一种镜像差分式地下金属探测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及金属探测器领域，特别是一种镜像差分式地下金属探测器。
【背景技术】
[0002]地下金属探测器主要应用于探测埋藏在地表以下的金属物体，广泛应用在地下管道探测、地震抢险、军方探雷等领域。在军事上，金属探测器可用于探测金属地雷；在安全领域，可以探测随身携带或隐藏的武器与作案工具；在考古方面，可以探测埋藏金属物品的古墓，找到古墓中的金银财宝与首饰或其他金属制品；在工程中，可用于探测地下金属埋设物，例如管道、管线等；在矿产勘探中，可用来检测和发现自然金颗粒；工业上，可用于在线监测，如去掉棉花，煤炭，食品中的金属杂物等。
[0003]但是目前的金属探测器存在温漂、信号干扰等问题，导致检测灵敏度和稳定性不尚，为了提尚探测效率，有必要对探测器的电路结构进彳丁改进以提尚检测灵敏度。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种镜像差分式地下金属探测器，使得电路的温漂、干扰因相减而相互抵消，进而使得探测灵敏度和稳定性大大提高。
[0005]本实用新型采用以下方案实现:一种镜像差分式地下金属探测器，包括由两组镜像结构的线圈组成的探测线圈模块，它们分别提供镜像的检测信号给第一、第二前置放大器，R1、R2提供合适的直流偏置。并经过第一、第二同步检波电路检波得到大小相等、方向相反的镜像直流信号给由A3和R3-R6组成的减法运算放大电路放大。放大器后的有用信号是2路输入信号电压之和，而干扰信号和温漂则相互抵消。使得检测金属的灵敏度和稳定性大大提尚。
[0006]进一步的，本发明提出的镜像差分式地下金属探测器，包括由两组镜像结构的线圈组成的探测线圈模块，所述的探测线圈模块的一端连接至第一电阻R1的一端以及第一前置放大电路的输入端，所述探测线圈模块的另一端连接至第二电阻R2的一端以及第二前置放大电路的输入端，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的另一端相连并接地，所述的第一电阻R1以及第二电阻R2用以提供合适的直流偏置，所述第一前置放大电路的输出端连接至一第一同步检波电路的输入端，所述第二前置放大电路的输出端连接至第二同步检波电路的输入端，所述第一同步检波电路的输出端与所述第二同步检波电路的输出端连接至一减法运算放大电路的两个输入端，所述减法运算放大电路的输出端作为所述镜像差分式地下金属探测器的输出端；所述探测线圈模块的一端还连接有一线圈驱动电路模块，用以驱动所述两组镜像结构的线圈的其中一组线圈。
[0007]进一步的，所述的减法运算放大电路包括一第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及一运算放大器A3，所述第四电阻R4的一端与所述第五电阻R5的一端作为所述减法运算放大电路的两个输入端，所述第四电阻R4的另一端连接至所述运算放大器A3的负输入端，所述第五电阻R5的另一端连接至所述运算放大器A3的正输入端，所述运算放大器A3的输出端作为所述减法运算放大电路的输出端，所述第五电阻R5的一端连接至所述运算放大器A3的正输入端，所述第五电阻R5的另一端接地，所述第六电阻R6的一端连接至所述运算放大器A3的负输入端，所述第六电阻R6的另一端连接至所述运算放大器A3的输出端。
[0008]进一步的，所述的两组镜像结构的线圈可为双线并绕头尾串接。
[0009]进一步的，所述的两组镜像结构的线圈也可为单线绕制中心抽头。
[0010]进一步的，所述两组镜像结构的线圈形状相同、大小一致、参数相同且中点接地。
[0011]本实用新型的探测线圈由两组镜像结构的探测线圈组成，具有2个镜像的检测信号输入端，在其中一组线圈施加高频交流电，探测到金属时在2个输入端产生镜像的涡流，经前置放大电器和同步检波器后，得到大小相等、方向相反的两路镜像直流电平，经过差分放大后使得有用信号叠加，温漂和干扰信号相互抵消，大大提高了检测灵敏度和稳定性。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的电路原理方框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
[0014]如图1所示，本实施例提供了一种镜像差分式地下金属探测器，一种镜像差分式地下金属探测器，包括由两组镜像结构的线圈组成的探测线圈模块，它们分别提供镜像的检测信号给第一、第二前置放大器，R1、R2提供合适的直流偏置。并经过第一、第二同步检波电路检波得到大小相等、方向相反的镜像直流信号给由A3和R3-R6组成的减法运算放大电路放大。放大器后的有用信号是2路输入信号电压之和，而干扰信号和温漂则相互抵消。使得检测金属的灵敏度的稳定性大大提高。
[0015]较佳的，在本实施例中的镜像差分式地下金属探测器，包括由两组镜像结构的线圈组成的探测线圈模块，所述的探测线圈模块的一端连接至第一电阻R1的一端以及第一前置放大电路的输入端，所述探测线圈模块的另一端连接至第二电阻R2的一端以及第二前置放大电路的输入端，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的另一端相连并接地，所述的第一电阻R1以及第二电阻R2用以提供合适的直流偏置，所述第一前置放大电路的输出端连接至一第一同步检波电路的输入端，所述第二前置放大电路的输出端连接至第二同步检波电路的输入端，所述第一同步检波电路的输出端与所述第二同步检波电路的输出端连接至一减法运算放大电路的两个输入端，所述减法运算放大电路的输出端作为所述镜像差分式地下金属探测器的输出端；所述探测线圈模块的一端还连接有一线圈驱动电路模块，用以驱动所述两组镜像结构的线圈的其中一组线圈。
