本次设计的主要任务是设计金属探测仪，金属都有个共同特性，即导电性。由于此性质， 在当高频电磁波辐射到金属后，引起涡流效应[3]，从而使辐射体的参数变化，如阻抗、等效 电感量[9]等变化，再将这些参数的变化转化成电压、电流[11]、音调的变化效果作为输出指示

地下电缆探测仪是电缆维护、电缆施工者的必备工具，地下电缆探测仪，它具备电缆探 测中的四大功能， 地埋电缆探测仪全面满足各项地下电缆探测的全面需求。 带电电缆的路径 查找及寻踪、 运行电缆的路径查找及寻踪、 运行电缆的识别和判断、 施工过程中的电缆检测、 直埋电缆的故障查找、多种方法电缆深度的准确判读。多年来我们通过全国范围的调研、创 的研发，用的方法、的技术研制出了地埋电缆探测仪。光/电缆路[8]由探测仪 的研制成功填补了我国在电力电缆探测仪方面的空白， 地下电缆路由探测仪使电缆探测技术 [3] 达到了崭新的高度 。

使用地下电缆路径仪(地下电缆探测仪)可以轻松解决了带电电缆路径查找的问题.地埋线 探测仪还可直接查找 50Hz 运行电缆的路径。带电的电缆的路径查找是该带电电缆路径仪的 一大特点，该地下电力电缆探测仪器可探测各种高压电缆、低压电缆、光缆的路径。将测量 耦合夹钳夹住待测的电缆， 通过耦合夹钳在目标电缆上直接产生感应信号。 此时沿电缆路径 即可接收到信号。此种工作方式可以探测电缆深度不小于 3.5 米，探测电缆长度不小于 3 公 里。

运行电缆路径仪接收机[8]能够探测运行电缆的 50Hz 频率。这种工作方式对于区分地下带 电电缆及带电电缆、 不带电的电缆和金属管探测有很实用的用处。 将便携式电缆寻踪仪接收 机的工作频率选择为 50Hz 频率。由于这种工作方式快捷而有效，因此十分的实用。在这种 方式中，不需要使用发射器。

在道路施工和建筑施工中，对地面进行开挖是经常的事情。但施工方往往不能及时准确 地掌握开挖地区内地下管线及电力电缆的位置和深度等相关资料。 目前， 由于盲目开挖而导 致的各种事故屡见不鲜，供水管路的被挖破、电力电缆、光缆被挖断等等，不但给社会生活 造成了很大的影响， 同时也给施工方造成很多不必要的损失。 开挖前对工作区域内地下管线 和电缆的探查已经成为一项必不可少的而且非常有价值的工作。 电缆路由探测仪是专门针对 "开挖前的电缆、光缆、金属管道探测"这一目的而研发。"这里能不能进行开挖?" 作为施工 单位,会经常面对这样的问题? 地下电缆探测仪操作简单,地下电缆探测仪可快速探明开挖区 域内地下管线的状况,避免盲目开挖带来的不必要的损失.此种工作方式可探测电缆深度不小 于 2 米[15]。

在建设房子和房屋装修,对于电缆的排布也要清楚它的电缆走向,在装修过程中,如果对电 缆走向不明确,很容易出现施工过程中电缆被意外切断,造成意外事故。本次设计中就设计一 个电缆探测仪,来检查墙壁中的电缆走向,在开关断的电缆接线头输入一个高频,通过一个信 号接收器在电缆周围来回移动,接收到的信号强弱来判断电缆的位子,接近电缆信号强,远离 电缆则信号弱。

