CN202166750U - 金属探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金属探测器，特别涉及到一种可以区分金属属性的探测器。本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种金属探测器，它可以用于探测金属所在位置，同时可以分辨出金属的质地。为完成上述发明目的，本实用新型是这样实现的：一种金属探测器，它包括探测头、振荡分频电路、探测发射电路、和稳压电源；稳压电源给上述电路供电；探测头是由接收线圈、发射线圈、反馈线圈以及谐振电容组成；发射线圈和反馈线圈串联与谐振电容形成LC振荡电路；接收线圈和反馈线圈在同一绕组上；振荡分频电路由晶体振荡器，和集成电路及外围元器件组成，振荡产生主振频率，经集成电路内部分频后，分别输出不同占空比的方波信号。

Description

金属探测器

技术领域

本实用新型涉及一种金属探测器，特别涉及到一种可以区分金属属性的探测器。 

背景技术

    金属探测器主要应用于冶金矿产资源勘探方面，但也广泛应用于军事技术、考古挖掘、安防安检、反恐活动中。其工作原理大同小异，但具体组成电路的形式各不相同，而实现的功能和达到的效果也不一样。就金属探测器而言，现有市场上种类很多，用途专业指向性很强，通用类型少見。如：有用于探测墙内及建筑体内，残留钢筋电线的，有用于探测电力系统接地网鋪设范围的，有用于安防、安检个人携带物的，也有用于探测地下矿产资源的。不同的设计目的，会采用不同的技术手段，不同的技术手段，最终还得体现在使用效果上。本实用新型发明提供一种MD系列金属探测器，主要用于矿产资源的勘探，它可以有效地区分黑色金属和有色金属，是该类探测器中性能稳定、灵敏度高，大深度、高精度探测，手持便携式金属探测器。携带使用方便，兼用性強，除矿产资源的探测外，同样可完成其它一般性工作场所的探测需要。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种金属探测器，它可以用于探测金属所在位置，同时可以分辨出金属的质地。 

为完成上述发明目的，本实用新型是这样实现的：一种金属探测器，它包括探测头、振荡分频电路、探测发射电路、和稳压电源； 

所述的稳压电源给上述电路供电；

所述的探测头是由接收线圈、发射线圈、反馈线圈以及谐振电容组成；发射线圈和反馈线圈串联与谐振电容形成LC振荡电路；接收线圈和反馈线圈在同一绕组上；

所述振荡分频电路由晶体振荡器，和集成电路及外围元器件组成，振荡产生主振频率，经集成电路内部分频后，分别输出不同占空比的方波信号，供上述电路需要；

振荡分频电路给探测发射电路提供一振荡脉冲，由探测发射电路馈送到探测头上；

所述探测发射电路由振荡电路送来方波信号，经过大功率发射管组成的复合式推挽功率放大器放大后馈送至由发射线圈和高压电容组成的LC谐振选频的高频交流信号，经高频电缆接入探测头向空中发射；

其特征在于：它还包括相位分割电路；

所述的相位分割电路是根据不同性质的金属在相位上进行分割，经过相位的调节、选通、放大将它们分割开来。

探测头内由接收线圈、发射线圈、反馈线圈以及谐振电容组成。发射线圈和反馈线圈串联与谐振电容形成LC振荡电路。其作用是把发射电路送来的，交变信号选频后向空中发射。接收线圈和反馈线圈在同一绕组上，在发射的电磁信号末检测到金属信号时，发射线圈的参数和接收线圈的参数，处于一个相对平衡稳定的状态。当探测头发射线圈产生的交变磁场中有金属物体时，其磁场发生变化，发射线圈固有参数会随着金属物体性质，如：铁质（黑色金属）和非铁质（有色金属）的不同或接近金属物的距离远近而发生变化。反馈线圈将变化信号选频后，送入后级选频放大电路作进一步处理。 

