专利名称：高效金属探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电磁辐射式金属探测装置，特别是涉及一种高效金属探测器。
背景技术：
现在常用的金属探测器为一组单线圈或一组双线圈，用一套发射接收电路及其处理电路进行探测工作，探测线圈更确切地说是用于垂直线圈轴心方向的金属探测。其具体是由探头(探测线圈)、信号处理器和报警装置三大部分组成。其工作原理是向探测区域辐射电磁场，使埋藏的金属部件受激产生涡流，涡流电磁场又作用于电子系统，使之失去原来的平衡状态，或者通过电子系统检测涡流电磁场信号，从而得知金属物体的位置。它能可靠地发现地下的金属部件，具有灵敏度高的优点。
其电路板为对应的单个探测线圈的电路板，它结合探测线圈进行振荡探测、与来自操作板的参考信号进行差频输出，驱动对应线圈周围的发光二极管、操作板的音响(或取样电平显示)。
以下结合附图1作更进一步的说明现有金属探测器的电路有震荡器、混频器和频率/电压转换器等组成，灵敏度较高，显示直观。IC1和L1、D1、RP1组成探测震荡器，L1为探测线圈，在探测器最前方，其震荡频率f1＝0.7R/L1，图示参数的频率为26kHz。选择26kHz的频率是为了减弱土壤对电磁波的吸收。IC2和L2、D2、R1等组成参考震荡器。两路震荡信号加至VT1进行混频，再将差频信号送入IC3。IC3采用LM2917，这是一只具有电荷泵和比较电路的集成电路。在这里用做频率/电压转换器，其线性度一般在0.3％以内。它将输入的差频转换成电压，在此以量程为3V的直流电压表作为输出显示，也可以用其他电路代替或输出至其它电路进行下一步工作。其IC2的震荡频率为25kHz。频率偏移量Δf=ΔL*f/L.]]>关于图2元器件说明集成电路IC1＝NE555 IC2＝NE555 IC3＝LM2917电阻R1＝5.6KR2＝33KR3＝3.9KR4＝2.2KR5＝2.2KR6＝150KRP1＝470RP2＝10K
电容C1＝0.01C2＝0.022C3＝0.01 C4＝0.022 C5＝0.1 C6＝3C7＝3300晶体管D1＝2AP9 D2＝2AP9 D3＝2AP9VT1＝3DG6电感L1直径0.49mm漆包线绕制成直径300mm的线圈50匝。
L2＝150mH输出Vv关于以往的金属探测器及其使用方法为操作人员手持探测器探测被测区域有无金属象扫地似的来回晃悠地查找，尤其是较大区域(地面)探测时，需要双手象拿拖把一样，一边缓慢行进，一边拿着探测器左右不停地探测。存在着工作效率缓慢，时间长等缺陷。
比如在野外考古发掘工作中，要对某一区域探测时，所要探测的面积可能为几十亩或者数平方公里。使用普通的探测器时，工作量巨大且非常辛苦。如果能将探测器固定在越野车、摩托车上，在行驶中探测必然提高工作效率。
在抢滩登陆的沙滩上，时间就是生命。如果能够在奔跑之中，同时对埋设的地雷进行探测，甚至同时还能射击、投弹等，以往的金属探测器是无法胜任的！因此需要能够进一步加快完成金属探测工作。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种探测幅面大、速度快的高效金属探测器。
为实现上述目的，本实用新型高效金属探测器由探测线圈、信号处理器和报警装置及电源组成，探测线圈为前后错落布置的多行，每个探测线圈独立配置报警显示灯、共同配置声音报警器。如此设计，因为探测线圈为前后错落布置的多行，在向前直行探测时，如果探测区域有金属物，既使不左右摆动探测器至少也会被其中的一个探测线圈探知，因此能大大提高探测速度。每个探测线圈独立配置报警显示灯则能够准确及时显示金属物的位置，有利于精确定位；即当某个探测线圈探测到有效信号时，相对应的探测线圈的报警显示灯点亮；它的意义是，声音报警是对所有线圈公用的，而发光显示灯是对应具体的单个线圈而起作用。共同配置声音报警器则有利于简化结构和降低成本。因此，其具有探测幅面大、速度快和使用方便的优点。
