[实用新型]金属探测器及其传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种金属探测器及其传感器，尤其涉及一种用于探测墙体内掩埋的金属被测物(如铜管、铁管)的探测器，及该探测器中的传感器。

背景技术

图1和图2a-c示出了现有的用于探测墙体内掩埋的金属物体的探测器。

图1是一种现有技术的金属探测器的示意图。该传感器为一绕有线圈的磁棒，激励电路在微处理器的控制下发出激励脉冲，激励脉冲通过电感L1、L2的耦合在L2、C中形成衰减振荡器。如果有金属物体靠近，则由于涡流损耗，振荡器会衰减得更快些，测量电路会有相应的信号输入微处理器。微处理器计算出金属物体离传感器的距离，通过显示器以发光二极管指示的形式显示出来。该方案结构简单、成本低，但测铜管灵敏度低。

图2a是另一现有技术的金属探测器的传感器的剖视图，图2b是其俯视图。图2c是该金属探测器的结构框图。如图所示，该传感器共有3组线圈，L2、L3为刻制在印制板上的线圈(作为副边)，L1为用漆包线绕的线圈(作为原边)。在微处理器控制下，激励电路向传感器发出激励方波，并在L1、C中形成正弦波，由于L1和L2、L3有电磁耦合关系，于是在L2、L3中形成两个大小相等、相位相反的信号。平衡控制电路通过改变线圈L3中部分线段的连接关系，以使这两个信号能充分抵消。当有金属物体靠近时，L2、L3的信号不能再完全抵消(不为零)，测量电路测到该信号，由微处理器计算其对应的距离参数，并在显示器上以液晶条形式显示出来。该方案测铁，测铜灵敏度高，但平衡控制复杂，铜、铁区别误报率太高。

发明内容

本实用新型的一个目的是提供一种显著提高测量精度和灵敏度的金属探测器。

本实用新型的另一目的是提供一种能清楚地区分诸如铜、铁等金属的金属探测器。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于金属探测器的传感器，它由以相互包围的关系布置的第一、第二、第三电感线圈及电容构成。第一电感线圈是用漆包线绕的线圈并与电容组成一谐振选频电路，且该第一电感线圈固定于印刷电路板上。第三电感线圈是直接刻制于印刷电路板上的线圈并位于最外圈。此外，第二电感线圈也是用漆包线绕的线圈，并可在与印刷电路板的平面垂直的方向上移动。通过该第二电感线圈的轴向移动可显著提升测量精度。此外，第二、第一和第三电感线圈按此顺序由内向外地同心布置。

根据本发明的另一方面，还提供了一种金属探测器，它包括上述传感器，向传感器施加激励信号的激励源，接收传感器的输出信号的滤波和放大电路，接收滤波和放大电路的输出信号的数模转换器，接收滤波和放大电路的输出信号的相位检测器，接收数模转换模块、相位检测模块和激励源的输出信号的微处理器控制单元，该微处理器控制单元根据来自激励源的信号和来自传感器的差分输出信号之间的相位关系来区分非磁性材料和磁性材料，并根据来自传感器的差分输出信号的幅值计算被测金属物体的距离远近，以及接收微处理器控制单元的输出信号的显示器。其中，滤波和放大电路包括运算放大器。

本实用新型的测量方法可以用来定位存在于其他物体里面，不可见的金属物体。例如，墙体或者地板里面的铜管或者铁管。可以做成手持的、便携式探测器等等。

综上所述，本实用新型的特点是：第一，差分变压器的一组线圈直接在印刷板上刻制的而成，线圈直径大，以提高检测灵敏度。第二，使用两组绕线式线圈，且两者轴向位置可调，以方便调节差分变压器零点输出电压。第三，采用比较驱动信号与被测信号之间相位关系的方法判别被测金属是铜质(非磁性材料)还是铁质(磁性材料)，判断正确，其误判率几为零。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1是一种现有技术的金属探测器的示意图。

图2a是另一现有技术的金属探测器的传感器的剖视图。

图2b是图2a所示传感器的俯视图。

图2c是上述另一现有技术的金属探测器的结构框图。

图3示出了本实用新型的金属探测器中的传感器。

图4是本实用新型的金属探测器的结构框图。

图5是本实用新型的金属探测器的基本步骤的流程图。

具体实施方式