所述振荡分频电路由晶体振荡器，和集成电路及外围元器件组成，振荡产生3.579545MHZ主振频率。经集成电路内部分频后，分别输出6.99KHZ，13.98KHZ的方波信号和27KHZ方波信号，以及874HZ和437HZ的不同占空比的方波信号，供电路中的各部分需要。 

所述探测发射电路由振荡电路送来的6.99KHZ，和13.98KHZ的方波信号，经过大功率发射管组成的复合式推挽功率放大器放大后馈送至由发射线圈和高压电容组成的LC谐振选频的高频交流信号，经高频电缆接入探测头向空中发射。 

对上述技术方案作进一步的改进，在相位分割电路之前设有选频放大电路，它由集成电路和外围原件组成；将接收线圈送入的被测变化信号进行高增益放大；而对不需要的夹杂信号低增益处理后，将放大后的信号送入相位分割进一步处理。所述选频放大电路由集成电路和外围原件组成，前置低噪声约80db左右的放大器。 

    对上述技术方案作进一步的改进，在相位分割电路后设有相位同步选通放大电路；所述的相位同步选通放大电路是指在电路中采用了由发射信号选通脉冲控制电子开关，让真正金属信号通过并送入下一级电路处理，而干扰信号不能被选通，由电路中的滤波电路旁路掉，不能进入下一级。所述相位同步选通电路，金属探测器在工作时，探测头圆盘沿地面搜索，由于地面的磁场系数与空气不同，会导致磁场的畸变而产生信号，同时在探测头内部以及探测头与地面的分布电容间也会产生信号，分別呈感性和容性信号特征，其合成信号是电抗性的信号，会对真正的金属涡流信号造成干扰，即通常所谓的“矿化反应”。造成假信号和真正的金属信号掺和在一起，难以分辨出探测所需的真正的金属信号。但是电抗性干扰信号与纯金属信号是呈90度相位差的关系，所以电路中采用了由发射信号选通脉冲控制电子开关，让真正金属信号通过并送入下一级电路处理，而干扰信号不能被选通，由电路中的滤波电路旁路掉，不能进入下一级。 

对上述方案作进一步的改进，在金属探测器的直流放大器输出和输入端之间加入了釆样保持电路，此电路是一个反馈伺服电路，利用反向积分放大器自动跟踪伺服，以补偿因各种因素引起的工作点漂移，控制调节直流放大器，确保无信号时输出始终不变。MD系列金属探测器中经过以上几部分电路后，交变信号变成了与之相对的直流电平信号。由于是高放大倍率的直流放大器，很容易受其它信号的干扰和温度变化因素的影响和本身产生漂移使直流电平发生变化，以至电路无法正常工作。为此在金属探测器的直流放大器输出和输入端之间加入了釆样保持电路（又可称记忆保持电路），此电路是一个反馈伺服电路，利用反向积分放大器自动跟踪伺服，以补偿因各种因素引起的工作点漂移，控制调节直流放大器，确保无信号时输出始终不变。 

由振荡分频电路送来的方波信号，经过与门电路的处理，经由功率放大后推动喇叭发出报警声。在喇叭前端设有调谐限幅放大器电路。由振荡分频电路送来的874HZ和437HZ的方波信号，经过与门电路的处理，变为1/4占空比，440HZ的音频信号加到场效应晶体管栅极，对限幅电路送至漏极的直流信号进行调制放大，分别送至表头显示，推动表头指针发生偏转；同时经由功率放大后推动喇叭发出报警声。 

