金属探测器

金属探测器是一种专门用来探测隐藏金属的仪器，可以透过非金属物体（如人体、织物、纸张、木材、塑料、砖石、土壤、水层等）探测到被遮盖的金属物体，具有较高的灵敏度，在日常生活与军事领域中都有广泛的用途。例如，探测有金属外壳或金属部件的地雷，机场、码头、车站等口岸的安全检查，探测隐蔽在墙壁内的电线或钢筋、埋在地下的金属管线和电缆，木材内的残钉探测，防止考生将手机等通信工具带人考场，检测包裹、信件中的金属物，检测食品中混入的金属屑等，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体。

根据具体应用，通常分为手持式金属探测器、通过式金属探测器（如食品金属探测器、安全检查门等）和地下金属探测器（如探雷器、地下金属寻探器等)。

金属探测器依据电磁感应原理，利用有交流电通过的振荡线圈产生迅速变化的磁场，当线圈靠近金属物体时，由于电磁感应现象，能在金属物体内部感生涡电流，涡电流产生的磁场影响原来的磁场，探测线圈的输出端便有一微弱的电压变化信号输出（类似涡流检测中的自比较线圈)，经过放大和信号处理，触发探测器发出声、光报警，从而探测出隐藏的金属物体。金属探测器的灵敏度主要由被探测物体的尺寸、形状和成分决定。

金属探测器通常分为探测线圈及控制仪器两大部分。控制仪器的线路基本由振荡器、移相调幅桥、选频放大器、检波超低频放大、射极摆合式单稳触发器、电源组成。其基本工作原理为由振荡器产生一个一定频率的正弦交变电压馈送给探测线圈，探测线圈由一主发射线圈、两组副线圈和输入变压器、输出变压器组成。两组副线圈位于主发射线圈两侧，与主发射线圈距离相等而呈对称，并且互相交链，构成一差动线圈。当正弦波振荡器产生的正弦交变电压通过输入变压器馈送给主发射线圈时，主发射线圈因通过交变电流而产生相同频率的交变磁场切割两副线圈。两副线圈由于对主发射线圈距离

对称而又互相交链，因此同时感应出幅度相等而方向相反（相位相差180°）的同频率感应电势而互相抵消（由于工艺关系，两个副线圈对主圈不可能完全对称，以及还有外界屏蔽材料影响，因此输出变压器还是会有mV级的不平衡信号输出)。当探测线圈的电磁场范围没有金属进入时，只有一个微弱的该频率的等幅不平衡信号输出，这个信号经过放大后，经检波变成直流电压而被隔直电容阻挡，不能进入后级放大器，此时仪器处于相对稳定的静止状态。

一旦有金属进人探测线圈的电磁场范围时，金属处于该交变磁场中，将产生涡流，涡流的磁场使探测线圈产生感应电势，使探测线圈的相对平衡受到破坏，产生一个频率较低的脉动电势差，此脉动电势差载在原来等幅不平衡信号上馈送给放大器放大，金属信号通过第—级放大器后，幅度已被放大3000~4000倍，再送入检波器从不平衡信号上取出有用信号再送入超低频放大器，又获得1000倍以上的放大。此时金属信号已从原先的微伏级信号经几次放大后成为伏特数量级，进而达到触发器的触发电压阈值，触发报警信号（声、光信号)，则可判断出金属的存在与否。在生产线上的金属探测器还可以带有对所需控制对象进行自动控制的功能，例如切断负载电源，发出报警信号、自动喷涂标记或自动剔除装置（翻板、推杆等)。

另—种金属探测器则是利用高频振荡器，在没有遇到金属物质时，调节高频振荡器的增益电位器，恰好使振荡器振荡线圈处于临界振荡状态，即刚好使振荡器起振（调节设定检测灵敏度)，当探测线圈靠近金属物体时，由于电磁感应现象，会在金属物体中产生涡电流，根据能量守恒定律，振荡回路中的能量损耗将增大，减弱了处于临界状态的振荡器振荡，甚至因无法维持振荡所需的低能量而停振，利用振荡检测器检测出这种变化，并转换成声音信号，根据声音有无，就可以判定探测线圈下面是否有金属物体了。手持金属探测仪多采用这样的工作原理。