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(1) [自制金属探测仪]自制金属探测器
与其它类型的金属探测器相比,本电路的工作原理是这样的: 当探测用电感线圈的电感量变化时,L振荡器的振荡频率也产生变化。任何金属体一靠近这个探测电感器其电感量就变。
频率如何变化这取决于金属特性和电路所使用的工作频率。如果工作频率很高,则金属物就可视为一个短路环,它将降低探测电感的电感量,从而使振荡器工作频率上升;如果振荡器的工作频率足够低以至可忽略涡流损失,这个探测器就有可能区分出黑色金属或无色金属。
要制作一个频率不高于200Hz振荡器的振荡线圈是很困难的,故本振荡电路振荡工作频率选用约300KHz,这样电感器就很容易制作,只需用一根同轴电缆线按图中尺寸绕一匝就制成。
电路包括振荡器T1、频率-电压转换器IC1和MOS双运放器IC2。探测头线圈直径为440mm,C1和C2的值可保证振荡器的频率约为300KHz,若采用较小直径探测圈,则线圈需绕较多匝数。
振荡器信号电平必须至少达到500mVpp,以便能够很好地驱动4046集成块,在这个电平,相位比较器可保证集成块内部的锁相环总是锁定同步的。在10脚上的源极跟随器输出再被送到IC2 CA3130作较大幅度放大。
锁相环的中心频率,也就是中心处零的微安表的零点由电位器P1所调节。如果运放器的灵敏度极高,则要仔细反复地用P2作精调。本机灵敏度由P3调整,该电位器被连接于负反馈环与IC2的反相输入端;同时还有一正反馈经微安表和R10加到IC2的非反相输入。当然,也可用不同阻抗的表头,但要改变R9、R10和R11的值。注意:在探测金属时,探测物的大小与探测线圈间是有一定关系的。要用440mm(17.5寸)直径的探测线圈去探测硬币大小的金属将是徒劳的。
自制金属探测器
这是一个金属探测电路,它可以隔着地毯探测出地毯下的硬币或金属片。这个小装置很适合动手自制。一、元器件的准备 电路中的NPN型三极管型号为9014,三极管VT1的放大倍数不要太大,这样可以提高电路的灵敏度。VD1-VD2为1N4148。电阻均为1/8W。 金属探测器的探头是一个关键元件,它是一个带磁心的电感线圈。磁心可选Φ10的收音机天线磁棒,截取15mm,再用绝缘板或厚纸板做两个直径为20mm的挡板,中间各挖一个Φ10mm的孔,然后套在磁心两端,如图1所示。最后Φ0.31的漆包线在磁心上绕300匝。这样做的探头效果最好。如果不能自制,也可以买一只6.8mH的成品电感器,但必须是那种绕在“工”字形磁心上的立式电感器,而且电感器的电阻值越小越好。二、电路的制作与调试 图2是金属探测器电原理图,图3是它的电路板安装图,图4是它的电路板元件安装图。组装前将所用元器件的管脚引线处理干净并镀上锡。对照三个图,依次将电阻器、二极管、电容器、三极管、发光二极管、微调电阻器焊到电路板上,再将电感探头、开关、电池夹连接到电路板上。电路装好,检查无误就可以通电调试。接通电源,将微调电阻器RP的阻值由大到小慢慢调整,直到发光二极管亮为止。然后用一金属物体接近电感探头的磁心端面,这时发光二极管会熄灭。调整微调电阻器RP可以改变金属探测器的灵敏度,微调电阻器RP的阻值过大或过小电路均不能工作。如果调整得好,电路的探测距离可达20mm。但要注意金属探测器的电感探头不要离元器件太近,在装盒时不要使用金属外壳。必要时也可以将金属探测器的电感探头引出,用非金属材料固定它。 三、电路工作原理 金属探测器电路中的主要部分是一个处于临界状态的振荡器,当有金属物品接近电感L(即探测器的探头)时,线圈中产生的电磁场将在金属物品中感应出涡流,这个能量损失来源于振荡电路本身,相当于电路中增加了损耗电阻。