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TM89型金属探测器工作原理分析

来源:-- 作者:-- 浏览:1368

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摘要:   TM89型金属探测器主要由探头、振荡分频电路、探测发射电路、接收选频放大电路、相位分割电路、相位同步选通放大电路、采样记忆保持电路、调谐限幅放大电路、音频电路、电压变换电路等组成。    电路原理如附图所示。   工作原理简介如下:    1.探头    由发射、反馈和接收三组线圈组成。发射线圈L2线径粗、圈数少,安装在探头边缘。接收线圈L4线径细、圈数多,安装在探头中间

 

  TM89型金属探测器主要由探头、振荡分频电路、探测发射电路、接收选频放大电路、相位分割电路、相位同步选通放大电路、采样记忆保持电路、调谐限幅放大电路、音频电路、电压变换电路等组成。
  
  电路原理如附图所示。

  工作原理简介如下:
  
  1.探头
  
  由发射、反馈和接收三组线圈组成。发射线圈L2线径粗、圈数少,安装在探头边缘。接收线圈L4线径细、圈数多,安装在探头中间。反馈线圈L3与发射线圈反向串联并与电容CO并联一起形成LC谐振回路。反馈线圈与接收线圈绕在一起,当发射线圈接入发射电压时反馈线圈在接收线圈周边产生一反向磁场,抵消发射线圈产生的发射磁场对接收线圈的影响,使探头发射与接收之间处于相对稳定平衡状态;当发射线圈L2向空中发射的交变磁场接触到金属物体时,探头发射与接收间的平衡度受到破坏,反馈线圈将这些变化的信号感应给接收线圈,再由接收线圈将感应到的探测器信号送人接收选频放大电路进一步处理。
  
  2.振荡分频电路
  
  由振荡分频集成块Ul2(CD4060)与外围元件组成。其主振频率为3.579MHz.经U12内部分频后分别为发射、音频和电压变换电路提供脉冲信号。
  
  3.探测发射电路
  
  由三极管Q8(9014)一Q10(9014)、Q1l(D882)、Dl2(D882)、二极管DI5—D18(均为N4148)、高频线圈B等组成。其中D15一D18等组成与门电路,Q8为发射前置倒相管.Q9、Q1l与Q10、Q12等组成复合式推挽发射功率放大器,经放大后的发射信号由B次级输出,并由B次级线圈与C35组成LC并联谐振.Ll与C36组成LC串联谐振选频变成正弦电磁波送入探头内发射线圈向空间发射。
  
  4.接收选频放大器
  
  由单运放集成块U1(NEC5534)与外围元件组成。接收线圈L4与C1组成LC接收选频电路,选频放大器对被测信号频率具有较高的放大倍数,对非被测信号的放大倍数较低。
  
  5.相位分割电路
  
  由双运放集成块U2(LM412)与外围元件组成。其中U2(A)等组成同相放大器.U2(B)等组成反相放大器,将前级信号分别进行同相和反相放大后,送人相位同步选通电路进一步处理。
  
  6.相位同步选通放大电路
  
  由双运放U3(LM412)、比较器U4(LM393)、电子开关U5(CD4053)、单运放U6(0P07)等组成。发射电路输出的发射信号除送至探头发射线圈发射外还有一路经R20送人相位同步选通电路作选通信号。当仪器面板1_=作方式选择开关Kl拨在地平衡挡时(该挡为全金属探测),通过调节地平衡电位器Wl,微调选通电路同步相位,排除探测时构成地面土壤层的各种矿物质对探头的影响.让相位同步选通电路选通同相位的全金属信号通过。当操作方式开关Kl拨在识别挡时,通过调节识别电位器W2,让相位同步选通电路选通不同性质的纯金属信号通过,以区分所探测的足有色金属还是黑色金属(即铁质金属)。
  
  经同步选通后得到的纯金属信号通过RC滤波器滤波变成直流信号送人直流放大器U6进一步放大。由灵敏度电位器W3调节,经RC滤波网络R23、R24、Cl6再次滤波后送至采样记忆保持电路处理。
  
  7.采样记忆保持电路(实际为一个反馈伺服电路)
  
  它由单运放U7(0P07)、U9(OP07)、U8(CD3140)、Q1(K246)等组成。其中U7等组成直流放大电路,U8、U9等组成伺服反馈电路、Ql等构成电子开关。在探测前,按下电表下方的记忆保持按钮K3.则Ol导通,直流放大器U7输出端的零点漂移电压通过R34、R29、Ol加至反馈伺服电路U8的负输入端,通过U8的反向调节使U7输出端迅速回归零,保证U7为零输出。U9为自动跟踪伺服控制电路,以提高U7工作的可靠性。直流电表接在U7输出端,作探测和检测直流工作状态指示。K4为设定/常规选择开关。
  
  8.调谐限幅放大电路  
  
  由双运放U10、临界声调谐电位器W4及二极管D7等组成。前级送来的直流信号通过R36、R37、D6送人直流放大器U10(A)负输入端,工作调谐器W4两端接在电源的正负极,中心抽头通过R39也加在Ul0的负端,通过调节W4.可使Ul0输出端的直流输出电压在0V—5v间变化,用作音频电路直流音量控制电压。
  
  UlO(B)等组成限幅电路.UIO(B)正输入端的基准电压由R37、R38分压获得,负输入端通过R40连接至UlO(A)输出端,限幅电路主要是自动调节限制UlO(A)的输出幅度,保证音频电路末级功放不会过载而损坏。
  
  9.音频电路
  
  由Q2(BS170)、Q3(9014)、Q4(882)等组成。
  
  其中Q2为电子音量调节电路,Q3与Q4等组成音频放大电路。振荡分频电路输出的分频信号经D13、D14、R46组成的与门电路得到占空比为1/4的音频方渡信号。该音频方渡信号加到Q2栅极,对限幅放大电路送至02漏极的直流控制信号进行调制,再经Q3、Q4放大后送入喇叭发出报警声。
  
  10.电压变换电
  
  路由单运放U11(QP07)、Q5(9014)、Q6(9014)、Q7(882)、Dll、R53等组成。其中,05为推动管,Q6为开关管.Q7为调整管。脉冲信号源由U12提供,电压变换电路将12V电源电压变换为稳定的13V直流电压,再由Ull与R55、R56组成的电压跟随器将I3V电压转换为±6.5V双电源给整机供电。调节R53可改变其供电电压。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67