專利名稱：金屬管線探測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種探測儀，特別是一種用于裝修檢修中使用的小型金屬管線 探測儀。
背景技術(shù)：
家庭裝修檢修中，暗管暗線往往對施工造成一定影響，甚至引發(fā)事故造 成人員財產(chǎn)損失，如能在施工前進行一定的探測，摸清暗管暗線的布置會起 到一定的幫助?，F(xiàn)在非接觸式金屬探測傳感器已發(fā)展到一定水平，有不少品 種可供選擇。其工作原理各不相同適用范圍各異的傳感器型號十分豐富，選 擇范圍大，目前主要有(一)超聲波型，使用不同材料對聲波不同的反射率 來探測金屬；(二)電磁感應(yīng)型，使用金屬吸收電磁波的能力用電渦流傳感器 來探測金屬。但是目前市場上的專用金屬探測儀都比較昂貴，適合家用的小 型廉價金屬管線探測儀還不多見，本產(chǎn)品以開發(fā)研究一種廉價的金屬管線探 測儀來填補這一市場空白，這樣的產(chǎn)品將會有較強的市場占有率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有市場探測儀價格昂貴，適用于家庭的金屬管線探測儀 缺乏的問題而提出一種適用家庭的小型金屬管線探測儀，來實現(xiàn)填補這一家 庭裝修檢修中小型金屬管線探測缺乏的市場空白問題，并且本發(fā)明的金屬探 測儀設(shè)計簡單，性能價格比高。
本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種金屬管線探測儀，所述金屬管線探測儀由探 頭、高頻振蕩器、振蕩檢測器、音頻振蕩器、功率放大器、揚聲器串聯(lián)組成， 電源分別給高頻振蕩器、振蕩檢測器、音頻振蕩器和功率放大器供電。所述金屬管線探測儀由CMOS六反相器數(shù)字集成電路和功能電路構(gòu)成。所述探頭為 一只高值電感。所述高頻振蕩器由反相器20、三個電容和一個調(diào)節(jié)電位器24 組成，探頭與反相器20及第一電容器21、第二電容器22、第三電容器23構(gòu) 成了一個電容三點式振蕩器，調(diào)節(jié)電位器24接在電容三點式震蕩器后，用于 改變電路的阻抗。所述振蕩檢測器由三個反相器31、 34、 35、兩個二極管32、 36、電阻37、電容30組成，微弱的振蕩信號通過由電容30和互相并聯(lián)的反 相器(31)、電阻(37)串聯(lián)組成的整形電路進行整形，得到波形質(zhì)量較高的 方波，再由二極管(32)進行整流，整流后的信號由反相器(34)和反相器 (35)整形得到標準的電平信號，最后通過二極管(36)去控制音頻振蕩器 的工作狀態(tài)。
本發(fā)明的有益效果 一種金屬管線探測儀，填補市場上缺乏家庭裝修檢 修小型金屬管線探測的空白問題，并且本發(fā)明的金屬探測儀設(shè)計簡單，性能 價格比高。


圖1是本發(fā)明金屬管線探測儀電路框圖； 圖2是本發(fā)明金屬管線探測儀電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方法對本發(fā)明作進一步詳細的描述
如圖l本發(fā)明金屬管線探測儀電路框圖可以看出，本金屬探測儀由探頭l、 高頻振蕩器2、振蕩檢測器3、音頻振蕩器4、功率放大器5、揚聲器6串聯(lián) 組成，電源7給高頻振蕩器2、振蕩檢測器3、音頻振蕩器4和功率放大器5供電。而這幾部分的電路都由CMOS六反相器數(shù)字集成電路CD4069和其它功 能電路構(gòu)成，具體電路如圖2所示。
如圖2本發(fā)明金屬管線探測儀電路原理圖，CD4069是一塊CMOS六反相器 數(shù)字集成電路(其他反相器皆可如74LS04等)，共有U2A、 U2B、 U2C、 U2D、 U2E、 U2F六個反相器。
如圖2中的高頻振蕩器2，金屬探測器的探頭1是一只高Q值的電感Ll (4-50mH).它與反相器20 (U2A)及第一電容器21 (cl: 1500-10000pF)、 第二電容器22 (c2: 1500-10000pF)、第三電容器23 (c3: 1500-10000pF) 構(gòu)成了一個電容三點式振蕩器.其振蕩頻率約為27kHz (當(dāng)L1、 cl 、 c2、 c3 取不同的值時可得到不同的頻率，以20-30kHz的范圍為佳)。調(diào)節(jié)電位器24 (R2繞線式可變電阻)可改變電路的阻抗，使電路處在剛剛起振的狀態(tài)下。
如圖2振蕩檢測器3中微弱的振蕩信號先由電容30 (C4)濾去信號中的 直流成分，再由反相器31 (U2B)和第三電阻37 (R3)組成的波形整形電路 進行整形，再由二極管32 (Dl: ln4148等整流二極管)整流，整流后的信號 由反相器34 (U2C)和35 (U2D)轉(zhuǎn)換為標準的高低電平信號，由電容38 (C5) 濾去信號中的交流成分后通過二極管36 (D2: ln4148等整流二極管)去控制 由反相器40 (U2E)和41 (U2F)構(gòu)成的音頻振蕩器4的工作狀態(tài)，音頻振蕩 器4輸出信號給功率放大器5中的三極管51驅(qū)動揚聲器6工作。
高頻振蕩器探測金屬的工作原理在于調(diào)節(jié)高頻振蕩器的增益電位器，恰 好使振蕩器處于臨界振蕩狀態(tài)，也就是說剛好使振蕩器起振。當(dāng)探測線圈靠 近金屬物體時，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，會在金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生渦電流，使振蕩回 路中的能量損耗增大，正反饋減弱，處于臨界態(tài)的振蕩器振蕩減弱，甚至無法維持振蕩所需的最低能量而停振。如果能檢測出這種變化，并轉(zhuǎn)換成聲音 信號，根據(jù)聲音有無，就可以判定探測線圈下面是否有金屬物體了。
