世界上第一臺(tái)金屬探測(cè)器誕生于1931年，由費(fèi)舍爾博士（Gerhard R. Fisher）在美國(guó)加利福尼亞州帕羅奧圖的費(fèi)舍爾實(shí)驗(yàn)室中發(fā)明，被命名為Metalloscope（簡(jiǎn)稱(chēng)M-Scope），并獲得專(zhuān)利。1924年，金屬探測(cè)器的雛形被制造完成，并且于1927年制造出改進(jìn)型產(chǎn)品。

 金屬探測(cè)器的基本原理 

金屬探測(cè)器是利用電磁的特性來(lái)完成探測(cè)工作的。

如上圖，金屬探測(cè)器通過(guò)線圈建立磁場(chǎng)，并通過(guò)磁場(chǎng)探測(cè)到地下的物體，同時(shí)，探測(cè)器中的另一個(gè)線圈會(huì)接收“反射”回來(lái)的電磁信號(hào)，并通過(guò)揚(yáng)聲器或者耳機(jī)發(fā)出頻率穩(wěn)定或者不穩(wěn)定的響聲。

當(dāng)探測(cè)器掃過(guò)地面，磁場(chǎng)靠近金屬物體的時(shí)候，響聲就會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)你聽(tīng)到這種變化時(shí)，就說(shuō)明此時(shí)地下有金屬物體，線圈越大，探測(cè)器也就越靈敏。

這是因?yàn)?，流?jīng)發(fā)射線圈的電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)，就如同電動(dòng)機(jī)也會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)一樣的道理。磁場(chǎng)的極性將垂直于線圈所在的平面。每當(dāng)電流改變方向，磁場(chǎng)的極性都會(huì)隨之改變。這就意味著，如果線圈平行于地面，那么磁場(chǎng)的方向會(huì)不斷地交替變化，一會(huì)兒垂直于地面向下，一會(huì)兒又垂直于地面向上。隨著磁場(chǎng)方向在地下的反復(fù)變化，它會(huì)與所遇的任何導(dǎo)體目標(biāo)物發(fā)生磁場(chǎng)的作用，導(dǎo)致目標(biāo)物自身也會(huì)產(chǎn)生微弱的電場(chǎng)繼而產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且需要知道的是，目標(biāo)物磁場(chǎng)的極性同發(fā)射線圈磁場(chǎng)的極性恰好相反。如果發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直地面向下，則目標(biāo)物磁場(chǎng)就垂直于地面向上。接收線圈需要能夠屏蔽發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)。但它不會(huì)屏蔽從地下目標(biāo)物傳來(lái)的磁場(chǎng)。這樣一來(lái)，當(dāng)接收線圈位于正在發(fā)射磁場(chǎng)的目標(biāo)物上方時(shí)，線圈上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)微弱的電流。接收線圈會(huì)放大這一頻率并將其傳送到金屬探測(cè)器的控制臺(tái)，控制臺(tái)上的元件繼而對(duì)這一信號(hào)加以分析，于是，我們就知道地下是不是存在金屬物品了。

這就是金屬探測(cè)器的基本原理。So Easy！

 金屬探測(cè)器常見(jiàn)種類(lèi) 

最常見(jiàn)的三種金屬探測(cè)器：

I、甚低頻（VLF）探測(cè)器：這是市面上最常見(jiàn)的一種探測(cè)器，能夠在各種地形上檢測(cè)出幾種不同類(lèi)型的金屬。由于大多數(shù)金屬具有不同的電導(dǎo)值和電阻值，VLF金屬探測(cè)器可利用一對(duì)稱(chēng)為相位解調(diào)器的電子線路測(cè)出相移量，并將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)同某一種類(lèi)的金屬相移均值進(jìn)行比較。然后探測(cè)器就會(huì)以聽(tīng)覺(jué)或視覺(jué)信號(hào)的形式，將目標(biāo)物可能所處的金屬類(lèi)型范圍告知探測(cè)者。

