自制金属探测器

skylly

金属探测器在国内业余研究的人不多，  国外业余爱好者比较多， 研究的人也比较多，
因为一些发达国家， 独门独户的房子多， 家里有院子，闲暇时分可以拿着探测器在自家院子里寻宝。 国内大多数人没有这个条件。

我之前无聊时，在国外的论坛看过一些资料， 了解一些知识， 在这里分享一下。

金属探测器按工作原理基本可以分为三大类，  
第一类是频移型(Frequency shift), 常见的有拍频振荡器(BFO),锁相环(PLL)等类型
第二类是感应平衡型(Induction balance), 常见的有甚低频(VLF),收发型(TR),双盒(Two-box)等类型
第三类是脉冲感应型(Pulse induction)

• 拍频振荡器是最简单的金属探测器，它采用两个调谐到接近相同频率的射频振荡器。第一个为搜索振荡器，另一个为参考振荡器。两个振荡器的输出被馈入混频器，混频器产生包含和频和差频分量的信号。该信号被馈送到低通滤波器，以去除谐波。只要两个振荡器调谐到相同的频率，输出就不会有信号。当金属物体干扰搜索线圈的磁场时，搜索振荡器的频率会略微偏移，检测器将产生音频范围内的信号。(由于很简单且无法提供像VLF和PI探测器那样的精度和控制，商业金属探测器几乎不会使用此类电路。入门爱好者可以参考eti561.pdf 仿制)
  

• VLF探测器是很通用的金属探测器, 它结合了两个平衡线圈：外线圈充当发射器，使用交流电产生被金属物体扭曲的磁场，内线圈充当接收器，读取导电物体产生的次级磁场。该磁场被放大并转换为音频音调。它有个相位解调器，可以区分不同类型的物体。
  

• 脉冲感应金属探测器一般只有一个搜索线圈, 它工作时向搜索线圈发送重复的电流脉冲，产生磁场。线圈向地面发射脉冲，从目标物体产生应答脉冲。采样电路测量脉冲并将其发送到积分器，积分器产生音频音调脉冲感应探测器能够探测埋在地下深处的物体，但它们对铁很敏感，无法区分不同类型的金属。
  

• 商业探测器有IB型的和PI型的都有。个人制作的话， 建议制作PI类型的， 因为制作起来相对简单， 效果比BFO的好很多，又不像IB型探测器需要做两个平衡线圈， PI探测器做一个搜索线圈即可。
  

我仿做的这个探测器项目叫BT2，是脉冲感应(PI)类型的。 基于ATtiny13单片机，相比纯模拟电路的探测器,  电路简化了不少(脉冲信号生成和采样都由单片机实现)，附件里有原版资料和我自己画的PCB(注意: 我开始做时想省掉那个大电容，后来发现那个电容是必须的,自己做的板子没有留位置，临时加了这个电容， 我上传的PCB文件已经改了加上了电容, 但是有个小问题， 忘了画几个测试点点位)，
原版是汇编程序， 附件里有我用AVR Studio 5.0重写的程序。 还有几个关键测量点的波形图和电路图。

主要元件列表:
电阻：
100欧                  
220欧  2个              
470欧  2个              
510欧  2W     
1M

100k 可调         
200k 卧式 可调   

电容:
100nF校正电容            
4700uf 16V 电解电容

IC:
TINY13                  
LF357N                 

IRF9640                 
7805CT                        
6.2v稳压  IN4735      
线圈:  0.8mm直径的铜线绕成直径20cm左右的线圈(大概绕20圈)，然后用胶布固定好。   也有爱好者做成平板式的线圈也可以用。  

其它:
有源蜂鸣器               注意: 喇叭我用的一个5V的有源蜂鸣器，单片机只要给一个高电平就能让它发声。

技术数据:
工作电压：9~15V°DC
工作电流：60~120 mA（取决于软件/电压）
频率：300~500 Hz（取决于软件）
脉冲持续时间：  10~200 us（软件设置）
范围：最大30厘米（取决于物体和线圈）
功率输出:  PB2(pin7)采样参考:  PB0(PIN5)
采样输入:  PB1(pin6)
喇叭输出:   PB4(pin3)

调试过程: 线圈的搜索区域内不得有金属。先把R4调节到中间位置， 然后微调R4和R9让扬声器发出连续的音调，然后慢慢控制，让扬声器声音消失，就校正了。然后把金属放到线圈附近，看看有没有声音。

jhx339

这个能探多深！

skylly

jhx339 发表于 2025-2-9 18:10
这个能探多深！

一元硬币， 空气中 30厘米左右

huamsd

楼主这个帖子很好, 把金属探测器的工作原理都讲清楚了,能不能多上传几种不同种类,探测距离更远的金属探测器的制作资料

skylly

huamsd 发表于 2025-2-9 21:32
楼主这个帖子很好, 把金属探测器的工作原理都讲清楚了,能不能多上传几种不同种类,探测距离更远的金属探测器 ...

