北斗星II地下金属探测器

所属分类：5-10米地下金属探测仪
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发布日期：2023/02/27
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详细介绍

购买仪器，认准湖南顺美科技，终身维护。

北斗星II远程金属探测仪是一款性能优异的黄金搜索仪。传统型金属探测器，靠挥动手臂工作，一天的工作面积十分有限，如果遇到茂密的灌木丛、深山、洞穴这样恶劣的地形更是无法开展工作。北斗星搜索仪就能在这方面进行弥补您多时的困惑，该款探测器的灵敏度和稳定性为同类产品的高水平，同时具有探测深度大、分辨率高、搜索范围广的特点，除上述特点外，本产品另外一个突出的特点是可以识别金属的类型，让您轻松找到对您有用的金属物品，这是国内其他型号的同类产品所不具备的功能。拥有该款探测器后，您可以去更多的地方展开探宝活动，针对金、银、铜进行单一搜索。

这款仪器把野外考古和科学理论的完美结合，具有远程搜索系统，突破了常规的探测方法，运用了微电处理器控制芯片单元校正、仪器自检系统，可以轻松快速扫描、探测，极大提高了探宝爱好者的工作效率并减轻了探测劳动强度，是目前先进、实用、经济的金属探测仪器。

产品主要特点：

1.产品内核，智能模块化操作

2.强大+便捷+效率+速度

3.易用而快速上手，先进而高效

4.对矿化反应的干扰进行了有效的处理

型号：北斗星II远程搜索仪

搜索系统：磁电效应

扫描模式：数字自动扫描接收

探测深度：25米（磁化）

探测范围：500米（空旷）

电源系统：6V 800mAh

发射频率：7.5-9.0KHz

信号频率：475-687Hz

金属探测：能探测设定频率金属种类（金、银、铜）

注明：若电量低到无法使用仪器（工作指示灯变暗），对其充电，充电时充电器指示灯为红色，充满将变绿色

警告：必须确保所在地的标准电压和频率的额定电压和功率相匹配

1、选择一个舒适的站立场地，用手握着仪器，打开电源开关，根据页面加载模式提示进入工作界面。扫描指针呈周期性扫动，金属元素默认为金（GOLD）。

页面加载模式如下：

2、规范您的扫描动作，单手握住旋转手柄面向前方平稳前进，步履均匀，探测者手肘要始终紧紧贴在身体两侧，并且要保持身体的平衡、垂直面进行扫描搜索。指示灯和蜂鸣器会间歇性的闪烁和响（如果您不希望搜索仪发出声响，请常按金银铜选择/静音按钮3秒钟以上）这是仪器在发射信号。

注：拿住搜索仪手柄进行练习，直到在走动时保持天线平衡，要掌握使用搜索仪需要一些练习，但它是能有效的使用此搜索仪器的技巧之一

3、当仪器捕捉到该物体的信号后，指示灯和蜂鸣器会间歇性的闪烁和发出声音，此时可以按动“金属元素选择按钮”，

选择您想要搜索的金属，同时仪器屏幕上会显示对应的图标，

当您觉得这个锁定是有效的，您就记住这个方向把仪器平举追随指示方向继续前行然后开始

4、如上所说，面向前方平稳前进，步履均匀，保持身体平衡，保持仪器水平进行扫描搜索。在扫描前，先沿南北方向走再沿东西方向走更合理，不能往左右两边摇摆，当仪器捕捉到物体的信号后，仪器表上的指针将会定格，同时伴有指示灯常亮和蜂鸣器提示音（这是在默认设置下的情形，如果您选择静音，蜂鸣器不会发出提示音），此时一定要保持搜索仪的水平位置，切勿使其倾斜。

注：当仪器扫描到金属物体的信号后，扫描终端将开始摆并很快指向物体埋藏方向。当您觉得这个锁定是有效的，您就记住这个方向，观察第二次，第三次……甚至更多次仪器锁定的方向。两个方向的交叉点就是目标物埋藏位置（当埋藏物出现多处且大小不一样时，仪器会自选，当仪器扫描到金属物体的信号后，扫描终端将开始摆并很快指向物体，并指向物体多信号大的方向。）

5 探测定位方式：

a 在探测前，先沿着南北方向走（地球的磁场是南北方向的，南北方向走更易接收到信号）再沿东西方向走将更合理。当仪器探寻到目标金属时，仪器的天线会随着目标物体转动，无论您如何朝目标物移动或离开目标物体，天线始终会指向目标物的方向，直到信号消失天线完全不摇摆。（见下图）

b 在使用本方法在目标区域搜索时，应站在区域中前部并进行扫描。探测仪将显示搜寻的物质或材料是在区域的左半部分或是右半部分。

如果探测是在区域的右半部分进行的，移动至此部分的中心并再次扫描。通过第二次探测，经过训练的操作员可确定物质所在的位置的四分之一圆周，左半部分或是右半部分，垂直分割区域。（见下图）

