專利名稱：金屬探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金屬探測(cè)器，特別涉及到一種可以區(qū)分金屬屬性的探測(cè)器。
背景技術(shù)：
金屬探測(cè)器主要應(yīng)用于冶金礦產(chǎn)資源勘探方面，但也廣泛應(yīng)用于軍事技術(shù)、考古挖掘、安防安檢、反恐活動(dòng)中。其工作原理大同小異，但具體組成電路的形式各不相同，而實(shí)現(xiàn)的功能和達(dá)到的效果也不一樣。就金屬探測(cè)器而言，現(xiàn)有市場(chǎng)上種類很多，用途專業(yè)指向性很強(qiáng)，通用類型少見。如有用于探測(cè)墻內(nèi)及建筑體內(nèi)，殘留鋼筋電線的，有用于探測(cè)電力系統(tǒng)接地網(wǎng)鋪設(shè)范圍的，有用于安防、安檢個(gè)人攜帶物的，也有用于探測(cè)地下礦產(chǎn)資源的。不同的設(shè)計(jì)目的，會(huì)采用不同的技術(shù)手段，不同的技術(shù)手段，最終還得體現(xiàn)在使用效果上。本實(shí)用新型發(fā)明提供一種MD系列金屬探測(cè)器，主要用于礦產(chǎn)資源的勘探，它可以有效地區(qū)分黑色金屬和有色金屬，是該類探測(cè)器中性能穩(wěn)定、靈敏度高，大深度、高精度探測(cè)，手持便攜式金屬探測(cè)器。攜帶使用方便，兼用性強(qiáng)，除礦產(chǎn)資源的探測(cè)外，同樣可完成其它一般性工作場(chǎng)所的探測(cè)需要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種金屬探測(cè)器，它可以用于探測(cè)金屬所在位置，同時(shí)可以分辨出金屬的質(zhì)地。為完成上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種金屬探測(cè)器，它包括探測(cè)頭、振蕩分頻電路、探測(cè)發(fā)射電路、和穩(wěn)壓電源；所述的穩(wěn)壓電源給上述電路供電；所述的探測(cè)頭是由接收線圈、發(fā)射線圈、反饋線圈以及諧振電容組成；發(fā)射線圈和反饋線圈串聯(lián)與諧振電容形成LC振蕩電路；接收線圈和反饋線圈在同一繞組上；所述振蕩分頻電路由晶體振蕩器，和集成電路及外圍元器件組成，振蕩產(chǎn)生主振頻率，經(jīng)集成電路內(nèi)部分頻后，分別輸出不同占空比的方波信號(hào)，供上述電路需要；振蕩分頻電路給探測(cè)發(fā)射電路提供一振蕩脈沖，由探測(cè)發(fā)射電路饋送到探測(cè)頭上；所述探測(cè)發(fā)射電路由振蕩電路送來方波信號(hào)，經(jīng)過大功率發(fā)射管組成的復(fù)合式推挽功率放大器放大后饋送至由發(fā)射線圈和高壓電容組成的LC諧振選頻的高頻交流信號(hào)， 經(jīng)高頻電纜接入探測(cè)頭向空中發(fā)射；其特征在于它還包括相位分割電路；所述的相位分割電路是根據(jù)不同性質(zhì)的金屬在相位上進(jìn)行分割，經(jīng)過相位的調(diào)節(jié)、選通、放大將它們分割開來。探測(cè)頭內(nèi)由接收線圈、發(fā)射線圈、反饋線圈以及諧振電容組成。發(fā)射線圈和反饋線圈串聯(lián)與諧振電容形成LC振蕩電路。其作用是把發(fā)射電路送來的，交變信號(hào)選頻后向空中發(fā)射。接收線圈和反饋線圈在同一繞組上，在發(fā)射的電磁信號(hào)末檢測(cè)到金屬信號(hào)時(shí)，發(fā)射線圈的參數(shù)和接收線圈的參數(shù)，處于一個(gè)相對(duì)平衡穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)探測(cè)頭發(fā)射線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)中有金屬物體時(shí)，其磁場(chǎng)發(fā)生變化，發(fā)射線圈固有參數(shù)會(huì)隨著金屬物體性質(zhì)，如鐵質(zhì)(黑色金屬)和非鐵質(zhì)(有色金屬)的不同或接近金屬物的距離遠(yuǎn)近而發(fā)生變化。