手持金屬探測(cè)器

手持金屬探測(cè)器項(xiàng)目高速鐵路

手持金屬探測(cè)器隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，金屬探測(cè)器從電子管、晶體管乃至集成電路，有了更新?lián)Q代的發(fā)展，其應(yīng)用范圍幾乎擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)及人身安全起著重要的作用。目前，金屬探測(cè)器大致分為兩種類型：安裝在冶金、燒結(jié)、玻璃、化工、卷煙等工廠生產(chǎn)線的自動(dòng)傳送皮帶上，用以檢測(cè)礦石、煙草等原料中混入的廢金屬，保護(hù)破碎機(jī)不受損壞，此類稱為工業(yè)型金屬探測(cè)器；安裝在銀行、珠寶店和珠寶制造廠等，對(duì)過(guò)往人員進(jìn)行檢測(cè)，以使貴重物品不丟失及排除危險(xiǎn)品、槍支等，此類稱為安全型金屬探測(cè)器。迄今為止，金屬探測(cè)技術(shù)的基本原理仍然是電磁感應(yīng)原理。手持金屬探測(cè)器是安檢過(guò)程中人身檢查的重要輔助工具，用于查找旅客身上的金屬物品，提高安檢人員的人身檢查效率。1.1手持金屬探測(cè)器的基本原理1.電磁感應(yīng)原理1831年8月，英國(guó)物理學(xué)家法拉第在軟鐵環(huán)兩側(cè)分別繞了兩個(gè)線圈：一個(gè)為閉合回路，在導(dǎo)線下端附近平行放置一個(gè)磁針；另一個(gè)與電池組相連，接開(kāi)關(guān)，形成有電源的閉合回路。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，合上開(kāi)關(guān)，磁針偏轉(zhuǎn)；切斷開(kāi)關(guān)，磁針?lè)聪蚱D(zhuǎn)，這表明在無(wú)電池組的線圈中出現(xiàn)了感應(yīng)電流。法拉第立即意識(shí)到這是一種非恒定的暫態(tài)效應(yīng)。緊接著他做了幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)，把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體五類。他把這些現(xiàn)象正式定名為電磁感應(yīng)。法拉第發(fā)現(xiàn)，在相同條件下，不同金屬導(dǎo)體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成正比，他由此認(rèn)識(shí)到，感應(yīng)電流是由與導(dǎo)體性質(zhì)無(wú)關(guān)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的，即使沒(méi)有回路，沒(méi)有感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)依然存在。法拉第及前人的發(fā)現(xiàn)深刻地揭示了運(yùn)動(dòng)的電產(chǎn)生磁，運(yùn)動(dòng)的磁產(chǎn)生電這一定律。但使用法拉第電磁感應(yīng)定律，并不容易決定感應(yīng)電流的方向。1.1手持金屬探測(cè)器的基本原理1834年，俄國(guó)物理學(xué)家海因里希?楞次在概括了大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出一條判斷感應(yīng)電流方向的規(guī)律，其稱為楞次定律。楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)，可概括表述為：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。電磁感應(yīng)示意如圖2-1所示。1.1手持金屬探測(cè)器的基本原理如果回路上的感應(yīng)電流是穿過(guò)該回路的磁通的變化引起的，那么楞次定律可具體表述為“感應(yīng)電流在回路中產(chǎn)生的磁通量總是反抗（或阻礙）原磁通的變化”，這稱為通量表述，這里感應(yīng)電流的效果是在回路中產(chǎn)生了磁通量，而產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因則是“原磁通的變化”。如果感應(yīng)電流是由組成回路的導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，那么楞次定律可具體表述為“運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體上的感應(yīng)電流受的磁場(chǎng)力（安培力）總是反抗（或阻礙）導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)”，這稱為力表述，這里感應(yīng)電流的效果是受到磁場(chǎng)力，而產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因是導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)。1.1手持金屬探測(cè)器的基本原理如圖2-2所示，在環(huán)形導(dǎo)體的上邊有一塊永久磁鐵，其南極指向環(huán)形導(dǎo)體。