根據具體應用,通常分為手持式金屬探測器、通過(guò)式金屬探測器(如食品金屬探測器、安全檢查門(mén)等)和地下金屬探測器(如探雷器、地下金屬尋探器等)。
金屬探測器依據電磁感應原理,利用有交流電通過(guò)的振蕩線(xiàn)圈產(chǎn)生迅速變化的磁場(chǎng),當線(xiàn)圈靠近金屬物體時(shí),由于電磁感應現象,能在金屬物體內部感生渦電流,渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響原來(lái)的磁場(chǎng),探測線(xiàn)圈的輸出端便有一微弱的電壓變化信號輸出(類(lèi)似渦流檢測中的自比較線(xiàn)圈),經(jīng)過(guò)放大和信號處理,觸發(fā)探測器發(fā)出聲、光報警,從而探測出隱藏的金屬物體。金屬探測器的靈敏度主要由被探測物體的尺寸、形狀和成分決定。
金屬探測器通常分為探測線(xiàn)圈及控制儀器兩大部分??刂苾x器的線(xiàn)路基本由振蕩器、移相調幅橋、選頻放大器、檢波超低頻放大、射極擺合式單穩觸發(fā)器、電源組成。其基本工作原理為由振蕩器產(chǎn)生一個(gè)一定頻率的正弦交變電壓饋送給探測線(xiàn)圈,探測線(xiàn)圈由一主發(fā)射線(xiàn)圈、兩組副線(xiàn)圈和輸入變壓器、輸出變壓器組成。兩組副線(xiàn)圈位于主發(fā)射線(xiàn)圈兩側,與主發(fā)射線(xiàn)圈距離相等而呈對稱(chēng),并且互相交鏈,構成一差動(dòng)線(xiàn)圈。當正弦波振蕩器產(chǎn)生的正弦交變電壓通過(guò)輸入變壓器饋送給主發(fā)射線(xiàn)圈時(shí),主發(fā)射線(xiàn)圈因通過(guò)交變電流而產(chǎn)生相同頻率的交變磁場(chǎng)切割兩副線(xiàn)圈。兩副線(xiàn)圈由于對主發(fā)射線(xiàn)圈距離
對稱(chēng)而又互相交鏈,因此同時(shí)感應出幅度相等而方向相反(相位相差180°)的同頻率感應電勢而互相抵消(由于工藝關(guān)系,兩個(gè)副線(xiàn)圈對主圈不可能完全對稱(chēng),以及還有外界屏蔽材料影響,因此輸出變壓器還是會(huì )有mV級的不平衡信號輸出)。當探測線(xiàn)圈的電磁場(chǎng)范圍沒(méi)有金屬進(jìn)入時(shí),只有一個(gè)微弱的該頻率的等幅不平衡信號輸出,這個(gè)信號經(jīng)過(guò)放大后,經(jīng)檢波變成直流電壓而被隔直電容阻擋,不能進(jìn)入后級放大器,此時(shí)儀器處于相對穩定的靜止狀態(tài)。
一旦有金屬進(jìn)人探測線(xiàn)圈的電磁場(chǎng)范圍時(shí),金屬處于該交變磁場(chǎng)中,將產(chǎn)生渦流,渦流的磁場(chǎng)使探測線(xiàn)圈產(chǎn)生感應電勢,使探測線(xiàn)圈的相對平衡受到破壞,產(chǎn)生一個(gè)頻率較低的脈動(dòng)電勢差,此脈動(dòng)電勢差載在原來(lái)等幅不平衡信號上饋送給放大器放大,金屬信號通過(guò)第—級放大器后,幅度已被放大3000~4000倍,再送入檢波器從不平衡信號上取出有用信號再送入超低頻放大器,又獲得1000倍以上的放大。此時(shí)金屬信號已從原先的微伏級信號經(jīng)幾次放大后成為伏特數量級,進(jìn)而達到觸發(fā)器的觸發(fā)電壓閾值,觸發(fā)報警信號(聲、光信號),則可判斷出金屬的存在與否。在生產(chǎn)線(xiàn)上的金屬探測器還可以帶有對所需控制對象進(jìn)行自動(dòng)控制的功能,例如切斷負載電源,發(fā)出報警信號、自動(dòng)噴涂標記或自動(dòng)剔除裝置(翻板、推桿等)。
另—種金屬探測器則是利用高頻振蕩器,在沒(méi)有遇到金屬物質(zhì)時(shí),調節高頻振蕩器的增益電位器,恰好使振蕩器振蕩線(xiàn)圈處于臨界振蕩狀態(tài),即剛好使振蕩器起振(調節設定檢測靈敏度),當探測線(xiàn)圈靠近金屬物體時(shí),由于電磁感應現象,會(huì )在金屬物體中產(chǎn)生渦電流,根據能量守恒定律,振蕩回路中的能量損耗將增大,減弱了處于臨界狀態(tài)的振蕩器振蕩,甚至因無(wú)法維持振蕩所需的低能量而停振,利用振蕩檢測器檢測出這種變化,并轉換成聲音信號,根據聲音有無(wú),就可以判定探測線(xiàn)圈下面是否有金屬物體了。手持金屬探測儀多采用這樣的工作原理。
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