作为优化，每个探测线圈都分别依次连接有单元部件振荡发生器、差频电压转换电路、电压跟随放大器和报警显示灯；所有电压跟随放大器共同连接声音报警器，所有差频电压转换电路共同连接可调节振荡电路。也就是与探测线圈的振荡频率进行差频/电压转换的参考频率，来自可调节振荡电路(操作板中的部件)；参考振荡频率及其调节功能的作用在于由于环境的不同，探测精度要求的不同等因素影响，调节参考频率可以调节探测器的工况。如此设计，单元部件与共用部件合理搭配，既能简化结构、降低成本，又方便使用。
作为优化，电压跟随放大器通过能够延长报警时间的延时音频振荡电路再连接声音报警器，差频电压转换电路通过保护放大器再连接可调节振荡电路。如此设计，延时音频振荡电路用于延长报警时间，避免由于报警信号持续时间过短而被探测人员忽略，从而保障声音报警的可靠性，保护放大器有利于提高设备的稳定性。
作为优化，报警显示灯还共同配有亮度调节电路。如此设计，亮度调节电路的引入能根据环境光线的强弱，随时调整报警显示灯的亮度，使报警显示灯的亮度与环境光线之间对比度始终保持在一个合理的范围内。
作为优化，探测线圈及其配用的单元部件安装在探测板上，所有共用部件安装在支撑杆上。如此设计，可简化产品结构、保障产品性能，既方便设计和生产，又方便使用。
作为优化，探测板由安装有多个探测线圈及其单元部件的单元板组装而成。如此设计，既方便拆解、存放和携带，又方便迅速组装后及时投入使用。
作为优化，支撑杆由多节组合而成。支撑杆最好由不用工具即可以拆卸和组装部件组成，以方便运输和携带。如此设计，有利于根据具体需要灵活调整支撑杆的长度，更方便使用。
作为优化，支撑杆或和探测板上还配装有挂带。探测器的探测板或支撑杆上固定可调长度的挂带组件，拉住探测板或支撑杆，以便操作人员单手完成手持/操作。
作为优化，探测板由三个单元板组装而成，左右两侧单元板对称分布，中间单元板连接支撑杆。如此设计，既能简化产品结构，方便组装和拆解，又能保障产品性能。
作为优化，探测线圈在探测板上的配置方式前后错落布置的两行。如此设计，既能简化产品结构，又能保障探测性能。
本实用新型探测器的输出有1，探测到金属物体时点亮对应探测线圈周围的发光二极管LED(报警显示灯)；2，探测到金属物体时触发支撑杆上的延时/音响报警器；3，当然，也可同时将探测电平信号放大后输出至操作板显示，以便操作人员调整探测操作。探测板探测到金属物体时，立即报警显示，其报警方式为可选音响和发光，发光时发光器件对应探测线圈，且亮度、光路根据操作人员的需求可以调整。
采用上述技术方案后，本实用新型高效金属探测器具有结构简单，灵敏度高，性能可靠，探测幅面大、速度快和使用方便的优点。既适于人工操作，又能配装在机动车上，在民用领域和军事领域都有非常广阔的推广应用前景。
