手持数字金属探测器的研究
论文金属探测器
金属探测器摘要金属探测器是专门用来探测金属的仪器。
广泛应用于工业生产、安检、娱乐等领域。
这里我们设计的是一个基于单片机的手持金属探测器。
它可以检测到人随身携带的金属物品，如小刀、钢笔甚至可以检测到香烟盒(内部有铝薄膜)。
可随身携带，使用方便。
金属探测是根据电磁感应原理制成的，将一金属置于变化的磁场当中时，根据电磁感应原理就会在金属内部产生涡流，涡流产生的磁场反过来又影响原磁场，这种变化可以转换为电压幅值的变化，供相关电路进行检测。
它也可以表现为振荡电路频率的变化，用检测频率的办法进行检测，这里使用的是后者，振荡部分由电容三点式振荡电路组成，产生的正弦波进行放大和脉冲转换电路，再送入单片机，由单片机探测它频率的变化。
当遇见金属时由于电磁感应原理原先建立起来的振荡将受到影响，频率将发生变化，单片机探测到这种变化后进行报警。
本次金属探测器的设计还给它添加了接口可以和外围的系统进行通讯，这里实现了与液晶显示，键盘和AT89S52组成的外围数据处理与显示模块的通信，对前端探测到的数据进行再处理和分析，并将结果显示在液晶屏幕上，并可以通过键盘对前端的探测进度进行设置。
关键字：金属探测；电磁感应原理；单片机；涡流；振荡电路ABSTRACTMetal detector is an instrument which use for detecting metal specially. it has been extensively used in produce ,Safety inspection, entertainment and so on. Here we designed a handheld metal detectors which based on the MCU. It can detect people carrying metal items such as knives,pens and even boxes of cigarettes (within the aluminum film). Portable, easy to use.It is made according to principle of electromagnetism induction. when we put an metal object around magnetic field with changing series. there will produce vortex inner metal object. The vortex will create magnetic field too. The new magnetic field will affect the old. The change can be convert into voltage signal for detecting by relative electrocircuit . It can also convert into frequency signal and be detected by frequency detector. Here we use the second method. The oscillation circuit part is composed by Capacitance three-point oscillation circuit. The signal created by the part is magnified first and then convert into impulse signal. Then it can be processed by SCM. SCM detect its frequency ,compare with the base frequency and then determine whether to worn.We add an interface to the detector. So it can communicate