提到金屬探測器這個詞，不同的人會給出不同的反應。例如，有些人想到在海灘上尋找硬幣或埋藏的寶藏。其他人會想到機場安檢，或者音樂會或體育賽事中的手持掃描儀。#金屬探測器#
事實上，所有這些場景都是有效的。金屬探測器技術是我們生活的重要組成部分，用途廣泛，從休閑到工作再到安全。機場、辦公樓、學校、政府機構和中的金屬探測器有助于確保沒有人將帶入這些場所。面向消費者的金屬探測器為數百萬人提供了發現隱藏寶藏（以及大量垃圾）的機會。
在本文中，您將了解金屬探測器及其使用的各種技術。我們的重點將放在消費類金屬探測器上，但大部分信息也適用于安裝的檢測系統，例如機場使用的檢測系統，以及手持式安全掃描儀。
金屬探測器的解剖
典型的金屬探測器重量輕，僅由以下幾個部分組成：
1.穩定器（可選）- 用于在您來回掃動時保持設備穩定
2.控制箱- 包含電路、控制器、揚聲器、電池和微處理器
3.軸——連接控制箱和線圈；通常可調節，因此您可以將其設置在適合您身高的舒適水平
4.搜索線圈——實際感應金屬的部分；也稱為“搜索頭”、“環路”或“天線”
大多數系統還有一個用于連接耳機的插孔，有些系統在軸下方有控制箱，在上方有一個小顯示單元。
操作金屬探測器很簡單。打開設備后，您可以在要搜索的區域上緩慢移動。在大多數情況下，您將線圈（搜索頭）在您面前的地面上來回掃過。當您將其越過目標物體時，會發出聲音信號。更*的金屬探測器提供的顯示器可以精確定位它探測到的金屬類型以及目標物體在地下的深度。
金屬探測器使用以下三種技術之一：
甚低頻(VLF)
脈沖感應(PI)
拍頻振蕩(BFO)
在以下各節中，我們將詳細研究這些技術中的每一種，以了解它們的工作原理。
甚低頻技術
甚低頻(VLF)，也稱為感應平衡，可能是當今的檢測器技術。在 VLF 金屬探測器中，有兩個不同的線圈：
發射器線圈- 這是外部線圈回路。里面是一圈電線。電流沿著這條電線傳輸，先是一個方向，然后是另一個方向，每秒數千次。電流方向每秒轉換的次數決定了單位的頻率。
接收線圈- 這個內部線圈環包含另一個線圈。這根電線充當天線，以拾取和放大來自地面目標物體的頻率。
流過發射器線圈的電流會產生電磁場，就像電動機中發生的情況一樣。磁場的極性垂直于線圈。每次電流改變方向時，磁場的極性都會改變。這意味著如果線圈與地面平行，磁場就會不斷地向下推入地面，然后又從地面拉回。
當磁場在地下來回脈沖時，它會與它遇到的任何導電物體相互作用，導致它們產生自己的弱磁場。物體磁場的極性與發射線圈的磁場正相反。如果發射器線圈的磁場向下脈沖，則物體的磁場向上脈沖。
接收器線圈不受發射器線圈產生的磁場的影響。但是，它無法屏蔽來自地面物體的磁場。因此，當接收線圈經過發出磁場的物體時，會有小電流通過線圈。該電流以與物體磁場相同的頻率振蕩。線圈放大頻率并將其發送到金屬檢測機的控制箱，傳感器在其中分析信號。
金屬探測器可以根據其產生的磁場強度大致確定物體埋藏的深度。物體離表面越近，接收線圈接收到的磁場越強，產生的電流也就越強。離地表越遠，磁場越弱。超過一定深度，物體表面的磁場非常弱，以至于接收線圈無法檢測到。
在下一節中，我們將了解 VLF 金屬探測器如何區分不同類型的金屬。
甚低頻相移
VLF 金屬探測器如何區分不同的金屬？它依賴于一種稱為相移的現象。相移是發射器線圈頻率與目標物體頻率之間的時間差。這種差異可能是由以下幾方面造成的：
