基于電感數字傳感器的金屬探測儀的原理

　　金屬探測儀作為一種常見(jiàn)的安全檢查設備，廣泛地應用于社會(huì )生活、工業(yè)生產(chǎn)、軍事等領(lǐng)域。常見(jiàn)的金屬探測器一般采用霍爾傳感器作為傳感器，但是這種傳感器需要配合較復雜的硬件電路，如放大電路、A/D轉換電路校準電路等，且誤差較大。

　　基于感測技術(shù)的電感數字傳感器LDC1000能夠不接觸目標物體而將金屬導體的檢測信號數字化;不需校準，可直接與控制部件進(jìn)行數據通信，從而使得外部硬件電路大大簡(jiǎn)化。

　　此外，該傳感器不但能夠檢測目標區域內是否存在金屬導體，還能夠檢測目標導體與傳感器之間的距離，因此具有精度高、體積小、結構簡(jiǎn)單、無(wú)觸點(diǎn)等特點(diǎn)，能夠在灰塵污垢、油污及潮濕環(huán)境中實(shí)現導體目標的低成本、高分辨率的感測。相比之下，設計開(kāi)發(fā)基于電感數字傳感器檢測元件的金屬探測儀檢測系統具有較強的實(shí)用意義。此外，電感數字傳感器采用線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，不需要磁體和復雜的校準，不使用稀土，因此越為節能。

　　上述電感數字傳感器的工作原理（如圖）：

　　依據電磁場(chǎng)理論，當金屬物體置于變化的磁場(chǎng)中時(shí)，金屬導體中會(huì )產(chǎn)生一種自閉合感應電流，即金屬的渦流效應。電感數字傳感器LDC1000利用電磁感應原理，在傳感器自身線(xiàn)圈上加一個(gè)交變電流l1，線(xiàn)圈周?chē)a(chǎn)生交變電磁場(chǎng)H。這時(shí)如果有金屬物體進(jìn)入此電磁場(chǎng)，會(huì )在金屬物體表面產(chǎn)生渦流H2(感應電流l2)。渦流電流跟線(xiàn)圈電流方向相反，渦流產(chǎn)生的感應電磁場(chǎng)跟線(xiàn)圈的電磁場(chǎng)方向相反，該渦流是金屬物體種類(lèi)、距離、大小的函數。

　　當在線(xiàn)圈側并聯(lián)一個(gè)電容在電感上時(shí)，由于金屬探測儀的并聯(lián)諧振作用能量損耗大大減小，能量只消耗在R和R2'上，因此檢測出(R1+R2')的損耗就可以間接地檢測到金屬物體的距離、種類(lèi)等。LDC1000能夠將檢測出的等效電阻直接轉換為數字量并送控制部分進(jìn)行處理。