在本產(chǎn)品中，作為探頭1的電感Ll在沒有接近金屬物體時.電路正常起
振。振蕩信號控制音頻振蕩器停止工作，揚聲器不發(fā)聲。當(dāng)有金屬物體接近
電感時(電感線圈的軸向方向)，電感Ll的Q值下降.電路停振，沒有信號去 抑制音頻振蕩器.所以音頻振蕩器工作，驅(qū)動揚聲器發(fā)聲。使用時，電源插 入接線端子71,通過開關(guān)70 (Sl)和電源7連接后.仔細調(diào)整電位器R2使 揚聲器剛剛不響.這時靈敏度較高，探測距離可達20mm — 50mm (實際探測距 離和所選用原件的參數(shù)和電感l(wèi) (Ll)的物理尺寸有關(guān))。
電路做好后可以裝盒，但一定要注意，探頭電感要遠離金屬物，所以不 能用金屬做外殼。整個電路的關(guān)鍵元件是探頭電感l(wèi) (Ll)，必須是工字型磁 芯的立式電感器，電感量為6.7mH (可選4-50mH， Ll電感值越大，線圈的截 面積越大，則探測距離越大，取較大電感值時也要相應(yīng)提高電容21、 22、 23 和電阻24的值不然不易或不能起振)，電感的自身的電阻越小越好。
現(xiàn)介紹其使用方法，先做較準，在探頭1附近沒有金屬物體時調(diào)節(jié)可變 電阻24，使揚聲器正好無聲。完成了調(diào)較工作，之后就可使用了，當(dāng)蜂鳴器 發(fā)聲時說明探頭下有金屬物體。
本金屬探測器也可改裝成一個金屬報警器。只需將反相器35 (U2D)斷開， 使反相器34 (U2C)的輸出與二極管36 (D2)直接連在一起，使輸出信號反 相。使用時把探頭放在需要監(jiān)視的帶有金屬底盤的貴重儀器下邊。當(dāng)有人拿 走貴重儀器時，揚聲器即發(fā)出報警聲。此外本金屬探測器的傳感器的輸出為 數(shù)字量可以方便的和其它電路或控制器相連，從而對其功能進行擴展。
本實例中使用CMOS六反相器數(shù)字集成電路CD4069的六組反相器。Ll取 6.7rnH (立式磁芯電感)、cl、 c2、 c3取4700pF (本例中采用獨石電容)，C4、 C5為0. OluF， C6為1000pF， Rl為金屬膜1/4W電阻阻值230K (以后若不說 明則電阻都為1/4W金屬膜電阻)，R2為IOK繞線式可調(diào)電阻，R3為680K， R4 為51K， R5為200K， R6為1. 5K， 二極管D1、 D2為1N4148，三極管Ql為NPN 管9014，揚聲器U1為5V蜂鳴器，電源為DC5V輸入。
接通電源后.仔細調(diào)整電位器R2使揚聲器剛剛不響.這時靈敏度較高， 經(jīng)實驗得出探測距離可達30讓。在這個距離內(nèi)可探測到大于2mm*2mra*2mm的 金屬立方體。
權(quán)利要求
1、一種金屬管線探測儀，其特征在于所述金屬管線探測儀由探頭、高頻振蕩器、振蕩檢測器、音頻振蕩器、功率放大器、揚聲器串聯(lián)組成，電源分別給高頻振蕩器、振蕩檢測器、音頻振蕩器和功率放大器供電。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述金屬管線探測儀，其特征在于所述金屬管線探測儀 由CMOS六反相器數(shù)字集成電路和功能電路構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述金屬管線探測儀，其特征在與所述探頭為一只高值 電感。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述金屬管線探測儀，其特征在于所述高頻振蕩器由反 相器(20)、三個電容和一個調(diào)節(jié)電位器(24)組成，探頭與反相器(20)及 第一電容器(21)、第二電容器(22)、第三電容器(23)構(gòu)成了一個電容三 點式振蕩器，調(diào)節(jié)電位器(24)接在電容三點式震蕩器后，用于改變電路的 阻抗。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述金屬管線探測儀，其特征在于所述振蕩檢測器由三 個反相器(31、 34、 35)、兩個二極管(32、 36)、電阻(37)、電容(30)組 成，微弱的振蕩信號通過由電容(30)和互相并聯(lián)的反相器(31)、電阻(37) 串聯(lián)組成的整形電路進行整形，得到波形質(zhì)量較高的方波，再由二極管(32) 進行整流，整流后的信號由反相器(34)和反相器(35)整形得到標準的電 平信號，最后通過二極管(36)去控制音頻振蕩器的工作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬管線探測儀，所述金屬管線探測儀由探頭、高頻振蕩器、振蕩檢測器、音頻振蕩器、功率放大器、揚聲器串聯(lián)組成，電源分別給高頻振蕩器、振蕩檢測器、音頻振蕩器和功率放大器供電。此金屬管線探測儀，填補市場上缺乏家庭裝修檢修小型金屬管線探測的空白問題，并且本發(fā)明的金屬探測儀設(shè)計簡單，性能價格比高。
文檔編號G01V3/08GK101206265SQ200710170690
公開日2008年6月25日 申請日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者云 姚, 達 阮 申請人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院