[其他]高精度金属探测仪

说明书

本实用新型涉及一种探测非导电材料中是否混有金属物质的金属探测仪。

现有的金属探测仪由探测头和控制仪器构成，参见附图1、图1是现有技术的金属探测仪的工作原理方框图，它包括：15KC振荡器，探测头，15KC调谐放大器，检波器，低频放大器，单稳态触发器构成。振荡器产生15KC的信号作为信号源送入探测头，探测头由发射线圈与二个接收线圈组成。当振荡器的信号输入发射线圈时，在发射线圈周围产生15KHZ的交变磁场。由于二个接收线圈对称地设在发射线圈二侧，并采用极性相反的连接方式，所以在正常情况下，二组感应线圈中感应电势大小相等，相位相差180°，因而互相抵消。实际上由于工艺上的原因，二个接收线圈不可能完全对称，因而感应的电势不能完全抵消，故此时探测头输出一个MV级的等幅15KHZ信号。

当被探测物中含有金属物质通过探测头时，破坏了发射线圈二侧交变磁场的对称性。这时便产生一个15KHZ调幅信号的输出，其中15KHZ的信号作为调制信号，金属信号作为被调制信号，该信号经15KHZ选频放大器放大，然后经检波取出金属信号送到低频放大器放大，当该检波信号达到一定的幅度以后，被认为是金属信号，以推动一单稳态触发器，控制报警或其它动作。

以上所述的仪器存在着下列的问题：

当触发器输入信号足够大时，该仪器便进行报警，而整机增益超过120dB，无论仪器采用什么样的抗干扰措施，对电源干扰进行滤波，只能抑制而不能消除电源及各种电磁干扰；当仪器工作处于高灵敏状态时，人手通过探测头产生的感应信号亦会引起仪器报警，甚至无物体通过仪器时，马达的开关，直流马达的电火花亦会引起仪器报警。

另一方面，由于探测头四周必须用铁极屏蔽，这样屏蔽铁板对探测线圈的一个相对位移便会等同于一个金属信号使仪器报警。同时在探测头四周存在漏磁场。一个较大的金属，即使没有穿过探测头，只要探测头附近运动一下，也会使仪器产生误报警。

振荡器以其固有频率振荡，选频放大器中LC回路调谐在振荡频率上。随着温度的变化探测头信号源频率使选频放大器的LC回路失谐引起灵敏度漂移。另一方面，LC回路的Q值不可能很高，并且调整困难，抗干扰能力差，同时输入阻抗低，使探头信号衰减较大。

因此，本实用新型的目的在于提供一种识别精度高，稳定性好的金属信号探测仪。

本实用新型的任务是通过下述电路来实现的：参见附图2，图2是实现本实用新型所述的高精度金属探测仪的电路原理方框部分，它包括一跟踪式数字带通滤波选频放大器、探测头、检波器、低通滤波器、金属信号识别电路、以及单稳态触发电路等构成。

本实用新型具有识别精度高，抗干扰能力强的优点。

下面参照附图，对本实用新型的结构作详细说明。

图1是现有技术中金属探测仪的原理框图；

图2是本实用新型所述金属探测仪的电路原理框图；

图3是本实用新型所述的跟踪式数字滤波选频放大器的原理框图；

图4是本实用新型所述的高精度金属探测仪电路中金属信号识别电路原理图；

图5a、5b、5c是本实用新型所述的高精度金属探测仪的电路图。

参见附图2，图2是所述高精度金属探测仪的电路原理方框图。它由下列各部分组成：跟踪式数字带通滤波选频放大器1，探测头2，线性检波电路3，超低频放大器4，金属信号识别电路5，以及单稳态触发器6等其它控制机构组成。

探测头2的电气结构和现有技术大致类同，在此不再详细说明。下面着重说明构成本实用新型的跟踪式数字带通滤波选频放大器1和金属信号识别电路5。

针对原有仪器中的选频放大器的中心频率f₀随温度漂移大，输入阻抗低，Q值低，调节困难的缺点，本仪器设计了跟踪式数字带通滤波选频放大器。

参见附图3，图3是本实用新型所述的跟踪式数字滤波选频放大器1与探测头配合的原理框图。它包括120KC方波信号发生器101，三位二进制计数器102，带通滤波器103，功率放大器104，移相调幅电桥105，低频放大器106，八通道模拟开关107，低频放大器108，所述的方波发生器101产生120KHZ的方波信号，经三位二进制计数器102八分频后，送到15KHZ带通滤波器103，经15KHZ带通滤波器103滤波后产生15KHZ的正弦波信号，经功率放大器104放大后作为探测头2的信号源输入，此时探测头2输出信号频率必然等于三位二进制计数器102的中心频率，当方波发生器的输出频率发生变化时，经探头输出的频率始终等于三位二进制计数器的中心频率，所以温度漂移极小，灵敏度十分稳定。