CN205049754U - 金属复合非线性节点探测器 - Google Patents

Abstract

一种金属复合非线性节点探测器，主要包括便携式探测主机和复合金属节点探测头，复合金属节点探测头包括节点探测天线、金属发射接收线圈、微波屏蔽罩，微波屏蔽罩罩在节点探测天线的发射圈上，置于节点探测天线与金属发射接收线圈之间，隔离金属发射接收线圈，使两种探测器同时工作避免复合电磁兼容、信号串扰及相互干涉；工作频率为25KHZ-30KHZ。本实用新型不仅可以应用于探测含有PN结的电子启爆装置，还可以探测含有金属的危险品，尤其是可以探测经过全金属强屏蔽伪装的爆炸物及危险品，不仅解决了两个仪器之间复合电磁兼容、信号串扰及相互干涉问题，还为后期作业时为现场工作的其他设备做好了屏蔽作用。相比以往单独使用金属探测器和非线性节点探测器要减少一倍的人力，大大提高了探测速率及效率，增加了接收灵敏度调节功能。

Description

金属复合非线性节点探测器

技术领域

本实用新型属于物体探测技术领域，尤其是涉及一种集金属性探测和非线性节点探测为一体的金属复合非线性节点探测器。

背景技术

金属类探测及电子类物体隐藏于物体内部及地下深处，难以判断物体工作状态及物体为何种类型，长期以来对我们造成巨大人力物力甚至精神上的恐慌及伤害，如金属性炸弹、经过全金属强屏蔽伪装的爆炸物及各类金属性危险品。各国都在研制多种安保探测器材，从技术层次上都得到不同程度突破。但对目标物体的深度探测及复合型物质探测现还处于缺乏状态。

金属类节点探测器由振荡回路的参数LC决定。当电容确定后,主要取决于检测线圈的电感。通常频率高时灵敏度高,如某某有限公司生产的工业型金属探测器,其工作频率为10KHZ-20KHZ，在高灵敏度使用情况下为20KHZ。通过外部旋钮调节控制频率高低，为工作模式做准备，更具不同材质选取不同频率，如当频率大于12KHZ时,检测黄铜材质灵敏度将会大大提高,而对检出钢球不利；当频率小于4KHZ时,检测黄铜材质的灵敏度稍降低，而对钢球的检测灵敏度升高，所以频率提高是有一定范围的。同时上述金属类探测器在灵敏度调节和不同模式下操作较为复杂，对不同金属物体灵敏度不同。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集金属探测和非线性节点探测为一体的复合型探测器，解决目标物体的深层探测和复合型物质探测问题，达到两种探测器同时工作相互独立互不干扰的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供一种金属复合非线性节点探测器，其特征在于：主要包括便携式探测主机和复合金属节点探测头，二者通过射频连接电缆连接，复合金属节点探测头包括节点探测天线、金属发射接收线圈、微波屏蔽罩，节点探测天线包括发射圈和接收圈，分别用于发射射频信号、接收反射回来的高次谐波；金属发射接收线圈用于产生低频脉冲信号并发送给周围空间产生变化磁场；微波屏蔽罩罩在节点探测天线的发射圈上，置于节点探测天线与金属发射接收线圈之间，隔离金属发射接收线圈，使两种探测器同时工作避免复合电磁兼容、信号串扰及相互干涉；工作频率为25KHZ-30KHZ。

所述的微波屏蔽罩为高分子屏蔽纸，呈圆筒形，前端具有斜状开口，开口大小为30度－70度的扇形辐射区域。

所述的便携式探测主机包括：

电源模块，与供电电源相连接，用于探测系统供电及对各模块与模块之间电信号通信供电；

发射模块，连接电源模块，用于产生探测PN结的射频信号；

接收模块，连接控制模块和电源模块，用于接收由节点探测天线收集的被检测目标PN结高次谐波；

金属探测模块，连接控制模块和电源模块，用于产生低频脉冲探测信号及处理金属信号；

控制模块，连接接收模块、电源模块和金属探测模块，用于处理谐波信号和金属探测信号，并且显示报警。

所述的发射模块和接收模块内部产生高频脉冲调制信号、处理接收2次谐波调制信号、处理接收3次谐波调制信号。

所述的发射模块发射输出功率分为五档，输出功率范围20mW～3W，发射输出频率范围3581.5MHZ－3607.5MHZ，自动频率选择，二次谐波抑制度95dBm，三次谐波抑制度110dBm，以适应不同的探测场景，有效规避空间电磁干扰。

