专利名称：便携式金属探测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电子技术、电工技术领域，涉及一种便携式金属探测装置，主要用于探 测工作区域是否埋藏金属物体，避免给相关机电设备带来危害。
背景技术：
市场上各种专门用来探测金属物体的仪器可谓种类繁多，功能强大的大型金属探 测仪器可用于检测5m以内的人体、行李、包裹内是否藏有枪支、匕首等金属物品，这类探测 仪器适用于机场、车站、码头、海关、公安、边防等公共场合对行李物品或人体进行快速安全 检查；也有用于探测有金属外壳或金属部件之外，用来探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下 的水管或电缆，甚至能够用于地下探宝或探测埋藏在地下深达5m的金属物体。它们的共同 特点是功能强大、探测距离远(地下探测深度大)，探测结果可靠、准确。虽然这些金属探测 仪器使用效果很好，但普遍存在价格高、难于推广普及等问题。为解决日常遇到相对比较简 单的金属物体的探测问题，有必要研究一种电路结构简单、性能可靠、日常使用方便、制作 价格低廉的金属探测装置，以弥补大型金属探测仪器的存在的缺陷和不足。
发明内容
发明目的本发明为解决日常遇到的相对比较简单金属探测问题，可解决和弥补 大型金属探测仪器存在的缺陷与不足。技术方案便携式金属探测装置由电感器(探头)、三点式电容振荡电路、阻容放 大电路、振荡信号检波电路、直流放大电路、探测显示电路、电源滤波电路、电源指示电路等 组成。其特征在于振荡器采用三点式电容振荡电路，振荡信号检波电路采用二倍压整流电路。电路工作原理金属探测装置电路中的主要部分是一个处于临界状态的振荡器， 当有金属物体接近电感器L(即探测装置的探头)时，电感线圈中产生的电磁场将在被测 金属物体中感应出涡流，这个能量来源于振荡电路本身的损失，相当于电路中增加了损耗。 如果有金属物体与电感线圈L很近时，电路中的损耗进一步加大，电感线圈(L)Q值降低，使 得处于临界振荡状态的振荡电路停止工作，进而控制电路中发光二极管(D3)熄灭。在电路中硅三极管(BGl)与外围的电感器线圈(L)和两个电容(C1、C2)构成了一 个三点式振荡器。当振荡器电路中硅三极管(BGl)的基极有一正信号时，由于三极管的反 向作用使它的硅三极管(BGl)的集电极信号为负。两个电容(C1、C2)的两端的信号极性均 是上正下负，信号通过电容(C3)的反馈，硅三极管(BGl)基极上的信号与原来信号同相位， 由于是正反馈，所以电路会产生振荡，在接入电阻(Rl)和电位器(RPl)后，将削弱了电路中 的正反馈信号的强度，用于控制电路处于刚刚起振的临界状态。金属探测装置的振荡频率约为40KHz，振荡频率主要由电感器(L)、两个电容(Cl、 C2)决定。调节电位器RPl能控制反馈信号的大小，控制电路处在刚刚起振状态。电阻(R2) 是硅三极管(BGl)的偏置电阻。微弱的振荡信号通过耦合电容(C4)送到由硅三极管(BG2)、两个电阻(R4、R5)及电容(C5)等组成电压放大器。因放大后的信号幅度仍然比较小，故选 用两只二极管(D1、D2)和两只电容(C5、C6)组成二倍压整流电路，整流滤波后的直流电压 使硅三极管(BG3)导通，这时硅三极管(BG3)的集电极处于低电平，使发光二极管(D3)得 电被点亮。当金属探测装置的电感器探头(L)接近金属物体时，处于振荡临界状态的振荡电 路立即停振，通过耦合电容(C4)的信号将会消失，硅三极管(BG3)的基极得不到正向电压， 而使硅三极管(BG3)截止，最后使发光二极管(D3)由点亮变为熄灭。便携式金属探测装置的电路组成及主要元件的连接关系本发明由电感器(探头)、三点式电容振荡电路、阻容放大电路、二倍压整流电路、 直流放大电路、探测显示电路、电源滤波电路、电源指示电路组成。1.探头和三点式电容振荡电路分别由电感器(L)、振荡器电容(C1、C2)、偏置电阻 (R2)、振荡信号衰减电阻(R1、RP1)、硅三极管(BGl)和电阻(R3)组成。两个电容(C1、C2) 串接后与电阻(Rl)的左端相接，两个电容(C1、C2)的另一端分别接电感线圈(L)的两端， 衰减电阻(Rl)的右端接电位器(RPl)的左端，电容(C3)的左端分别与电容(Cl)、电感器 (L)的上端相接，电容(C3)的右端分别与硅三极管(BGl)的基极、电阻(R2)的下端相连，电 阻(R2)的上端和硅三极管(BGl)的集电极同接电源正极(VCC)，硅三极管(BGl)的发射极 分别接电位器(RPl)的右端、耦合电容(C4)的左端和电阻(R3)的上端，电阻(R3)的另一 端与电容(C2)的下端均接电路地。2.