若將磁鐵往環(huán)形導(dǎo)體方向推進(jìn)，則通過(guò)環(huán)形導(dǎo)體的磁通量會(huì)增大。根據(jù)楞次定律，從磁鐵上方往環(huán)形導(dǎo)體看，感應(yīng)電流會(huì)呈逆時(shí)針?lè)较颉＿@是因?yàn)槌誓鏁r(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與磁鐵的磁場(chǎng)方向相反，會(huì)使總磁場(chǎng)比磁鐵的磁場(chǎng)微弱，從而抵抗磁通量的改變；若將磁鐵往反方向拉離環(huán)形導(dǎo)體，則通過(guò)環(huán)圈的磁通量會(huì)減小。根據(jù)楞次定律，從磁鐵上方往環(huán)形導(dǎo)體看，感應(yīng)電流呈順時(shí)針?lè)较?。這是因?yàn)槌薯槙r(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與磁鐵的磁場(chǎng)方向相同，會(huì)使總磁場(chǎng)比磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)，從而抵抗磁通量的改變。此外，改變磁鐵磁性強(qiáng)度和環(huán)形導(dǎo)體面積的大小，感應(yīng)電流方向亦會(huì)隨之發(fā)生改變。1.1手持金屬探測(cè)器的基本原理2.手持金屬探測(cè)器的工作原理（1）主要結(jié)構(gòu)。手持金屬探測(cè)器如圖2-3所示，它由高頻振蕩器、振蕩檢測(cè)器、音頻振蕩器和功率放大器等組成。（2）探測(cè)原理。當(dāng)手持金屬探測(cè)器靠近金屬物體時(shí)，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，金屬導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生渦電流，渦電流能使振蕩回路中的能量損耗增大，正反饋減弱，處于臨界狀態(tài)的振蕩器振蕩減弱，甚至無(wú)法維持振蕩所需的最低能量而停振。如果能檢測(cè)出這種變化，并將其轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)，根據(jù)聲音有無(wú)，就可以判定探測(cè)線圈下面是否有金屬物體。在人身檢查過(guò)程中，若檢測(cè)到某一部位時(shí)金屬探測(cè)器報(bào)警，則表明有金屬物品。1.1手持金屬探測(cè)器的基本原理3.影響手持金屬探測(cè)器工作的因素（1）穩(wěn)定性影響因素。①電感變化引起振蕩頻率的改變與電容變化引起振蕩頻率的改變的效果是一致的。因此，制作線圈時(shí)要考慮雜散電容和人體感應(yīng)電容引起的頻率變化，這些變化將產(chǎn)生偽信號(hào)，導(dǎo)線無(wú)須整齊排列，可將線圈加以屏蔽并接到合適的接地點(diǎn)。②線圈潮濕、受震會(huì)引起振蕩器振幅變化，為此必須對(duì)線圈進(jìn)行防潮、防震處理。一般采用絕緣性能好的塑料軟導(dǎo)線作為繞制線圈的導(dǎo)線，接頭處要牢固，還可以用聚氯乙烯塑料溶液封裝，待干涸后成為一體?？舍娪铆h(huán)氧樹(shù)脂固定線圈匝間的相對(duì)位置，防震的同時(shí)還防潮，這樣處理后振蕩器工作穩(wěn)定。③探測(cè)器在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，由于環(huán)境溫度的變化，儀器元件參數(shù)也會(huì)改變，而影響儀器工作的穩(wěn)定，為此要注意使用場(chǎng)所溫度的穩(wěn)定。④為了確保振蕩器工作的穩(wěn)定，手持金屬探測(cè)器一般至少采用兩級(jí)穩(wěn)壓或?yàn)V波電路避免干擾。1.1手持金屬探測(cè)器的基本原理（2）準(zhǔn)確度影響因素。手持金屬探測(cè)器特別適合用來(lái)尋找隱藏的金屬物品。通常來(lái)說(shuō)，金屬物品的隱藏深度需在30cm以內(nèi)，探測(cè)器才能找到它們。多數(shù)探測(cè)器都有一個(gè)正常的最大探測(cè)深度，為20~30cm。目標(biāo)物隱藏得越淺，接收線圈收集到的磁場(chǎng)強(qiáng)度就越大，產(chǎn)生的電流也越大；目標(biāo)物隱藏得越深，磁場(chǎng)就越弱。如果超過(guò)了一定的深度，目標(biāo)物磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)于微弱，就不能探測(cè)到。探測(cè)深度受到下面幾個(gè)因素的影響：①手持金屬探測(cè)器的類型。②目標(biāo)物的金屬類型。③目標(biāo)物的大小。④目標(biāo)物成分。⑤目標(biāo)物的邊帶效應(yīng)。1.2手持金屬探測(cè)器的操作規(guī)則手持金屬探測(cè)器的操作規(guī)則如下：（1）啟動(dòng)后，手持金屬探測(cè)器會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)是不均勻的。因此，首次使用手持金屬探測(cè)器時(shí)，最好能找到其最佳的磁力區(qū)。（2）在掃描受檢者之前，安檢人員必須通過(guò)掃描已知的金屬物品來(lái)測(cè)試手持金屬探測(cè)器。（3）安檢人員握住手持金屬探測(cè)器，用平坦的一