II、脈沖感應(yīng)（PI）金屬探測(cè)器：這種探測(cè)器能夠探測(cè)到深埋在地下的金屬，并能排除“黑沙”（即鐵礦砂）的干擾，這種金屬探測(cè)器在淘金者和尋寶者中最受歡迎。但是脈沖感應(yīng)（PI）技術(shù)的金屬探測(cè)器不是很常見(jiàn)。它有別于VLF系統(tǒng)，PI系統(tǒng)可以利用單個(gè)線圈來(lái)承擔(dān)發(fā)射器和接收器的雙重任務(wù)，也可利用兩個(gè)甚至三個(gè)線圈協(xié)同工作。這種技術(shù)向線圈發(fā)送高能、短時(shí)的電流脈沖。每一次脈沖都產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)磁場(chǎng)。脈沖結(jié)束后，磁場(chǎng)極性會(huì)反轉(zhuǎn)，然后迅速衰減，產(chǎn)生一個(gè)尖銳的電流毛刺。這一毛刺可持續(xù)幾微秒，并導(dǎo)致線圈上產(chǎn)生另一電流。這一電流稱(chēng)為反射脈沖，持續(xù)的時(shí)間極為短暫，只有30微秒左右。隨后下一個(gè)脈沖會(huì)到達(dá)線圈，并重復(fù)上述過(guò)程?；赑I技術(shù)的金屬探測(cè)器每秒一般要發(fā)送約100個(gè)脈沖，但這一數(shù)字可因生產(chǎn)商和產(chǎn)品型號(hào)的不同而有很大變化，每秒發(fā)送的脈沖數(shù)小可至數(shù)十次，多可達(dá)上千次。

III、差拍振蕩器（BFO）：這種探測(cè)器能夠檢測(cè)到磁場(chǎng)范圍內(nèi)的任何金屬和礦物，這是一種最基本的金屬探測(cè)器，適合于新手。由于BFO系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，因而其生產(chǎn)成本和銷(xiāo)售價(jià)格都很低。不過(guò)這種探測(cè)器的控制能力和精確度都難以達(dá)到VLF或PI系統(tǒng)的水準(zhǔn)。

另外，使用日常使用的計(jì)算器和收音機(jī)也是可以自制簡(jiǎn)易金屬探測(cè)器的，這種探測(cè)器能夠檢測(cè)到距離比較近的金屬，制作簡(jiǎn)單，雖然外觀上沒(méi)有前幾種顯得高大上，但還是可以正常檢測(cè)出距離比較近的金屬物品的，我們會(huì)在下文繼續(xù)說(shuō)明這種簡(jiǎn)易金屬探測(cè)器的制作細(xì)節(jié)。

 主要功能部件 

對(duì)于大多數(shù)的金屬探測(cè)器，主要的功能部件其實(shí)是大同小異的，主要包括以下三項(xiàng)內(nèi)容：

I、控制臺(tái)：其中包括控制及檢測(cè)電路、揚(yáng)聲器、電池以及微處理器等，就是上圖里手柄位置的小盒子。

II、連接桿：連接桿連接控制箱和線圈，長(zhǎng)度要根據(jù)自己的身高來(lái)確定，DIY的話，材料選擇比較自由。

III、探查線圈：探查線圈就是真正用來(lái)感知金屬的部件，也可以叫做“探頭”、“線圈”或“天線”，是決定探測(cè)器靈敏度的一個(gè)重要部件。

 簡(jiǎn)易金屬探測(cè)器DIY 

好了，在簡(jiǎn)單了解過(guò)金屬探測(cè)器的基本知識(shí)以后，我們就來(lái)動(dòng)手DIY一臺(tái)金屬探測(cè)器。

這里我們選擇自制線圈和收音機(jī)來(lái)完成這臺(tái)簡(jiǎn)易金屬探測(cè)器的DIY制作。

首先需要回顧一下甚低頻金屬探測(cè)器的基本工作原理和主要部件，然后再開(kāi)始我們的DIY。

I、首先繞制探測(cè)線圈：

這臺(tái)金屬探測(cè)器的探測(cè)線圈分為兩部分，各自起到發(fā)射和接收信號(hào)的作用。

發(fā)射線圈：即探測(cè)線圈的外環(huán)線圈。設(shè)備沿導(dǎo)線交替變換方向發(fā)出電信號(hào)，每秒鐘變換數(shù)千次。每秒鐘電流方向變換的次數(shù)就形成了探測(cè)器的探測(cè)頻率。

接收線圈：即探測(cè)線圈的內(nèi)環(huán)線圈，由另一組導(dǎo)線繞成的線圈組成。這一線圈能起到天線接收的作用，用來(lái)收集并放大地下目標(biāo)物發(fā)出或者“反射”的電磁波，如此時(shí)探測(cè)范圍內(nèi)存在金屬物品，則控制臺(tái)揚(yáng)聲器的頻率將隨著改變。

如上圖的樣子，制作大小兩個(gè)同心圓支架，你可以選用木質(zhì)支架或者PVC材料完成制作，如果你覺(jué)得這些都有難度，家里總會(huì)有沒(méi)用的光盤(pán)吧？

