CN112578375B - 一种手持式复合探测器探头及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手持式复合探测器探头及其制备方法，该探头包括圆桶状的泡沫芯，在泡沫芯的外表面缠绕感应线圈，在泡沫芯的腔体内放置雷达天线印制板，在雷达天线印制板上印制接收偶极子天线和发射偶极子天线，天线的辐射面与感应线圈下表面在同一平面内，在雷达天线印制板的顶部设置珍珠棉，在珍珠棉的侧面和顶面均覆盖吸波发泡材料。本发明所公开的手持式复合探测器探头，可以根据实际探测需要调整感应线圈的直径，大大提高了探测效率。偶极子雷达天线金属含量更少，增益得到提高。
Description
技术领域
本发明属于地下目标探测领域，特别涉及该领域中的一种用于地下金属与非金属目标探测的手持式复合探测器探头及其制备方法。
背景技术
高云泽等人发表在《电子测量技术》2015年第38卷第9期中《基于电磁感应和超宽带雷达的新型探测系统》一文，公开了一种基于电磁感应和探地雷达的探测装置，用于地下金属与非金属目标的探测。其探头部分中，直径为3cm的两个感应线圈（第三个线圈尺寸未知）和1.6GHz平面蝶形偶极子雷达天线采取了共中心点的布局方式，天线与线圈之间采用特殊屏蔽材料使其互相隔离。该结构的不足之处在于：（1）线圈直径较小，不利于对地下较深的金属目标进行探测，且单次探测作业的有效面积小，探测效率低；（2）平面蝶形偶极子天线金属含量较大，容易对金属探测器产生干扰，影响整个系统的探测性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种包含感应线圈和雷达天线的手持式复合探测器探头及其制备方法。
本发明采用如下技术方案：
一种手持式复合探测器探头，其改进之处在于：包括圆桶状的泡沫芯，在泡沫芯的外表面缠绕感应线圈，在泡沫芯的腔体内放置雷达天线印制板，在雷达天线印制板上印制接收偶极子天线和发射偶极子天线，天线的辐射面与感应线圈下表面在同一平面内，在雷达天线印制板的顶部设置珍珠棉，在珍珠棉的侧面和顶面均覆盖吸波发泡材料。
进一步的，圆桶状泡沫芯的直径为28cm，厚度为1.5cm。
进一步的，感应线圈由线径为0.5mm的铜质漆包线绕20匝制成。
进一步的，雷达天线印制板的基材为FR4板，横截面为直径15cm的圆形。
进一步的，接收偶极子天线和发射偶极子天线均为杯型天线，每个天线宽2cm，高8cm，天线间距9cm。
进一步的，珍珠棉的厚度为2cm，在其侧面覆盖吸波发泡材料后的横截面为圆形，该圆形的直径与雷达天线印制板的直径相等，珍珠棉的底面通过双面胶与雷达天线印制板粘在一起，珍珠棉的中心与雷达天线印制板的中心重合，珍珠棉的侧面和顶面分别通过双面胶与吸波发泡材料粘在一起。
进一步的，珍珠棉顶面吸波发泡材料的横截面形状与珍珠棉的横截面形状相同，珍珠棉侧面吸波发泡材料的高度等于珍珠棉厚度与珍珠棉顶面吸波发泡材料厚度之和，吸波发泡材料的厚度为2mm。
一种制备方法，用于制备上述的手持式复合探测器探头，其改进之处在于，包括如下步骤：
步骤1，将圆柱形泡沫芯固定在绕线机机轴上，用铜质漆包线均匀的绕20匝，制成感应线圈；
步骤2，在雷达天线印制板上印制接收偶极子天线和发射偶极子天线；
步骤3，以泡沫芯的对称轴为轴线，比照雷达天线印制板的大小将泡沫芯掏成圆桶形；
