CN204101745U - 金属探测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种金属探测装置，其特征包括：6V直流电源、变压器反馈型LC高频振荡器、开关电路、π型RC滤波器及蜂鸣器驱动电路；所述的变压器反馈型LC高频振荡器由NPN型三极管VT1、高频变压器T1、电容C1、线性电位器RP、电阻R1组成；所述的开关电路由NPN型三极管VT2、电阻R2、开关二极管D1组成；所述的π型RC滤波器及蜂鸣器驱动电路由电容C2、电阻R3、电容C3、NPN型三极管VT3和蜂鸣器HA组成。本实用新型利用振荡线圈的电磁感应来探测金属物体，如：在装修房屋时，用它可以探测到墙内的电线或钢筋，以避免造成施工危险和安全隐患；安检用的金属探测器也可按照本实用新型所述的技术方案设计制作。
Description
技术领域
本实用新型属于金属探测技术领域，涉及一种金属探测装置。
背景技术
金属探测装置是专门用来探测金属的一种电子仪器，除了用于探测有金属外壳或金属部件之外，它还可用来探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下的水管或电缆，甚至能够地下探测埋藏地下的金属文物。
由于金属探测装置利用振荡线圈的电磁感应来探测金属物体，如：在装修房屋时，用它可以探测到墙内的电线或钢筋，以避免造成施工危险和安全隐患；安检用的金属探测器也可按照本实用新型所述的技术方案设计制作。
金属探测装置的电路全部使用普通元器件制作，制作成本仅需十几元，很适合用于工厂进行批量开发。
以下详细说明本实用新型所述的金属探测装置在实施过程中所涉及的必要的、关键性技术内容。
实用新型内容
发明目的及有益效果：金属探测装置是专门用来探测金属的一种电子仪器，除了用于探测有金属外壳或金属部件之外，它还可用来探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下的水管或电缆，甚至能够地下探测埋藏地下的金属文物。由于金属探测装置利用振荡线圈的电磁感应来探测金属物体，如：在装修房屋时，用它可以探测到墙内的电线或钢筋，以避免造成施工危险和安全隐患；安检用的金属探测器也按照本实用新型所述的技术方案设计制作。
电路工作原理：金属探测装置由高频振荡器、振荡检测器和功率放大器等组成。高频振荡器由NPN型三极管VT1和高频变压器T1等元件组成，它是一种变压器反馈型LC高频振荡器。高频变压器T1的初级线圈L1和电容C1组成LC并联振荡回路，振荡频率由初级线圈L1的电感量和电容C1的容量决定，振荡频率约为200KHz。高频变压器T1次级线圈L2作为高频振荡器反馈线圈，其c端接NPN型三极管VT1的基极，其d端接开关二极管D1。由于开关二极管D1处于正向导通状态，对高频信号来说，d端可视为接电路地GND。在高频变压器T1中，如果a端和d端分别为初级线圈L1、次级线圈L2的首端，则从c端输入到NPN型三极管VT1基极的反馈信号，能使电路形成正反馈而产生自激高频振荡。高频振荡器反馈电压的大小与线圈初级L1、次级线圈L2的匝数比有关，匝数比过小，由于反馈太弱，不容易起振，匝数比过大容易引起振荡波形失真，还会使金属探测装置灵敏度降低。NPN型三极管VT1偏置电路由电阻R1和开关二极管D1组成，电阻R1为开关二极管D1的限流电阻。由于开关二极管D1正向阈值电压约0.7V，通过次级线圈L2加到NPN型三极管VT1基极得到稳定的偏置电压。显然，这种稳压式偏置电路能够大大增强NPN型三极管VT1高频振荡器稳定性。NPN型三极管VT1发射极与电路地GND之间接有线性电位器RP，具有发射极电流负反馈作用，线性电位器RP的电阻值越大，负反馈作用越强，NPN型三极管VT1的放大能力也就越低，甚至使电路停振，线性电位器RP用于高频振荡器增益的调谐。
开关电路由NPN型三极管VT2、电阻R2、开关二极管D1组成，滤波电路由电容C2、电阻R3、电容C3组成。在开关电路中，NPN型三极管VT2的基极与次级线圈L2的c端相连，当高频振荡器工作时，经高频变压器T1耦合过来的振荡信号，正半周使NPN型三极管VT2导通，NPN型三极管VT2集电极输出低电平信号。当高频振荡器停振荡时，c端无振荡信号，由于开关二极管D1接在NPN型三极管VT2发射极与电路地GND之间，NPN型三极管VT2基极被反向偏置，NPN型三极管VT2处于截止状态，NPN型三极管VT2集电极为高电平，高电平信号经过π型RC滤波器滤波，在NPN型三极管VT3的基极得到高电平信号。由此可见,当高频振荡器正常工作时，在NPN型三极管VT2集电极上得到低电平信号，在停振时，为高电平。
