正弦波信号，通过低通滤波器滤除DA包含的谐波，经功率放大器输出，天线谐振匹配变压器，实现选频功率放大。
[0034]如图3所示，所述接收天线包括接口单元2和天线单元2，所述天线单元2包括接收天线、谐振匹配变压器、前置低噪放大器，所述接口单元2包括前置低噪放大器，所述接收天线的连接依次为接收天线、谐振匹配变压器、前置低噪放大器、前置低噪放大器，所述接受天线的输出端接模数转换器的输入端。
[0035]如图4所示，为前置低噪放大器的电路连接图，其位于接收天线输出端，主要是为了在信号通过同轴电缆前，实现信号的低噪声放大，提高信噪比，电路中TL071为低噪声运算放大器，C5、C6、C7有低通滤波作用。
[0036]如图5所示，所述低噪放大电路由两个独立且相同的单级低噪声放大器组成，图中接线端子PlOl和P102之间的电路连接为接收天线后置放大电路，图中R121为接收天线内部前置低噪声放大器提供直流供电，C121用于隔离直流，C122有低通滤波作用，R131、Rl30分压提供低噪声放大器单元输入监视，Rl27、Rl28分压提供低噪声放大器单元输出监视，TL072为低噪声运算放大器。
[0037]如图6所示，所述停机控制电路由两个独立且相同的单级低噪声放大器组成，其一路为继电器控制方式，另一路为光电控制方式。如图7所示，所述剔除电路由两个独立且相同的继电器控制方式组成。
[0038]如图8所示，所述故障检测电路由4051模拟开关及其外围器件组成，故障检测电路的核心器件为8路模拟开关，3路控制信号由计算机控制DA转换器内部D1接口(通道
10、12和14)实现选通。输出至AD转换器(通道I)。内部8路输入测试故障点包含:(I)DA转换器输出、低通滤波器输出和功率放大器输出；(2)接收天线输出、AD转换器(通道O)输入；(3)电源+5V、-5V和12V。此外，其它D1控制信号包含:(I) 2路停机信号输入经DA转换器内部D1接口(通道I和3) ; (2) 2路剔除控制输出经DA转换器内部D1接口(通道O和2)，图中，A、B、C为三路选通信号，由D1提供，W501电位器用于调节零点位置，图9为故障检测硬件结构图。
[0039]如图10所示，功率放大电路中的功率放大器采用TDA2030A功率放大器，其具有转换速率高，失真小，输出功率大，外部电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。图中电阻R201、C201、R202、C202、R203、C203构成三级低通滤波器，R214、R215分压提供功率放大器单元输入监视，R208、R209分压提供功率放大器单元输出监视。
[0040]本实用新型中，计算机采用型号为PR0LM15TV-M真彩IXD超薄平板电脑，其具有触摸式、安装灵活、不受磁场干扰的特性。
[0041]所述数模转换器采用研华PCI—1721，主要用来产生激励信号及控制剔除信号。所述模数转换器采用研华PCI — 1714UL，主要用来将模拟信号转换为计算机可以识别的数字信号。所述模数转换器的外部时钟由数模转换器的时钟提供。如图12所示，在本实用新型中，探头是使用一种基于平衡原理的线圈放置方法，即两个发射线圈差动连接，对称安放在接收线圈的两侧，极性相反连接，保证在没有金属通过时，两发射信号被接收天线接收，分别在接收线圈中产生大小相等、方向相反的感应电势，相互抵消。当有金属通过时，其在交变场中因发生电磁效应和涡流效应，产生的二次场打破原有的平衡，导致输出信号的幅度及相位发生改变。
[0042]通过本实用新型可以实现以下技术效果:
