简易金属探测器设计与实现

简易金属探测器设计与实现
一、目的要求
制作简易金属探测器,为了用于安全检查、搜查身上的金属制品,包括手机、管制刀具等,还可以设计制作出汽车探测、流量统计、电梯楼层控制、生产设备位置检测、生产设备开发设计、电子产品设计、游乐设备开发、金属接近开关、人体内金属探测。本设计采用双面玻纤印刷电路板制作了电感传感器,通过高频振荡电路、检测电路、音频振荡电路构成简易金属探测器。
通过学习传感器原理及应用理论课程,应用电涡流传感器知识,进行简易金属探测课程设计,对常用元件器的识别与检测、电子产品的装配与焊接能力、基本电路的分析及应用能力,同时增强对电子产品调试与维修能力、常用检测仪器仪表的使用与操作能力,提高分析问题解决实际工程问题的能力。(绘制电路图、仿真调试,安装实物、实物调试、数据测试,绘制数据表或曲线图,绘制PCB 电路板)
二、工作原理
金属探测器的设计是根据电涡流传感器探测线圈靠近金属物体时,会在金属导体中产生涡电流,使振荡回路中的能量损耗增大,正反馈减弱,处于临界态的振荡器振荡减弱,甚至无法维持振荡所需的最低能量而停振,控制音频振荡输出至蜂鸣器,根据蜂鸣器声音有无,提示是否探测到金属。系统主要由高频振荡电路、检测电路、音频振荡报警输出三部分电路组成,详见图1所示。
高频振荡电路检测电路音频振荡电路
图1、简易金属探测器工作原理图
通电调试:安装好后接上电源,调节电位器到刚好不发声(不靠近金属的情况下)用印刷板天线靠近金属,此时应该发声,远离金属后应该停止发声,若远离不能停止发声,应该把电位器逆时针方向调一点点再试,直到符合要求
表1中分别针对****进行测试,实际试验最大探测距离可以达到5CM甚至更远,可以隔着衣服探测出口袋的手机、钥匙、硬币等金属。
五、实验结果
本探测器的线圈有效直径大约是4CM,线圈Q值和直径跟探测距离的关系还有待大家来进行实验探索,一般来说,采用本探测器原理制作的金属探测器,最大有效探测距离约等于探测线圈的直径。
六、应用领域
本金属探测器原理的用途举例一:如果要在某路面探测是否有汽车经过,由于汽车底盘离路面有米或以上的高度,加上水泥会掩埋5-10CM的深度,因此,
在地面掩埋直径1米的线圈就可以稳定准确可靠的检测出上面是否有汽车存在,这在公路流量统计、停车场禁停区域统计是很有实用价值的。
本金属探测器原理的用途举例二:在电梯控器的每楼层都必需一个传感器,检测电梯是否到达了停止位置,如果采用机械行程开关的话,会存在寿命和可靠性因素;如果采用光电耦合器的话,就会存在长时间灰尘沉积故障;因此,最好的方法就是安装一个金属探测器,根据金属的有无来确定电路的通断。这在很多设备、机器中都会有很高的实用价值。
七、结论
本设计具有采用最少元件,电路设计简单、携带方便等特点。通过L1、L2采用印刷板上的铜皮导线形成电感,电路简单可靠。设计的简易探测器能稳定可靠的控测左右的金属,最大探测距离约5CM。
本研究可以用于安防检测........领域。
改进设想:如果需要更远的探测距离和更高的灵敏度,进一步更改探测线圈,探测线圈的直径越大,探测距商就会越远;探测线圈的Q值越高,对小金属分辨能力就越强。
参考文献
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本文发布于:2024-09-20 12:14:08,感谢您对本站的认可!

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标签:金属   探测   检测
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