前阵子PCB哥家里装修，需要在承重墙上开一个直径20cm的洞... ...
那么问题来了，应该怎样避开承重墙里横七竖八的钢筋呢？也就是说，如何在不伤及承重墙里钢筋的前提下，成功地在承重墙上开出一个洞？显而易见，金属探测器一定能帮到我！
说到金属探测器，你可能首先想到的是下面的样子。
或者下面这个样子。
而对于这个看上去还算是“高科技”的物件，你又真正了解过多少呢？今天，我们就来说说金属探测器！顺便，你还可以自制一台简易金属探测器。
温馨提示：
如果你想去寻宝，首先带好粮食和指南针！
金属探测器的历史
世界上第一台金属探测器诞生于1931年，由费舍尔博士（Gerhard R. Fisher）在美国加利福尼亚州帕罗奥图的费舍尔实验室中发明，被命名为Metalloscope（简称M-Scope），并获得专利。1924年，金属探测器的雏形被制造完成，并且于1927年制造出改进型产品。
金属探测器的基本原理
金属探测器是利用电磁的特性来完成探测工作的。
如上图，金属探测器通过线圈建立磁场，并通过磁场探测到地下的物体，同时，探测器中的另一个线圈会接收“反射”回来的电磁信号，并通过扬声器或者耳机发出频率稳定或者不稳定的响声。
当探测器扫过地面，磁场靠近金属物体的时候，响声就会发生变化。当你听到这种变化时，就说明此时地下有金属物体，线圈越大，探测器也就越灵敏。
这是因为，流经发射线圈的电流会产生一个电磁场，就如同电动机也会产生电磁场一样的道理。磁场的极性将垂直于线圈所在的平面。每当电流改变方向，磁场的极性都会随之改变。这就意味着，如果线圈平行于地面，那么磁场的方向会不断地交替变化，一会儿垂直于地面向下，一会儿又垂直于地面向上。随着磁场方向在地下的反复变化，它会与所遇的任何导体目标物发生磁场的作用，导致目标物自身也会产生微弱的电场继而产生磁场，而且需要知道的是，目标物磁场的极性同发射线圈磁场的极性恰好相反。如果发射线圈产生的磁场方向垂直地面向下，则目标物磁场就垂直于地面向上。接收线圈需要能够屏蔽发射线圈产生的磁场。但它不会屏蔽从地下目标物传来的磁场。这样一来，当接收线圈位于正在发射磁场的目标物上方时，线圈上就会产生一个微弱的电流。接收线圈会放大这一频率并将其传送到金属探测器的控制台，控制台上的元件继而对这一信号加以分析，于是，我们就知道地下是不是存在金属物品了。
这就是金属探测器的基本原理。So Easy！
金属探测器常见种类
最常见的三种金属探测器：
I、甚低频（VLF）探测器：这是市面上最常见的一种探测器，能够在各种地形上检测出几种不同类型的金属。由于大多数金属具有不同的电导值和电阻值，VLF金属探测器可利用一对称为相位解调器的电子线路测出相移量，并将实测数据同某一种类的金属相移均值进行比较。然后探测器就会以听觉或视觉信号的形式，将目标物可能所处的金属类型范围告知探测者。
II、脉冲感应（PI）金属探测器：这种探测器能够探测到深埋在地下的金属，并能排除“黑沙”（即铁矿砂）的干扰，这种金属探测器在淘金者和寻宝者中最受欢迎。但是脉冲感应（PI）技术的金属探测器不是很常见。它有别于VLF系统，PI系统可以利用单个线圈来承担发射器和接收器的双重任务，也可利用两个甚至三个线圈协同工作。这种技术向线圈发送高能、短时的电流脉冲。每一次脉冲都产生一个瞬时磁场。脉冲结束后，磁场极性会反转，然后迅速衰减，产生一个尖锐的电流毛刺。这一毛刺可持续几微秒，并导致线圈上产生另一电流。这一电流称为反射脉冲，持续的时间极为短暂，只有30微秒左右。随后下一个脉冲会到达线圈，并重复上述过程。基于PI技术的金属探测器每秒一般要发送约100个脉冲，但这一数字可因生产商和产品型号的不同而有很大变化，每秒发送的脉冲数小可至数十次，多可达上千次。
III、差拍振荡器（BFO）：这种探测器能够检测到磁场范围内的任何金属和矿物，这是一种最基本的金属探测器，适合于新手。由于BFO系统较为简单，因而其生产成本和销售价格都很低。不过这种探测器的控制能力和精确度都难以达到VLF或PI系统的水准。
另外，使用日常使用的计算器和收音机也是可以自制简易金属探测器的，这种探测器能够检测到距离比较近的金属，制作简单，虽然外观上没有前几种显得高大上，但还是可以正常检测出距离比较近的金属物品的，我们会在下文继续说明这种简易金属探测器的制作细节。