探测金属电路工作过程：调节线性电位器RP的阻值，恰好使高频振荡器处于临界振荡状态(刚好使高频振荡器起振)。当探测线圈L1靠近金属物体时，由于电磁感应现象，将在金属导体中产生涡电流，使高频振荡回路中的能量损耗增大，正反馈减弱，处于临界振荡状态的振荡减弱，甚至无法维持振荡所需的最低能量而停振。如果能检测到这种变化，并通过电路转换成控制信号，根据蜂鸣器HA声音有无即可判定探测线圈L1下面是否存在金属物体。
附图说明
附图1是本实用新型提供的金属探测装置一个实施例电路工作原理图；初级线圈L1也称作探测线圈L1。
具体实施方式
按照附图1所示的金属探测装置电路工作原理图和附图说明，并按照实用新型内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本实用新型，以下结合实施例对本实用新型的相关技术作进一步的描述。
技术方案：金属探测装置，它包括6V直流电源、变压器反馈型LC高频振荡器、开关电路、π型RC滤波器及蜂鸣器驱动电路，其特征在于：
变压器反馈型LC高频振荡器：它由NPN型三极管VT1、高频变压器T1、电容C1、线性电位器RP、电阻R1组成，NPN型三极管VT1集电极接高频变压器T1初级线圈L1的a端和电容C1一端，高频变压器T1初级线圈L1的b端和电容C1一端接电路正极VCC，NPN型三极管VT1发射极接线性电位器RP一端，线性电位器RP另一端及其活动端接电路地GND，NPN型三极管VT1基极接高频变压器T1次级线圈L1的c端，高频变压器T1次级线圈L1的d端接开关电路；
开关电路：它由NPN型三极管VT2、电阻R2、开关二极管D1组成，NPN型三极管VT2基极接高频变压器T1次级线圈L1的c端，NPN型三极管VT2集电极通过电阻R2接电路正极VCC，NPN型三极管VT2发射极接开关二极管D1正极，开关二极管D1负极接电路地GND；
π型RC滤波器及蜂鸣器驱动电路：它由电容C2、电阻R3、电容C3、NPN型三极管VT3和蜂鸣器HA组成，NPN型三极管VT2集电极接电容C2一端和电阻R3一端，NPN型三极管VT3基极接电阻R3另一端和电容C3一端，电容C2另一端和电容C3另一端及NPN型三极管VT3的发射极接电路地GND，NPN型三极管VT3集电极接蜂鸣器HA负极，蜂鸣器HA正极接电路正极VCC；
6V直流电源的正极接电路正极VCC，6V直流电源的负极接电路地GND。
元器件的技术参数及其选择要求
| 元件编号 | 元器件名称 | 型号或技术指标 | 数量 | 备注 |
| VT1～VT3 | NPN型三极管 | 2SC9014C | 3只 | |
| D1 | 开关二极管 | 1N4148 | 1只 | |
| RP | 线性电位器 | 1W、5.6KΩ | 1只 |
| R1 | 金属膜电阻 | 2.7KΩ、1/8W | 1只 | |
| R2 | 金属膜电阻 | 270KΩ、1/8W | 1只 | |
| R3 | 金属膜电阻 | 47KΩ、1/8W | 1只 | |
| C1 | 电容 | 3300PF | 1只 | 立式 |
| C2 | 电容 | 0.01μF | 1只 | 立式 |
| C3 | 电容 | 0.1μF | 1只 | 立式 |
| HA | 蜂鸣器 | 内置音频电路 | 1只 | 工作电压5V |
| T1 | 高频变压器 | L1绕27圈、L2绕9圈 | 1只 | 用￠0.25漆包线 |
电路制作要点、电路调试及使用方法
因金属探测装置的电路结构比较简单，一般情况下只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图1中的元器件连接关系进行焊接，初级线圈L1、次级线圈L2及首尾端不要焊错，物理连接线及焊接质量经过仔细检查正确无误后，本实用新型的电路只需要进行简单调试即可正常工作；
调整金属探测装置灵敏度时，探测线圈L1要远离金属物体，包括带铝箔的纸张，然后缓慢细调线性电位器RP，使蜂鸣器HA蜂鸣声停止，最后再微调线性电位器RP，使蜂鸣声刚好停止，这时金属探测装置的灵敏度最高；
金属探测器探测金属物体时，只要探测线圈L1接近任何金属物体，蜂鸣器HA便会立即发出蜂鸣声音，远到一定距离时蜂鸣器HA停止叫声；