with other SCM system which content a lcd,a keyboard,a SCM. The SCM system can process the data more precisely and then display the result through lcd.the keyboard is used for user who want to set the detecting precision.KEYWORDS:metaldetector;the principle of electromagnetism induction;SCM;vortex;oscillationcircuit目录1 引言 (1)第1章概述 (3)1.1探测器的结构和特点 (3)1.1.1探测器的结构 (3)1.1.2探测器的特点 (4)1.1.3探测器的应用领域 (4)1.2探测器工作原理 (5)第2章当代金属器的基本方法 (6)2.1基于单片机的金属探测器的设计方案 (6)2.2 MD-898K金属探测器 (7)2.3基于霍尔器件的数字金属探测器 (8)第3章总体设计 (10)3.1 硬件电路设计 (10)3.2 软件结构设计 (11)3.2.1程序结构设计 (11)3.2.2数据处理与显示程序结构设计 (12)第4章单元电路设计 (13)4.1 振荡电路设计 (13)4.2 放大电路和脉冲变换电路 (14)4.3 单片机系统 (16)4.4 外围设置与显示系统 (17)第5章软件设计 (19)5.1软件设计 (19)5.2数据处理与显示模块设计 (22)第6章实现与性能分析 (25)6.1 硬件电路焊接与调试 (25)6.1.1振荡电路的焊接与调试 (25)6.1.2 放大电路与脉冲转换电路的焊接与调试 (26)6.1.3 单片机系统的焊接与调试 (27)6.1.4 外围数据处理与显示模块的焊接与调试 (28)6.2 软件模块的调试与集成 (31)6.2.1金属探测模块的调试与集成 (31)6.2.2 外围数据处理与显示模块的调试与集成 (33)6.3 系统性能分析 (35)6.3.1 基准频率测定方法的优缺点分析 (35)6.3.2 金属探测的精度 (35)总结 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (40)附录一系统总体电路图 (40)附录二防抖动键盘处理源程序 (42)附录三前端金属探测部分源程序 (45)附录四外围金属探测精度设置源程序 (51)1 引言金属探测器是一中专门用来探测金属的仪器，除了探测有金属外壳或金属部件的地雷以外，还可以用来探测隐蔽在墙壁内部的电线、埋在地下的水管电缆，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体。
手持金属探测器
手持金属探测器手持金属探测器：功能、应用及发展趋势1. 引言（100字）手持金属探测器是一种便携式设备，用于探测和检测金属物体。
它被广泛应用于安全检查、考古挖掘和财富寻找等领域。
本文将探讨手持金属探测器的功能、应用以及未来的发展趋势。
2. 功能（200字）手持金属探测器的主要功能是检测和确定金属物体的位置和存在。
通过电磁信号识别到金属物体，并通过声音或震动等方式向用户发出警报。
手持金属探测器通常具备以下功能：- 高灵敏度：能够检测到微小金属物体；- 调节灵敏度：根据需求调整灵敏度；- 防水设计：适用于户外环境和水下使用；- 声音/震动提示：向用户发出警报以指示金属探测。
手持金属探测器通过内置的电路和传感器实现对金属物体的探测和识别。
3. 应用（400字）手持金属探测器在各种领域具有广泛的应用，并发挥着重要的作用。
3.1 安全领域手持金属探测器被广泛应用于安全检查，如机场安检、地铁安检、公共场所安全检查等。
通过探测和识别身体上携带的金属物体如刀具、枪支等，手持金属探测器能够及时发现潜在的安全威胁，保障公众安全。
3.2 考古挖掘在考古挖掘领域，手持金属探测器被用于检测地下埋藏的文物和古董。
