關(guān)于考畢茲振蕩器做金屬檢測(cè)時(shí)感應(yīng)距離非常近的改進(jìn)方法

ID:1066092 · 發(fā)表于 2024-3-30 22:27

先說(shuō)說(shuō)自己情況，90年的中技鉗工，后面跟人學(xué)了兩個(gè)月的電視機(jī)維修，工廠不行發(fā)不了工資然后就去外面打工在機(jī)械廠或者電子廠里做設(shè)備維修。個(gè)人比較喜歡電子這，但是沒(méi)有基礎(chǔ)理論上啥都不懂，別人講過(guò)了就大概懂一點(diǎn)別人沒(méi)有講的東西就搞不懂，有不懂的地方基本上要么就是無(wú)解要么就是靠網(wǎng)絡(luò)上查找再不就是靠熱心的網(wǎng)友在些論壇上指點(diǎn)，一直也非常感謝這些熱心的好人指點(diǎn)。
我參考的是網(wǎng)上一篇北京大學(xué)碩士文檔《一種應(yīng)用于傳送帶的智能金屬探測(cè)儀》里的講解來(lái)試這個(gè)金屬檢測(cè)原理，因?yàn)椴粫?huì)理論覺(jué)得用分立件做考畢茲振蕩器不好弄，網(wǎng)上找和壇友指點(diǎn)改成了用運(yùn)放搭振蕩電路，個(gè)人覺(jué)得用運(yùn)放貴一點(diǎn)但是在不同溫度下的穩(wěn)定性可靠性要比自己用分立件搭要簡(jiǎn)單，多的運(yùn)放還可以用做其它用途簡(jiǎn)單方便。
我搭出來(lái)的最終電路振蕩頻率是15.7K和算的15K也差不了多少，但問(wèn)題是，在文檔中提到使用100g的金屬就能使振蕩電壓有非常明顯的變化，而我這里用把鉗子都不止500g了，把鉗子貼到線圈上振蕩電壓基本沒(méi)變化振蕩頻率也沒(méi)變化，唯一能看到變化的就是振蕩波形相位有大約30度的后移，文檔中放入100g金屬振蕩電壓變化了約400mv，放入300g后振蕩電壓大約減小了2v，振蕩頻率圖上顯示由9.26k減小到了9.2k，但這個(gè)頻率變化不知道是示波器的原因還是頻率真的是減小了60hz。
在此請(qǐng)教壇友們，我這個(gè)感應(yīng)線圈上放入金屬鐵后振蕩電壓和頻率都沒(méi)什么變化的原因是錯(cuò)在什么地方？該怎么樣改進(jìn)呢？我使用的是單電源24V，下面是我用運(yùn)放搭的原理圖

我用的感應(yīng)線圈是這樣的：

文檔中的振蕩電路圖如下，感應(yīng)線圈接在AB點(diǎn)，原理實(shí)在沒(méi)搞懂，不知道其中L2和L3是干嘛用的，感覺(jué)AB端接的應(yīng)該是考畢茲振蕩器中的那個(gè)電感，不知道理解是不是正確的。

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-3-30 23:33

你這問(wèn)題跟電路圖一點(diǎn)兒關(guān)系都沒(méi)有，完全取決于感應(yīng)線圈的繞法，以及目標(biāo)與感應(yīng)線圈的相對(duì)位置。

ID:195496 · 發(fā)表于 2024-3-31 09:08

你看的文檔大部分是實(shí)現(xiàn)不了的，還是小制做上的文章靠譜一點(diǎn)。你參考電感接近開(kāi)關(guān)電路就可以實(shí)現(xiàn)，不就是進(jìn)行振蕩停振檢測(cè)金屬，平時(shí)起振，接近金屬時(shí)停振。以前無(wú)線電都有這種功能的，就是要木材殘釘檢測(cè)器。

ID:195496 · 發(fā)表于 2024-3-31 09:22

金屬探測(cè)器.pdf (923.95 KB, 下載次數(shù): 18)

