手持金属探测器组成部分

想象在熙熙攘攘的机场安检口，工作人员手持一个神奇的设备，轻松就能发现你身上隐藏的金属物品。这个设备就是手持金属探测器，它就像一个无声的卫士，守护着我们的安全。但你有没有想过，这个小小的设备是如何做到的呢？它究竟由哪些部分组成，又是如何工作的呢？今天，就让我们一起揭开手持金属探测器的神秘面纱，探索它的内部奥秘。

高频振荡器：探测器的“心脏”

手持金属探测器的核心部分之一是高频振荡器。它就像探测器的“心脏”，负责产生电磁场，是整个探测过程的基础。高频振荡器主要由三极管VT1和高频变压器T1组成，是一种变压器反馈型LC振荡器。LC振荡回路由初级线圈L1和电容器C1构成，振荡频率大约在200kHz左右，这个频率是由L1的电感量和C1的电容量决定的。

T1的次级线圈L2作为振荡器的反馈线圈，其C”端连接到振荡管VT1的基极，而D”端则连接到VD2。由于VD2处于正向导通状态，对高频信号来说，D”端可以视为接地。在T1中，如果A”和D”端分别是初、次级线圈绕线方向的首端，那么从C”端输入到VT1基极的反馈信号，能够使电路形成正反馈，从而产生自激高频振荡。

振荡器反馈电压的大小与线圈L1、L2的匝数比有关。匝数比过小，由于反馈太弱，不容易起振；匝数比过大，则会导致振荡波形失真，同时也会使手持金属探测器的灵敏度大大降低。因此，精确控制匝数比对于保证探测器的性能至关重要。

振荡检测器：探测器的“眼睛”

振荡检测器是手持金属探测器的另一个关键部分，它负责检测高频振荡器的工作状态。振荡检测器主要由三极管开关电路和滤波电路组成，其中开关电路由三极管VT2、二极管VD2等组成，而滤波电路则由滤波电阻器R3、滤波电容器C2、C3和C4组成。

当高频振荡器工作时，经高频变压器T1耦合过来的振荡信号，正半周会使VT2导通，VT2集电极输出负脉冲信号。这个信号经过RC滤波器，在负载电阻器R4上输出低电平信号。而当高频振荡器停振时，C”端无振荡信号，由于二极管VD2接在VT2发射极与地之间，VT2基极被反向偏置，VT2处于可靠的截止状态，集电极为高电平。经过滤波器，在R4上得到高电平信号。

通过这种方式，振荡检测器能够准确检测到高频振荡器的工作状态，并将这个状态转换为电信号，为后续的报警系统提供依据。

功率放大器：探测器的“声音”

功率放大器是手持金属探测器中负责将电信号转换为声音信号的部件。它主要由三极管VT5和扬声器BL组成。从多谐振荡器输出的正脉冲音频信号，经限流电阻器R9输入到VT5的基极，使其导通，在BL产生瞬时较强的电流，驱动扬声器发声。

由于VT5处于开关工作状态，而导通时间又非常短，因此功率放大器非常省电，可以利用9V积层电池供电。调节高频振荡器的增益电位器，恰好使振荡器处于临界振荡状态，也就是说刚好使振荡器起振。当探测线圈L1靠近金属物体时，由于电磁感应现象，会在金属导体中产生涡电流，使振荡回路中的能量损耗增大，正反馈减弱，处于临界态的振荡器振荡减弱，甚至无法维持振荡所需的最低能量而停振。

如果能检测出这种变化，并转换成声音信号，根据声音有无，就可以判定探测线圈下面是否有金属物体了。这就是功率放大器在手持金属探测器中的作用——将微弱的电信号放大，并通过扬声器发出声音，提醒使用者探测到金属物体。

探测线圈：探测器的“触手”

探测线圈是手持金属探测器中直接与被探测物体接触的部分，它负责产生和接收电磁场。探测线圈通常由一根或多根绕成线圈形状的导线组成，也被称为探测线圈或搜索线圈。当通过它发送电流时，会产生一个电磁场，这个电磁场会与金属物体发生相互作用。

当探测线圈靠近金属物体时，金属物体内部的自由电子会受到电磁场的影响，产生涡电流。涡电流又会产生一个反向电磁场，这个反向电磁场会削弱探测线圈产生的电磁场，导致探测线圈接收到的信号发生变化。通过检测这种变化，手持金属探测器就能判断是否存在金属物体。

探测线圈的设计和制作