電感- 容易導電（具有感應性）的物體對電流變化反應緩慢。您可以將電感想象成一條深河：改變流入河流的水量，需要一些時間才能看到差異。
電阻- 不易導電（電阻性）的物體會很快對電流變化做出反應。使用我們的水類比，阻力將是一條小而淺的溪流：改變流入溪流的水量，您會很快注意到水位下降。
基本上，這意味著具有高電感的物體將具有更大的相移，因為改變其磁場需要更長的時間。具有高電阻的物體將具有較小的相移。
相移為基于 VLF 的金屬探測器提供了一種稱為鑒別的能力。由于大多數金屬的電感和電阻都不同，VLF 金屬探測器使用一對稱為相位解調器的電子電路檢查相移量，并將其與特定類型金屬的平均值進行比較。然后，探測器會通過聲音或視覺指示器通知您該物體可能屬于何種金屬范圍。
許多金屬探測器甚至允許您濾除（區分）高于特定相移水平的物體。通常，您可以設置被過濾的相移水平，通常是通過調整增加或減少閾值的旋鈕。VLF 探測器的另一個識別特征稱為陷波。本質上，陷波器是用于特定相移段的鑒別濾波器。檢測器不僅會像正常辨別那樣提醒您注意該段上方的物體，還會提醒您注意該段下方的物體。
高級檢測器甚至允許您對多個陷波進行編程。例如，您可以將檢測器設置為忽略具有可與汽水罐片或小釘子相媲美的相移的物體。歧視和刻痕的缺點是許多有價值的項目可能會被過濾掉，因為它們的相移類似于“垃圾”。但是，如果您知道您正在尋找特定類型的對象，這些功能將非常有用。
PI科技
一種不太常見的金屬探測器是基于脈沖感應(PI) 的。與 VLF 不同，PI 系統可能使用單個線圈作為發射器和接收器，或者它們可能有兩個甚至三個線圈一起工作。該技術通過線圈發送強大的短脈沖（脈沖）電流。每個脈沖都會產生一個短暫的磁場。當脈沖結束時，磁場反轉極性并突然崩潰，導致尖銳的電尖峰。該尖峰持續幾微秒（百萬分之一秒）并導致另一個電流流過線圈。該電流稱為反射脈沖并且非常短，僅持續約 30 微秒。然后發送另一個脈沖并重復該過程。一個典型的基于 PI 的金屬探測器每秒發送大約 100 個脈沖，但這個數字會根據制造商和型號的不同而有很大差異，從每秒幾十個脈沖到一千多個脈沖不等。
如果金屬探測器位于金屬物體上方，脈沖會在物體中產生相反的磁場。當脈沖的磁場崩潰，引起反射脈沖時，物體的磁場使反射脈沖消失需要更長的時間。這個過程有點像回聲：如果你在一個只有幾個堅硬表面的房間里大喊大叫，你可能只會聽到非常短暫的回聲，或者你可能根本聽不到；但是如果你在一個有很多堅硬表面的房間里大喊大叫，回聲會持續更長時間。在 PI 金屬探測器中，來自目標物體的磁場將其“回波”添加到反射脈沖中，使其持續時間比沒有它們時長一小部分。
金屬探測器中的采樣電路被設置為監測反射脈沖的長度。通過將其與預期長度進行比較，電路可以確定是否另一個磁場導致反射脈沖需要更長的時間衰減。如果反射脈沖的衰減時間比正常時間長幾微秒，則可能有金屬物體干擾了它。
采樣電路將它監測到的微小、微弱的信號發送到稱為積分器的設備。積分器讀取來自采樣電路的信號，將其放大并將其轉換為直流電 (DC)。直流電的電壓連接到音頻電路，在那里它變成金屬探測器用來指示已找到目標物體的音調。
基于 PI 的檢測器不太擅長區分，因為各種金屬的反射脈沖長度不容易分離。然而，它們在許多情況下非常有用，在這些情況下，基于 VLF 的金屬探測器會遇到困難，例如在土壤或一般環境中具有高導電材料的區域。這種情況的一個很好的例子是咸水勘探。此外，基于 PI 的系統通常可以檢測到比其他系統更深的地下金屬。