本实用新型复合金属节点探测头包括节点探测天线、金属发射接收线圈、微波屏蔽罩，不仅可以应用于探测含有PN结的电子启爆装置，还可以探测含有金属的危险品，尤其是可以探测经过全金属强屏蔽伪装的爆炸物及危险品，不仅解决了两个仪器之间复合电磁兼容、信号串扰及相互干涉问题，还为后期作业时为现场工作的其他设备做好了屏蔽作用。该设备不仅可以在高频电磁干扰环境下正常工作，还可以在复杂区域、场地、空间及特殊环境下的搜寻工作。相比以往单独使用金属探测器和非线性节点探测器要减少一倍的人力，大大提高了探测速率及效率，提升了场地、空间及特殊环境下的搜寻速率；工作频率为25KHZ－30KHZ，增加了接收灵敏度调节功能，适合多种复杂环境下的使用，能够在实际操作中精确寻找探测目标。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式系统组装图；

图2是本实用新型中复合金属节点探测头结构示意图；

图3是本实用新型中便携式探测主机的系统框图；

图4是本实用新型具体实施方式的原理框图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型主要由两部分组成，一为便携式探测主机9，二为复合金属节点探测头1，中间通过射频连接电缆8连接。显示屏4与伸长杆3固定连接，伸长杆3通过探头关节2与复合金属节点探测头1相连，5是操作按键，6是灵敏度调节按钮，7是手柄。

参照图2，复合金属节点探测头包括节点探测天线、金属发射接收线圈、微波屏蔽罩，节点探测天线为螺旋式天线，包括发射圈和接收圈，各自连接便携式探测主机的发射模块和接收模块，金属发射接收线圈连接便携式探测主机的金属探测模块，微波屏蔽罩为高分子屏蔽纸，呈圆筒形，罩在发射圈上，置于节点探测发射圈与金属发射接收线圈之间，前端具有斜状开口，不仅能隔离金属发射接收线圈，解决两个仪器之间复合电磁兼容、信号串扰及相互干涉问题，还能起到屏蔽高频与低频的作用，并为节点探测天线的发射圈做好了30度－70度的扇形辐射区域。试验证明：开口30度－70度的扇形辐射区和工作频率为25KHZ-30KHZ使灵敏度和误报率低。

参照图3，便携式探测主机包括电源模块、发射模块、接收模块、金属探测模块、控制模块，电源模块一端与供电电源相连接，用于探测系统供电及对各模块与模块之间电信号通信供电,另一端连接发射模块、接收模块、控制模块和金属探测模块，通过发射模块产生探测PN结的射频信号，接收模块接收由节点探测天线收集的被检测目标PN结高次谐波，金属探测模块产生低频脉冲探测信号及处理金属信号，控制模块连接接收模块、金属探测模块，处理谐波信号和金属探测信号，并且显示报警。

参照图4，发射模块产生射频信号通过线性脉冲调频源产生基波，进入功率放大器进行放大，通过滤波器处理滤波后通过发射器发送给发射圈辐射给检测目标，当射频信号探测到非线性PN结目标物体后，返回的二次和三次谐波被节点探测天线的接收圈接收，接收圈接收高次谐波传送给接收器通过放大器放大，进入滤波器再进行滤波输出给A/D模块，A/D模块接收到高次谐波进行转换，输出给FFT模块，FFT模块对信号进行傅力叶计算处理,最后把计算结果传送给检测识别模块，检测识别模块进行比较处理显示报警。当探测到金属时，金属探测模块的振荡器产生低频信号源通过滤波器进行滤波，送入功率放大器放大输出到复合金属节点探测头的金属发射接收线圈，在周围产生变化磁场，如发现被测金属，则金属发射接收线圈接收信号通过解调器对低频信号进行解调，送入平衡调节器再返回金属发射接收线圈，同时将探测信号进入滤波器放大器放大输出后语音报警,从而实现对含有PN结的电子启爆装置及含有金属的危险品甚至经过全金属强屏蔽伪装的爆炸物及危险品的探测。

