電磁場與電磁波大作業(yè)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電磁感應(yīng)型金屬探測器原理金屬探測器介紹金屬探測器是用于探測金屬的電子儀器。金屬探測器應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，在軍事上，金屬探測器可用于探測金屬地雷；在安全領(lǐng)域，可以探測隨身攜帶或隱藏的武器與作案工具；在考古方面，可以探測埋藏金屬物品的古墓，找到古墓中的金銀財寶與首飾或其他金屬制品；在工業(yè)中，可以用于在線監(jiān)測，如去掉棉花，煤炭，食品中的金屬雜物等。金屬探測器主要有三大類：電磁感應(yīng)型，X射線檢測型，微波檢測型。本文介紹電磁感應(yīng)型金屬探測器。渦流現(xiàn)象如圖1，在一根導(dǎo)體外面繞上線圈，并讓線圈通入交變電流，那么線圈就產(chǎn)生交變磁場。由于線圈中間的導(dǎo)體在圓周方向是可以等效成一圈圈的閉合電路

2、，閉合電路中的磁通量在不斷發(fā)生改變，所以在導(dǎo)體的圓周方向會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，電流的方向沿導(dǎo)體的圓周方向轉(zhuǎn)圈，就像一圈圈的漩渦，所以這種在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象稱為渦流現(xiàn)象電生磁(安培環(huán)路定理) lHdl=s(J+Dt)dS磁生電(電磁感應(yīng)定律) =-ddt=-ddtsBdS將導(dǎo)體放入變化的磁場中時，由于在變化的磁場周圍存在渦旋的感生電場，感生電場作用在導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷上，使電荷運動，形成渦電流。渦電流又會產(chǎn)生磁場，倒過來影響原來的磁場，如圖2.圖1 圖2金屬探測器原理金屬探測器的核心結(jié)構(gòu)為兩個LC振蕩回路，當(dāng)發(fā)射線圈通有交流電時，會在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場。若在這個磁場附近存在

3、金屬物體，金屬物體內(nèi)部將產(chǎn)生渦電流，渦電流也會在空間產(chǎn)生磁場，此時接受線圈中將發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由此推斷金屬物體的存在。金屬探測器電路圖簡化版幾種常見的金屬探測器1.安檢門如圖3，安檢門的內(nèi)部設(shè)置有發(fā)射線圈和接收線圈。左側(cè)發(fā)射線圈通有交流電，會在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場B0。當(dāng)有金屬物體通過時，交變磁場就會在該金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生渦電流，渦電流又會產(chǎn)生磁場B'，右側(cè)接收線圈感應(yīng)到磁場與原來不同，感應(yīng)出與原來狀態(tài)不一樣電流I'，計算機根據(jù)感應(yīng)電流的大小，相位來判定是否有金屬物體和金屬物體的大小。圖3 2.地雷探測器如圖4，該金屬探測器與上述的金屬探測器有點區(qū)別，發(fā)射線圈和接收線圈沒有分離開，而是連在一起。發(fā)射線圈產(chǎn)生高頻電流I0,在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場B0，當(dāng)接近金屬物體時，交變磁場就會在該金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生渦電流，渦電流又會產(chǎn)生磁場B'，在接收線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電流I'，影響