这些文物和古董往往含有金属成分，通过手持金属探测器可以准确地确定它们的位置，避免损坏和丢失。
3.3 财富寻找手持金属探测器也广泛应用于财富寻找。
如寻找丢失的金属首饰、寻找埋藏的金属宝藏等。
人们可以使用手持金属探测器在沙滩、公园、战场等地方进行寻找。
这为爱好寻宝的人们提供了方便和乐趣。
4. 发展趋势（600字）随着技术的不断进步和应用的不断扩展，手持金属探测器也在不断发展和改进。
4.1 更高的灵敏度随着科技的进步，手持金属探测器将变得更加灵敏，可以探测到更小的金属物体。
这将有助于提高安全性，并提供更准确的财富寻找功能。
4.2 多功能化设计未来的手持金属探测器有望实现多功能化设计，例如，除了金属探测外，还可以检测化学物质、爆炸物、放射性物质等。
手持金属探测器实训报告
手持金属探测器实训报告随着人们生活水平的不断提高，对于电子产品的需求也越来越大。
近年来，学校与企业合作研发新产品和项目，是职业教育培养适应经济社会发展需要的技术应用性人才、增强核心竞争力、服务地方经济建设的重要举措。
本文我以“手持金属探测器”这个项目，分析了项目所需掌握的基础知识和技能，从而达到综合运用所学专业知识解决问题的能力。
手持金属探测器具有很多优点：安全防盗、隐蔽伪装等功效;由于它采用半导体存储器存储数据，因此又称为存储型金属探测器或存储式金属探测器，其主要特点如下:数据存储量大，通常可存储1000个探测区域数据;读写方便快捷;内置锂离子电池供电;自带振动马达驱动的风扇，噪声低，寿命长，使用更加稳定可靠。
手持金属探测器是利用电磁感应原理制成的一种检测工具，它的工作原理是：当含有金属杂质的钢板进入探测区时，金属杂质将吸收电磁波的能量，引起电磁场的变化，因而在探测区的边缘处产生振荡电流信号。
由于钢板中不同部位含铁量的差异，因此将引起振荡频率的不同，通过对振荡频率的分析，即可判别金属杂质所在的部位。
金属探测器广泛应用于汽车制造厂、机械制造厂、冶金工厂、矿山、发电厂、石油化工、五金工具厂、铸造厂、玩具厂、电子元件厂、钟表首饰厂、食品加工厂、木材厂、钢材市场、五金建材商店、金银珠宝加工店、学校、政府机关、公安局、监狱、公证处、保险公司等众多领域，是保护财产安全、维护生产秩序、确保人身安全的有效设施。
为了能够顺利进行实训，除了必须充分认真地做好准备外，还需注意如下几点：首先要把传感器装入到检测物中去并调整好零位。
每次都必须如此，否则易出现误报警。
对传感器的正确调节，最终是使灵敏度得到满足，且要避免被检测物对检测线圈产生干扰。
其次就是在开始扫描之前，必须确认手指按钮没有放松(传感器在工作时是紧贴被检测物的)，但此时距离检测物至少要20厘米远。
而后拿起手持金属探测器，手臂向上抬起45°角，这样操纵手柄比较容易，使检测物能均匀分布在探测面上，然后缓慢转动摇柄。
手持金属探测仪的原理和应用
手持金属探测仪的原理和应用一、手持金属探测仪的原理手持金属探测仪是一种便携式的电子设备，用于检测和定位金属物体。
其工作原理基于电磁感应和信号处理技术。
1. 电磁感应原理手持金属探测仪利用电磁感应原理来检测金属物体。
当金属物体靠近探测仪时，金属物体会产生一个变化的磁场，这个变化的磁场会影响到探测仪中的感应线圈。
2. 信号处理技术为了准确地检测和定位金属物体，手持金属探测仪采用了一系列的信号处理技术。
首先，感应线圈将检测到的磁场变化转化为电信号。
接下来，经过放大、滤波、波形整形等处理，最终得到能够被人类感知的声音或光信号，以提示金属物体的存在。
二、手持金属探测仪的应用手持金属探测仪具有广泛的应用领域，下面列举一些主要的应用场景：1. 安全检查与探测手持金属探测仪在安全检查与探测领域有着重要的应用。
例如，安检人员在机场、车站、入口处等地使用手持金属探测仪进行人员的安全检查，以便快速发现和定位携带金属物品的人员。
2. 建筑工地和地下管道巡检在建筑工地和地下管道巡检中，手持金属探测仪可以用来探测埋藏在地下的金属管道和线路，以防止在施工过程中损坏这些设施。
3. 土壤和地质勘探手持金属探测仪还可以用于土壤和地质勘探。
农民可以使用它来检测土壤中的金属物体，以防止农机损坏。
