TM88型金屬探測器電路圖及工作原理

 TM88型金屬探測器電路圖及工作原理

一、工作原理 TM88 型金屬探測器主要由探測頭（亦稱探頭）、振蕩分頻電路、探測發射電路、選頰放大電路、相位分割電路、相位同步選通放大電路、採樣保持電路（又稱記憶保持電路）、調諧限幅放大電路、音頻電路、電壓變換電路等組成。它是利用電磁感應原理．即交流電通過的線圈，產生迅速變化的磁場，這個磁場能在金屬物體內部感生渦電流，渦電流又會產生磁場，反過來影響原來的磁場，經探測器相關電路檢測放大等處理后控制相關電路發出報警聲。 TM88 型金屬探測器的電路原理如附圖所示。其工作原理如下： 1 ．探頭（密封在一個圓型的塑料盒內）。 它由接收線圈L5 、發射線圈 L3 、反饋線圈 L4 以及諧振電容 C5l 等組成。其中反饋線圈講與發射線圈份反向串聯和 C5l 一起形成 LC 諧振電路，把發射電路送來的交流信號選頻後向空中發射。反饋線圈拼與接收線圈幼繞在同一線圈上，發射電磁信號在未檢測到金屬信號時，發射線圈參數與接收線圈參數處於一個平衡穩定狀態。當探頭髮射線圈口產生的交變磁場接觸到金屬物體時．其磁場發生變化，即發射線圈固有參數會隨著金屬物體性質（如飲質與非飲質金屬）的不同或接近金屬的距離不同而發生變化。反饋線圈 L4 將這些變化信號感應至接收線圈苗，接收線圈場將這些變化信號選頻後送人後級選頻放大電路進一步處理。 2 ．振蕩分頻電路。 它由 U9(CD4069)與外圍元件組成。其中 U9 的 ⑩ 、 ⑧ 、 ⑩ 腳與外圍晶振 X 等元件構成3.9MHz 主振頻率，經內部分頻後由 ⑩ 腳與 O 腳輸出約 6 . 99kll2 和 13 . 98kHz 的方波信號至發射電路。 ⑥ 腳輸出約 27kHz 方波信號至電壓變換電路。 ① 腳與 ② 腳輸出約 874Hz 和 437Hz 的方波信號至音頻電路 3 ．探測發射電路。 由Q10-Q14、B3、L2、C45、C46、D23-D26 等組成。 Q10 為發射前置倒相電路， Qll 、 Q12 與 Q13 、 Q14 等組成複合式推挽功率放大電路，經放大的高頻信號由 B3 次級輸出。 B3 次級線圈與 C45 組成優並聯諧振； L2 與 C46 組成 LC 串聯諧振。經選頻后得到的高頻交流信號通過電纜線送人探頭內的發射線圈向空間輻射。二極體 D23 -D26 等構成與門電路，使 U9內部分頻器輸出至發射管的方波占空比降低，發射管導通時間縮短，以降低發射管的功耗。 4 . U1 ( NEC5534 ）與外圍元件等構成放大倍數約 80dB 的前置低雜訊選頻放大器。它對被側信號頻率的放大增益最高，非被測信號頻率放大倍數較低 經 U1 放大的信號送入后級相位分創電路進行放大處理 5 ，相位分割電路。它由雙運放 U2 ( LM412 ）與外圍元件構成。其中 U2A 將前級送來的信號進行反相放大，放大後送至下一級電路進行相位調節、選通和放大（該路用作金屬性質的識別）。 U2B 將前級送來的信號進行同相放大，放大後送至下一級電路進行相位調節、選通和放大（該路用作全金屬探測，稱地平衡） 6 ．相位同步選通放大電路。它由四運放 U10 (TL084)、比較器 Ull ( LM393 ）、雙運放 U3 ( LM412 ）、電子開關 U13 (CD4053 ）、場效應管 Q15 、 Q16( K246）等組成。其中 ul0A 、ul0B 、 ullA、 Q15 、 u3B 與 U13 等構成地平衡電路的相位調節與選通放大； Rll 、 R12 、 C13 等組成地平衡系統直流信號濾波器； W2為地平衡電路的相位調節電位器。 U10C 、 UIOD 、 UllB 、 U3A 、 Q16 與 ul3 等構成金屬識別探測的相位調節與選通放大； R13 、 R14 、 CI4 等組成識別系統直流信號濾波器； Wl 為金屬識別電路系統的相位調節電位器。“地平衡”和”識別’ · 通過操作方式開關 K1-2 切換；撥至“地平衡”擋時，“地平衡”相位調節電路 U10A 、 U10B 、 Ull 工作， C21耦合送來的發射信號進人相位同步選通電路進行相位調節后，由 ull 控制 ul3 同步選通探頭所檢測到的同相位純金屬信號通過（與此通過的假信號被濾波電路濾掉），得到純金屬直流信號通過送人下一級電路進一步處理。在全金屬探測過程中，可通過調節 W2微調相位來排除地下土壤層的“礦化反應”。“礦化反應”是由構成土壤的各種礦物質對探頭髮出的電磁波造成的影響，使儀器發出假信號迷惑操作人員.