反饋線圈將變化信號(hào)選頻后，送入后級(jí)選頻放大電路作進(jìn)一步處理。所述振蕩分頻電路由晶體振蕩器，和集成電路及外圍元器件組成，振蕩產(chǎn)生 3. 579545MHZ主振頻率。經(jīng)集成電路內(nèi)部分頻后，分別輸出6. 99KHZ，13. 98KHZ的方波信號(hào)和27KHZ方波信號(hào)，以及874HZ和437HZ的不同占空比的方波信號(hào)，供電路中的各部分需要。所述探測(cè)發(fā)射電路由振蕩電路送來的6. 99KHZ，和13. 98KHZ的方波信號(hào)，經(jīng)過大功率發(fā)射管組成的復(fù)合式推挽功率放大器放大后饋送至由發(fā)射線圈和高壓電容組成的LC 諧振選頻的高頻交流信號(hào)，經(jīng)高頻電纜接入探測(cè)頭向空中發(fā)射。對(duì)上述技術(shù)方案作進(jìn)一步的改進(jìn)，在相位分割電路之前設(shè)有選頻放大電路，它由集成電路和外圍原件組成；將接收線圈送入的被測(cè)變化信號(hào)進(jìn)行高增益放大；而對(duì)不需要的夾雜信號(hào)低增益處理后，將放大后的信號(hào)送入相位分割進(jìn)一步處理。所述選頻放大電路由集成電路和外圍原件組成，前置低噪聲約80db左右的放大器。對(duì)上述技術(shù)方案作進(jìn)一步的改進(jìn)，在相位分割電路后設(shè)有相位同步選通放大電路；所述的相位同步選通放大電路是指在電路中采用了由發(fā)射信號(hào)選通脈沖控制電子開關(guān)，讓真正金屬信號(hào)通過并送入下一級(jí)電路處理，而干擾信號(hào)不能被選通，由電路中的濾波電路旁路掉，不能進(jìn)入下一級(jí)。所述相位同步選通電路，金屬探測(cè)器在工作時(shí)，探測(cè)頭圓盤沿地面搜索，由于地面的磁場(chǎng)系數(shù)與空氣不同，會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)的畸變而產(chǎn)生信號(hào)，同時(shí)在探測(cè)頭內(nèi)部以及探測(cè)頭與地面的分布電容間也會(huì)產(chǎn)生信號(hào)，分別呈感性和容性信號(hào)特征，其合成信號(hào)是電抗性的信號(hào)，會(huì)對(duì)真正的金屬渦流信號(hào)造成干擾，即通常所謂的“礦化反應(yīng)”。造成假信號(hào)和真正的金屬信號(hào)摻和在一起，難以分辨出探測(cè)所需的真正的金屬信號(hào)。但是電抗性干擾信號(hào)與純金屬信號(hào)是呈90度相位差的關(guān)系，所以電路中采用了由發(fā)射信號(hào)選通脈沖控制電子開關(guān)，讓真正金屬信號(hào)通過并送入下一級(jí)電路處理，而干擾信號(hào)不能被選通， 由電路中的濾波電路旁路掉，不能進(jìn)入下一級(jí)。對(duì)上述方案作進(jìn)一步的改進(jìn)，在金屬探測(cè)器的直流放大器輸出和輸入端之間加入了釆樣保持電路，此電路是一個(gè)反饋伺服電路，利用反向積分放大器自動(dòng)跟蹤伺服，以補(bǔ)償因各種因素引起的工作點(diǎn)漂移，控制調(diào)節(jié)直流放大器，確保無信號(hào)時(shí)輸出始終不變。MD系列金屬探測(cè)器中經(jīng)過以上幾部分電路后，交變信號(hào)變成了與之相對(duì)的直流電平信號(hào)。由于是高放大倍率的直流放大器，很容易受其它信號(hào)的干擾和溫度變化因素的影響和本身產(chǎn)生漂移使直流電平發(fā)生變化，以至電路無法正常工作。為此在金屬探測(cè)器的直流放大器輸出和輸入端之間加入了釆樣保持電路(又可稱記憶保持電路)，此電路是一個(gè)反饋伺服電路，利用反向積分放大器自動(dòng)跟蹤伺服，以補(bǔ)償因各種因素引起的工作點(diǎn)漂移，控制調(diào)節(jié)直流放大器，確保無信號(hào)時(shí)輸出始終不變。由振蕩分頻電路送來的方波信號(hào)，經(jīng)過與門電路的處理，經(jīng)由功率放大后推動(dòng)喇叭發(fā)出報(bào)警聲。