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地下金属探测器工作原理是什么?
作者:金属探测器 来源:金属探测器厂家 点击数: 更新时间:2008年11月08 【字体:

地下金属探测器工作原理

地下金属探测器包括三个基本组成部分:(1)线圈;(2)电源;(3)控制盒。线圈内部通常有两个铜线绕组。当电流从电池流向其中一个绕组的时候,生成的电磁场被导向地面,所以这个绕组通常被称作发射绕组。 金属物体具有导电性并可以使电磁场产生变化,而电磁场由于金属物体的出现而产生的变化被线圈中的第二个绕组拾取,所以这个绕组被称为接收绕组。 由金属引起的电磁场变化被送到控制盒中,控制盒则发出音频信号提示操作者。 金属探测器可以区分多种金属,这是通过测试金属的导电性来实现的,系统可以删除不需要的响应信号,忽略类似钢、铁、易拉罐盖或者瓶子盖那样的金属,但是对类似金、黄铜、银等金属发出信号。

地下金属探测器的分类
目前市场上的地下金属探测器大致可以分成三类:

  1. 黄金探测
  2. 硬币和文物探测
  3. 地下水和溪流探测

这几种地下金属探测器的主要区别如下:

  1. 采用的技术不同
  2. 采用的地面平衡方式不同
  3. 采用的频率不同
  4. 被探测物体区分能力不同

目前使用的四种主要技术如下:

  1. 连续正弦波技术——这是一种被大多数基本型探测器所采用的传统技术。这些探测器通常被称作VLF型探测器。当信号处理需要频繁调整的时候,其信号发出和接收的方式并没有多大变化。这是因为这种连续正弦波探测器会生成一个电磁场并以连续波的形式作用于地面。
  2. 宽频谱发射技术(BBS)——与VLF探测器仅采用一个正弦波的方波的工作方式不同,这种技术采用17个频率同时发射的工作方式。这个技术的进一步升级就是全频谱发射(FBS)的工作方式。全频谱发射有28个频率同时工作。这就是Minelab独家享有的专利技术,其优点是可以最大限度对地面杂波降噪并能在更大的深度范围准确区分不同的金属目标。这种技术的出现为当今市场上用于探宝的主要产品——多频谱探测器提供了更广泛的适用范围。
  3. V/Flex技术——这是一种极端精妙的技术,它采用数字组件和混合信号组件来加强标准的单一频率技术,工作可靠并且可以改善对外界干扰的屏蔽作用。此外,V/Flex技术可以让探测器通过变换线圈获得不同的频率工作。
  4. 多周期感应技术(MPS)——这也是Minelab独家享有的专利技术,首先在其SD系列产品上应用,现在在顶级的GP系列探测器以及其它一些矿产探测器产品上应用。Minelab的独特的多周期感应技术(MPS)通过向地面发射一个变化的长短磁场脉冲流,使被探测物体自身也产生一个变化磁场。这就是说,比较传统的VLF探测器,MPS技术可以使你探测到埋藏更深的物体。而且,采用MPS技术可以提高地面平衡精度,从而有效减少误报和错误信号。

三种类型的地面平衡方式

  1. 手动地面平衡——操作者自己调整地面平衡,以便适应被探测的不同地表的成矿状态。
  2. 自动地面平衡——Minelab在1987年首先发明了真正的自动平衡技术,这个进步使全世界探测器的地表跟踪电路从此发生了翻天覆地的革命。自动地面跟踪技术意味着探宝者可以使用自动调整的平衡技术跟踪地面成矿状态的变化。这就保证了达到完美的地面平衡的同时实现最大深度的探测,而用不着操作者在地面状况变化的情况下停下来用手动方式调整探测器实现地面平衡。
  3. 预置地面平衡——这种技术预先设置好特定参数来适应特定类型的土壤。这就把探宝者的活动限制在某个特定的探测对象,比如它通常用于硬币探测。

频率选择可以带来什么样的变化?

频率通常用千赫兹来计算,频率是每秒钟信号脉冲发射进入地面和返回被接收的次数。探测器使用的频率越低,通常发射信号穿透地面的深度越深。但是在低频范围,探测器对小型目标的灵敏度有时会下降。频率越高对小型目标的灵敏度就越高,但是同时发射信号的穿透深度也会减少。一般而言,探测黄金的探测器采用高频以便发现小型矿瘤。而硬币和文物探测者喜欢用低频探测器,以便达到更大的深度,这时理想的工具是MPS型探测器,这种探测器可以同时满足灵敏度和深度探测的要求。
注意:频率是决定探测深度和灵敏度的唯一因素,通常我们只将频率看作是一个指标。

目标辨别方式

探测器的目标辨别能力是其发现并指示想要的目标和淘汰不想要的目标的能力。

变量辨别法——这是一种最基本的辨别方法。即按照被探测物体的导电水平设定一些级别范围。导电级别可以由操作者设定,所有导电性低于一个特定水平的金属将被淘汰,而所有高于这个水平的金属则被接受。

积分过滤辨别法——如果所有金属都按照其导电特性从低到高划分积分等级,积分少的金属颗粒将被淘汰,积分多的金属颗粒则被接受。在探测器上可以给出颗粒的数量和宽度数值,由操作者自己决定是否淘汰或者接受。

音调辨别法——有些探测器可以识别目标金属的性质并且用不同的音调向操作者报告。一般说来,低音调表示低导电性金属,高音调表示高导电性金属。

识别表辨别法——当今大多数硬币和财宝探测器都能提供一个表或者LCD显示屏,这样的表或者显示屏可以用数值和/或图象表示被探测物体的性质和形状。

注意:目标的辨别精度取决于被探测物体是否能重复相同物体的导电特性。人造物体大多有一致的导电特性。然而,自然生成的金块由于纯度不同其导电特性也会有差别。因此,大多数黄金探测器倾向于采用最基本的识别方式,即:仅仅将金属与非金属区分的识别方式。

硬币探测中的区别
尺寸:硬币的尺寸会影响到探测器的探测深度和灵敏度。硬币的尺寸越大,探测深度越大灵敏度越高。反之,硬币尺寸越小,探测深度越小灵敏度越低。 同样,小尺寸硬币的重量也轻,活动能力更强,所以有可能在更困难的地形上和更深的地方找到它们。

形状:最常见的硬币形状显然是传统的圆形、凸圆形和带缺口边的圆形。硬币形状的变化会引起物理特性的不同。比如凸圆形硬币比圆形硬币更容易被小树丛或石头缝隙卡住,而带缺口边的硬币在水下探测时更容易有挂刺的感觉。这些古老的硬币也通常会因为磨损失去一些重量。传统的圆形硬币特别是金币通常更稳定,可探测性更高,是黄金探测中常见的目标。

硬币探测器的配置:在硬币探测中最常用的有三种绕组,即:中心型,双D型和单回路型(Concentric, Double D, 和 Monoloop),它们的主要区别在于绕组在线圈中的形式不同。

中心型线圈——这种线圈有一个内环绕组和一个外环绕组。其感应模式的形状象一个玉米,这对于提高探测精度很有帮助。中心型线圈在探测多金属地面时噪音很高,所以需要采用迭加扫除(过滤)技术处理以便获得更充分的地面覆盖。

双D型线圈——这种线圈目前在大多数应用中很受欢迎。其感应模式的形状象一个凿子或者刀刃,可以很规则地覆盖地面,一旦操作者习惯了它的工作方式,找到财宝并不困难。双D型线圈的优点是地面平衡性能突出。

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