地下金屬探測器無線電甚長波原理,當(dāng)前甚低頻(VLF)也稱感應(yīng)平衡,也許是當(dāng)今常用的一種探測技術(shù)。甚低頻地下金屬探測器有兩個截然不同的線圈: 發(fā)射線圈 ——外環(huán)線圈。里面是一個由導(dǎo)線繞成的線圈。設(shè)備沿導(dǎo)線交替變換方向發(fā)出電流,每秒鐘變換數(shù)千次。每秒鐘電流方向變換的次數(shù)就形成了探測器的頻率。 接收線圈——內(nèi)環(huán)線圈,由另一由導(dǎo)線繞成的線圈組成。這一線圈能起到天線的作用,用來收集并放大地下目標(biāo)物發(fā)出的電磁波的頻率。
這種由美國Bounty Hunter 賞金獵人出品的Land Ranger Pro金屬探測器采用VLF技術(shù),是目前技術(shù)先進(jìn)的經(jīng)典之作。 流經(jīng)發(fā)射線圈的電流會產(chǎn)生一個電磁場,就如同電動機(jī)也會產(chǎn)生電磁場一樣。磁場的極性垂直于線圈所在平面。每當(dāng)電流改變方向,磁場的極性都會隨之改變。這意味著,如果線圈平行于地面,那么磁場的方向會不斷地交替變化,一會兒垂直于地面向下,一會兒又垂直于地面向上。 隨著磁場方向在地下反復(fù)變化,它會與所遇的任何導(dǎo)體目標(biāo)物發(fā)生作用,導(dǎo)致目標(biāo)物自身也會產(chǎn)生微弱的磁場。目標(biāo)物磁場的極性同發(fā)射線圈磁場的極性恰好相反。如果發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場方向垂直地面向下,則目標(biāo)物磁場就垂直于地面向上。
VLF甚低頻頻率范圍:3-30kHz,波長范圍:100-10km(運(yùn)用到探盤式地下金屬探測器)
在不同的波段內(nèi)的無線電波具有不同的傳播特性。頻率越低,傳播損耗越小,覆蓋距離越遠(yuǎn),繞射能力也越強(qiáng)。但是低頻段的頻率資源緊張,系統(tǒng)容量有限,因此低頻段的無線電波主要應(yīng)用于廣播、電視、尋呼等系統(tǒng)。
高頻段頻率資源豐富,系統(tǒng)容量大。但是頻率越高,傳播損耗越大,覆蓋距離越近,繞射能力越弱。另外,頻率越高,技術(shù)難度也越大,系統(tǒng)的成本相應(yīng)提高。
移動通信系統(tǒng)選擇所用頻段時要綜合考慮覆蓋效果和容量。UHF頻段與其他頻段相比,在覆蓋效果和容量之間折衷的比較好,因此被廣泛應(yīng)用于手機(jī)等終端的移動通信領(lǐng)域。當(dāng)然,隨著人們對移動通信的需求越來越多,需要的容量越來越大,移動通信系統(tǒng)必然要向高頻段發(fā)展。
無線電波的速度只隨傳播介質(zhì)的電和磁的性質(zhì)而變化。無線電波在真空中傳播的速度,等于光在真空中傳播的速度,因?yàn)楣饩褪且环N電磁波。無線電波在其他介質(zhì)中傳播的速度為Vε=C/sqrt(ε)。其中ε為傳播介質(zhì)的介電常數(shù)??諝獾慕殡姵?shù)與真空很接近,略大于1,因此無線電波在空氣中的傳播速度略小于光速,通常我們近似認(rèn)為就等于光速。
接收線圈能完全屏蔽發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場。但它不會屏蔽從地下目標(biāo)物傳來的磁場。這樣一來,當(dāng)接收線圈位于正在發(fā)射磁場的目標(biāo)物上方時,線圈上就會產(chǎn)生一個微弱的電流。這一電流振蕩的頻率與目標(biāo)物磁場的頻率相同。接收線圈會放大這一頻率并將其傳送到金屬探測器的控制臺,控制臺上的元件繼而對這一信號加以分析。 金屬探測器根據(jù)目標(biāo)物產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度,能近似地判定目標(biāo)物埋藏的深度。目標(biāo)物埋藏得越淺,接收線圈收集到的磁場強(qiáng)度就越大,產(chǎn)生的電流也越大。目標(biāo)物埋藏得越深,磁場就越弱。如果超過了一定的深度,目標(biāo)物磁場在地表處的強(qiáng)度過于微弱,就不能被接收線圈感測到。
VLF技術(shù)的金屬探測器具有了一種識別能力。由于大多數(shù)金屬具有不同的電導(dǎo)值和電阻值,VLF金屬探測器可利用一對稱為相位解調(diào)器的電子線路測出相移量,并將實(shí)測數(shù)據(jù)同某一種類的金屬相移均值進(jìn)行比較。然后探測器就會以聽覺或視覺信號的形式,將目標(biāo)物可能所處的金屬類型范圍告知探測者。 更高級的探測器甚至支持設(shè)定多個忽略區(qū)間。例如,可以對探測器進(jìn)行設(shè)置,讓它忽略與易拉罐拉環(huán)或小釘子的相移區(qū)間相當(dāng)?shù)奈矬w。識別和忽略功能的缺點(diǎn)是,有可能過濾掉很多與“廢物”具有相近相移的有價值的東西。但如果您要尋找某一特定類型的目標(biāo)物,這類功能就會極為有用,一般的探測器是根本無法做到這一點(diǎn)的,正因?yàn)榧夹g(shù)的遙遙領(lǐng)先,市場占有率才不斷攀升,穩(wěn)居金屬探測器之首的寶座。
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