步骤4，将珍珠棉裁制成雷达天线印制板的大小，再裁制珍珠棉的侧面，被裁部分的厚度等于吸波发泡材料的厚度；
步骤5，将一张吸波发泡材料裁制成与珍珠棉的横截面形状相同，另一张吸波发泡材料裁制成长条形，长条形的长度等于珍珠棉横截面的周长，宽度等于珍珠棉的厚度与上一张吸波发泡材料的厚度之和；
步骤6，将珍珠棉的底面和顶面分别与雷达天线印制板和吸波发泡材料粘在一起，并使雷达天线印制板的中心与珍珠棉的中心重合；
步骤7，将长条形吸波发泡材料绕着珍珠棉粘在其侧面；
步骤8，将步骤7制得的部分嵌入步骤3圆桶形泡沫芯的腔体中央，使感应线圈下表面与天线的辐射面在同一平面内。
进一步的，步骤3中使用美工刀掏泡沫芯，步骤4、5中使用美工刀进行裁制。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的手持式复合探测器探头，可以根据实际探测需要调整感应线圈的直径，大大提高了探测效率。偶极子雷达天线金属含量更少，增益得到提高。珍珠棉与吸波发泡材料组成的屏蔽腔体，对雷达天线背向与侧向的屏蔽效果比一般的仅仅在雷达背向填充吸波发泡材料更好。探头布局紧凑，轻便易携，适合应用于手持式复合探测器。
本发明所公开的制备方法，简单易操作，生产效率高。
附图说明
图1是本发明实施例1所公开探头的俯视示意图；
图2是本发明实施例1所公开探头雷达部分的主视示意图；
图3是本发明实施例1所公开探头雷达部分的构造示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，本实施例公开了一种手持式复合探测器探头，如图1所示，包括圆桶状的泡沫芯1，在泡沫芯的外表面缠绕感应线圈2，在泡沫芯的腔体内放置雷达天线印制板3，在雷达天线印制板上印制改进的接收偶极子天线和发射偶极子天线，天线4的辐射面与感应线圈下表面在同一平面内，如图2，3所示，在雷达天线印制板的顶部设置珍珠棉5，在珍珠棉的侧面和顶面均覆盖吸波发泡材料6。由珍珠棉和吸波发泡材料构成屏蔽腔体。
在本实施例中，圆桶状泡沫芯的直径为28cm，厚度为1.5cm。感应线圈由线径为0.5mm的铜质漆包线绕20匝制成。雷达天线印制板的基材为FR4板，横截面为直径15cm的圆形。接收偶极子天线和发射偶极子天线均为杯型天线，每个天线宽2cm，高8cm，收发天线间距9cm。珍珠棉的厚度为2cm，在其侧面覆盖吸波发泡材料后的横截面为圆形，该圆形的直径与雷达天线印制板的直径相等，珍珠棉的底面通过双面胶与雷达天线印制板粘在一起，珍珠棉的中心与雷达天线印制板的中心重合，珍珠棉的侧面和顶面分别通过双面胶与吸波发泡材料粘在一起。珍珠棉顶面吸波发泡材料的横截面形状与珍珠棉的横截面形状相同，珍珠棉侧面吸波发泡材料的高度等于珍珠棉厚度与珍珠棉顶面吸波发泡材料厚度之和，吸波发泡材料的厚度为2mm。
本实施例还公开了一种制备方法，用于制备上述的手持式复合探测器探头，包括如下步骤：
步骤1，将圆柱形泡沫芯固定在绕线机机轴上，用铜质漆包线均匀的、松紧适当的绕20匝，制成感应线圈；
步骤2，在雷达天线印制板上印制接收偶极子天线和发射偶极子天线；
步骤3，以泡沫芯的对称轴为轴线，比照雷达天线印制板的大小用美工刀将泡沫芯掏空成圆桶形；
步骤4，用美工刀将珍珠棉裁制成雷达天线印制板的大小，再裁制珍珠棉的侧面，被裁部分的厚度等于吸波发泡材料的厚度；