图1是现有金属探测器的电路图；图2是本实用新型高效金属探测器的整体结构示意图；图3是本实用新型高效金属探测器的结构示意图；图4是本实用新型高效金属探测器中亮度调节电路的原理图；图5是本实用新型高效金属探测器中延时音频振荡电路和声音报警器的电路原理图；图6是本实用新型高效金属探测器的电路原理图；图7是本实用新型高效金属探测器的探测板的整体结构示意图；图8是本实用新型高效金属探测器的探测板的局部结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实例作更进一步的说明如图2、8和9所示，本实用新型高效金属探测器由探测板1和支撑杆2组成，在约3米长的探测板上前后错落安装了两排37个探测线圈3，其中探测抽样线圈31位于前排中间，其中支撑杆2由活节23连接而成的前后两节组成；在支撑杆2上距离手柄21(操作板)约1.5米处，安装挂带固定挂件22以便绑系可调节挂带，在操作探测器时可通过可调节挂带连接到人体肩头的背带，用手向下压住支撑杆手柄21处。这样仅用一只手即可执行探测工作，便可以腾出另外一只手操作手电筒或武器或工具等。由于人体的身高不同等因素，因此挂带采用小范围可调节方式。为了让可调节挂带可靠地连接到人体肩头处，因此在人体双肩象手枪双肩背带那样，在双肩套上挂带并于后背处连接。
由于其外型尺寸必然比往常的金属探测器大，为了便于运输、携带等，把探测板1制作成左、中、右三个单元板11；中间单元板11上层安装一个加厚加高加长的支撑板12，支撑杆2的前端铰接在支撑板12上；左右单元板11的内侧端通过螺杆13与支撑板12的外端固定在一起；中间单元板11的外端装有线缆插座14、左右单元板11的内端装有与之配合的线缆插头15。
如图3和6所示，本实用新型高效金属探测器由探测线圈3、信号处理器和报警装置及电源4组成，探测线圈3为前后错落布置的两行，每个探测线圈3独立配置报警显示灯5、共同配置声音报警器6。每个探测线圈3都分别依次连接有单元部件振荡发生器7、LM2917型差频电压转换电路8、电压跟随放大器9和报警显示灯5；所有电压跟随放大器9共同通过延时音频振荡电路10再连接声音报警器6，所有差频电压转换电路8共同通过保护放大器11再连接可调节振荡电路12。报警显示灯5还分别通过电压跟随放大器9共同连接亮度调节电路13。可调节振荡电路12通过保护放大器11向差频电压转换电路8提供参考振荡频率。电压跟随放大器9通过延时音频振荡电路10驱动声音报警器6。探测板1上的单元部件通过插接件14和缆线15连接支撑杆2上的共用部件亮度调节电路13、可调节振荡电路12、保护放大器11、电源4、声音报警器6、延时音频振荡电路10和探测信号显示器16和操控开关。其使用经过调整的统一探测频率同时探测，对探测报告进行相对应位置显示，该显示既可通过报警显示灯5，又可通过探测信号显示器16，还能两者同时使用。探测信号显示器16是将探测板1上输出的探测电平信号用电压表或多位数码管等方法显示其信号电平。探测线圈3及其配用的单元部件安装在探测板1上，所有共用部件安装在支撑杆2上。
如图4所示，本实用新型高效金属探测器的报警显示灯亮度调节电路的IC1为LM.317，R1＝30欧、R2＝500欧、R3＝500欧、R＝2.5欧、R5＝15K、R6＝240欧、R7＝100欧、RP为可调电阻，由RP调节控制输出。C1＝100■f、C2＝100■f、C3＝0.22■f、C4＝100■f，电感L为600■H。其原理是探测线圈周围的发光二极管的电源供应为操作板上调节电压的电源，以便显示时根据环境等现场的需要发出适宜的亮度。该电路也就是LED电源的电压输出调节器为了适应环境等情况，LED的亮度根据操作人员的要求而调整，在这里采用调节LED的工作电源电压的方法。
如图5所示，由于探测时可能是瞬间探测到金属物体，尤其是在快速探测时，如报警音响时间很短，可能造成操作人员的遗漏，因此报警音响要加入延时控制，将报警音响全部延长1秒或数秒的时间；报警音响的输出制作成可选择为可调音量的外置喇叭和耳机两种。其电阻R＝1M、R2＝2K、R3＝1K、R4＝1K、R5＝100K、R6＝100欧；电容C1＝2.2、C2＝0.01、C3＝0.022、C4＝0.01、C5＝10，电容单位为■f；VT1＝VT2＝VT3的型号都为9014；VI用于报警信号输入；Vcc为供电电源；Voa为耳机输出；Vob为外置喇叭输出。
