电磁场与电磁波大作业.docx

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1、电磁感应型金属探测器原理金属探测器介绍金属探测器是用于探测金属的电子仪器。金属探测器应用于众多领域，在军事上，金属探测器可用于探测金属地雷；在安全领域，可以探测随身携带或隐藏的武器与作案工具；在考古方面，可以探测埋藏金属物品的古墓，找到古墓中的金银财宝与首饰或其他金属制品；在工业中，可以用于在线监测，如去掉棉花，煤炭，食品中的金属杂物等。金属探测器主要有三大类：电磁感应型，X射线检测型，微波检测型。本文介绍电磁感应型金属探测器。涡流现象如图1，在一根导体外面绕上线圈，并让线圈通入交变电流，那么线圈就产生交变磁场。由于线圈中间的导体在圆周方向是可以等效

2、成一圈圈的闭合电路，闭合电路中的磁通量在不断发生改变，所以在导体的圆周方向会产生感应电动势和感应电流，电流的方向沿导体的圆周方向转圈，就像一圈圈的漩涡，所以这种在整块导体内部发生电磁感应的现象称为涡流现象电生磁(安培环路定理)lH∙dl=s(J+∂D∂t)∙dS磁生电(电磁感应定律)ε=-dϕdt=-ddtsB∙dS将导体放入变化的磁场中时，由于在变化的磁场周围存在涡旋的感生电场，感生电场作用在导体内的自由电荷上，使电荷运动，形成涡电流。涡电流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，如图2.图1图2金属探测器原理金属探测器的核心结构为两个LC振荡回路，当

3、发射线圈通有交流电时，会在周围空间产生变化的磁场。若在这个磁场附近存在金属物体，金属物体内部将产生涡电流，涡电流也会在空间产生磁场，此时接受线圈中将发生变化，从而产生感应电流，电流计的指针发生偏转，由此推断金属物体的存在。金属探测器电路图简化版几种常见的金属探测器1.安检门如图3，安检门的内部设置有发射线圈和接收线圈。左侧发射线圈通有交流电，会在周围空间产生变化的磁场B0。当有金属物体通过时，交变磁场就会在该金属导体表面产生涡电流，涡电流又会产生磁场B'，右侧接收线圈感应到磁场与原来不同，感应出与原来状态不一样电流I'，计算机根据感应电流的大小，相位

4、来判定是否有金属物体和金属物体的大小。图32.地雷探测器如图4，该金属探测器与上述的金属探测器有点区别，发射线圈和接收线圈没有分离开，而是连在一起。发射线圈产生高频电流I0,在周围空间产生变化的磁场B0，当接近金属物体时，交变磁场就会在该金属导体表面产生涡电流，涡电流又会产生磁场B'，在接收线圈上产生感应电流I'，影响探测器原来的状态，通过一系列电路，把电信号转换为声信号，发出蜂鸣声，判断出有金属物体。图4