附图说明-

图1为金属探测器原理方框图。 

具体实施方式

为了进一步了解金属探测器组成结构，信号传输连接方式现结合附图说明。本实用新型一种MD系列金属探测器，它由探测头1、振荡分频电路2、探测发射电路3、选频放大电路4、相位分割电路5、相位同步选通放大电路6、釆样保持电路7、调谐限幅放大电路8、音频放大电路9、开关稳压电源10所組成。由开关稳压电源10向各级提供所需的工作电压，滿足各级正常工作需要。振荡分频电路2分别向音频放大电路9、相位同步选通放大电路6、及探测发射电路3提供各级所需的频率源，其探测发射电路3将前级振荡分频电路2输入的振荡信号，放大后经高频电缆传输至探测头1，向空间或地下发射电磁波。探测头1外形圆盘状，既是信号发射端，也是信号接收端，是金属探测器重要部分。当探测头1接收到地下产生的交变磁场，接收线圈将变化信号选频后，送入后一级选频放大电路4作进一步处理。选频放大电路4是低噪音高增益放大器，通过选频方式放大需要的信号，传输至相位分割电路5，经过相位调节、选通放大把它们分割开来，将分割后信号传输至相位同步选通放大电路6。在本级中釆用发射信号选通脉冲控制电子开关，让真正金属信号通过送入下一级电路处理。为了稳定相位同步选通放大电路6的正常工作，在该级直流放大器输出和输入端之间，加入了采样保持电路7，以补偿因各种因素引起的工作点漂移，控制调节直流放大器，确保无信号时输出始终不变。由本级输出信号传输至调谐限幅放大器8，为了在电路中既能保证正常放大，又能和设定通过分压得到基准电压比较产生临界，而又不至于放大过载而损坏，该级设计成调谐限幅放大器。经该级放大后信号最终进入音频放大器9，由振荡分频电路2送来的874HZ和437HZ的方波信号经音频放大器9的放大分别送至表头显示，推动表头指针发生偏转；同时经功率放大后推动喇叭发出报警声。 

Claims (6)

1.一种金属探测器，它包括探测头、振荡分频电路、探测发射电路、和稳压电源；

所述的稳压电源给上述电路供电；

所述的探测头是由接收线圈、发射线圈、反馈线圈以及谐振电容组成；发射线圈和反馈线圈串联与谐振电容形成LC振荡电路；接收线圈和反馈线圈在同一绕组上；

所述振荡分频电路由晶体振荡器，和集成电路及外围元器件组成，振荡产生主振频率，经集成电路内部分频后，分别输出不同占空比的方波信号，供上述电路需要；

振荡分频电路给探测发射电路提供一振荡脉冲，由探测发射电路馈送到探测头上；

所述探测发射电路由振荡电路送来方波信号，经过大功率发射管组成的复合式推挽功率放大器放大后馈送至由发射线圈和高压电容组成的LC谐振选频的高频交流信号，经高频电缆接入探测头向空中发射；

其特征在于：它还包括相位分割电路；

所述的相位分割电路是根据不同性质的金属在相位上进行分割，经过相位的调节、选通、放大将它们分割开来。

2.根据权利要求1所述的一种金属探测器，其特征在于：在相位分割电路之前设有选频放大电路，它由集成电路和外围原件组成；将接收线圈送入的被测变化信号进行高增益放大；而对不需要的夹杂信号低增益处理后，将放大后的信号送入相位分割进一步处理。

3.根据权利要求1所述的一种金属探测器，其特征在于：在相位分割电路后设有相位同步选通放大电路；所述的相位同步选通放大电路是指在电路中采用了由发射信号选通脉冲控制电子开关，让真正金属信号通过并送入下一级电路处理，而干扰信号不能被选通，由电路中的滤波电路旁路掉，不能进入下一级。

4.根据权利要求3所述的一种金属探测器，其特征在于：在金属探测器的直流放大器输出和输入端之间加入了釆样保持电路，此电路是一个反馈伺服电路，利用反向积分放大器自动跟踪伺服，以补偿因各种因素引起的工作点漂移，控制调节直流放大器，确保无信号时输出始终不变。

5.根据权利要求1所述的一种金属探测器，其特征在于：由振荡分频电路送来的方波信号，经过与门电路的处理，经由功率放大后推动喇叭发出报警声。

6.根据权利要求5所述的一种金属探测器，其特征在于：在喇叭前端设有调谐限幅放大器电路。