[0016]在本实施例中，如图1所示，所述的减法运算放大电路包括一第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及一运算放大器A3，所述第四电阻R4的一端与所述第五电阻R5的一端作为所述减法运算放大电路的两个输入端，所述第四电阻R4的另一端连接至所述运算放大器A3的负输入端，所述第五电阻R5的另一端连接至所述运算放大器A3的正输入端，所述运算放大器A3的输出端作为所述减法运算放大电路的输出端，所述第五电阻R5的一端连接至所述运算放大器A3的正输入端，所述第五电阻R5的另一端接地，所述第六电阻R6的一端连接至所述运算放大器A3的负输入端，所述第六电阻R6的另一端连接至所述运算放大器A3的输出端。
[0017]在本实施例中，所述的两组镜像结构的线圈可为双线并绕头尾串接。
[0018]在本实施例中，所述的两组镜像结构的线圈也可为单线绕制中心抽头。
[0019]在本实施例中，所述两组镜像结构的线圈形状相同、大小一致、参数相同且中点接地。
[0020]具体的，如图1所示，双线并绕头尾串接或单线绕制中心抽头的2组线圈(如图1中的L1、L2)组成差分式探盘，中点接地。线圈驱动电路对线圈L1施加一高频交流电(正弦波或方波)，线圈L2产生与L1大小相等方向相反的感应电压。(图1中的U1和U2)。在探测到金属时①和②点将得到大小相等方向相反的镜像涡流。
[0021]在本实施例中，涡流信号经过图1中的两路结构和参数都相同的前置信号放大和同步检波电路处理后将在③④处得到大小相等方向相反的2路镜像直流输出信号U3、U4。
[0022]进一步的，在本实施例中，一个差分运算放大器(图1中的A3)对两路镜像直流电平进行差分放大，在输出端⑤得到U3+U4的输出直流电压U5。Al、A2放大器的温漂和遭受外界干扰的程度一致，经过A3减法运算后相互抵消，使得电路工作的稳定性大大提高。
[0023]值得一提的是，以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种镜像差分式地下金属探测器，其特征在于:包括由两组镜像结构的线圈组成的探测线圈模块，所述的探测线圈模块的一端连接至第一电阻R1的一端以及第一前置放大电路的输入端，所述探测线圈模块的另一端连接至第二电阻R2的一端以及第二前置放大电路的输入端，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的另一端相连并接地，所述的第一电阻R1以及第二电阻R2用以提供合适的直流偏置，所述第一前置放大电路的输出端连接至一第一同步检波电路的输入端，所述第二前置放大电路的输出端连接至一第二同步检波电路的输入端，所述第一同步检波电路的输出端与所述第二同步检波电路的输出端连接至一减法运算放大电路的两个输入端，所述减法运算放大电路的输出端作为所述镜像差分式地下金属探测器的输出端；所述探测线圈模块的一端还连接有一线圈驱动电路模块，用以驱动所述两组镜像结构的线圈的其中一组线圈。2.根据权利要求1所述的一种镜像差分式地下金属探测器，其特征在于:所述的减法运算放大电路包括一第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及一运算放大器A3，所述第四电阻R4的一端与所述第五电阻R5的一端作为所述减法运算放大电路的两个输入端，所述第四电阻R4的另一端连接至所述运算放大器A3的负输入端，所述第五电阻R5的另一端连接至所述运算放大器A3的正输入端，所述运算放大器A3的输出端作为所述运算放大电路的输出端，所述第五电阻R5的一端连接至所述运算放大器A3的正输入端，所述第五电阻R5的另一端接地，所述第六电阻R6的一端连接至所述运算放大器A3的负输入端，所述第六电阻R6的另一端连接至所述运算放大器A3的输出端。3.根据权利要求1所述的一种镜像差分式地下金属探测器，其特征在于:所述的两组镜像结构的线圈为双线并绕头尾串接。4.根据权利要求1所述的一种镜像差分式地下金属探测器，其特征在于:所述的两组镜像结构的线圈为单线绕制中心抽头。5.根据权利要求1所述的一种镜像差分式地下金属探测器，其特征在于:所述两组镜像结构的线圈形状相同、大小一致、参数相同且中点接地。
【专利摘要】本实用新型涉及一种镜像差分式地下金属探测器，其探测线圈由两组镜像结构的探测线圈组成，一个高频信号驱动其中一组线圈，另一个线圈将产生大小相等、方向相反的感应电压。在探测到金属时两组线圈将产生镜像涡流，经过放大、同步检波后得到大小相等、方向相反的直流电平，一个差分运算放大器放大得到2倍输出电平。两个信号处理回路的温飘、杂波干扰因相减而相互抵消。本实用新型大大提高探测器的检测灵敏度和稳定性。
【IPC分类】G01V3/11
【公开号】CN204989498
【申请号】CN201520228014
【发明人】曾宇, 张文灿, 黄海林
【申请人】漳州市东方智能仪表有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年4月16日