总之，本实用新型高效金属探测器好比把多个上述单独的金属探测器并排安装使用，用塑料或玻璃钢等非金属材料制作的探测板上，并列错落布置两行探测线圈，并配套其单元电路板、发光二极管、输入输出线缆等元器件，每一个探测线圈、单元电路板及其元器件，参数制作最大限度地相同，然后将操作板上的差频用参考信号同时输入至各个单元电路板上，每一个探测线圈周围安装了多个透明/红色的LED，当然还可以选装判断振荡、电源等信号是否正常的绿色、黄色的LED等。探测板上连接的线缆包括共同使用的两根电源线+/-、LED电源线、屏蔽的两根参考频率输入线+/-、探测信号反馈线，报警信号线等。也可在探测板上安装支撑杆接插套管，在用接插套管连接两三根支撑杆之后，再安装上操作板(即所有共用部件)。支撑管中穿有连接操作板与探测板的螺旋线缆。电源可采用干电池、充电电池等。
权利要求1.一种高效金属探测器，由探测线圈、信号处理器和报警装置及电源组成，其特征在于探测线圈为前后错落布置的多行，每个探测线圈独立配置报警显示灯、共同配置声音报警器。
2.根据权利要求1所述的高效金属探测器，其特征在于每个探测线圈都分别依次连接有单元部件振荡发生器、差频电压转换电路、电压跟随放大器和报警显示灯；所有电压跟随放大器共同连接声音报警器，所有差频电压转换电路共同连接可调节振荡电路。
3.根据权利要求2所述的高效金属探测器，其特征在于电压跟随放大器通过能够延长报警时间的延时音频振荡电路再连接声音报警器，差频电压转换电路通过保护放大器再连接可调节振荡电路。
4.根据权利要求2所述的高效金属探测器，其特征在于报警显示灯还共同配有亮度调节电路。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的高效金属探测器，其特征在于探测线圈及其配用的单元部件安装在探测板上，所有共用部件安装在支撑杆上。
6.根据权利要求5所述的高效金属探测器，其特征在于探测板由安装有多个探测线圈及其单元部件的单元板组装而成。
7.根据权利要求6所述的高效金属探测器，其特征在于支撑杆由多节组合而成。
8.根据权利要求8所述的高效金属探测器，其特征在于支撑杆或和探测板上还配装有挂带。
9.根据权利要求5所述的高效金属探测器，其特征在于探测板由三个单元板组装而成，左右两侧单元板对称分布，中间单元板连接支撑杆。
10.根据权利要求9所述的高效金属探测器，其特征在于探测线圈在探测板上的配置方式为前后错落布置的两行。
专利摘要本实用新型涉及一种高效金属探测器。为解决现有金属探测器探测幅面小、速度慢的问题，其由探测线圈、信号处理器和报警装置及电源组成，探测线圈为前后错落布置的多行，每个探测线圈独立配置报警显示灯、共同配置声音报警器。每个探测线圈都分别依次连接有单元部件振荡发生器、差频电压转换电路、电压跟随放大器和报警显示灯；所有电压跟随放大器共同连接声音报警器，所有差频电压转换电路共同连接可调节振荡电路。其具有结构简单，灵敏度高，性能可靠，探测幅面大、速度快和使用方便的优点。既适于人工操作，又能配装在机动车上，在民用领域和军事领域都有非常广阔的推广应用前景。
文档编号G08B21/00GK2789763SQ200520022849
公开日2006年6月21日 申请日期2005年3月15日 优先权日2005年3月15日
发明者王治平 申请人:王治平