步骤5，用美工刀将一张吸波发泡材料裁制成与珍珠棉的横截面形状相同，另一张吸波发泡材料裁制成长条形，长条形的长度等于珍珠棉横截面的周长，宽度等于珍珠棉的厚度与上一张吸波发泡材料的厚度之和；
步骤6，将珍珠棉的底面和顶面分别与雷达天线印制板和吸波发泡材料用双面胶粘在一起，并使雷达天线印制板的中心与珍珠棉的中心重合，如图3所示；
步骤7，用双面胶将长条形吸波发泡材料绕着珍珠棉粘在其侧面，如图2所示；
步骤8，将步骤7制得的部分嵌入步骤3圆桶形泡沫芯的腔体中央，并用非金属件固定，使感应线圈下表面与天线的辐射面在同一平面内，完成复合探测器探头的制作。
按照上述步骤制成的探头能够探测地下30cm以内的边长5cm左右的金属与非金属小目标。若将线圈直径增大到50cm，雷达天线的宽、高、间距也适当放大1.5倍，则能够探测地下1m以内的金属与非金属大目标。
Claims (1)
1.一种制备方法，用于制备一种手持式复合探测器探头，包括圆环状的泡沫芯，在泡沫芯的外表面缠绕感应线圈，在泡沫芯的腔体内放置雷达天线印制板，在雷达天线印制板上印制接收偶极子天线和发射偶极子天线，天线的辐射面与感应线圈下表面在同一平面内，在雷达天线印制板的顶部设置珍珠棉，在珍珠棉的侧面和顶面均覆盖吸波发泡材料；圆环状泡沫芯的直径为28cm，厚度为1.5cm；感应线圈由线径为0.5mm的铜质漆包线绕20匝制成；雷达天线印制板的基材为FR4板，横截面为直径15cm的圆形；接收偶极子天线和发射偶极子天线均为杯型天线，每个天线宽2cm，高8cm，天线间距9cm；珍珠棉的厚度为2cm，在其侧面覆盖吸波发泡材料后的横截面为圆形，该圆形的直径与雷达天线印制板的直径相等，珍珠棉的底面通过双面胶与雷达天线印制板粘在一起，珍珠棉的中心与雷达天线印制板的中心重合，珍珠棉的侧面和顶面分别通过双面胶与吸波发泡材料粘在一起；珍珠棉顶面吸波发泡材料的横截面形状与珍珠棉的横截面形状相同，珍珠棉侧面吸波发泡材料的高度等于珍珠棉厚度与珍珠棉顶面吸波发泡材料厚度之和，吸波发泡材料的厚度为2mm，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将圆柱形泡沫芯固定在绕线机机轴上，用铜质漆包线均匀的绕20匝，制成感应线圈；
步骤2，在雷达天线印制板上印制接收偶极子天线和发射偶极子天线；
步骤3，以泡沫芯的对称轴为轴线，比照雷达天线印制板的大小将泡沫芯掏成圆环形；
步骤4，将珍珠棉裁制成雷达天线印制板的大小，再裁制珍珠棉的侧面，被裁部分的厚度等于吸波发泡材料的厚度；
步骤5，将一张吸波发泡材料裁制成与珍珠棉的横截面形状相同，另一张吸波发泡材料裁制成长条形，长条形的长度等于珍珠棉横截面的周长，宽度等于珍珠棉的厚度与上一张吸波发泡材料的厚度之和；
步骤6，将珍珠棉的底面和顶面分别与雷达天线印制板和吸波发泡材料粘在一起，并使雷达天线印制板的中心与珍珠棉的中心重合；
步骤7，将长条形吸波发泡材料绕着珍珠棉粘在其侧面；
步骤8，将步骤7制得的部分嵌入步骤3圆环形泡沫芯的腔体中央，使感应线圈下表面与天线的辐射面在同一平面内；
步骤3中使用美工刀掏泡沫芯，步骤4、5中使用美工刀进行裁制。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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