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          金屬探測器線圈的基本知識
          - 2020-12-07-

          金屬探測器線圈的基本知識

          對于金屬探測器來說,相對于金屬渦流產生的二次場,發射線圈產生的是很大的磁場,渦流激發出的二次場相對而言非常小。為了有效地探測到渦流感應出的二次場的信號,必須減小探測線圈探測到的一次場的強度,從而增加為渦流信號的探測能力,也就相當于增加二次場信號在接收到的發射信號上的調制深度,以便解調出更大幅度的有用信號。金屬探測器為達到上面的目的可以用接收平衡的方法,使得探測線圈探測到的發射場信號減弱。要實現這種平衡有多種方法,包括機械式平衡與電平衡,下面討論的是幾種機械式平衡的方式,也是目前使用更多的。

          金屬安檢門.png

          一是正交線圈。它是一個早期用來實現金屬探測器接收平衡的方法。它可以被看作是一個雙向定位器或者RF探測器。這里的接收線圈與發射線圈相差九十度,即沿著發射場的等磁感線方向放置接收線圈,此時接收線圈不會切割磁感線,也就不會有感應電流的產生,理論上此時的互感為零。但是金屬探測器采用這種線圈方式存在一個嚴重的問題,就是線圈占的體積太大,不適合放在安檢門的門框內。

          二是雙O線圈。也是一種早期用來實現金屬探測器線圈接收平衡的方法。發射線圈和接收線圈有很小的一部分重疊,發射線圈的部分內部發射場將穿過接收線圈,而部分外部發射場也穿過接收線圈,發射線圈的內外場方向正好相反,如果接收線圈放的位置合適的話,接收線圈收到的發射場就可以完全抵消。對于采用雙O線圈的金屬探測器來說,場強更大的地方位于中心軸處,同樣,接收線圈的探測靈敏度更高的地方也是位于中心處。由于兩個線圈的中心軸是不重合的,結果是兩個線圈交疊的區域成了他們之間靈敏度更高的區域。所以這種方法與其他方法相比探測靈敏度較低。

          三是共軸線圈。它是以薄片形線圈獲得接收平衡的方法,因為幾個線圈擁有同一個對稱軸,因而稱之為共軸型線圈。這種結構的金屬探測器發射線圈置于兩個接收線圈之間,兩個接收線圈繞向相反,因此他們產生的電流相互抵消。同樣,也可將一個接收線圈置于兩個發射線圈中間,兩個發射線圈繞向相反,同樣可以達到抵消的目的。共軸線圈用于早期的超低頻金屬探測器,目前在產品生成流水線上用的更多。

          四是內嵌線圈。它在七,八十年代的金屬探測器中十分常見,其中發射線圈的一小部向內部折疊,而接收線圈恰好也有一部分與之重疊,重疊的部分對接收線圈產生一個小的,反向的發射場來抵消其另一部分較大的發射場。

          如今,許多金屬探測器都是使用同心線圈。通常情況下,如果將一個接收線圈與發射線圈同心放置,將獲得很大的互感。這里的解決辦法是再加入一個線圈,即在距離接收線圈很近的地方增加一個發射線圈,新增的線圈的繞向與原發射線圈繞向相反,從而抵消了接收線圈中的原有的發射場。新增的反向發射線圈可以置于接收線圈外部,內部或直接置于接收線圈之上,視發射場強度而定,反正目的是要使接收線圈收到的發射場為零。金屬探測器另一種實現同心的辦法是再使用一個接收線圈,將其置于發射線圈附近,繞線方向與原接收線圈相反,也可以達到接收平衡的目的。同心線圈有著所有線圈類型中更佳的靈敏度,大多數情況下,它的接收線圈的直徑是發射線圈的一半。

          安檢門.png


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