本实用新型所述的金属探测装置有较高的灵敏度，用它探测大块金属时，探测金属物体的距离可达20cm，小到一枚曲别针，甚至一枚大头针都能检测到，但是要求探测线圈L1必须紧靠细小金属物体；
金属探测装置整机静态电流，即蜂鸣器HA不发声时，总电流约为10mA，探测到金属蜂鸣器HA发出蜂鸣声时，整机工作电流上升到25mA；
本实用新型的电路元器件布局、电路结构设计、它的外观的形状及尺寸大小等均不是制作本实用新型的关键技术，也不是本实用新型要求保护的技术特征，故不在说明书中一一说明。
Claims (1)
1.一种金属探测装置，它包括6V直流电源、变压器反馈型LC高频振荡器、开关电路、π型RC滤波器及蜂鸣器驱动电路，其特征在于：
所述的变压器反馈型LC高频振荡器由NPN型三极管VT1、高频变压器T1、电容C1、线性电位器RP、电阻R1组成，NPN型三极管VT1集电极接高频变压器T1初级线圈L1的a端和电容C1一端，高频变压器T1初级线圈L1的b端和电容C1一端接电路正极VCC，NPN型三极管VT1发射极接线性电位器RP一端，线性电位器RP另一端及其活动端接电路地GND，NPN型三极管VT1基极接高频变压器T1次级线圈L1的c端，高频变压器T1次级线圈L1的d端接开关电路；
所述的开关电路由NPN型三极管VT2、电阻R2、开关二极管D1组成，NPN型三极管VT2基极接高频变压器T1次级线圈L1的c端，NPN型三极管VT2集电极通过电阻R2接电路正极VCC，NPN型三极管VT2发射极接开关二极管D1正极，开关二极管D1负极接电路地GND；
所述的π型RC滤波器及蜂鸣器驱动电路由电容C2、电阻R3、电容C3、NPN型三极管VT3和蜂鸣器HA组成，NPN型三极管VT2集电极接电容C2一端和电阻R3一端，NPN型三极管VT3基极接电阻R3另一端和电容C3一端，电容C2另一端和电容C3另一端及NPN型三极管VT3的发射极接电路地GND，NPN型三极管VT3集电极接蜂鸣器HA负极，蜂鸣器HA正极接电路正极VCC；
所述的6V直流电源正极接电路正极VCC，6V直流电源负极接电路地GND。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201420665024.4U CN204101745U (zh) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | 金属探测装置 |
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| CN201420665024.4U CN204101745U (zh) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | 金属探测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN204101745U true CN204101745U (zh) | 2015-01-14 |
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ID=52270162
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104297805A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-01-21 | 吴建堂 | 金属探测装置 |
| CN105785448A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-07-20 | 夏士桀 | 一种具有无线通讯功能的墙内导线探测设备 |
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2014
- 2014-11-07 CN CN201420665024.4U patent/CN204101745U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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| CN104297805B (zh) * | 2014-11-07 | 2017-03-29 | 杨睿智 | 金属探测装置 |
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