ID:195496 · 發(fā)表于 2024-3-31 10:58

現(xiàn)在的文檔，可信度太低了

ID:1066092 · 發(fā)表于 2024-3-31 13:12

樓上幾位說(shuō)的有道理，不過(guò)樓上說(shuō)的幾種應(yīng)該是探地的金屬檢測(cè)，而上面文章中的是自激式的工業(yè)金屬檢測(cè)，如果說(shuō)文中的是不正確的那豈不是各種學(xué)科文檔中該實(shí)現(xiàn)方法都是不正確的？事實(shí)上網(wǎng)上常能找到的電路圖和原理應(yīng)該還都是玩具類的探寶類的金屬探測(cè)器為多，文中的金屬檢測(cè)應(yīng)該和探寶類的原理相通應(yīng)用場(chǎng)景不同結(jié)構(gòu)也就大不同。
我感覺(jué)我參考文中的說(shuō)明，好像振蕩和發(fā)送是兩個(gè)不同部分，現(xiàn)在我這個(gè)線圈只有將金屬貼到線圈上后信號(hào)相移有變化，電壓和頻率沒(méi)有變化，而所有介紹自激式金屬檢測(cè)在有金屬靠近時(shí)電壓和頻率都會(huì)因?yàn)闇u流發(fā)生變化，我卡在這里不知道錯(cuò)誤在什么地方了。
同時(shí)上傳一份2015年的用在工業(yè)上的金屬檢測(cè)器應(yīng)用，能力有限找不到更清晰的版本只能勉強(qiáng)費(fèi)眼看看。

適用于磁性礦石的金屬探測(cè)器的現(xiàn)狀和發(fā)展 - 道客巴巴.pdf (446.55 KB, 下載次數(shù): 6)

ID:1066092 · 發(fā)表于 2024-4-1 20:28

今天把線圈去掉了一半只剩17圈，頻率到了30.5K分別用小螺絲刀，水果刀和空心鋼管放置線圈中間，小螺絲刀檢測(cè)不到，水果刀能引起相移0.9us肉眼能分辨出來(lái)，空心鋼管大概能相移約20度以上肉眼能一眼看出來(lái)，但是頻率和電壓在示波器上感覺(jué)是沒(méi)有任何變化，然后用個(gè)手提電子稱重了下小螺絲刀稱分辨不出重量，水果刀約30g(公斤稱分辨率沒(méi)那么高）。繼續(xù)求教，如果采用相位分辨的話，同一個(gè)信號(hào)怎么才能實(shí)現(xiàn)相位移動(dòng)的識(shí)別？我的示波器是個(gè)玩具類，漢泰的最底端貨雖然標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的1K 5v是很穩(wěn)定準(zhǔn)確的但是測(cè)別的信號(hào)好像從來(lái)沒(méi)有穩(wěn)定過(guò)，頻率一直在跳動(dòng)中，以前沒(méi)用過(guò)示波器更沒(méi)用過(guò)好的示波器，不知道是我測(cè)的信號(hào)頻率本來(lái)就是在跳動(dòng)還是示波器太底端了。我的理解是相位移動(dòng)應(yīng)該是頻率發(fā)生了改變但示波器顯示的頻率在跳動(dòng)而且沒(méi)有什么可分辨的變化，所以不知道這線圈中放入金屬后振蕩頻率究竟有沒(méi)有變化。
然后就是這個(gè)測(cè)頻率的實(shí)現(xiàn)方法，看網(wǎng)上有計(jì)頻法和計(jì)時(shí)法，按我在網(wǎng)上看這些用來(lái)檢測(cè)金屬的速度最少可以達(dá)到3m/s，最快的能達(dá)到21m/s，以這個(gè)速度如果是用計(jì)頻法，頻率數(shù)還沒(méi)計(jì)夠可信賴的量待檢測(cè)的金屬就不知道跑過(guò)多少米遠(yuǎn)了。如果用計(jì)時(shí)法，應(yīng)該最少要達(dá)到1ms的分辨率才能在金屬穿越線圈時(shí)被準(zhǔn)確計(jì)算出當(dāng)時(shí)的頻率，可這對(duì)單片機(jī)來(lái)說(shuō)是不是處理的算太頻繁了？
這種金屬檢測(cè)器不是探寶類的可以將振蕩頻率搞在剛好振蕩的臨界狀態(tài)，靠振蕩器停振來(lái)確定是否檢測(cè)到金屬，出錯(cuò)了大不了再在范圍類多移動(dòng)檢測(cè)幾次看是不是漏檢錯(cuò)檢了，這種檢測(cè)器應(yīng)該是不能接受靠停振狀態(tài)來(lái)確定是否有金屬而必須一直處于振蕩狀態(tài)，想請(qǐng)教下這種一直處于振蕩狀態(tài)下如果才能提高檢測(cè)到金屬是振蕩器的頻率和電壓能有比較明顯的變化？
最后就是這種檢測(cè)器都宣稱大概在半米寬度下最小能檢測(cè)到30mm直徑的鋼球，這個(gè)檢測(cè)水平是不是有水分啦？這玩意都宣稱有這個(gè)技術(shù)有那個(gè)技術(shù)甚至是說(shuō)基于某某國(guó)某某廠的，我就想搞清楚它究竟是哪種技術(shù)。
同時(shí)將我用的小螺絲刀，水果刀和空心鋼管與鼠標(biāo)對(duì)照?qǐng)D，有了解這東西的看看我這個(gè)檢測(cè)算是能過(guò)關(guān)還是在基礎(chǔ)狀態(tài)？