如果金属物品与线圈L较近,电路中的损耗加大,线圈值降低,使本来就处于振荡临界状态的振荡器停止工作。从而控制后边发光二极管的亮灭。 在这个电路中三极管VT1与外围的电感器和电容器构成了一个电容三点式振荡器。它的交流等效电路(不考虑RP和R2的作用如图5所示,当图5中三极管基极有一正信号时,由于三极管的反向作用使它的集电极信号为负。两个电容器两端的信号极性如图5所示,通过电容器的反馈,三极管基极上的信号与原来同相,由于这是正反馈,所以电路可以产生振荡,RP和R1的存在,消弱了电路中的正反馈信号,使电路处于刚刚起振的状态下。 金属探测器的振荡频率约为40KHz,主要由电感L、电容器C1、C2决定。调节电位器RP减小反馈信号,使电路处在刚刚起振的状态。电阻器R2是三极管VT1的基极偏置电阻。微弱的振荡信号通过电容器C4、电阻器送到由三极管VT2、电阻器R4、R5及电容器C5等组成的电压放大器进行放大。然后由二极管VD1和VD2进行整流,电容器C6进行滤波。整流滤波后的直流电压使三极管VT3导通,它的集电极为低电平,发光二极管VD3亮。 在金属探测器的电感探头L接近金属物体时,振荡电路停振,没有信号通过电容器C4,三极管VT3的基极得不到正电压,所以三极管VT3截止,发光二极管熄灭。
(2) [自制金属探测仪]DIY简易金属探测器
偶然发现了这个简单的金属探测器电路,我当时很怀疑它是否真的有这个功能,后来经过分析,并找到了相关视频证实了它确实可以,然后我就自己动手做了一个。
动手制作之前请务必查阅相关资料,弄清楚金属探测器的原理。1.工具和材料零件:- 555- 47kΩ电阻- 两个2μ2F电容- 电路板- 9伏电池,开关,一些电线- 蜂鸣器- 100米的铜线,直径为0.2毫米的- 胶带和胶水蜂鸣器您可以使用10μF电容和扬声器(8欧姆阻抗)。工具:- 面包板和电线- 钳子,镊子- 烙铁和焊锡线- 锋利的刀,尺子,铅笔,圆规- 热胶枪
2.原理图
这个图是在网上找的。我只是在开关和电路之间加了一个开关,并且把扬声器换成了蜂鸣器。
3.线圈
线圈是最困难的部分。通过计算,90mm直径的线圈,需要大约250个绕组,直径70毫米需要290个绕组,电感可以达到10 mH。您也可以在网上购买现成的线圈。
线圈芯使用纸板做的。线圈用的是直径为0.2mm的漆包铜线。我绕了260圈。在焊接之前,请把线头上的漆挂掉。
4.测试
经过测试,确实有效!(视频搞不到)
5.PCB
测试成功后,我做了这个PCB电路
6.纸板结构
为了最终作品的美观和易用,我做了这个纸板结构。
7.组装
所以的部件都已经准备好了。下面就是把他们都组装起来。首先用胶枪固定开关,然后放进电池,最后把电路板也用胶枪固定住。
8.总结
这个金属探测器非常非常简单。但是它的探测功能也是有限的。在户外使用的时候,不能正常工作。不过,对于初学者来说,这确实是一个不错的作品,我很喜欢!
(3) [自制金属探测仪]金属探测器DIY,你真正了解过多少?
前阵子PCB哥家里装修,需要在承重墙上开一个直径20cm的洞... ...
那么问题来了,应该怎样避开承重墙里横七竖八的钢筋呢?也就是说,如何在不伤及承重墙里钢筋的前提下,成功地在承重墙上开出一个洞?显而易见,金属探测器一定能帮到我!
说到金属探测器,你可能首先想到的是下面的样子。
或者下面这个样子。
而对于这个看上去还算是“高科技”的物件,你又真正了解过多少呢?今天,我们就来说说金属探测器!顺便,你还可以自制一台简易金属探测器。
温馨提示:
如果你想去寻宝,首先带好粮食和指南针!