在喇叭前端設(shè)有調(diào)諧限幅放大器電路。由振蕩分頻電路送來的874HZ和 437HZ的方波信號(hào)，經(jīng)過與門電路的處理，變?yōu)?/4占空比，440HZ的音頻信號(hào)加到場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極，對(duì)限幅電路送至漏極的直流信號(hào)進(jìn)行調(diào)制放大，分別送至表頭顯示，推動(dòng)表頭指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；同時(shí)經(jīng)由功率放大后推動(dòng)喇叭發(fā)出報(bào)警聲。

-圖1為金屬探測(cè)器原理方框圖。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步了解金屬探測(cè)器組成結(jié)構(gòu)，信號(hào)傳輸連接方式現(xiàn)結(jié)合附圖說明。本實(shí)用新型一種MD系列金屬探測(cè)器，它由探測(cè)頭1、振蕩分頻電路2、探測(cè)發(fā)射電路3、選頻放大電路4、相位分割電路5、相位同步選通放大電路6、釆樣保持電路7、調(diào)諧限幅放大電路8、音頻放大電路9、開關(guān)穩(wěn)壓電源10所組成。由開關(guān)穩(wěn)壓電源10向各級(jí)提供所需的工作電壓， 滿足各級(jí)正常工作需要。振蕩分頻電路2分別向音頻放大電路9、相位同步選通放大電路 6、及探測(cè)發(fā)射電路3提供各級(jí)所需的頻率源，其探測(cè)發(fā)射電路3將前級(jí)振蕩分頻電路2輸入的振蕩信號(hào)，放大后經(jīng)高頻電纜傳輸至探測(cè)頭1，向空間或地下發(fā)射電磁波。探測(cè)頭1外形圓盤狀，既是信號(hào)發(fā)射端，也是信號(hào)接收端，是金屬探測(cè)器重要部分。當(dāng)探測(cè)頭1接收到地下產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，接收線圈將變化信號(hào)選頻后，送入后一級(jí)選頻放大電路4作進(jìn)一步處理。選頻放大電路4是低噪音高增益放大器，通過選頻方式放大需要的信號(hào)，傳輸至相位分割電路5，經(jīng)過相位調(diào)節(jié)、選通放大把它們分割開來，將分割后信號(hào)傳輸至相位同步選通放大電路6。在本級(jí)中釆用發(fā)射信號(hào)選通脈沖控制電子開關(guān)，讓真正金屬信號(hào)通過送入下一級(jí)電路處理。為了穩(wěn)定相位同步選通放大電路6的正常工作，在該級(jí)直流放大器輸出和輸入端之間，加入了采樣保持電路7，以補(bǔ)償因各種因素引起的工作點(diǎn)漂移，控制調(diào)節(jié)直流放大器，確保無信號(hào)時(shí)輸出始終不變。由本級(jí)輸出信號(hào)傳輸至調(diào)諧限幅放大器8，為了在電路中既能保證正常放大，又能和設(shè)定通過分壓得到基準(zhǔn)電壓比較產(chǎn)生臨界，而又不至于放大過載而損壞，該級(jí)設(shè)計(jì)成調(diào)諧限幅放大器。經(jīng)該級(jí)放大后信號(hào)最終進(jìn)入音頻放大器9，由振蕩分頻電路2送來的874HZ和437HZ的方波信號(hào)經(jīng)音頻放大器9的放大分別送至表頭顯示，推動(dòng)表頭指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；同時(shí)經(jīng)功率放大后推動(dòng)喇叭發(fā)出報(bào)警聲。
