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金属探测器工作原理

分类:公司新闻 日期:2020-04-17
  运用电磁感应的原理,运用有交流电经过的线圈,发生灵敏改动的磁场。这个磁场能在金属物体内部能感生涡电流。涡电流又会发生磁场,倒过来影响原来的磁场,引发勘探器宣告鸣声。
金属勘探器有用技术一般有以下三种:
甚低频(VLF)也称感应平衡,也许是当今最为常用的一种勘探技术。甚低频金属勘探器有两个天壤之别的线圈:
发射线圈——外环线圈。里边是一个由导线绕成的线圈。设备沿导线替换改换方向宣告电流,每秒钟改换数千次。每秒钟电流方向改换的次数就构成了勘探器的频率。
接收线圈——内环线圈,由另一由导线绕成的线圈组成。这一线圈能起到天线的作用,用来搜集并扩展地下政策物宣告的电磁波的频率。
流经发射线圈的电流会发生一个电磁场,就好像电动机也会发生电磁场相同。磁场的极性笔直于线圈地点平面。每当电流改动方向,磁场的极性都会随之改动。这意味着,假设线圈平行于地上,那么磁场的方向会不断地替换改动,一会儿笔直于地上向下,一会儿又笔直于地上向上。
跟着磁场方向在地下反复改动,它会与所遇的任何导体政策物发生作用,导致政策物自身也会发生微小的磁场。政策物磁场的极性同发射线圈磁场的极性恰好相反。假设发射线圈发生的磁场方向笔直地上向下,则政策物磁场就笔直于地上向上。
接收线圈能完全屏蔽发射线圈发生的磁场。但它不会屏蔽从地下政策物传来的磁场。这样一来,当接收线圈坐落正在发射磁场的政策物上方时,线圈上就会发生一个微小的电流。这一电流振动的频率与政策物磁场的频率相同。接收线圈会扩展这一频率并将其传送到金属勘探器的控制台,控制台上的元件继而对这一信号加以分析。
金属勘探器根据政策物发生的磁场的强度,能近似地断定政策物埋藏的深度。政策物埋藏得越浅,接收线圈搜集到的磁场强度就越大,发生的电流也越大。政策物埋藏得越深,磁场就越弱。假设超过了必定的深度,政策物磁场在地表处的强度过于微小,就不能被接收线圈感测到。
VLF技术的金属勘探用具有一种辨认能力。由于大多数金属具有不同的电导值和电阻值,VLF金属勘探器可运用一对称为相位解调器的电子线路测出相移量,并将实测数据同某一品种的金属相移均值进行比较。然后勘探器就会以听觉或视觉信号的方式,将政策物或许所在的金属类型规划奉告勘探者。
更高级的勘探器乃至支撑设定多个忽略区间。例如,能够对勘探器进行设置,让它忽略与易拉罐拉环或小钉子的相移区间相当的物体。辨认和忽略功用的缺陷是,有或许过滤掉许多与“废物”具有附近相移的有价值的东西。但假设您要寻找某一特定类型的政策物,这类功用就会极为有用。
脉冲感应(PI)技术的金属勘探器不是很常见。有别于VLF系统,PI系统能够运用单个线圈来承当发射器和接收器的两层任务,也可运用两个乃至三个线圈协同作业。这种技术向线圈发送高能、短时的电流脉冲(冲击)。每一次脉冲都发生一个瞬时磁场。脉冲完毕后,磁场极性会回转,然后灵敏衰减,发生一个尖锐的电流毛刺。这一毛刺可持续几微秒(一微秒等于百万分之一秒),并导致线圈上发生另一电流。这一电流称为反射脉冲,持续的时间极为时间短,只需30微秒左右。随后下一个脉冲会到达线圈,并重复上述进程。根据PI技术的金属勘探器每秒一般要发送约100个脉冲,但这一数字可因生产商和产品型号的不同而有很大改动,每秒发送的脉冲数小可至数十次,多可达上千次。
假定金属勘探器下方有金属物体,脉冲会在该物体内部构成一个反向磁场。当脉冲发生的磁场衰减并构成反射脉冲时,政策物发生的磁场能够延伸反射脉冲从衰减到消失的时间。这一进程的原理有些类似于回声现象。PI金属勘探器中,政策物发生的磁场加强了反射脉冲的“回声”,使得它持续的时间要比没有“回声”时略长一些。
金属勘探器中的采样电路用来检测反射脉冲的时长。将实测时长与预期时长两相比较,该电路就能断定是否存在另一个磁场延缓了反射脉冲的衰减。假设反射脉冲的衰减时间比通常情况下长出数微秒,就或许是由于存在了金属物体而干涉了反射脉冲。
采样电路将它所监测到的微小信号传送给一个称为集成器的设备。集成器会读取从采样电路传来的信号,将其扩展并转化为直流(DC)信号。这一直流电压连到一个音频电路上,在那里被转化为动静,金属勘探器便是运用这一动静作为发现政策物的指示信号。
根据PI技术的勘探器不擅长辨认金属的品种。但在许多情况下VLF金属勘探器会遇到一些困难,这时PI系统就能派上用场。每个线圈都与一个每秒钟能发生数千次电流脉冲的振动器相连。两线圈脉冲频率之间存在一个微小的偏移量脉冲在每个线圈中传达时,线圈都会宣告射频电波。控制台内的微型接收器接收这些射频电波,并根据两线圈的频率差生成一个动静序列。当查找探头内的线圈经过金属物体上方时,线圈内的电流所发生的磁场会在该物体周围构成另一个磁场。政策物磁场会搅扰查找探头宣告的射频电波的频率。当这一频率偏离了控制台内线圈的频率时,差拍动静的时长和声调就会发生改动。
固定的勘探器通常采用各类PI技术,而许多根本型手持式扫描仪则根据BFO技术。
影响勘探器准确度的主要要素
多数勘探器都有一个正常最大勘探深度,大约在20至30厘米左右。勘探深度的准确值遭到下面几个要素的影响:
金属勘探器的类型
政策物的金属类型
政策物的巨细
土壤的成分
政策物的边带效应

其他物体的搅扰——例如管道或缆线,也能够是地上上方的物体,例如输电电线。