地质勘探人员可以使用它来寻找地下的矿藏和金属矿床。
4. 垃圾回收和废物处理在垃圾回收和废物处理行业中，手持金属探测仪可以用来检测废物中的金属杂质，以保证回收过程的安全和有效性。
5. 地下管线维护和维修手持金属探测仪在地下管线维护和维修中也起着重要的作用。
维修人员可以使用它来定位地下管线中的金属物体，以避免损坏管线。
6. 宝藏寻找和考古学研究手持金属探测仪还被广泛应用于宝藏寻找和考古学研究中。
寻宝者可以使用它来定位埋藏在地下的金属宝藏。
考古学家也可以使用它来探测古代文物和遗迹中的金属物体。
结论手持金属探测仪通过电磁感应原理和信号处理技术，实现了对金属物体的检测和定位。
手持金属探测器工作原理
手持金属探测器工作原理
以下是按照您的要求生成的文章：
手持金属探测器，这个小家伙就像是个聪明的小侦探，总能在关键时刻发现隐藏的宝藏。
别看它小巧玲珑，其实它的本领可大了去了！
这个小家伙的“眼睛”可是特别厉害的。
它的眼睛叫做电磁感应器，就像一双敏锐的“鹰眼”，能捕捉到微小的金属信号。
我们可能还没意识到身边有什么金属物品，但是这家伙已经悄悄发现了，准备给我们一个惊喜。
这个小家伙的“大脑”也是超级聪明。
它通过内置的算法和数据库，能够快速分析出周围的金属物品。
就像我们小时候玩的“猜谜游戏”，它需要根据周围的环境、声音等线索，来判断哪些是金属物品。
这个过程可不简单，需要经过无数次的训练和实践才能掌握。
这个小家伙也不是万能的。
它也有一些局限性。
比如，如果周围有太多的干扰信号，或者金属物品太小太轻，它可能就无法准确判断了。
这时候，就需要我们发挥主观能动性，仔细检查每一个角落，确保没有遗漏任何可能藏匿的宝贝。
手持金属探测器就像是我们生活中的好伙伴，帮助我们找到那些被忽视的宝藏。
虽然有时候会遇到一些小麻烦，但只要我们耐心细致地对待，就一定能够收获满满的惊喜。
让我们一起享受这种探索的乐趣吧！。
手持式金属探测仪的设计 2
致谢...........34
met卡也可以安装在门框中充当跟踪设备用以防止贵重物品的丢失和被盗26前面所讲的是金属探测器的最新情况金属探测器经过40多年的发展其技术上已经发生了几次飞跃人类已经步入到数字化时代金属探测器也顺应这一时代的现状无论是金属探测器的网络化还是出入整合技术都需要强大的数字电路对信息进行分析处理在进行传送控制
The metal detector in this paper is designedandmade on the principle of electromagnetic induction.Ametal be placed in thevariablemagnetic field, in accordance with the principle of electromagnetic induction,eddy current will be generated internally in the metal, eddy current generates a magnetic field in turn affects the original magnetic field, which can be converted to the frequency and amplitude changes in the relevant circuit for testing.
然而此时简单的通道式金属探测门已不能完全满足安检要求，安检人员需要的是一种能准确判定物品藏匿位置的安检产品。于是多区位金属探测技术孕育而生，由原来单一的磁场分布变成了现在互相叠加而又相对独立的多个磁场，再根据人体工程学把人体分为多个区段使之与人体相对应，相应的区段在金属探测门上形成相对的区域，这样金属探测门便拥有了报警定位功能。
手持金属探测器工作原理
手持金属探测器工作原理1. 什么是金属探测器？嘿，大家好！今天咱们聊聊一种有趣的工具——手持金属探测器。
想象一下，你在沙滩上悠闲地晒太阳，突然听到“滴滴滴”的声音。
哎呀，是不是又有小朋友把铲子掉海里了？不不不，其实是你身边的金属探测器在欢快地工作呢！手持金属探测器，就像一位侦探，专门用来寻找那些藏在地下的金属宝藏。