6、要确定目标物的埋藏深度。这里我们推荐一个简单的步测方法。当您锁定物的正上方。要衡量以下两点间的距离，一点是当您站在目标物正上方的好目标物的时候。朝着搜索仪所指的方向来回走，就可以知道您是否在目标时候搜索仪开始指向左边的点，还有一点是操作者开始返回走的点。搜索仪会重新笔直的展开，不往侧边偏，接着再次摆向左边。当您站在目标物体正上方的时候，搜索仪会面向左边，然后指向您行走的方向。如果搜索仪在您行走5英尺又会指向左边，那说明目标物的埋藏深度是5英尺。越过这个点继续行走，搜索仪会继续指向左边，一直行走到搜索仪又笔直指向前方。这段距离就是埋藏物的厚度。从目标物上方的点到搜索仪重新指向前方的点之间的距离正好是埋藏物的深度。为了精确地估算距离，需要来回的在目标物上方行走。当您获知目标物的埋藏深度时，用同样的方法来测目标物的厚度。

7、您一次性只能选择一种探测元素，否则不能探测到任何元素，因为每一种元素都有特定的频率。同为黄金，它们的尺寸，特性和振幅也不一样，您要根据经验学会如何探测从而找到小尺寸黄金或大储量的金属。

8、在实际探测工作中，我们应当减少或者是排除其它有关对探测产生干扰的物体或是信号源。比如我们随身携带的金属物体手机，钥匙等。并关注其探测环境，根据实地情况来调整我们的探测仪器，位置。比如空气，阳光，高压电塔，高矿区，电视电信广播发射塔等。

相关空气湿度表

这个机器工作状况如下表所示，湿度越低越好

级别	湿度百分比	状况	信息
1	10%-30%	优	能测很远距离，测小物体很好。接收信号适合的环境
2	31%-55%	好	随着距离的增加，效果减弱
3	56%-65%	中	能测距离较短
4	66%-83%	一般	能测距离减短50%，这种湿度环境不宜探测的

9、在探测金属搜寻信号时，不管使用的是哪种探测方式。我们都应当反复或是多次的来探测，根据实际情况和经验相结合来确定我们要找的信号源或是目的地。因为我们要探测的物体都为未知。在不明确其具体埋藏位置，物体的多少，探测距离的远近时。我们尤为要多次探测，切不可一次性的下结论或是更换探测位置，以避免丢失我们需要寻找的物体。

产品原理

1、超声探测的基本原理

超声波是指频率高于可听频率范围的声波，也即频率高于20kHz的声波。超声波具有束散和反射特性，超声探测适应环境能力强、分辨率高，超声探测器结构小型化超声波方向性好，穿透能力强，能够传递信息……。目前，超声波在地下目标探测、一般地质探测与测厚测深等方面具有广泛的应用。

对于地下金属探测来讲，由于探测对象相同，原则上常见的各种地球物理探测方式同样能适用于地下金属探测设备，但由于受地下使用条件的限制，地下探测设备需要同时考虑体积、功率和对含水量大的地质及地质条件的适应性等因素。如果再考虑到能够探测非金属的分布情况，比较起来，超声探测是比较可行的探测方式。地下金属的超声波探测是利用其反射特性进行目标探测的，如图1所示。电子装置产生超音频的电磁振荡，经过超声换能器转换成机械波向土壤介质发射。超声波在土壤中传播时，当遇到介质的分界面(埋没于土壤中的地下金属等声波学特性差异明显处)时将发生反射和散射。接收换能器将接收到的回波由机械波转换成电信号，传送到接收电路处理。发射或散射过程受金属的材料、结构、形状及尺寸等的影响，因而反射波或散射波带有地下金属的信息。

图1 超声探测原理示意图

确定目标位置常用的探测方法是超声反射法，又称脉冲回波法。其工作原理是，通过检测超声脉冲的第一个回波到达的时间与发射脉冲的时间差t，根据S = tc／2，其中c为介质中的声速，即可算出传感器到反射点之间的距离。不难算出测量位置与障碍物(金属)之间的距离d。

2、系统基本构成

基于超声反射特性的水平导向地下金属探测预警系统的基本构成框图如图。

图2 水平导向金属探测系统基本构成框图

系统由地下探测设备和地面数据处理两大部分构成。其中，地下探测部分由小型化的超声探测系统构成．地面系统则由信号采集仪构成，通过反射。在进行探测时，由地面设备发出控制信号，启动超声信号发生器，激励超声换能器超声波，经土壤介质的耦合和传输，当遇到障碍金属时，超声波发生反射，再经土壤介质的传输，耦合到用于接收的超声换能器上，经过滤波、放大等预处理，经反射传送到地面设备，经数据采集后，进行处理，完成目标信号的判读。

