[發明專利]一種立體線圈式抗電磁干擾脈沖金屬探測器

在審

• 申請號: 201811558844.2
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109358369A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 馮家森
• 申請（專利權）人: 馮家森
• 主分類號: G01V3/11
• 分類號: G01V3/11
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本發明公開一種立體線圈式抗電磁干擾脈沖金屬探測器，由探測器、副機和主機組成。所述探測器包括探測框架、抗外部干擾線圈和探測線圈；其中探測框架由上層環形框架、下層環形框架和至少一條絕緣連接桿組成?？雇獠扛蓴_線圈固定在上層環形框架上；探測線圈固定在下層環形框架上。副機與抗外部干擾線圈和探測線圈直接連接。副機與主機連接連接。本發明通過采用2組線圈來實現信號的差模抑制，從而抵消外界信號的干擾，提高金屬探測儀的探測精度，使其能夠在具有復雜干擾源(如周圍存在高壓線、基站鐵塔等)的環境下，依舊能夠做出準確探測。

技術領域

本發明涉及金屬探測技術領域，具體涉及一種立體線圈式抗電磁干擾脈沖金屬探測器。

背景技術

脈沖式金屬探測器是一種探測深度非常深的儀器，非常適合考古堪探和路政工程方面的應用。不同于其他類型的金屬探測器，脈沖式金屬探測器的工作原理是：通過主機產生的脈沖信號去驅動線圈產生強大的短暫的脈沖電流。由于線圈所產生的每個脈沖都會產生一個磁場，而每個脈沖結束的時候磁場極性會反轉并崩潰，因此會在線圈上產生一個尖峰波，這個尖峰電流持續的時間非常短，稱為反射電流。如果有金屬物體在線圈下方，脈沖結束后產生的磁場會在物體上產生相反的磁場，這一磁場疊加到反射電流中就引起這一電流衰減的速度變慢，主機會時刻監視這一衰減電流的長度變化，通過與預期設定的進行比較，如果衰減時間變長，主機就可以判定是由外界金屬物引起的衰減時間變長，從而判斷是有金屬物。

現有脈沖式金屬探測器大多都由一根多芯電纜繞制而成，即采用單線圈同時承擔發射和接收的任務。而單線圈在工作的時候是沒有抵抗外界信號干擾的能力，一旦有外界的干擾信號，比如附近存在高壓線、無線發射塔或基站等大功率的電磁信號源時，就很容易被脈沖式金屬探測器的前端接收放大，而導致誤判的情況發生。雖然通過在脈沖式金屬探測器的前端放大之前或之后加入濾波器能夠在一定程度上消除這種干擾電磁波，但是由于現有脈沖式金屬探測器的前端放大電路都采用的是一個高靈敏度的放大器，即只有高靈敏度才能采集得到反饋的回波信號，而這些干擾電磁波已經完全破壞了回波信號，既然連回波信號都已經不完整了，任何的濾波器都已經無效了，所以任何的金屬回波和干擾都會被放大而沒有抵制的能力。

發明內容

本發明所要解決的是現有脈沖式金屬探測器易受到外界信號干擾而出現誤判的問題，提供一種立體線圈式抗電磁干擾脈沖金屬探測器。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種立體線圈式抗電磁干擾脈沖金屬探測器，由探測器、副機和主機組成。

所述探測器包括探測框架、抗外部干擾線圈和探測線圈；其中探測框架由上層環形框架、下層環形框架和至少一條絕緣連接桿組成；上層環形框架和下層環形框架均為水平設置的環形框架；上層環形框架位于下層環形框架的正上方，兩者之間存在一定的高度差，并通過直立設置的絕緣連接桿連接；抗外部干擾線圈固定在上層環形框架上；探測線圈固定在下層環形框架上。

所述副機包括副機外殼以及設置在副機外殼內的副機處理電路；其中副機處理電路包括副機微控制器、MOS管、前置放大器、電阻R1-R8、二極管D1-D4和光耦組成；副機微控制器的驅動脈寬調制端經由電阻R5連接光耦的一端，光耦的另一端連接電阻R7的一端；電阻R7的另一端同時連接MOS管M1的柵極和電阻R6的一端；電阻R6的另一端和MOS管M1的源極接負電源；抗外部干擾線圈和探測線圈的一端、電阻R1和R2的一端、二極管D1和D4的陽極、以及二極管D2和D3的陰極同時接地；抗外部干擾線圈的另一端連接電阻R1的另一端和電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接二極管D1的陰極、二極管D2的陽極和前置放大器的輸入正端；探測線圈的另一端連接電阻R2的另一端和電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接二極管D3的陽極、二極管D4的陰極和前置放大器的輸入負端；電阻R5的兩端分別接前置放大器的輸入負端和輸出端；前置放大器的輸出端連接副機微控制器的模數轉換采集端；副機微控制器與副機通信模塊相連。