它们小巧轻便，特别适合随身携带，随时随地来一场“寻宝”之旅。
2. 金属探测器的工作原理2.1 电磁感应那么，手持金属探测器到底是怎么工作的呢？其实，它的原理还挺简单的，主要是靠电磁感应来寻找金属。
简单来说，探测器里有一个线圈，当你开启它的时候，这个线圈就会产生一个电磁场。
你可以想象一下，就像是大海中的波浪一样，在你周围不断扩散。
一旦有金属物体进入这个电磁场，比如说你的钥匙或者一枚硬币，金属就会反射出一种信号。
这个信号会被探测器的内部电路接收到，然后转换成“滴滴滴”的声音。
是不是很神奇？就像你的耳朵能听到别人说话，探测器也能“听到”金属的存在，真是个聪明的小家伙！2.2 灵敏度调整不过，这可不是说金属探测器一开就能找到所有东西。
它有时候也需要我们稍微“调教”一下。
比如，很多探测器都有灵敏度的设置，像是“高敏”、“低敏”之类的。
你想找大宝藏的时候，可以把它调高，但如果在沙滩上，可能会因为沙子里的小金属碎片发出无数声音。
就像你在商场里看到的那种“买一送一”的诱惑，让人眼花缭乱。
所以，调整灵敏度就像是让探测器“清醒”一下，专心寻找你想要的东西。
否则，它可能会像个调皮的小孩，一直给你带来困扰。
为了能精准“抓”到那些藏在地下的宝藏，调教好这家伙是非常关键的。
3. 金属探测器的应用场景3.1 寻宝与考古那么，金属探测器都能用在哪儿呢？首先当然是寻宝啦！你可以和朋友们一起去公园、沙滩、甚至历史遗址，寻找那些被遗忘的宝藏。
每当探测器发出声音的时候，心里总会有一丝期待，仿佛在和历史对话。
那些古老的硬币、戒指，甚至是小玩具，都在等着你去发现。
手持金属探测器
1.1 手持金属探测器的基本原理
如图2-2所示，在环形导体的上边有一块永久磁铁， 其南极指向环形导体。若将磁铁往环形导体方向推 进，则通过环形导体的磁通量会增大。根据楞次定 律，从磁铁上方往环形导体看，感应电流会呈逆时 针方向。这是因为呈逆时针方向的感应电流所产生 的磁场的方向与磁铁的磁场方向相反，会使总磁场 比磁铁的磁场微弱，从而抵抗磁通量的改变；若将 磁铁往反方向拉离环形导体，则通过环圈的磁通量 会减小。根据楞次定律，从磁铁上方往环形导体看， 感应电流呈顺时针方向。这是因为呈顺时针方向的 感应电流所产生的磁场的方向与磁铁的磁场方向相 同，会使总磁场比磁铁的磁场强，从而抵抗磁通量 的改变。此外，改变磁铁磁性强度和环形导体面积 的大小，感应电流方向亦会随之发生改变。
1.1 手持金属探测器的基本原理
3. 影响手持金属探测器工作的因素 （1）稳定性影响因素。 ①电感变化引起振荡频率的改变与电容变化引起振荡频率的 改变的效果是一致的。因此，制作线圈时要考虑杂散电容和 人体感应电容引起的频率变化，这些变化将产生伪信号，导 线无须整齐排列，可将线圈加以屏蔽并接到合适的接地点。 ②线圈潮湿、受震会引起振荡器振幅变化，为此必须对线圈 进行防潮、防震处理。一般采用绝缘性能好的塑料软导线作 为绕制线圈的导线，接头处要牢固，还可以用聚氯乙烯塑料 溶液封装，待干涸后成为一体。可釆用环氧树脂固定线圈匝 间的相对位置，防震的同时还防潮，这样处理后振荡器工作 稳定。 ③探测器在现场应用中，由于环境温度的变化，仪器元件参 数也会改变，而影响仪器工作的稳定，为此要注意使用场所 温度的稳定。 ④为了确保振荡器工作的稳定，手持金属探测器一般至少采 用两级稳压或滤波电路避免干扰。
1.1 手持金属探测器的基本原理
如果回路上的感应电流是穿过该回路的磁通的变化引 起的，那么楞次定律可具体表述为“感应电流在回路 中产生的磁通量总是反抗（或阻碍）原磁通的变化”， 这称为通量表述，这里感应电流的效果是在回路中产 生了磁通量，而产生感应电流的原因则是“原磁通的 变化”。如果感应电流是由组成回路的导体做切割磁 感线运动而产生的，那么楞次定律可具体表述为“运 动导体上的感应电流受的磁场力（安培力）总是反抗 （或阻碍）导体的运动”，这称为力表述，这里感应 电流的效果是受到磁场力，而产生感应电流的原因是 导体做切割磁感线的运动。
手持式超灵敏度金属探测器设备工艺原理