金属探测器的历史
世界上第一台金属探测器诞生于1931年,由费舍尔博士(Gerhard R. Fisher)在美国加利福尼亚州帕罗奥图的费舍尔实验室中发明,被命名为Metalloscope(简称M-Scope),并获得专利。1924年,金属探测器的雏形被制造完成,并且于1927年制造出改进型产品。
金属探测器的基本原理
金属探测器是利用电磁的特性来完成探测工作的。
如上图,金属探测器通过线圈建立磁场,并通过磁场探测到地下的物体,同时,探测器中的另一个线圈会接收“反射”回来的电磁信号,并通过扬声器或者耳机发出频率稳定或者不稳定的响声。
当探测器扫过地面,磁场靠近金属物体的时候,响声就会发生变化。当你听到这种变化时,就说明此时地下有金属物体,线圈越大,探测器也就越灵敏。
这是因为,流经发射线圈的电流会产生一个电磁场,就如同电动机也会产生电磁场一样的道理。磁场的极性将垂直于线圈所在的平面。每当电流改变方向,磁场的极性都会随之改变。这就意味着,如果线圈平行于地面,那么磁场的方向会不断地交替变化,一会儿垂直于地面向下,一会儿又垂直于地面向上。随着磁场方向在地下的反复变化,它会与所遇的任何导体目标物发生磁场的作用,导致目标物自身也会产生微弱的电场继而产生磁场,而且需要知道的是,目标物磁场的极性同发射线圈磁场的极性恰好相反。如果发射线圈产生的磁场方向垂直地面向下,则目标物磁场就垂直于地面向上。接收线圈需要能够屏蔽发射线圈产生的磁场。但它不会屏蔽从地下目标物传来的磁场。这样一来,当接收线圈位于正在发射磁场的目标物上方时,线圈上就会产生一个微弱的电流。接收线圈会放大这一频率并将其传送到金属探测器的控制台,控制台上的元件继而对这一信号加以分析,于是,我们就知道地下是不是存在金属物品了。
这就是金属探测器的基本原理。So Easy!
金属探测器常见种类
最常见的三种金属探测器:
I、甚低频(VLF)探测器:这是市面上最常见的一种探测器,能够在各种地形上检测出几种不同类型的金属。由于大多数金属具有不同的电导值和电阻值,VLF金属探测器可利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种类的金属相移均值进行比较。然后探测器就会以听觉或视觉信号的形式,将目标物可能所处的金属类型范围告知探测者。
II、脉冲感应(PI)金属探测器:这种探测器能够探测到深埋在地下的金属,并能排除“黑沙”(即铁矿砂)的干扰,这种金属探测器在淘金者和寻宝者中最受欢迎。但是脉冲感应(PI)技术的金属探测器不是很常见。它有别于VLF系统,PI系统可以利用单个线圈来承担发射器和接收器的双重任务,也可利用两个甚至三个线圈协同工作。这种技术向线圈发送高能、短时的电流脉冲。每一次脉冲都产生一个瞬时磁场。脉冲结束后,磁场极性会反转,然后迅速衰减,产生一个尖锐的电流毛刺。这一毛刺可持续几微秒,并导致线圈上产生另一电流。这一电流称为反射脉冲,持续的时间极为短暂,只有30微秒左右。随后下一个脉冲会到达线圈,并重复上述过程。基于PI技术的金属探测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变化,每秒发送的脉冲数小可至数十次,多可达上千次。
III、差拍振荡器(BFO):这种探测器能够检测到磁场范围内的任何金属和矿物,这是一种最基本的金属探测器,适合于新手。由于BFO系统较为简单,因而其生产成本和销售价格都很低。不过这种探测器的控制能力和精确度都难以达到VLF或PI系统的水准。
另外,使用日常使用的计算器和收音机也是可以自制简易金属探测器的,这种探测器能够检测到距离比较近的金属,制作简单,虽然外观上没有前几种显得高大上,但还是可以正常检测出距离比较近的金属物品的,我们会在下文继续说明这种简易金属探测器的制作细节。
主要功能部件
对于大多数的金属探测器,主要的功能部件其实是大同小异的,主要包括以下三项内容:
I、控制台:其中包括控制及检测电路、扬声器、电池以及微处理器等,就是上图里手柄位置的小盒子。
II、连接杆:连接杆连接控制箱和线圈,长度要根据自己的身高来确定,DIY的话,材料选择比较自由。
III、探查线圈:探查线圈就是真正用来感知金属的部件,也可以叫做“探头”、“线圈”或“天线”,是决定探测器灵敏度的一个重要部件。
简易金属探测器DIY
好了,在简单了解过金属探测器的基本知识以后,我们就来动手DIY一台金属探测器。
这里我们选择自制线圈和收音机来完成这台简易金属探测器的DIY制作。
首先需要回顾一下甚低频金属探测器的基本工作原理和主要部件,然后再开始我们的DIY。
I、首先绕制探测线圈:
这台金属探测器的探测线圈分为两部分,各自起到发射和接收信号的作用。
发射线圈:即探测线圈的外环线圈。设备沿导线交替变换方向发出电信号,每秒钟变换数千次。每秒钟电流方向变换的次数就形成了探测器的探测频率。
接收线圈:即探测线圈的内环线圈,由另一组导线绕成的线圈组成。这一线圈能起到天线接收的作用,用来收集并放大地下目标物发出或者“反射”的电磁波,如此时探测范围内存在金属物品,则控制台扬声器的频率将随着改变。
如上图的样子,制作大小两个同心圆支架,你可以选用木质支架或者PVC材料完成制作,如果你觉得这些都有难度,家里总会有没用的光盘吧?