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-4-2 18:44

相位都是相對(duì)的，必須有一個(gè)參考點(diǎn)才能說(shuō)相位發(fā)生了變化，你這個(gè)電路我左看右看就是看不出怎么才能測(cè)出相位發(fā)生變化而頻率不變的？

ID:1066092 · 發(fā)表于 2024-4-6 22:19

Hephaestus 發(fā)表于 2024-4-2 18:44
相位都是相對(duì)的，必須有一個(gè)參考點(diǎn)才能說(shuō)相位發(fā)生了變化，你這個(gè)電路我左看右看就是看不出怎么才能測(cè)出相位 ...

我是拿示波器測(cè)的，金屬靠近線圈，波形和原來(lái)的波形出現(xiàn)超前，去掉金屬后波形回到原來(lái)的位置，測(cè)波形在放置金屬和去掉金屬時(shí)波形寬帶基本無(wú)法分辨出有變化，波形電壓一只波動(dòng)不能確定放置金屬時(shí)電壓是否有變化，畢竟兩者電壓波動(dòng)時(shí)基本一致。
離開(kāi)示波器我也是判斷不出來(lái)波形是否出現(xiàn)相位變化。不明白別人那里怎么說(shuō)是金屬靠近時(shí)頻率和電壓都有變化而我這里確感覺(jué)不到有變化。

ID:1064915 · 發(fā)表于 2024-4-7 08:34

繼續(xù)努力，會(huì)成功的

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-4-7 17:59

hisun 發(fā)表于 2024-4-6 22:19
我是拿示波器測(cè)的，金屬靠近線圈，波形和原來(lái)的波形出現(xiàn)超前，去掉金屬后波形回到原來(lái)的位置，測(cè)波形在放 ...

你把波形貼出來(lái)，“超前”是必須有參考點(diǎn)，相位不能憑空變出來(lái)。不是頻率變化就是幅值變化。

ID:1066092 · 發(fā)表于 2024-4-8 13:14

Hephaestus 發(fā)表于 2024-4-7 17:59
你把波形貼出來(lái)，“超前”是必須有參考點(diǎn)，相位不能憑空變出來(lái)。不是頻率變化就是幅值變化。