權(quán)利要求1.一種金屬探測(cè)器，它包括探測(cè)頭、振蕩分頻電路、探測(cè)發(fā)射電路、和穩(wěn)壓電源；所述的穩(wěn)壓電源給上述電路供電；所述的探測(cè)頭是由接收線圈、發(fā)射線圈、反饋線圈以及諧振電容組成；發(fā)射線圈和反饋線圈串聯(lián)與諧振電容形成LC振蕩電路；接收線圈和反饋線圈在同一繞組上；所述振蕩分頻電路由晶體振蕩器，和集成電路及外圍元器件組成，振蕩產(chǎn)生主振頻率， 經(jīng)集成電路內(nèi)部分頻后，分別輸出不同占空比的方波信號(hào)，供上述電路需要；振蕩分頻電路給探測(cè)發(fā)射電路提供一振蕩脈沖，由探測(cè)發(fā)射電路饋送到探測(cè)頭上；所述探測(cè)發(fā)射電路由振蕩電路送來方波信號(hào)，經(jīng)過大功率發(fā)射管組成的復(fù)合式推挽功率放大器放大后饋送至由發(fā)射線圈和高壓電容組成的LC諧振選頻的高頻交流信號(hào)，經(jīng)高頻電纜接入探測(cè)頭向空中發(fā)射；其特征在于它還包括相位分割電路；所述的相位分割電路是根據(jù)不同性質(zhì)的金屬在相位上進(jìn)行分割，經(jīng)過相位的調(diào)節(jié)、選通、放大將它們分割開來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬探測(cè)器，其特征在于在相位分割電路之前設(shè)有選頻放大電路，它由集成電路和外圍原件組成；將接收線圈送入的被測(cè)變化信號(hào)進(jìn)行高增益放大；而對(duì)不需要的夾雜信號(hào)低增益處理后，將放大后的信號(hào)送入相位分割進(jìn)一步處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬探測(cè)器，其特征在于在相位分割電路后設(shè)有相位同步選通放大電路；所述的相位同步選通放大電路是指在電路中采用了由發(fā)射信號(hào)選通脈沖控制電子開關(guān)，讓真正金屬信號(hào)通過并送入下一級(jí)電路處理，而干擾信號(hào)不能被選通，由電路中的濾波電路旁路掉，不能進(jìn)入下一級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種金屬探測(cè)器，其特征在于在金屬探測(cè)器的直流放大器輸出和輸入端之間加入了釆樣保持電路，此電路是一個(gè)反饋伺服電路，利用反向積分放大器自動(dòng)跟蹤伺服，以補(bǔ)償因各種因素引起的工作點(diǎn)漂移，控制調(diào)節(jié)直流放大器，確保無信號(hào)時(shí)輸出始終不變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬探測(cè)器，其特征在于由振蕩分頻電路送來的方波信號(hào)，經(jīng)過與門電路的處理，經(jīng)由功率放大后推動(dòng)喇叭發(fā)出報(bào)警聲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種金屬探測(cè)器，其特征在于在喇叭前端設(shè)有調(diào)諧限幅放大器電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種金屬探測(cè)器，特別涉及到一種可以區(qū)分金屬屬性的探測(cè)器。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種金屬探測(cè)器，它可以用于探測(cè)金屬所在位置，同時(shí)可以分辨出金屬的質(zhì)地。為完成上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種金屬探測(cè)器，它包括探測(cè)頭、振蕩分頻電路、探測(cè)發(fā)射電路、和穩(wěn)壓電源；穩(wěn)壓電源給上述電路供電；探測(cè)頭是由接收線圈、發(fā)射線圈、反饋線圈以及諧振電容組成；發(fā)射線圈和反饋線圈串聯(lián)與諧振電容形成LC振蕩電路；接收線圈和反饋線圈在同一繞組上；振蕩分頻電路由晶體振蕩器，和集成電路及外圍元器件組成，振蕩產(chǎn)生主振頻率，經(jīng)集成電路內(nèi)部分頻后，分別輸出不同占空比的方波信號(hào)。
文檔編號(hào)G01V3/11GK202166750SQ201120281379
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:上海天巡電子設(shè)備有限公司