在外环线圈上绕10~50圈0.25毫米线径的漆包铜线,内环线圈也如此,当然,如果你手头恰巧没有0.25mm线径的漆包线,也完全可以使用其他线径型号的漆包线。
另外,在完成探测线圈的制作后,需要注意保护绕制好的线圈,使用PVC外壳或者其他方式进行外壳的保护安装。至此,这台金属探测器的探测线圈就做好了。
II、控制台DIY:
最最简单的做法,是使用AM收音机“充当”这台金属探测器的控制台和信号发生器。
之所以使用AM收音机,是因为其特有的电路性质,大家都知道,AM收音机相比较于FM收音机,会多出一个带有磁棒的天线,我们要用到的也正是AM收音机的天线,在这台金属探测器的DIY中,我们可以将上一步中制作好的探测线圈连接到AM收音机的天线上,这样,一旦探测线圈探测到金属物品,AM收音机便会发出频率不一的声音,从而快速判断我们是不是找到了“宝贝”。
注意:应将AM收音机的收音频率调整到最高,这样效果是最好的。另外,如果希望听到更细微的变化效果,请使用耳机收听反馈信号,这样,地下很小的变化都是可以正常听到的。
III、安装连接杆
这一步没什么好说的,只要根据你的手臂长度和最佳的舒适度安装好连接杆,然后将控制台(也就是上面说的那台收音机)安装在手柄位置就可以了。
至此,一台简易的甚低频金属探测器就算是制作完成了。
收音机&计算器的妙用
是的,你没有看错!就是我们日常用的电子计算器和AM收音机,就可以完成这另外一部简易金属探测器的DIY作品!
这种探测器就是直接用计算器和收音机制作而成的,说实话,它的外形确实是一般般,但是同样能探测到金属物品的存在。
DIY方法如下:
I、将收音机的AM频率设到最高。注意不要调到有节目的频道,并且能够清楚地听到平稳的响声。
II、打开计算器。将计算器和收音机背对背,调整好距离和角度,直到能够听到低沉、平稳的响声为止。
III、调整好位置以后用胶带固定,然后就可以安装连接杆了。
是的,做到这一步,一个简单的金属探测器就做好了,你可以利用家里的金属物体进行测试。比如金属的勺子,如果探测器靠近勺子时会发出响声,那么你就成功了。然后你就可以去寻宝了。
下面看看国外D友的作品,有请视频君!
其他的推荐电路
除了上述的两种简易金属探测器的DIY方案,其实我们常见的金属探测器电路还有很多,最常用的当属555芯片,下面就是两款使用555时基芯片设计的金属探测器电路,这两款电路都有着一个共同点,那就是 —— 免调试!大家有兴趣也不妨试试~
I、基于555芯片的简易金属探测器电路①
II、基于555芯片的简易金属探测器电路②
附:国外厂家如何生产
最后再附上一则视频,看看国外厂家如何生产我们在地铁安检时常见的探测器,看看国外在金属探测器的生产过程中有哪些新鲜的东西。
不关注创易联盟
都不好意思说自己是个攻城狮!






