VLF式电磁感应型金属探测器的原理

金属探测器是用于探测金属的电子仪器，目前主要有三大类：电磁感应型，X射线检测型，微波检测型。*常见和实用的是电磁感应型的，其原理是利用电磁感应的原理，利用有交流电通过的线圈，产生迅速变化的磁场。这个磁场能在金属物体内部能感生涡电流。涡电流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，从而引发探测器的反应，如发出鸣声等。

金属探测器的作用场景

金属探测器常用于*事领域，如扫雷等任务。但其不仅能探测*火及金属器械，还可以探测到硬币、锁匙及其他小型金属物品。因此在机场等场所会用来检查是否有妨害安全的金属物品，如刀械等被夹藏带入。

另外，金属探测器现今也应用于食品、药、塑料制造等多个行业，检测产品中的金属，目的提高产品纯度，防止杂物混入。

关于电磁感应型金属探测器原理的深入探讨

一般采用的是低频探测技术（VLF）也称感应平衡，可能是当今*为常用的一种探测技术。低频金属探测器有两个截然不同的线圈：

发射线圈——外环线圈。里面是一个由导线绕成的线圈。设备沿导线交替变换方向发出电流，每秒钟变换数千次。每秒钟电流方向变换的次数*形成了探测器的频率。

接收线圈——内环线圈，由另一由导线绕成的线圈组成。这一线圈能起到天线的作用，用来收集并放大地下目标物发出的电磁波的频率。

流经发射线圈的电流会产生一个电磁场，*如同电动机也会产生电磁场一样。磁场的极性垂直于线圈所在平面。每当电流改变方向，磁场的极性都会随之改变。这意味着，如果线圈平行于地面，那么磁场的方向会不断地交替变化，一会儿垂直于地面向下，一会儿又垂直于地面向上。

随着磁场方向在地下反复变化，它会与所遇的任何导体目标物发生作用，导致目标物自身也会产生微弱的磁场。目标物磁场的极性同发射线圈磁场的极性恰好相反。如果发射线圈产生的磁场方向垂直地面向下，则目标物磁场*垂直于地面向上。

接收线圈能完全屏蔽发射线圈产生的磁场。但它不会屏蔽从地下目标物传来的磁场。这样一来，当接收线圈位于正在发射磁场的目标物上方时，线圈上*会产生一个微弱的电流。这一电流振荡的频率与目标物磁场的频率相同。接收线圈会放大这一频率并将其传送到金属探测器的控制台，控制台上的元件继而对这一信号加以分析。

金属探测器根据目标物产生的磁场的强度，能近似地判定目标物埋藏的深度。目标物埋藏得越浅，接收线圈收集到的磁场强度*越大，产生的电流也越大。目标物埋藏得越深，磁场*越弱。如果超过了一定的深度，目标物磁场在地表处的强度过于微弱，*不能被接收线圈感测到。

VLF金属探测器如何分辨不同类型的金属？这是利用一种称为相移的现象实现的。相移是指发射线圈频率与目标物频率之间的时间差。之所以会形成这一差异，有以下两方面的因素：

电感——易于导电（感应性的）但对于电流变化反应迟缓的导体。您可以将高电感物体理解为一条很深的河流：如果改变河流中的水流量，要过一段时间才能看到变化。

电阻——不易于导通电流（阻抗性的）但对于电流变化反应敏锐的导体。我们还是把高电阻物体比喻成流水，比如一条又窄又浅的溪流：如果改变溪流中的水流量，很快*能发现水位的变化。

因此，我们基本上可以说高电感的物体会造成比较大的相移，这是因为要改变磁场需要较长的时间。而高电阻物体造成的相移则比较小。

相移现象使得基于VLF技术的金属探测器具有了一种称为识别的能力。由于大多数金属具有不同的电导值和电阻值，VLF金属探测器可利用一对称为相位解调器的电子线路测出相移量，并将实测数据同某一种类的金属相移均值进行比较。然后探测器*会以听觉或视觉信号的形式，将目标物可能所处的金属类型范围告知探测者。

很多金属探测器甚至能让您过滤出（识别）超过某一特定相移水平的目标物。通常，您可以设定需要过滤的相移水平，一般的方法是调节一个用来增加或降低阈值的旋钮。VLF探测器还有一种识别功能，称为忽略功能。实际上，忽略功能是一种针对某一特定相移区间的识别滤波器。探测器不仅像普通识别模式那样针对高于设定相移区间的物体发出*示，也会针对低于设定相移区间的物体发出*示。

更*的探测器甚至支持设定多个忽略区间。例如，可以对探测器进行设置，让它忽略与易拉罐拉环或小钉子的相移区间相当的物体。识别和忽略功能的缺点是，有可能过滤掉很多与“废物”具有相近相移的有价值的东西。但如果您要寻找某一特定类型的目标物，这类功能*会极为有用。