主要功能部件
对于大多数的金属探测器，主要的功能部件其实是大同小异的，主要包括以下三项内容：
I、控制台：其中包括控制及检测电路、扬声器、电池以及微处理器等，就是上图里手柄位置的小盒子。
II、连接杆：连接杆连接控制箱和线圈，长度要根据自己的身高来确定，DIY的话，材料选择比较自由。
III、探查线圈：探查线圈就是真正用来感知金属的部件，也可以叫做“探头”、“线圈”或“天线”，是决定探测器灵敏度的一个重要部件。
简易金属探测器DIY
好了，在简单了解过金属探测器的基本知识以后，我们就来动手DIY一台金属探测器。
这里我们选择自制线圈和收音机来完成这台简易金属探测器的DIY制作。
首先需要回顾一下甚低频金属探测器的基本工作原理和主要部件，然后再开始我们的DIY。
I、首先绕制探测线圈：
这台金属探测器的探测线圈分为两部分，各自起到发射和接收信号的作用。
发射线圈：即探测线圈的外环线圈。设备沿导线交替变换方向发出电信号，每秒钟变换数千次。每秒钟电流方向变换的次数就形成了探测器的探测频率。
接收线圈：即探测线圈的内环线圈，由另一组导线绕成的线圈组成。这一线圈能起到天线接收的作用，用来收集并放大地下目标物发出或者“反射”的电磁波，如此时探测范围内存在金属物品，则控制台扬声器的频率将随着改变。
如上图的样子，制作大小两个同心圆支架，你可以选用木质支架或者PVC材料完成制作，如果你觉得这些都有难度，家里总会有没用的光盘吧？
在外环线圈上绕10~50圈0.25毫米线径的漆包铜线，内环线圈也如此，当然，如果你手头恰巧没有0.25mm线径的漆包线，也完全可以使用其他线径型号的漆包线。
另外，在完成探测线圈的制作后，需要注意保护绕制好的线圈，使用PVC外壳或者其他方式进行外壳的保护安装。至此，这台金属探测器的探测线圈就做好了。
II、控制台DIY：
最最简单的做法，是使用AM收音机“充当”这台金属探测器的控制台和信号发生器。
之所以使用AM收音机，是因为其特有的电路性质，大家都知道，AM收音机相比较于FM收音机，会多出一个带有磁棒的天线，我们要用到的也正是AM收音机的天线，在这台金属探测器的DIY中，我们可以将上一步中制作好的探测线圈连接到AM收音机的天线上，这样，一旦探测线圈探测到金属物品，AM收音机便会发出频率不一的声音，从而快速判断我们是不是找到了“宝贝”。
注意：应将AM收音机的收音频率调整到最高，这样效果是最好的。另外，如果希望听到更细微的变化效果，请使用耳机收听反馈信号，这样，地下很小的变化都是可以正常听到的。
III、安装连接杆
这一步没什么好说的，只要根据你的手臂长度和最佳的舒适度安装好连接杆，然后将控制台（也就是上面说的那台收音机）安装在手柄位置就可以了。
至此，一台简易的甚低频金属探测器就算是制作完成了。
收音机&计算器的妙用
是的，你没有看错！就是我们日常用的电子计算器和AM收音机，就可以完成这另外一部简易金属探测器的DIY作品！
这种探测器就是直接用计算器和收音机制作而成的，说实话，它的外形确实是一般般，但是同样能探测到金属物品的存在。
DIY方法如下：
I、将收音机的AM频率设到最高。注意不要调到有节目的频道，并且能够清楚地听到平稳的响声。
II、打开计算器。将计算器和收音机背对背，调整好距离和角度，直到能够听到低沉、平稳的响声为止。
III、调整好位置以后用胶带固定，然后就可以安装连接杆了。
是的，做到这一步，一个简单的金属探测器就做好了，你可以利用家里的金属物体进行测试。比如金属的勺子，如果探测器靠近勺子时会发出响声，那么你就成功了。然后你就可以去寻宝了。
下面看看国外D友的作品，有请视频君！
其他的推荐电路
除了上述的两种简易金属探测器的DIY方案，其实我们常见的金属探测器电路还有很多，最常用的当属555芯片，下面就是两款使用555时基芯片设计的金属探测器电路，这两款电路都有着一个共同点，那就是 —— 免调试！大家有兴趣也不妨试试~
I、基于555芯片的简易金属探测器电路①
II、基于555芯片的简易金属探测器电路②
附：国外厂家如何生产
最后再附上一则视频，看看国外厂家如何生产我们在地铁安检时常见的探测器，看看国外在金属探测器的生产过程中有哪些新鲜的东西。
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