沒(méi)必要再貼個(gè)波形圖了，網(wǎng)上查的結(jié)果是要獲得相位差需要兩路同頻做比較，我這是一路的是前后時(shí)間里出現(xiàn)相位差應(yīng)該電路上不好弄，繼續(xù)苦看單片機(jī)定時(shí)器，看能不能學(xué)會(huì)用定時(shí)器卡波形周期時(shí)間獲得超前或者滯后量。
也看到用相位差判別的所查到的是平衡式的，有兩路信號(hào)才做相位方面的處理。
再說(shuō)了，我這里要是檢測(cè)到金屬振蕩頻率真的變化了幾hz，示波器上用光標(biāo)測(cè)的信號(hào)周期時(shí)間略有區(qū)別，也不敢確定自己繞在紙箱上的線圈是不是在測(cè)的時(shí)候動(dòng)了造成的還是真的頻率有變化，相反，只要金屬靠近相位肯定是有變化，越大相位移動(dòng)越大，用相位來(lái)識(shí)別可靠性更好。

ID:396024 · 發(fā)表于 2024-4-10 14:33

頻率太低了，到1mh左右試一下，空心線圈15厘米左右，用單片機(jī)測(cè)量頻率

ID:1066092 · 發(fā)表于 2024-4-10 15:02

smmj 發(fā)表于 2024-4-10 14:33
頻率太低了，到1mh左右試一下，空心線圈15厘米左右，用單片機(jī)測(cè)量頻率

我不會(huì)理論，但是看別人的用來(lái)檢測(cè)鐵之類頻率基本都是幾K到十幾K，沒(méi)有查到過(guò)有用到幾十K甚至到兆級(jí)頻率的。都用這個(gè)范圍的頻率必定是有其道理在里面，然后就算真用到兆級(jí)的頻率后面要是上個(gè)帶通濾波器就得哭了吧？空心線圈不可能是15厘米的，寬度最少都是半米以上，高度也是10厘米起步。沒(méi)錢(qián)玩那種探寶機(jī)，但對(duì)海鮮市場(chǎng)上那些自稱探深幾十公分甚至幾米的說(shuō)法很懷疑，畢竟看那些視頻上展示的最多也就是用手撥拉幾下土就找到金屬的，從沒(méi)看到那種需要上鐵鏟去挖的完整探測(cè)視頻。我看的就像是下面這個(gè)東西：
捕獲.JPG

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-4-13 21:58

hisun 發(fā)表于 2024-4-8 13:14
沒(méi)必要再貼個(gè)波形圖了，網(wǎng)上查的結(jié)果是要獲得相位差需要兩路同頻做比較，我這是一路的是前后時(shí)間里出現(xiàn)相 ...

沒(méi)有相位參考點(diǎn)，你為什么要反復(fù)的說(shuō)相位發(fā)生了變化？波形圖也不貼，就是反反復(fù)復(fù)堅(jiān)持你的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，怎么可能讓別人理解？

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-4-13 22:46

hisun 發(fā)表于 2024-4-10 15:02
我不會(huì)理論，但是看別人的用來(lái)檢測(cè)鐵之類頻率基本都是幾K到十幾K，沒(méi)有查到過(guò)有用到幾十K甚至到兆級(jí)頻率 ...

幾十k幾百k的太多了，不過(guò)你這水平連什么是相位都不知道，還要滿嘴跑相位的理解起來(lái)幾乎不可能。
R-C (1).gif

ID:1066092 · 發(fā)表于 2024-4-14 11:00

Hephaestus 發(fā)表于 2024-4-13 22:46
幾十k幾百k的太多了，不過(guò)你這水平連什么是相位都不知道，還要滿嘴跑相位的理解起來(lái)幾乎不可能。

高頻的我查到基本都是靠停振來(lái)檢測(cè)是否有金屬，也就是像手持式的那種。海鮮市場(chǎng)上也有用51做的測(cè)頻的，這兩者用的地方不一樣好吧，這種振蕩不管是否有金屬靠近都是不許停振的，按別人的說(shuō)法是靠頻率和電壓的不同確定是否檢測(cè)到，靠相位確定是哪一種金屬。

ID:1066092 · 發(fā)表于 2024-4-14 11:09

Hephaestus 發(fā)表于 2024-4-13 21:58
沒(méi)有相位參考點(diǎn)，你為什么要反復(fù)的說(shuō)相位發(fā)生了變化？波形圖也不貼，就是反反復(fù)復(fù)堅(jiān)持你的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，怎么 ...

