器电路。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：还包括设置在接收器上的声音系统，所述交上去连接在D触发器电路的输出端上。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述声音系统包括相互连接的音响电路及喇叭电路，所述接收器与音响电路相连接。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述喇叭电路采用双喇叭。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明利用与外接电源相连接的稳压电路将电压变换为能被探测处理电路所使用的直流电源，并供给探测处理电路使其工作，克服现有技术采用干电池续航能力不足的弊端，可以使得本金属探测系统能够长期稳定的工作。

本发明能够快速的对隐藏的金属进行探测，通过采用双线圈设计，基于磁电转换原理工作而设计的系统，具有响应速度快，使用方便的特点。

附图说明

图1为本发明的工作原理图。

其中，2-发射器，3-第一发射线圈，4-第二发射线圈，5-接收器，6-定时电路，7-音响电路，8-喇叭电路，9-放大电路，10-D触发器电路。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统，利用与外接电源相连接的稳压电路将电压变换为能被探测处理电路所使用的直流电源，并供给探测处理电路使其工作，克服现有技术采用干电池续航能力不足的弊端，可以使得本金属探测系统能够长期稳定的工作，如图1所示，特别设置成下述结构：设置有供电系统及探测处理电路，供电系统与探测处理电路相连接，供电系统内设置有电阻R1、可控精密稳压源D1、三极管Q1、三极管Q2、集成运放U1、电容C1、电阻R2、电阻R3、电位器W1及电容C2，电阻R1的第一端分别与三极管Q1和三极管Q2的集电极相连接，电阻R1的第二端与可控精密稳压源D1的阴极相连接，可控精密稳压源D1的阳极与电阻R3的第二端、电容C2的第二端及地相连接；集成运放U1的同相输入端与可控精密稳压源D1的参考极相连接，集成运放U1的反相输入端分别与电容C1的第二端和电位器W1的控制端相连接；集成运放U1的输出端与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的发射极分别与电容C1的第一端，电阻R2的第一端、电容C2的第一端及探测处理电路相连接，电阻R2的第二端与电位器W1的一个固定端连接，电位器W1的另一个固定端与电阻R3的第一端连接；所述电阻R1的第一端和可控精密稳压源D1的阳极分别与外接电源相连接，供电系统将经过滤波处理后的外接电源转换为探测处理电路能够使用的直流电源，所述集成运放U1采用LM358，且使用LM358的任意一个运算放大电路；所述可控精密稳压源D1采用TL431，所述电容C1和电容C2皆采用电解电容且第一端皆为正极端。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述探测处理电路内设置有发射线圈系统、发射器2、定时电路6、接收器5及声音系统，所述发射线圈系统分别与电容C2的第一端、发射器2和接收器5相连接，所述发射器2连接定时电路6，所述发射线圈系统包括两个发射线圈，且两个发射线圈的一端分别与发射器2和接收器5相连接，两个发射线圈的另一端接地，所述发射线圈的圆环直径为180mm，且发射线圈采用28号铜线，发射线圈的匝数为20~24匝，发射器通过一个线圈发射一个大的电流脉冲，在金属物体附近由于涡流作用而产生磁场，在发射脉冲结束后，涡流继续在线圈内流动，而在另一个线圈内产生电压返回到接收器5，进行比较检测并放大。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好的实现本发明，能够将两个线圈进行合理布置，从而提高探测精度，特别采用下述设置方式：所述两个发射线圈分别为第一发射线圈3和第二发射线圈4，第一发射线圈3和第二发射线圈4的第一端皆分别与发射器2和接收器5相连接，第一发射线圈3和第二发射线圈4的第二端共接且接地，所述第一发射线圈3和第二发射线圈4重叠且重叠部位的宽度为88mm。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，能够将线圈中产生的电压传输到接收器内进行检测放大，以备后续电路处理，如图1所示，特别采用下述设置方式：所述接收器5内设置有依次连接的放大电路9和D触发器电路10，所述第一发射线圈3的第一端连接放大电路9的反相输入端，所述第二发射线圈4的第一端连接放大电路9的同相输入端，所述定时电路6连接D触发器电路10。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，能够将探测后所形成的电压经接收器处理后，触发声音系统，通过语音提示的方式告知探测者，在线圈附近存在金属物，如图1所示，特别采用下述设置方式：还包括设置在接收器5上的声音系统，所述交上去5连接在D触发器电路10的输出端上。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，能够利用音响电路和喇叭电路进行扩音，使得使用者能够知晓线圈附近存在金属物，如图1所示，进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述声音系统包括相互连接的音响电路7及喇叭电路8，所述接收器5与音响电路7相连接。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，能够采用立体声播放的形式进行声音提醒，如图1所示，进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述喇叭电路8采用双喇叭。

