金属探测器线圈的基本知识

对于金属探测器来说，相对于金属涡流产生的二次场，发射线圈产生的是很大的磁场，涡流激发出的二次场相对而言非常小。为了有效地探测到涡流感应出的二次场的信号，必须减小探测线圈探测到的一次场的强度，从而增加为涡流信号的探测能力，也就相当于增加二次场信号在接收到的发射信号上的调制深度，以便解调出更大幅度的有用信号。金属探测器为达到上面的目的可以用接收平衡的方法，使得探测线圈探测到的发射场信号减弱。要实现这种平衡有多种方法，包括机械式平衡与电平衡，下面讨论的是几种机械式平衡的方式，也是目前使用更多的。

一是正交线圈。它是一个早期用来实现金属探测器接收平衡的方法。它可以被看作是一个双向定位器或者RF探测器。这里的接收线圈与发射线圈相差九十度，即沿着发射场的等磁感线方向放置接收线圈，此时接收线圈不会切割磁感线，也就不会有感应电流的产生，理论上此时的互感为零。但是金属探测器采用这种线圈方式存在一个严重的问题，就是线圈占的体积太大，不适合放在安检门的门框内。

二是双O线圈。也是一种早期用来实现金属探测器线圈接收平衡的方法。发射线圈和接收线圈有很小的一部分重叠，发射线圈的部分内部发射场将穿过接收线圈，而部分外部发射场也穿过接收线圈，发射线圈的内外场方向正好相反，如果接收线圈放的位置合适的话，接收线圈收到的发射场就可以完全抵消。对于采用双O线圈的金属探测器来说，场强更大的地方位于中心轴处，同样，接收线圈的探测灵敏度更高的地方也是位于中心处。由于两个线圈的中心轴是不重合的，结果是两个线圈交叠的区域成了他们之间灵敏度更高的区域。所以这种方法与其他方法相比探测灵敏度较低。

三是共轴线圈。它是以薄片形线圈获得接收平衡的方法，因为几个线圈拥有同一个对称轴，因而称之为共轴型线圈。这种结构的金属探测器发射线圈置于两个接收线圈之间，两个接收线圈绕向相反，因此他们产生的电流相互抵消。同样，也可将一个接收线圈置于两个发射线圈中间，两个发射线圈绕向相反，同样可以达到抵消的目的。共轴线圈用于早期的超低频金属探测器，目前在产品生成流水线上用的更多。

四是内嵌线圈。它在七，八十年代的金属探测器中十分常见，其中发射线圈的一小部向内部折叠，而接收线圈恰好也有一部分与之重叠，重叠的部分对接收线圈产生一个小的，反向的发射场来抵消其另一部分较大的发射场。

如今，许多金属探测器都是使用同心线圈。通常情况下，如果将一个接收线圈与发射线圈同心放置，将获得很大的互感。这里的解决办法是再加入一个线圈，即在距离接收线圈很近的地方增加一个发射线圈，新增的线圈的绕向与原发射线圈绕向相反，从而抵消了接收线圈中的原有的发射场。新增的反向发射线圈可以置于接收线圈外部，内部或直接置于接收线圈之上，视发射场强度而定，反正目的是要使接收线圈收到的发射场为零。金属探测器另一种实现同心的办法是再使用一个接收线圈，将其置于发射线圈附近，绕线方向与原接收线圈相反，也可以达到接收平衡的目的。同心线圈有着所有线圈类型中更佳的灵敏度，大多数情况下，它的接收线圈的直径是发射线圈的一半。