我所查到的也是，相位是否變化需要有另一個(gè)同頻的信號(hào)同時(shí)做對(duì)比才能確定相位是否變化。
你糾結(jié)于我這是單個(gè)的信號(hào)怎么出現(xiàn)相位變化的，我這相當(dāng)于是用示波器比較信號(hào)在不同時(shí)間上的相位移動(dòng)，也就是比較不同時(shí)間同處同一個(gè)信號(hào)的相位差沒(méi)毛病吧。理解不了的話也可以做個(gè)振蕩器再繞個(gè)線圈式式，用示波器就能看到靠近和離開(kāi)后振蕩波形的相位變化了，比起來(lái)不管是帖圖還是我來(lái)說(shuō)都讓你覺(jué)得可信多了。

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-4-14 13:25

hisun 發(fā)表于 2024-4-14 11:00
高頻的我查到基本都是靠停振來(lái)檢測(cè)是否有金屬，也就是像手持式的那種。海鮮市場(chǎng)上也有用51做的測(cè)頻的，這 ...

你先別管別人的說(shuō)法，我解釋一下圖，頻率越高靈敏度越高，但是超過(guò)20kHz人耳就聽(tīng)不到了。實(shí)際上的金屬探測(cè)器多數(shù)以超音頻幾十上百kHz工作，然后跟同頻本振差拍出一個(gè)音頻，人耳就能聽(tīng)出變化來(lái)了。

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-4-14 13:32

hisun 發(fā)表于 2024-4-14 11:09
我所查到的也是，相位是否變化需要有另一個(gè)同頻的信號(hào)同時(shí)做對(duì)比才能確定相位是否變化。
你糾結(jié)于我這是 ...

你是不懂示波器觸發(fā)原理，以為波形在x軸上移動(dòng)了就是相位變化了�；A(chǔ)知識(shí)幾乎為零，沒(méi)法談下去。

ID:1066092 · 發(fā)表于 2024-4-15 15:36

Hephaestus 發(fā)表于 2024-4-14 13:32
你是不懂示波器觸發(fā)原理，以為波形在x軸上移動(dòng)了就是相位變化了�；A(chǔ)知識(shí)幾乎為零，沒(méi)法談下去。

回你最后一次了。
我理解的是：同一時(shí)間的相位差只能靠?jī)蓚€(gè)同頻率的信號(hào)才能比較出相位差。但是同一個(gè)信號(hào)是可以在不同時(shí)間有相位差的。兩者的區(qū)別就是一個(gè)在同一個(gè)時(shí)間內(nèi)，一個(gè)是在不同時(shí)間內(nèi)。用一句通俗的話講就是，你可以在部分時(shí)間內(nèi)欺騙所有人，也可以在所有時(shí)間內(nèi)欺騙部分人，但你不可能在所有時(shí)間內(nèi)欺騙的了所有人。
我水平差，我已經(jīng)想用其它辦法去解決這個(gè)問(wèn)題了。也不要再貼哪種幾十上百K的所謂探測(cè)器了，兩者不一樣不一樣不一樣！麻煩自己去認(rèn)真找?guī)灼臋n和專利去看看，難不成那些做這個(gè)的都是些傻子什么都不懂的么？真正有價(jià)值的東西是不會(huì)出現(xiàn)在網(wǎng)上的，只會(huì)有個(gè)原理講解，別一再拿那些很容易搜出來(lái)的東西指點(diǎn)江山。
我想到方法去解決這個(gè)問(wèn)題，該帖就不需要再討論了。
你說(shuō)的都對(duì)。