发射器通过一个线圈（第一发射线圈3或第二发射线圈4）发射一个大的电流脉冲，在金属物体附近由于涡流作用而产生磁场，在发射脉冲结束后，涡流继续在线圈（第一发射线圈3或第二发射线圈4）内流动，而在另一个线圈（第二发射线圈4或第一发射线圈3）内产生电压返回到接收器5，进行比较检测并放大，最后启动音响电路7利用喇叭电路8发生声响，喇叭电路8采用立体声效果设计，使得使用者能够更加清楚的听见，以指示在线圈附近有金属物体存在。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统，其特征在于：设置有供电系统及探测处理电路，供电系统与探测处理电路相连接，供电系统内设置有电阻R1、可控精密稳压源D1、三极管Q1、三极管Q2、集成运放U1、电容C1、电阻R2、电阻R3、电位器W1及电容C2，电阻R1的第一端分别与三极管Q1和三极管Q2的集电极相连接，电阻R1的第二端与可控精密稳压源D1的阴极相连接，可控精密稳压源D1的阳极与电阻R3的第二端、电容C2的第二端及地相连接；集成运放U1的同相输入端与可控精密稳压源D1的参考极相连接，集成运放U1的反相输入端分别与电容C1的第二端和电位器W1的控制端相连接；集成运放U1的输出端与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的发射极分别与电容C1的第一端，电阻R2的第一端、电容C2的第一端及探测处理电路相连接，电阻R2的第二端与电位器W1的一个固定端连接，电位器W1的另一个固定端与电阻R3的第一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统，其特征在于：所述探测处理电路内设置有发射线圈系统、发射器(2)、定时电路(6)、接收器(5)及声音系统，所述发射线圈系统分别与电容C2的第一端、发射器(2)和接收器(5)相连接，所述发射器(2)连接定时电路(6)，所述发射线圈系统包括两个发射线圈，且两个发射线圈的一端分别与发射器(2)和接收器(5)相连接，两个发射线圈的另一端接地，所述发射线圈的圆环直径为180mm，且发射线圈采用28号铜线，发射线圈的匝数为20～24匝。

3.根据权利要求2所述的一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统，其特征在于：所述两个发射线圈分别为第一发射线圈(3)和第二发射线圈(4)，第一发射线圈(3)和第二发射线圈(4)的第一端皆分别与发射器(2)和接收器(5)相连接，第一发射线圈(3)和第二发射线圈(4)的第二端共接且接地，所述第一发射线圈(3)和第二发射线圈(4)重叠且重叠部位的宽度为88mm。

4.根据权利要求3所述的一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统，其特征在于：所述接收器(5)内设置有依次连接的放大电路(9)和D触发器电路(10)，所述第一发射线圈(3)的第一端连接放大电路(9)的反相输入端，所述第二发射线圈(4)的第一端连接放大电路(9)的同相输入端，所述定时电路(6)连接D触发器电路(10)。

5.根据权利要求4所述的一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统，其特征在于：还包括设置在接收器(5)上的声音系统，所述交上去(5)连接在D触发器电路(10)的输出端上。

6.根据权利要求2-5任一项所述的一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统，其特征在于：所述声音系统包括相互连接的音响电路(7)及喇叭电路(8)，所述接收器(5)与音响电路(7)相连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于稳压电路应用设计的金属探测系统，其特征在于：所述喇叭电路(8)采用双喇叭。