为了便于探测，系统设计中将超声波探测系统按功能频率分别进行设计，主要包括超声波换能器、超声波发射接收仪、超声波信号识别。

超声探测系统

在上述系统中，超声换能器是其关键设备。同其他应用场合相比，土壤介质对声波的衰减效应大，为保证能够探测金属的回波信号，必须在保证探测分辨率的前提下尽可能降低超声波发射频率，同时在体积容许的情况下提高换能器的功率，并控制换能器的发射角。考虑到金属探测的实际情况，设定探测深为65.6英尺(20米)，探测物的直径Z小为0.656英尺，选定土壤介质中超声波换能器的发射频率范围为20kHz～50kHz，为近音频频段。

换能器压电片采用高温压电陶瓷条。经测试，实际制作的换能器频率为20kHz、22kHz和32kHz。

3、探测信号处理方法

对水平导向地下金属探测系统来讲，由于土壤衰减效应大，接收到的目标回波信号通常比较微弱。另外，由于换能器制作工艺的限制，低频段的换能器带宽和质量因子较难控制，接收到的回波信号往往会落入探头的余振信号中而导致无法分辨，降低了系统的探测预警能力。为此，本文采用指数放大和盲解卷的信号处理手段对超声信号进行处理，提高对目标的判读能力。

1)指数放大

超声波在介质中传播时，其强度会随传播距离的增加而逐渐减弱。声波学理论证明，吸收衰减和散射衰减都遵从指数衰减规律。对沿某一方向传播的平面波而言，当不计扩散衰减时，则声强随传播距离的变化可由下式表示：

p = p0e – αx= p0e - αvt (1)

式中：α为衰减系数．x为传播距离，v为超声波传播速度，t为传播时间，P为初始声强。显然，由式(1)，通过引入指数放大环节e αvt，可以将衰减后的信号恢复到与原有声强相当的水平，提高对回波信号的检出能力。

对采集到的离散超声信号序列{x (n)，n = 1，2，LN}，指数前大可栗用如下方渎讲行

{y (k) = x (n)e Kn / N，n = l，2，LN} (2)

其中，K为放大系数，可在实际系统中经试验设定。

2)解卷积处理

当声束射入介质时，采集到的超声探测信号s㈣可以看作是超声激励信号g(t)与介质冲击响应函数即发射系数h(t)的卷积闭，即

s (t) = g (t)*h (t) (3)

经傅氏变换后

S(ω)=G(ω)H(ω) (4)

对上式进行对数变换，有

ln |s(ω)| = ln |G(ω)| + ln |H(ω)| (5)

对上式再进行反傅氏变换，有

Cs(t) = Cg(t) + Ch(t) (6)

式(6)为各信号的倒谱，理论分析证明，在倒谱域，超声激励信号和介质冲击响应信号处于不同频段[3]，因此，可利用一线性滤波器，直接提取Ch(t)，再经过相应的逆运算可完成金属回波信号的处理。利用这种方法，将超声激励信号从探测信号中分离出去，可以避免超声余振信号的影响，提高探测分辨率。

4、模型系统实验验证

为验证水平导向地下金属探测预警系统的探测能力，我们在实验室的条件下搭建了模型试验环境。试验前，将野外采集的原生土壤碾碎筛匀，放入水池中搅拌成泥浆，经沉淀后将析漏出的水排干，以模拟地下管线的土壤环境。试验时，在塑料桶中装满含水量非常高的泥浆并放入该土壤环境中，模拟导向钻孔，在泥浆中设置各种障碍物，将探头放入桶中进行探测试验，试验模型的示意图如图3所示。

图3 模型试验环境示意图

当探测对象为金块时，实际探测到的超声信号波形如图4所示。由原始信号波形可看出，池壁回波信号比较微弱．很难准确的判断回波信号的准确位置，只能明确目标回波信号的范围，大约位于1～1.5ms之间。

图4 原始信号波形图

1)指数放大

对原始信号进行指数放大后得到的信号波形如图5所示。从图5中可以看出，远处目标信号已大大增强，金属目标的回波大致在65.6英尺(20米)左右。

图5 指数放大后信号波形

综上所述，采用指数放大处理方法进行信号预处理能够满足作为超声探测前端放大功能的要求。但仅采用该方法，从图中仍难以明确判断目标的位置。

2)解卷积处理

利用盲解卷积的方法，将超声激励从探测信号中分离出去，获得的超声传播信道特性(即介质冲击回应)如下图6所示。

图6 超声传播通道特性

对通道特性取平方后的特性。使得目标的发射系数信号远大于土壤散射信号，从而使得目标位置更加明晰，如图7所示。金属目标位于约为0.7ms处(考虑超声回波信号的往返时间，即金属目标的准确位置对应于图7的1.4ms处)。经测试，超声波在试验池中的传播速度范围大致在4920英尺(1500米)／秒左右，根据上述参数，可以估计池壁距离大致在3.444英尺左右，与实测数据近似相等。