一、什麼是考古金屬探測器
考古金屬探測器具有探測度廣、定位準確、分辨力強、操作簡易等特點。考古金屬探測器主要是用探測和識別隱埋地下的金屬物。考古金屬探測器利用電磁感應的原理-交流電通過的線圈,會產生迅速變化的磁場。這個磁場能在金屬物體內部能感生渦電流。渦電流又會產生磁場,倒過來影響原來的磁場,引發探測器發出提示音。
靈敏度控制可以幫助控制探測器的磁場,減輕電磁干擾對其的影響,在遇到干擾的時候,降低探測線圈所產生磁場的的靈敏度,可以減弱外部電磁干擾的影響,從而使探測器工作正常進行。
金屬埋藏在地下,透過厚厚的土層去探測,必然會受到地質結構的影響。土層中含有各種各樣的礦物質,它們也會使探測器產生信號,這些礦物質的信號會掩蓋掉金屬的信號從而造成誤報警。用過國產考古金屬探測器的人都會有這樣的體會,隨著靠近土堆、石頭、磚頭都會發出報警音,這種現象成為“礦化反應”。由於這個原因,國產金屬探測器在考古上應用的就很少了。而賞金獵人金屬探測器裝有先進的地平衡系統,能排除一切礦化反應,大大提高了考古的便捷性和準確性。
所有考古探測器的探測深度跟被探測金屬的面積、形狀、重量、埋藏時間、土質、土壤潮溼度、使用者的熟練程度,都有很大的關係,一般來說,面積越大,數量越多,土壤潮溼度越小,密度越低,埋藏時間越長,越有利於增加探測器的探測深度。儀器所標的深度,是按照產品的工業標準在最佳的情況下所能達到的最大深度,賞金獵人最深可以探測到10米。此外,在電量較低的情況下,發射功率不足的情況下,也會衰減探測深度,這種情況下,需要及時更換電池。
二、 總體設計
總體設計將影響產品的整體性能,對產品的好壞起著指導性的作用,因此總體設計的好壞影響深遠,由於硬件系統是基礎,為軟件提供平臺,因此硬件的設計至關重要。依據硬件的總體設計方案,完成各個單元電路的設計與實現,接下來再根據軟件模塊的總體方案設計程序流程,在硬件電路的基礎之上進行調試。但在設計之初兩個部分都需經過認真的分析,確定總體方案後再分階段進行實現。
硬件電路設計是進行軟件設計的基礎,是整個考古金屬探測器中最重要的部分。它設計的好壞決定著系統的穩定性和可擴展性。本次設計的考古金屬探測器的框圖如圖4-1所示,包括五大部分:線圈振盪、信號放大、脈衝產生、中央處理和外圍設置顯示模塊。
圖4-1 數字考古金屬探測器硬件設計框圖
這四部分組合起來構成了一個基於單片機的開環金屬探測模型。線圈振盪電路是基礎,依靠它來進行金屬探測,這一部分可以產生穩定的正弦波,但在遇到金屬物體時正弦波的頻率和幅度會發生變化。振盪部分產生的正弦波經放大後送入脈衝變換電路產生一定頻率的脈衝,然後將其送如單片機。因此在前端振盪電路頻率變化時這種變化同時將送入單片機,單片機進行分析判斷後進行報警。外圍控制模塊的作用是,與前端單片機進行通訊,將獲得的信息進行分析運算再進行顯示並且通過鍵盤對前端金屬探測的精度進行設置。
四、 市場特點
國內外考古金屬探測器研發、生產己經多年,而且用途廣泛,早形成專業化的一個產業。隨著電子技術的進步,考古金屬探測器從電子管、晶體管乃至集成電路,有了飛速的發展。
方法/步驟
圖4-1 數字考古金屬探測器硬件設計框圖