阻容放大电路由耦合电容(C4)、偏置电阻(R4)、硅三极管(BG2)和负载电阻 (R5)组成。3. 二倍压整流滤波电路由耦合电容(C5)、检波二极管(Dl、D2)和滤波电容(C6) 组成。硅三极管(BG2)的集电极接电容(C5)的左端，电容(C5)的另一端分别接检波二极 管(Dl)的负极和检波二极管(D2)的正极，检波二极管(D2)的负极分别接电解电容(C6) 的正极和硅三极管(BG3)的基极，检波二极管(Dl)的正极和电解电容(C6)的负极均接电 路地。4.直流放大电路由硅三极管(BG3)和负载回路上的电阻(R6)、发光二极管(D3) 组成。5.探测显示电路由串接在硅三极管(BG3)集电极负载中的降压电阻(R6)和红色 发光二极管(D3)组成。有益效果本发明可解决日常遇到的埋藏相对比较浅的金属物体探测问题(如 探测在墙壁里暗排的金属管线等)，弥补大型金属探测仪器普遍存在操作复杂、价格昂贵等 缺陷和不足。因便携式金属探测装置的电路比较简单、制作成本较低，很适合作为一种常用 工具进行批量开发。
图1是便携式金属探测装置电路工作原理图。图2是制作金属探测装置探头的磁心和线圈挡板示意图。图3是制作好带中频磁心的电感器线圈(探头)效果图，电感器线圈具体制作方 法详见以下实施例中的说明。
具体实施例方式下面按照说明书附图和
，结合以下实施例对本发明的相关制作技术作进 一步的描述和说明。元器件的选择与制作1.为了提高电路检测的灵敏度和电路工作的稳定性，硅三极管管(BGl)的放大倍 数不宜太大，β值最好控制在70 90为好。2.三点式振荡器电路中的两个电容(Cl、C2)，要求选用工作稳定性较好的瓷片电 容或选用独石电容，要求两个电容(C1、C2)的容量参数相等。3.元器件名称及技术参数表
权利要求
一种便携式金属探测装置由电感器(探头)、振荡器、阻容放大、振荡信号检波、直流放大、探测显示、电源滤波、电源指示电路组成，其特征在于振荡器采用三点式电容振荡电路，振荡信号检波采用二倍压整流电路。
2.根据权利要求1所述的便携式金属探测装置，其特征是三点式电容振荡电路由电感 线圈(L)、振荡器两个电容(Cl、C2)、偏置电阻(R2)、振荡器信号衰减电阻(Rl)和电位器 (RPl)、硅三极管(BGl)和电阻(R3)组成，电容(Cl)与电容(C2)串接后与电阻(Rl)的左 端相接，两个电容(C1、C2)的另一端分别接电感线圈(L)的两端，电阻(Rl)的右端接电位 器(RPl)的左端，电容(C3)的左端分别接电容(Cl)、电感线圈(L)的上端，电容(C3)的右 端分别接硅三极管(BGl)的基极和电阻(R2)的下端，电阻(R2)的上端和硅三极管(BGl)的 集电极同接电源正极(VCC)，硅三极管(BGl)的发射极分别接电位器(RPl)的右端、耦合电 容(C4)的左端、电阻(R3)的上端，电阻(R3)的另一端与电容(C2)的下端和电感线圈(L) 的下端同接电路地。
3.根据权利要求1所述的便携式金属探测装置，其特征是二倍压检波滤波电路由耦合 电容(C5)、两个检波二极管(Dl、D2)和电解电容(C6)组成，电容(C5)的左端接硅三极管 (BG2)的集电极，电容(C5)的右端分别接检波二极管(Dl)的负极和检波二极管(D2)的正 极，检波二极管(D2)的负极分别接电解电容(C6)的正极和硅三极管(BG3)的基极，检波二 极管(Dl)的正极和电解电容(C6)的负极同接电路地。
4.根据权利要求1所述的便携式金属探测装置，其特征是探测显示电路由硅三极管 (BG3)集电极的负载由降压电阻(R6)和红色发光二极管(D3)组成，降压电阻(R6)的上端 接电源正极(VCC)，电阻(R6)的下端接红色发光二极管(D3)的正极，红色发光二极管(D3) 的负极接硅三极管(BG3)的集电极。
全文摘要
本发明属于电子技术、电工技术领域，涉及一种便携式金属探测装置。本装置由电感器(探头)、振荡器、阻容放大、振荡信号检波、直流放大、探测显示、电源滤波、电源指示电路组成。振荡器采用三点式电容振荡电路，振荡信号的检波采用二倍压整流电路。振荡器电路处于临界状态，当金属物体接近探头时，电感线圈中产生的电磁场将在被测金属物体中感应出涡流，能量损失来源于振荡电路，振荡电路中的损耗加大，电感线圈Q值降低，使处于临界状态的振荡电路停止工作，从而控制电路中发光二极管熄灭。本发明可解决日常遇到的埋藏相对比较浅的金属物体探测问题(如在墙壁内暗排的电缆)，弥补大型金属探测仪器存在着操作复杂、价格昂贵等缺陷。
文档编号G01V3/11GK101968551SQ20101026598
公开日2011年2月9日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者刘家发 申请人:刘家发