国外论坛的爱好者们分享过很多探测器项目， 大多数都是拆解一些经典的商业探测器， 逆向出电路图来的。 也有不少是高手们根据原理，自己设计出来的。
其中，比较优秀的项目有:

PI: surf PI, Barracuda PI,Gary's PI, delta pulse(或XR71), 波兰PI, Minipulse PI， Hammerhead PI等，等有时间，我把其中的资料整理出来。

感应平衡: TGSL，这个网站有详细资料: https://simplemetaldetector.com/ ... n-sabre-light-tlsl/

我仿制过其中几个，包括surf PI,barracuda PI,minipulse PI,盲松鼠PI等。
在同等条件下，探测效果都大同小异。换句话说，探测距离和线圈直径，被检测物品的大小和性质相关。线圈直径越大，探测距离越远，物体体积越大，检测距离也越远。举例来说，比如一个硬币大小的物体，检测的极限距离大约是线圈直径的1.5倍，而且小线圈(直径20多厘米)对硬币大小物品敏感，当然，线圈不是越大越好，大线圈对大物体敏感，对小物体不敏感，你做个一米直径的线圈，那估计只能用来检测汽车。当然，有的电路对铁磁性物体敏感，我之前做的盲松鼠PI，能检测到40厘米外的一个奶粉罐，而别的PI做不到，但它检测铜材料的距离却比别的电路差一点点（这个应该和当时调节的信号的脉宽值有关系 ）。
土壤中的探测深度比空气中的还要打下折扣，比如空气中25厘米距离，在潮湿的土壤中可能只有15厘米深度。
那些号称探测几米深的，都是骗人的。一般情况下，2，30厘米的深度已经是极限了。

skylly

上面的回复显示不完整，  我这里重新发一下：
国外论坛的爱好者们分享过很多探测器项目， 大多数都是拆解一些经典的商业探测器， 逆向出电路图来的。 也有不少是高手们根据原理，自己设计出来的。
其中，比较优秀的项目有:

PI: surf PI, Barracuda PI,Gary's PI, delta pulse(或XR71), 波兰PI, Minipulse PI， Hammerhead PI等，等有时间，我会把资料(包括电路图,PCB图，元件列表等)整理出来。

感应平衡: TGSL，这个网站有详细资料: https://simplemetaldetector.com/ ... n-sabre-light-tlsl/

skylly

奇怪了，我回复的贴子怎么显示不出来

skylly

国外论坛的爱好者们分享过很多探测器项目， 大多数都是拆解一些经典的商业探测器， 逆向出电路图来的。 也有不少是高手们根据原理，自己设计出来的。
其中，比较优秀的项目有:

PI: surf PI, Barracuda PI,Gary's PI, delta pulse(或XR71), 波兰PI, Minipulse PI， Hammerhead PI等，等有时间，我会把资料(包括电路图,PCB图，元件列表等)整理出来。

感应平衡: TGSL等

skylly

我仿制过其中几个，包括surf PI,barracuda PI,minipulse PI,盲松鼠PI等。

在同等条件下，探测效果都大同小异。换句话说，探测距离和线圈直径，被检测物品的大小和性质相关。线圈直径越大，探测距离越远，物体体积越大，检测距离也越远。

举例来说，比如一个硬币大小的物体，检测的极限距离大约是线圈直径的1.5倍，而且小线圈(直径20多厘米)对硬币大小物品敏感，

当然，线圈不是越大越好，大线圈对大物体敏感，对小物体不敏感，你做个一米直径的线圈，那估计只能用来检测汽车。

另外，有的电路对铁磁性物体敏感，我之前做的盲松鼠PI，能检测到40厘米外的一个奶粉罐，而别的PI做不到，但它检测铜材料的距离却比别的电路差一点点。

土壤中的探测深度比空气中的还要打下折扣，比如空气中25厘米距离，潮湿土壤中可能只有15厘米深度。

那些号称探测几米深的，都是骗人的。一般情况下，20多厘米的深度已经是极限了。

3AG1

曾经试验过简易的差频式金属探测电路，感觉就是比较适合木工用来探查铁钉什么的，其他方面用途不大。

https://www.yleee.com.cn/thread-62398-1-1.html