高中物理教学生活化——解密金属探测器原理和简易制作方法

发表时间:2020/9/24   来源:《中小学教育》2020年第17期   作者:高艺婵
[导读] 提到金属探测器,我们就会想到机场、办公楼、学校、政府机构以及监狱等场所在入场安检时
        高艺婵
        贵港市达开高级中学  广西贵港 537100

        【摘要】提到金属探测器,我们就会想到机场、办公楼、学校、政府机构以及监狱等场所在入场安检时,保安人员所用的手持探测器或金属探测门,这有助于确保没有人携带武器或管制刀具等违规的金属物品进入这些场所。而面向普通消费者的金属探测器,则为世界各地数百万人提供了发现宝藏的机会。甚至是休闲娱乐活动也有使用。金属探测器这么神奇和实用,那么它的工作原理是什么?可怎样制作呢?本文就简单谈谈金属探测器的工作原理和简单介绍如何自制简易金属探测器。
        【关键词】:金属探测器、原理、应用、简易制作
        
一、金属探测器的原理
        金属探测器主要是利用电磁感应的原理,利用有交流电通过的线圈,产生迅速变化的磁场。这个磁场能在金属物体内部能感生涡电流。涡电流又会产生磁场,倒过来影响原来的磁场,引发探测器发出鸣声。金属探测器的精确性和可靠性取决于电磁发射器频率的稳定性,一般使用从80~800kHz的工作频率。工作频率越低,对铁的检测性能越好;工作频率越高,对高碳钢的检测性能越好。检测器的灵敏度随着检测范围的增大而降低,感应信号大小取决于金属粒子尺寸和导电性能。

二、主要电路框图


三、金属探测器的应用及优点
金属探测仪的应用是十分广泛的,在军事上,金属探测器可用于探测金属地雷;在安全领域,可以探测随身携带或隐藏的武器与作案工具;在考古方面,可以探测埋藏金属物品的古墓,找到古墓中的金银财宝与首饰或其他金属制品;在工程中,可用于探测地下金属埋设物,例如管道、管线等;在矿产勘探中,可用来检测和发现自然金颗粒;工业上,可用于在线监测,如去掉棉花,煤炭,食品中的金属杂物等。
与传统探测器相比,其优点是:(1)探测区工作面的设计特殊,探测面积大、扫描速度快、灵敏度极高。外壳采用ABS工程塑料一次铸成,抗击能力强、工艺精细、重量轻便于携带等特点。(2)该产品使用大规模集成电路,可完全配用9V充电电池,低电压指示,LED灯光鸣声报警和振动报警,是检查非法物品不可多得的理想产品。
三、简易制作
1、所需器材(如图):9V电池一个、电池扣、导线几根、开关一个、2.2μF电容器2个、NE555P微电路一个、51KΩ电阻一个、10μF电容器一个、蜂鸣器、毫米铜丝一卷、透明装存盒子一个、旧关盘两张、硬纸板一张、长杆,胶带
                        
2、 仪器安装导图(如图)

        
        
        3、操作步骤:
(1)、将NE555P微电路8个触点弄直。按电路图标上的顺序序号(如上图)。把第2和第6个触点用导线连接短路
2、在第2和第3触点间连接一个51KΩ电阻
3、在第1和第2触点间连接一个2.2μF电容器
3、先将一个2.2μF电容器和10μF电容器并联成三个接触点,它们合并的触点和第3触点连接。10μF电容器和扬声器串联,扬声器的另一头和第1触点连接,第2触点和2.2μF电容器分别引出导线,以便和线圈连接。
4、将第4和第8触点用导线连接,将第1触点和开关,电池扣、第8触点用导线连接成一个闭合的回路
5、用光盘、硬纸板、毫米铜丝制成一个线圈,并将头尾两端线和第3步骤的两根引线连接。所有的元件组装完成。
6、将元件放到透明装存盒里,绑在长杆上,插上电池,打开开关,进行检测
以上制作参考视频网址:
http://v.360kan.com/sv/b4bobWXrURjyTi.html#b4bobWXrURjyTi



参考文献:
1、华强电子网:金属探测器工作原理
2、道客巴巴文库:金属探测器原理及应用
3、网易视频:外国牛人自制金属探测器

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