手持式超灵敏度金属探测器设备工艺原理手持式超灵敏度金属探测器广泛应用于金属探测领域。
本文将从工艺原理和技术特点两个方面介绍手持式超灵敏度金属探测器的工艺原理。
工艺原理手持式超灵敏度金属探测器利用电磁效应和磁致伸缩效应来探测金属探测目标。
其工艺原理如下：电磁效应电磁效应指在磁场中运动的电子产生磁场，从而在电荷周围产生电压的现象。
当金属探测器扫描金属物体时，金属物体中的电子运动会产生磁场，进而在金属探测器中产生感应电流。
磁致伸缩效应磁致伸缩效应指磁性材料在磁场中的长度变化。
当金属探测器扫描金属物体时，金属物体中存在磁性材料时，金属探测器会监测到磁性材料长度的变化。
综上所述，手持式超灵敏度金属探测器利用电磁效应和磁致伸缩效应来探测金属探测目标。
该原理的优点是可靠、稳定，在持续时间短、反应时间快且噪声小的情况下可探测到金属探测目标。
技术特点手持式超灵敏度金属探测器具有以下技术特点：超强灵敏度手持式超灵敏度金属探测器的灵敏度达到微米级别，即使探测到极小的金属环，也能产生较大的信号，实现对金属物体的极度灵敏探测。
精准定位性探测器可以根据金属探测目标的具体位置，通过调整探头尺寸和操作方式，实现高精度定位。
根据手持式探测器的体积、重量等因素，实现对金属探测目标的精准定位。
操作简单手持式超灵敏度金属探测器的使用方法非常简单，一般只需切换不同的扫描模式即可开始探测。
同时，探测器配备了储存和回放功能，方便对探测结果进行复盘分析，提高了检测的准确性。
轻便易携手持式超灵敏度金属探测器由于体积小、重量轻、结构简单等特点，具有很高的便携性和灵活性。
地下金属探测或现场勘查需要探测的地点可能会不同，而手持式超灵敏度金属探测器便于随时携带和使用。
总结本文简要介绍了手持式超灵敏度金属探测器设备的工艺原理和技术特点，该设备由于具有超强灵敏度、精准定位性、操作简单以及轻便易携等特点，在地下金属探测、现场勘查等探测方面有着广泛的应用。
数字式金属探测器的研究的开题报告
数字式金属探测器的研究的开题报告开题报告一、选题背景和意义金属探测技术已经广泛应用于工业制造、环境监测、安检等领域。
传统的金属探测器主要是基于机械的方式来检测金属，如基于电磁感应原理或者磁致伸缩原理来进行探测，但这些传统的金属探测器在探测灵敏度、可靠性和稳定性等方面都存在一定的局限性。
随着数字技术和信号处理技术的不断发展，数字式金属探测器在近年来得到了广泛研究和应用。
数字式金属探测器是基于数字信号处理技术来进行金属探测的装置。
相比于传统的金属探测器，数字式金属探测器具有探测精度高、稳定性好、信噪比高等优点。
数字式金属探测器已经成功应用于广泛领域，如食品检测、地下矿产探测、考古挖掘等领域。
本次研究旨在探讨数字式金属探测器的原理和设计方法，并通过实验验证数字式金属探测器的探测灵敏度和可靠性。
二、研究内容和方法1. 研究数字式金属探测器的原理和设计方法。
分析数字式金属探测器的工作原理，了解数字信号处理技术在数字式金属探测器中的应用，探讨数字式金属探测器的设计方法。
2. 设计数字式金属探测器的硬件结构。
根据数字式金属探测器的原理和设计方法，设计数字式金属探测器的硬件结构，包括传感器、信号放大电路、模数转换电路和数字信号处理电路。
3. 实现数字式金属探测器的软件算法。
设计数字信号处理算法，实现数字式金属探测器的信号处理。
4. 进行数字式金属探测器的实验验证。
利用现有的数字式金属探测器进行实验验证，测试数字式金属探测器的探测灵敏度和可靠性。
三、预期成果1. 深入了解数字式金属探测器的原理和设计方法。
2. 设计数字式金属探测器的硬件结构，并实现数字信号处理算法。
3. 通过实验验证，证明数字式金属探测器的可靠性和探测灵敏度。
四、时间安排和预算本次研究的时间安排为半年，预计开销为5000元。