发射模块相关参数如下：

①发射输出功率可调，分为五档，输出功率范围20mW～3W，以适应不同的探测场景。

②发射输出频率范围3581.5--3607.5MHZ，自动频率选择。在2次谐波接收路径的最低噪声水平的载波频率的辐射的可能性。宽频率范围和自适应的频点选择可以有效规避空间电磁干扰。

③谐波抑制度好，二次谐波抑制度95dBm，三次谐波抑制度110dBm。

高频的最大磁感应强度低于低频的最大磁感应强度，低频情况下的金属物体中产生的电涡流较大，因而本系统选择27.9KHZ较低频率的方波产生27.9KHZ的正弦信号对于发射圈，在该频段下，可以获得良好的灵敏度特性。为了产生交变的磁场，需要有正弦信号作为激励源，因此，在正弦波产生工程中需着重稳定发射频率振荡平衡点。通过计算可知，该频率可由3.578MHZ的晶振经27分频获得。方波信号经正弦波发生电路后可获得波形较好的正弦波27.9KHZ。

复合型非线性节点探测器主要原理是谐波雷达与电磁感应原理，谐波雷达是通过发射基波信号，接收来自目标再辐射回来的2次、3次甚至更高的谐波信号，并对目标进行判断、识别和探测的雷达系统；电磁感应是通过产生一种变化的电场，探测目标物体改变电场磁感应作用使得感应线圈自感电动势收到变化，并通过感应电动势判断被测目标物。

Claims (5)

1.一种金属复合非线性节点探测器，其特征在于：主要包括便携式探测主机和复合金属节点探测头，二者通过射频连接电缆连接，复合金属节点探测头包括节点探测天线、金属发射接收线圈、微波屏蔽罩，节点探测天线包括发射圈和接收圈，分别用于发射射频信号、接收反射回来的高次谐波；金属发射接收线圈用于产生低频脉冲信号并发送给周围空间产生变化磁场；微波屏蔽罩罩在节点探测天线的发射圈上，置于节点探测天线与金属发射接收线圈之间，隔离金属发射接收线圈，使两种探测器同时工作避免复合电磁兼容、信号串扰及相互干涉；工作频率为25KHZ-30KHZ。

2.根据权利要求1所述一种金属复合非线性节点探测器，其特征在于：所述的微波屏蔽罩为高分子屏蔽纸，呈圆筒形，前端具有斜状开口，开口大小为30度－70度的扇形辐射区域。

3.根据权利要求1所述一种金属复合非线性节点探测器，其特征在于：所述的便携式探测主机包括：

电源模块，与供电电源相连接，用于探测系统供电及对各模块与模块之间电信号通信供电；

发射模块，连接电源模块，用于产生探测PN结的射频信号；

接收模块，连接控制模块和电源模块，用于接收由节点探测天线收集的被检测目标PN结高次谐波；

金属探测模块，连接控制模块和电源模块，用于产生低频脉冲探测信号及处理金属信号；

控制模块，连接接收模块、电源模块和金属探测模块，用于处理谐波信号和金属探测信号，并且显示报警。

4.根据权利要求3所述一种金属复合非线性节点探测器，其特征在于：所述的发射模块和接收模块内部产生高频脉冲调制信号、处理接收2次谐波调制信号、处理接收3次谐波调制信号。

5.根据权利要求3所述一种金属复合非线性节点探测器，其特征在于：所述的发射模块发射输出功率分为五档，输出功率范围20mW～3W，发射输出频率范围3581.5MHZ－3607.5MHZ，自动频率选择，二次谐波抑制度95dBm，三次谐波抑制度110dBm,用以适应不同的探测场景，有效规避空间电磁干扰。