BFO技術
檢測金屬的最基本方法是使用一種稱為拍頻振蕩器(BFO) 的技術。在 BFO 系統中，有兩個線圈。一個大線圈在搜索頭中，一個較小的線圈位于控制箱內。每個線圈都連接到每秒產生數千個電流脈沖的振蕩器。這些脈沖的頻率在兩個線圈之間略有偏移。
當脈沖通過每個線圈時，線圈會產生無線電波。控制箱內的微型接收器接收無線電波，并根據頻率之間的差異產生一系列可聽見的音調（節拍）。
如果搜索頭中的線圈經過金屬物體，流過線圈的電流產生的磁場會在物體周圍產生磁場。物體的磁場會干擾搜索頭線圈產生的無線電波的頻率。由于頻率偏離控制箱中線圈的頻率，因此節拍的持續時間和音調都會發生變化。
BFO技術
基于 BFO 的系統的簡單性使其能夠以非常低的成本制造和銷售。但這些檢測器不提供 VLF 或 PI 系統提供的控制和精度級別。
埋藏起來的寶藏
金屬探測器非常適合尋找埋藏的物體。但通常情況下，物體必須在距離表面一英尺左右的范圍內，探測器才能找到它。大多數探測器的正常深度介于 8 到 12 英寸（20 到 30 厘米）之間。確切的深度因多種因素而異：
金屬探測器的類型——用于探測的技術是影響探測器能力的一個主要因素。此外，還有一些變化和附加功能可以區分使用相同技術的檢測器。例如，一些 VLF 探測器使用比其他探測器更高的頻率，而有些則提供更大或更小的線圈。此外，傳感器和放大技術可能因制造商而異，甚至在同一制造商提供的型號之間也會有所不同。
物體中的金屬類型 - 某些金屬（例如鐵）會產生比其他金屬更強的磁場。
物體的大小——一角硬幣比四分之一更難在深層檢測到。
土壤的構成 - 某些礦物質是天然導體，會嚴重干擾金屬探測器。
物體的光暈——當某些類型的金屬物體在地下長期存在時，它們實際上可以增加周圍土壤的導電性。
來自其他物體的干擾 - 這可以是地面上的物品，例如管道或電纜，也可以是地面上的物品，例如電源線。
愛好者金屬檢測是一個迷人的世界，有幾個子群體。以下是一些比較受歡迎的活動：
Coin shooting - 在重大事件后尋找硬幣，例如球賽或音樂會，或者只是搜索一般的舊硬幣
勘探- 尋找有價值的金屬，例如金塊
文物——尋找具有歷史價值的物品，例如美國內戰中使用的
尋寶- 研究并試圖找到金、銀或傳聞隱藏在某處的任何其他物品
許多金屬探測器愛好者加入了當地或國家俱樂部，這些俱樂部提供技巧和竅門。其中一些俱樂部甚至為他們的會員贊助有組織的尋寶活動或其他郊游活動。查看LostTreasure.com了解更多關于球桿的信息。
工作
除了娛樂用途外，金屬探測器還具有廣泛的實用功能。安裝的探測器通常使用 PI 技術的一些變體，而許多基本的手持式掃描儀都是基于 BFO 的。
金屬探測器的一些非娛樂性應用包括：
機場安檢- 在允許進入登機區和飛機之前對人員進行檢查（請參閱機場安檢工作原理）建筑安全- 篩選進入特定建筑的人，例如學校、辦公室或
活動安保——檢查參加體育賽事、音樂會或其他大型人群聚會的人員
物品找回- 幫助某人尋找丟失的物品，例如一件珠寶
考古探索- 尋找具有歷史意義的金屬物品
地質研究——檢測土壤或巖層的金屬成分
金屬探測器制造商不斷調整流程，使他們的產品更準確、更靈敏和更通用。在下一頁，您會找到制造商的鏈接、俱樂部以及有關將金屬探測作為一種愛好的更多信息。