在我的帖子請(qǐng)教四階帶通濾波器焊出來(lái)實(shí)物翻車(chē)的可能原因里，你又在糾結(jié)究竟我用的是什么型號(hào)的運(yùn)放干什么，我又不是讓你幫我選型號(hào)，也不是讓你給我指出具體是哪個(gè)元件或是哪個(gè)線路造成的錯(cuò)誤。你稍微看下圖里面就知道用的5532來(lái)仿真，那么實(shí)物運(yùn)放參數(shù)最少也會(huì)和5532持平，干嘛非糾結(jié)哪個(gè)具體型號(hào)干什么？如果你認(rèn)為可能是運(yùn)放哪個(gè)參數(shù)有可能造成的或者是其它那些地方造成的，你愿意講你可以指點(diǎn)我，不愿意講也可以不講，非我說(shuō)個(gè)運(yùn)放型號(hào)你又會(huì)相信我就真是用的說(shuō)的那個(gè)型號(hào)運(yùn)放嗎？是不是還要我拍個(gè)焊在板上的運(yùn)放照片給你去確認(rèn)下確實(shí)用的是那個(gè)運(yùn)放？這里就是用來(lái)玩下驗(yàn)證下沒(méi)那么高的要求，不管我選哪個(gè)型號(hào)的運(yùn)放，只要我選的運(yùn)放增益帶寬積大于了FilterPro Desktop里要求的最小增益帶寬積的7.3M就可以了，跟選用什么型號(hào)器件還有什么關(guān)系了？在帖子中我都說(shuō)了用的是10M帶寬的運(yùn)放，不知道你糾結(jié)個(gè)運(yùn)放的具體型號(hào)干什么？

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-4-15 16:56

同一個(gè)信號(hào)在不同時(shí)間有相位差，這種理論都能提出來(lái)也真是個(gè)#￥%了。

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-4-17 15:59

hisun 發(fā)表于 2024-4-15 15:36
回你最后一次了。
我理解的是：同一時(shí)間的相位差只能靠?jī)蓚€(gè)同頻率的信號(hào)才能比較出相位差。但是同一個(gè)信 ...

頂一下，讓大家見(jiàn)識(shí)見(jiàn)識(shí)。

ID:883242 · 發(fā)表于 2024-4-21 20:28

hisun 發(fā)表于 2024-4-15 15:36
回你最后一次了。
我理解的是：同一時(shí)間的相位差只能靠?jī)蓚€(gè)同頻率的信號(hào)才能比較出相位差。但是同一個(gè)信 ...

頂一下，讓大家見(jiàn)識(shí)見(jiàn)識(shí)。

ID:1066092 · 發(fā)表于 2024-4-22 00:27

Hephaestus 發(fā)表于 2024-4-21 20:28
頂一下，讓大家見(jiàn)識(shí)見(jiàn)識(shí)。

論壇是談?wù)摷夹g(shù)的地方，不是什么抬扛的地方，自己慢慢想。
用你說(shuō)的都對(duì)來(lái)結(jié)束這個(gè)貼子也結(jié)束和你的對(duì)話。

ID:344848 · 發(fā)表于 2024-4-22 15:20

超聲波用于探測(cè)金屬，已用于考古。關(guān)鍵是探測(cè)深度和圖像的處理，不是簡(jiǎn)單電路可以實(shí)現(xiàn)的：就像B超一樣，圖像處理是核心。

ID:1069736 · 發(fā)表于 2024-6-12 09:14

金屬探測(cè)器用的振蕩器穩(wěn)定性就決定了機(jī)器的好壞，主要解決的就是溫漂和零點(diǎn)漂移的問(wèn)題，據(jù)說(shuō)差分振蕩器穩(wěn)定性不錯(cuò)，有沒(méi)有懂的分享一下這方面的知識(shí)？設(shè)計(jì)頻率在30khz以內(nèi)

ID:1069736 · 發(fā)表于 2024-6-20 18:39

給你一張三極管做的西勒振蕩器，頻率大概20多khz

ID:25231 · 發(fā)表于 2024-7-2 16:14

現(xiàn)在好一點(diǎn)的探寶器都用上DDS了，頻率穩(wěn)定性很高

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