五、参考文献1. Ahmed, N., Wang, J., Ronaghan, N., & Mohamed, A.-S. (2020).A Novel Digital Metal Detector Based on an Open Source Microcontroller. Journal of Sensors, 2020, 1-9.2. Kaden, R., Izaković, S., Krezović, A., & Juga, I. (2019). Advanced and Affordable Digital Metal Detector. Sensors, 19(4), 871.3. Kim, J.-Y., Koo, P.-C., Park, G.-H., & Kim, S.-W. (2012). The Development of a New Digital Metal Detector for Sensitive Detection and Location of Buried Metallic Objects. Sensors, 12(1), 1-14.4. Nguyen, D.-T., Nguyen, T.-P., Nguyen, T.-C., Nguyen, H.-V., & Nguyen, C.-H. (2019). Design of a Low-Cost Digital Metal Detector for Civil Applications. Microelectronics Journal, 86, 64-71.5. Pebrianti, D., & Wicaksono, T. (2019). Design of Digital Metal Detector Based on PCB Custom with Embedded System. Journal of Physics: Conference Series, 1237(1), 012072.。
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2013年第4期科技创新科技创新与应用
手持数字金属探测器的研究
卢思祺庞大军
（南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京210044）
1引言
金属探测器的用途十分广泛如纺织、食品、服装、寻宝、矿冶、探雷等领域，金属探测器作为一种探测类的电子仪器，已在各个领域广泛应用，军事上，可探测金属地雷；在考古上，可用来探测埋有金属物品的古墓，发现其中的金银首饰或金银财宝等；在工程建设上，可探测地面下的金属埋设物如管线、管道等；在安检上，可探测那些隐藏的或随身携带的金属器械等；在采矿上，可用来探测金属颗粒等[1]。
随着金属探测器技术的发展，金属探测器也越来越先进，出现了数字式的探测器，后来为了便于携带和使用出现了手持式的数字金属探测器，手持数字金属探测器发挥出越来越重要的作用。
2手持数字金属探测器的检测装置
手持数字金属探测器的检测装置的主要作用就是：(1)检测出目标物质中是否含金属杂质；(2)可实现相位检测；(3)采用先进的DSP 嵌入系统技术；(4)可进行两路检测；(5)能自动调节和设定相关检测参数；(6)能够调整金属的检测灵敏度；(7)有键盘修改参数界面。
下面介绍一下检测装置的总体方案和系统构成。
2.1检测装置总体方案
手持数字金属探测器的检测装置应考虑到如下几个方面：(1)必须要有相当高的灵敏度，能检出符合精度要求的金属含量；(2)还要有相当高的稳定性，能对外界环境的各种干扰有抵抗能力，维护方便；(3)能够实现检测数据采集、显示、处理、存储、标记和查询等任务；(4)有较好的灵活性，易于扩展[2]。
检测装置的开发过程流程如下：(1)根据需求编写任务说明书；
(2)以任务说明书为根据，确定技术指标；(3)确定DSP芯片中的外围芯片；(4)总体设计的软、硬件设计分工：软、硬件设计说明书编写，软件编程、调试，系统集成，硬件电路，硬件调试；(5)系统测试、完成样机、然后中试、产品测试、进行生产。
2.2检测装置的系统构成
手持式数字金属探测器主要由两个部分构成：控制装置和涡流传感器。
控制装置由检波电路、滤波电路、正弦波振荡器、LCD显示电路、信号处理电路、电源电路等构成[3]。
手持式数字式金属探测器的系统组成过程如下：(1)正弦波振荡器；(2)传感器；(3)调制解调电路；(4)滤波；(5)信号处理；(6)动作电路。