[0043]本实用新型的设计提高了系统的稳定性和检测精度，同时也实现了数据通讯功能；前置接口板用于传递天线与数字卡的信号；所述数模转换器采用研华PCI —1721，PC1-1721是一款高性能PCI总线模拟量输出卡，每个模拟量输出通道都带有一个12位的双缓冲DAC ;所述模数转换器采用研华PCI — 1714UL，PC1-1714UL是一款基于32位PCI总线架构的高性能数据采集卡。PC1-1714UL的最大采样速度可达1MH采样/秒，到主机内存的A/D采样具有连续、不间断、高速和流式数据的特点；AD转换器的外部时钟由DA转换器的时钟提供，保证两者的时序关系。
【主权项】
1.一种新型智能金属探测仪，其特征在于所述新型智能金属探测仪包括天线、前置接口板、数字接口、计算机系统，所述天线包括接收天线和发射天线，所述前置接口板包括低噪放大电路、故障检测电路、功率放大电路，所述数字接口包括模数转换器和数模转换器，所述计算机系统包括计算机和监视器； 所述接收天线依次连接低噪放大电路、模数转换器、计算机，所述故障检测电路连接数模转换器和模数转换器，所述发射天线依次连接功率放大电路、数模转换器、计算机，所述数模转换器连接模数转换器，所述计算机连接监视器，所述数模转换器还连接前置接口板，其通过前置接口板控制剔除电路和停机控制电路。2.根据权利要求1所述的一种新型智能金属探测仪，其特征在于所述发射天线包括接口单元I和天线单元I，所述接口单元I包括低通滤波器和功率放大器，，所述天线单元I包括谐振匹配变压器和发射探头，所述发射天线的连接依次为低通滤波器、功率放大器、谐振匹配变压器、发射探头，所述发射天线的输入端接数模转换器的输出端。3.根据权利要求1所述的一种新型智能金属探测仪，其特征在于所述接收天线包括接口单元2和天线单元2，所述天线单元2包括接收天线、谐振匹配变压器、前置低噪放大器，所述接口单元2包括前置低噪放大器，所述接收天线的连接依次为接收天线、谐振匹配变压器、前置低噪放大器、前置低噪放大器，所述接受天线的输出端接模数转换器的输入端。4.根据权利要求1所述的一种新型智能金属探测仪，其特征在于所述低噪放大电路由两个独立且相同的单级低噪声放大器组成。5.根据权利要求1所述的一种新型智能金属探测仪，其特征在于所述停机控制电路由两个独立且相同的单级低噪声放大器组成，其一路为继电器控制方式，另一路为光电控制方式。6.根据权利要求1所述的一种新型智能金属探测仪，其特征在于所述剔除电路由两个独立且相同的继电器控制方式组成。7.根据权利要求1所述的一种新型智能金属探测仪，其特征在于所述故障检测电路由4051模拟开关及其外围器件组成。8.根据权利要求1所述的一种新型智能金属探测仪，其特征在于所述数模转换器采用研华 PCI —1721。9.根据权利要求1所述的一种新型智能金属探测仪，其特征在于所述模数转换器采用研华 PCI — 1714UL。10.根据权利要求1所述的一种新型智能金属探测仪，其特征在于所述模数转换器的外部时钟由数模转换器的时钟提供。
【专利摘要】一种新型智能金属探测仪，所述新型智能金属探测仪包括天线、前置接口板、数字接口、计算机系统，所述天线包括接收天线和发射天线，所述前置接口板包括低噪放大电路、故障检测电路、功率放大电路，所述数字接口包括模数转换器和数模转换器，所述计算机系统包括计算机和监视器；所述接收天线依次连接低噪放大电路、模数转换器、计算机，所述故障检测电路连接数模转换器和模数转换器，所述发射天线依次连接功率放大电路、数模转换器、计算机，所述数模转换器连接模数转换器，所述计算机连接监视器，所述数模转换器还连接前置接口板，其通过前置接口板控制剔除电路和停机控制电路。本实用新型提高了系统的稳定性和检测精度。
【IPC分类】G01V3/11
【公开号】CN204832543
【申请号】CN201520175297
【发明人】张量, 王怡影, 柴豆豆, 张忠祥, 沈晶, 时晶晶, 程乐政
【申请人】合肥师范学院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年3月26日