[其他]高精度金屬探測(cè)儀

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87211690
• 申請(qǐng)日: 1987-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN87211690U
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胥瑞英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 胥瑞英
• 主分類號(hào): G01N29/00
• 分類號(hào): G01N29/00
• 代理公司: 上海專利事務(wù)所
• 代理人: 顏承根

本實(shí)用新型涉及一種探測(cè)非導(dǎo)電材料中是否混有金屬物質(zhì)的金屬探測(cè)儀。

現(xiàn)有的金屬探測(cè)儀由探測(cè)頭和控制儀器構(gòu)成，參見附圖1、圖1是現(xiàn)有技術(shù)的金屬探測(cè)儀的工作原理方框圖，它包括：15KC振蕩器，探測(cè)頭，15KC調(diào)諧放大器，檢波器，低頻放大器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成。振蕩器產(chǎn)生15KC的信號(hào)作為信號(hào)源送入探測(cè)頭，探測(cè)頭由發(fā)射線圈與二個(gè)接收線圈組成。當(dāng)振蕩器的信號(hào)輸入發(fā)射線圈時(shí)，在發(fā)射線圈周圍產(chǎn)生15KHZ的交變磁場。由于二個(gè)接收線圈對(duì)稱地設(shè)在發(fā)射線圈二側(cè)，并采用極性相反的連接方式，所以在正常情況下，二組感應(yīng)線圈中感應(yīng)電勢(shì)大小相等，相位相差180°，因而互相抵消。實(shí)際上由于工藝上的原因，二個(gè)接收線圈不可能完全對(duì)稱，因而感應(yīng)的電勢(shì)不能完全抵消，故此時(shí)探測(cè)頭輸出一個(gè)MV級(jí)的等幅15KHZ信號(hào)。

當(dāng)被探測(cè)物中含有金屬物質(zhì)通過探測(cè)頭時(shí)，破壞了發(fā)射線圈二側(cè)交變磁場的對(duì)稱性。這時(shí)便產(chǎn)生一個(gè)15KHZ調(diào)幅信號(hào)的輸出，其中15KHZ的信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)，金屬信號(hào)作為被調(diào)制信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)15KHZ選頻放大器放大，然后經(jīng)檢波取出金屬信號(hào)送到低頻放大器放大，當(dāng)該檢波信號(hào)達(dá)到一定的幅度以后，被認(rèn)為是金屬信號(hào)，以推動(dòng)一單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，控制報(bào)警或其它動(dòng)作。

以上所述的儀器存在著下列的問題：

當(dāng)觸發(fā)器輸入信號(hào)足夠大時(shí)，該儀器便進(jìn)行報(bào)警，而整機(jī)增益超過120dB，無論儀器采用什么樣的抗干擾措施，對(duì)電源干擾進(jìn)行濾波，只能抑制而不能消除電源及各種電磁干擾；當(dāng)儀器工作處于高靈敏狀態(tài)時(shí)，人手通過探測(cè)頭產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)亦會(huì)引起儀器報(bào)警，甚至無物體通過儀器時(shí)，馬達(dá)的開關(guān)，直流馬達(dá)的電火花亦會(huì)引起儀器報(bào)警。

另一方面，由于探測(cè)頭四周必須用鐵極屏蔽，這樣屏蔽鐵板對(duì)探測(cè)線圈的一個(gè)相對(duì)位移便會(huì)等同于一個(gè)金屬信號(hào)使儀器報(bào)警。同時(shí)在探測(cè)頭四周存在漏磁場。一個(gè)較大的金屬，即使沒有穿過探測(cè)頭，只要探測(cè)頭附近運(yùn)動(dòng)一下，也會(huì)使儀器產(chǎn)生誤報(bào)警。

振蕩器以其固有頻率振蕩，選頻放大器中LC回路調(diào)諧在振蕩頻率上。隨著溫度的變化探測(cè)頭信號(hào)源頻率使選頻放大器的LC回路失諧引起靈敏度漂移。另一方面，LC回路的Q值不可能很高，并且調(diào)整困難，抗干擾能力差，同時(shí)輸入阻抗低，使探頭信號(hào)衰減較大。

因此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種識(shí)別精度高，穩(wěn)定性好的金屬信號(hào)探測(cè)儀。

本實(shí)用新型的任務(wù)是通過下述電路來實(shí)現(xiàn)的：參見附圖2，圖2是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型所述的高精度金屬探測(cè)儀的電路原理方框部分，它包括一跟蹤式數(shù)字帶通濾波選頻放大器、探測(cè)頭、檢波器、低通濾波器、金屬信號(hào)識(shí)別電路、以及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路等構(gòu)成。

本實(shí)用新型具有識(shí)別精度高，抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

下面參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說明。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中金屬探測(cè)儀的原理框圖；

圖2是本實(shí)用新型所述金屬探測(cè)儀的電路原理框圖；

圖3是本實(shí)用新型所述的跟蹤式數(shù)字濾波選頻放大器的原理框圖；

圖4是本實(shí)用新型所述的高精度金屬探測(cè)儀電路中金屬信號(hào)識(shí)別電路原理圖；

圖5a、5b、5c是本實(shí)用新型所述的高精度金屬探測(cè)儀的電路圖。

參見附圖2，圖2是所述高精度金屬探測(cè)儀的電路原理方框圖。它由下列各部分組成：跟蹤式數(shù)字帶通濾波選頻放大器1，探測(cè)頭2，線性檢波電路3，超低頻放大器4，金屬信號(hào)識(shí)別電路5，以及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器6等其它控制機(jī)構(gòu)組成。

探測(cè)頭2的電氣結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有技術(shù)大致類同，在此不再詳細(xì)說明。下面著重說明構(gòu)成本實(shí)用新型的跟蹤式數(shù)字帶通濾波選頻放大器1和金屬信號(hào)識(shí)別電路5。

針對(duì)原有儀器中的選頻放大器的中心頻率f₀隨溫度漂移大，輸入阻抗低，Q值低，調(diào)節(jié)困難的缺點(diǎn)，本儀器設(shè)計(jì)了跟蹤式數(shù)字帶通濾波選頻放大器。

參見附圖3，圖3是本實(shí)用新型所述的跟蹤式數(shù)字濾波選頻放大器1與探測(cè)頭配合的原理框圖。它包括120KC方波信號(hào)發(fā)生器101，三位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器102，帶通濾波器103，功率放大器104，移相調(diào)幅電橋105，低頻放大器106，八通道模擬開關(guān)107，低頻放大器108，所述的方波發(fā)生器101產(chǎn)生120KHZ的方波信號(hào)，經(jīng)三位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器102八分頻后，送到15KHZ帶通濾波器103，經(jīng)15KHZ帶通濾波器103濾波后產(chǎn)生15KHZ的正弦波信號(hào)，經(jīng)功率放大器104放大后作為探測(cè)頭2的信號(hào)源輸入，此時(shí)探測(cè)頭2輸出信號(hào)頻率必然等于三位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器102的中心頻率，當(dāng)方波發(fā)生器的輸出頻率發(fā)生變化時(shí)，經(jīng)探頭輸出的頻率始終等于三位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的中心頻率，所以溫度漂移極小，靈敏度十分穩(wěn)定。