[发明专利]手持式金属探测器

说明书

技术领域

本发明属于电子技术、安保技术领域，涉及一种手持式金属探测器。

背景技术

专门用来探测金属物体的仪器种类较多，功能强大的大型金属探测仪器可用于检测2m以内的人体、行李、包裹内是否藏有枪支、匕首等金属物品，这类探测仪器适用于机场、车站、码头、海关、公安、边防等公共场合对行李物品或人体进行快速安全检查；也有用于探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下的水管或电缆，甚至能够用于地下探宝或探测埋藏在地下深达5m的金属物品。它们的共同特点是探测距离远，探测结果准确。这些金属探测仪器使用效果好，但普遍存在价格高、难于推广普及等问题。为解决相对比较简单的金属物体的探测问题，本发明所述的手持式金属探测器可弥补大型金属探测仪器的存在的缺陷和不足。

发明内容

发明目的及有益效果：本发明所述的手持式金属探测器，可解决日常遇到的相对比较简单金属探测问题，可弥补大型金属探测仪器存在的缺陷与不足。本发明可解决日常遇到的埋藏相对比较浅的金属物体探测问题，如：探测在墙壁里暗排的金属管线等，弥补大型金属探测仪器普遍存在操作复杂、价格昂贵等缺陷和不足。因手持式金属探测器的电路比较简单、制作成本较低，很适合作为一种常用工具进行批量开发。

电路工作原理：手持式金属探测器的主要部分是一个处于临界状态的振荡电路，当有金属物体接近探测探头(电感线圈L)时，探测探头中产生的电磁场将在被测金属物体感应出涡流，涡流能量来源于振荡电路本身的损失，相当于电路中增加了损耗。如果有金属物体与探测探头很近时，电路中的损耗将进一步加大，探测探头的Q值降低，使得处于临界振荡状态的振荡电路停止工作，进而控制电路中红色发光二极管LED熄灭。

在电路中硅三极管BG1与电感线圈L、电容C1、C2构成了一个三点式振荡电路。当振荡电路中硅三极管BG1的基极有一正信号时，由于三极管的反向作用使硅三极管BG1的集电极信号为负。电容C1、C2的两端的信号极性均是上正下负，信号通过电容C3的反馈，硅三极管BG1基极上的信号与原来信号同相位，因为是正反馈，所以电路会产生振荡，在接入电位器RP后，将削弱电路中的正反馈信号的强度，用于调节电路刚刚起振的临界状态。

金属探测器的振荡频率约40KHz，振荡频率主要由电感线圈L、电容C1、C2决定。调节电位器RP能控制反馈信号的大小，控制电路处在刚起振状态。电阻R1是硅三极管BG1的偏置电阻。微弱的振荡信号通过耦合电容C4送到硅三极管BG2进行电压放大。因放大后的信号幅度仍然比较小，故选用两只检波二极管D1、D2和两只电容C5、C6组成二倍压检波电路，检波滤波后的直流电压使硅三极管BG3导通，这时硅三极管BG3的集电极处于低电平，使红色发光二极管LED得电点亮。

当金属探测器的电感线圈L接近金属物体时，处于振荡临界状态的振荡电路立即停振，通过耦合电容C4的信号将会消失，硅三极管BG3的基极得不到正向电压，而使硅三极管BG3截止，使红色发光二极管LED由点亮变为熄灭。

技术方案：手持式金属探测器，由3V直流电源、探测探头及三点式电容振荡电路、阻容放大电路、二倍压检波滤波电路、直流放大和探测指示电路组成，其特征在于：

探测探头及三点式电容振荡电路：由电感线圈L、振荡电容C1、C2、电容C3、硅三极管BG1和偏置电阻R1、振荡信号衰减电位器RP及电阻R2组成，两个电容C1、C2串接后接在电位器RP的一端，两个电容C1、C2的另一端分别接电感线圈L的两端，电感线圈L的上端接电容C3的一端，电容C3的另一端与硅三极管BG1的基极、电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端和硅三极管BG1的集电极接3V直流电源的正极VCC，硅三极管BG1的发射极接电位器RP的另一端及其活动臂和电阻R2的一端，电阻R2的另一端与电感线圈L的下端接电路地GND；

阻容放大电路：由耦合电容C4、硅三极管BG2、偏置电阻R3和负载电阻R4组成，耦合电容C4的一端接硅三极管BG1的发射极，耦合电容C4的另一端接硅三极管BG2的基极和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端接3V直流电源的正极VCC，硅三极管BG2的集电极接负载电阻R4的一端，负载电阻R4的另一端接3V直流电源的正极VCC，硅三极管BG2的发射极接电路地GND；