3涡流传感器的原理与设计
数字金属探测器中的一个重要装置就是传感器。
现在传感器的种类非常多，分类方法也不一样，通常采用的分类方法主要有两种：一种按传感器变换原理进行分类；另一种按被测对象参数进行分类。
此外，其他的分类方法还有按传感器材料分类和传感器是否能产生电动势进行分类等。
现代的手持数字传感器主要使用的是涡流传感器。
自上个世纪70年代以来，涡流式传感器是一种迅速发展的传感器，该传感器是利用电涡流效应来进行工作的。
由于涡流式传感器的灵敏度高、结构简单、不受等介质影响、频响范围宽，还能够进行非接触性测量，适用范围较广，因此这种传感器受到各个领域的重视[4]。
目前，涡流传感器已广泛用于测量位移、厚度、振动、温度、转速、硬度等参数及无损探伤领域等。
涡流传感器的理论基础是电磁场理论，其作用部位为传感器探头中的线圈会产生时涡流，传感器探头中的线圈会产生出时变磁场，探头经过了被测的成块金属导体之后，在金属导体内部就产生涡流，然后可以根据产生的涡流大小来判断金属的厚度、大小等。
涡流传感器能够实现无接触就测量金属板的厚度、导体表面中的非导体镀层厚度、废金属板中的金属镀层厚度，还能对金属内部实现无损探伤。
其中的反射式涡流传感器在测量金属厚度时的过程，就是对线圈中电量参数的反射过程。
通过监测线圈变化时电参量的变化，就能测量反射金属体中金属的厚度。
3.1涡流传感器工作原理
涡流传感器的内部主要由无骨架或有骨架的空心线圈组成，该传感器的测量基本原理如下。
当给线圈通上交流电之后，由于存在电流，根据电磁场相关理论，在线圈周围会产生交变磁场，称为HL，假如被测的金属导体被放置在这个磁场里，这时就产生了涡流，同时又将产生另一交变磁场，称为HZ，HL与HZ方向相反，HZ试图削弱原来的磁场HL，进而可能导致探头内的线圈电感量产生变化[5]。
电感变化量大小与该导体的几何形状、磁导率、电导率、电源频率、线圈参数及导体间至线圈的距离有关，假如限制某些参数不变，只让其中的一个参数发生变化，涡流传感器便能够完成对这个参数的测量工作。
在对金属厚度用传感器的检测过程中，只有导体至线圈之间的位移参数可视为唯一变量，别的参数都是不变量。
假设金属导体是均匀材质，它的性能是各向同性和线性的，则金属导体系统和线圈的物理性质一般用磁导率、尺寸因子、电导率、频率和激励电流I等参数来进行描述。
3.2涡流传感器的设计过程
根据电磁场相关理论，发射线圈所发出的交变磁场是在两个接收线圈进行差动连接过程中所产生的反相、同频、等幅值的一个感应电动势，两者之间可相消最后形成接收平衡。
当那些金属杂质的物质经过传感器时，在线圈周围所产生的磁场由于有物质进入而发生了变化，我们可以在接收线圈周围检测出由于磁场变化而导致的电压差，采用滤波电路可以滤除一些高频干扰信号，可以放大所需要的低频电压信号，最后传送给相应的报警、显示电路信号，而引起动作。
具体过程如下：振荡电路，滤波电路，功率放大到发射电圈；与之平行路径是接受线圈，解调电路，平衡调节电路，发射线圈；从接受线圈出来还有一个路径是接受线圈，解调电路，滤波、放大电路，显示、报警。
4结论
数字金属探测器在生产和生活过程中的使用越来越广泛，数字金属探测器技术也越来越先进，尤其是手持式数字金属探测器。
本文分析了金属探测器中的最重要的装置-检测装置的总体方案和系统构成，还分析了手持金属探测器中的传感装置-涡流传感，探讨了它的工作原理和设计过程，希望能够对以后的手持数字金属探测器有所帮助。
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[6]王学之.手持金属探测器的相关研究[J].电测与仪表.2007(06)
摘要：随着科学技术的发展，数字金属探测器的使用越来越广泛，技术也越来越先进，出现了很多手持式的数字金属探测器。
文章探讨了金属探测器中的重要装置-检测装置和手持式金属探测器中的涡流传感装置。
关键词：数字；金属探测器；手持
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