金属探测器有很多种型号，双线圈金属探测器[14]，能耗型金属探测器[7]，频差式金属探 测器等本次毕业设计通过对粗略的一些方案进行预测， 后确定一个具体方安， 即就是要做 [7] 的设计，对一个通有高频信号的导线用金属探测器 来检测，通过探测电路的信号 F1 和检 测电路信号 F2 的频差经过放大输出得到一个让人能听到的声音，用耳机接听来判断电缆的 位置。 。本次设计用到两个振荡电路，即探测电路的电压反馈振荡电路和固定频率信号的方波振荡电路。 反馈型振荡器是由放大器和反馈网络组成的一个闭合环路， 放大器通常是以某 种选姘网络(如振荡回路)作负载，是调谐放大器，反馈网络一般是由无源器件组成的线形 网络。为了能产生自激振荡，必须有正反馈，即反馈输入端的信号和放大器输入端信号相位 相同。 振荡的初来源是振荡器在接通电源时不可避免地产生电冲击以及各种热噪声等， 如： 在加电时晶体管电流由零突然增加， 突变的电流包含很宽的频谱分量， 在它们通过负载回路 时， 由谐振回路的性质即只有频率等于回路谐振频率的分量可以产生较大的输出第三呀， 而 其他频率成分不会产生压降，因此负载回路上只有频率为回路谐振频率产生的成分产生压 降，该压降通过反馈网络产生出较大的正反馈电压，反馈电压又加到放大器的输入端，在进 行放大，反馈，不断地循环下去，谐振负载上得到的频率等于回路谐振频率的输出信号。在 LC 振荡器决定振荡频率的 LC 回路中，使用电压控制电容[4]，可以在一定的频率范围内构 成电调谐振振荡器。 这种包含有压控元件作为频率控制器件的振荡器就叫做压控振荡器。 它 广泛应用于频率调制器，锁相环路以及无线电发射机和接收机中。在压控振荡器中，振荡频 率只随加在变容管上的控制电压变化。但实际电路中，振荡电压也加在变容管两端，这使得 振荡频率在一定程度上也随振荡幅度而变化， 这是不希望的。 为了减小振荡频率随振荡幅度 的变化， 应尽量减小振荡器的输出振荡器的输出振荡电压幅度， 并使变容管工作在较大的固 定直流偏压上。

方波振荡器[13]：方波产生电路[2]能够直接产生方波或者矩形波的非正弦信号发生电路。 由于方波或矩形波包含丰富的谐波，因此，这种电路又被称为多谐振荡电路，基本电路组成 如。它是在迟滞比较器的基础上，增加了一个又 Rf、C 组成的积分电路，把输出电压经 Rf、 C 反馈到比较器的反相端。在比较器的输出端引入限流电阻 R 和两个背靠背的双向稳压管 就组成了一个双向限幅方波发生电路。 在接通电源的瞬间， 输出电压究竟偏于正向饱和还是 负向饱和，那纯属偶然。设输出电压偏于正饱和值既 V0=+Vz 时，加到电压比较器同相端的 电压为+FVz，而加于反相端的电压，由于电容 C 上的电压 V c 不能突变，只能由输出电压 V0 通过电阻 Rf 按指数规律向 C 充电建立，充电电流 i+。显然，当加到反相端的电压 Vc 略 正于+FVz 时，输出电压便立即从正饱和值(+Vz)迅速翻转到负饱和值(-Vz) ，-Vz 又通过 Rf 对 C 进行反向充电，充电电流 i 。知道 Vc 略负于-FVz 值时，输出状态再翻转回来。如此 循环下去，形成一系列的方波。

混频器和选频[1]：混频又称变频，也是一种频谱的线形搬移过程，它是使信号自某一个 频率变成另外一个频率。完成这种功能的电路叫混频器。混频器是频谱线形搬移电路，是一 个六断网络。它有 2 个输入电压，输入信号 US 和本地振荡信号 UL，其工作频率分别为 fC 和 fL;输出信号为 UI，称为中频信号，其频率是 fC 和 fL 的差频或和频，称为中频 fI，fI=fL fC。由此可见混频器在频域上起加法或减法的作用。

混频器的工作原理[11]：混频是频谱的线形搬移过程，完成频谱的线形搬移功能的关键 是要获得两个输入信号的乘积，能找到这个乘积项，就可完成所需的线形搬移功能。

放大器[2]：放大电路广泛应用于各种电子设备中，如音响设备、视听设备、精密测量仪 器、自动控制系统等。放大电路的功能是将微弱的电信号(电流、电压)进行放大得到所需 要的信号。 放大器必须接直流电源才能工作， 因为放大器输出信号功率比输入信号功率大得 多，输出功率是从支流电源转化而来的，所以放大电路实质上是一种能量转换器，是用较小 的能量去控制较大能量，它将直流电能转换成交流电能输出给负载放大电路。

金属探测器的运用到现在生活的各个方面，民航、公安、矿业等各个方面，本次设计主 要针对是通有高频信号的电缆的检测，因此选用上述这一方案来设计这一金属探测器。

在设计的同时，对各个元器件的参数进行分析和计算 [10]，得到合适的适合本设计的参 数

参考文献：

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