在外環(huán)線圈上繞10~50圈0.25毫米線徑的漆包銅線，內(nèi)環(huán)線圈也如此，當(dāng)然，如果你手頭恰巧沒(méi)有0.25mm線徑的漆包線，也完全可以使用其他線徑型號(hào)的漆包線。

另外，在完成探測(cè)線圈的制作后，需要注意保護(hù)繞制好的線圈，使用PVC外殼或者其他方式進(jìn)行外殼的保護(hù)安裝。至此，這臺(tái)金屬探測(cè)器的探測(cè)線圈就做好了。

II、控制臺(tái)DIY：

最最簡(jiǎn)單的做法，是使用AM收音機(jī)“充當(dāng)”這臺(tái)金屬探測(cè)器的控制臺(tái)和信號(hào)發(fā)生器。

之所以使用AM收音機(jī)，是因?yàn)槠涮赜械碾娐沸再|(zhì)，大家都知道，AM收音機(jī)相比較于FM收音機(jī)，會(huì)多出一個(gè)帶有磁棒的天線，我們要用到的也正是AM收音機(jī)的天線，在這臺(tái)金屬探測(cè)器的DIY中，我們可以將上一步中制作好的探測(cè)線圈連接到AM收音機(jī)的天線上，這樣，一旦探測(cè)線圈探測(cè)到金屬物品，AM收音機(jī)便會(huì)發(fā)出頻率不一的聲音，從而快速判斷我們是不是找到了“寶貝”。

注意：應(yīng)將AM收音機(jī)的收音頻率調(diào)整到最高，這樣效果是最好的。另外，如果希望聽(tīng)到更細(xì)微的變化效果，請(qǐng)使用耳機(jī)收聽(tīng)反饋信號(hào)，這樣，地下很小的變化都是可以正常聽(tīng)到的。

III、安裝連接桿

這一步?jīng)]什么好說(shuō)的，只要根據(jù)你的手臂長(zhǎng)度和最佳的舒適度安裝好連接桿，然后將控制臺(tái)（也就是上面說(shuō)的那臺(tái)收音機(jī)）安裝在手柄位置就可以了。

至此，一臺(tái)簡(jiǎn)易的甚低頻金屬探測(cè)器就算是制作完成了。

 收音機(jī)&計(jì)算器的妙用 

是的，你沒(méi)有看錯(cuò)！就是我們?nèi)粘Ｓ玫碾娮佑?jì)算器和AM收音機(jī)，就可以完成這另外一部簡(jiǎn)易金屬探測(cè)器的DIY作品！

這種探測(cè)器就是直接用計(jì)算器和收音機(jī)制作而成的，說(shuō)實(shí)話，它的外形確實(shí)是一般般，但是同樣能探測(cè)到金屬物品的存在。

DIY方法如下：

I、將收音機(jī)的AM頻率設(shè)到最高。注意不要調(diào)到有節(jié)目的頻道，并且能夠清楚地聽(tīng)到平穩(wěn)的響聲。

II、打開(kāi)計(jì)算器。將計(jì)算器和收音機(jī)背對(duì)背，調(diào)整好距離和角度，直到能夠聽(tīng)到低沉、平穩(wěn)的響聲為止。

III、調(diào)整好位置以后用膠帶固定，然后就可以安裝連接桿了。

是的，做到這一步，一個(gè)簡(jiǎn)單的金屬探測(cè)器就做好了，你可以利用家里的金屬物體進(jìn)行測(cè)試。比如金屬的勺子，如果探測(cè)器靠近勺子時(shí)會(huì)發(fā)出響聲，那么你就成功了。然后你就可以去尋寶了。

下面看看國(guó)外D友的作品，有請(qǐng)視頻君！

 其他的推薦電路 

除了上述的兩種簡(jiǎn)易金屬探測(cè)器的DIY方案，其實(shí)我們常見(jiàn)的金屬探測(cè)器電路還有很多，最常用的當(dāng)屬555芯片，下面就是兩款使用555時(shí)基芯片設(shè)計(jì)的金屬探測(cè)器電路，這兩款電路都有著一個(gè)共同點(diǎn)，那就是 —— 免調(diào)試！大家有興趣也不妨試試~

I、基于555芯片的簡(jiǎn)易金屬探測(cè)器電路①

II、基于555芯片的簡(jiǎn)易金屬探測(cè)器電路②

 附：國(guó)外廠家如何生產(chǎn) 

最后再附上一則視頻，看看國(guó)外廠家如何生產(chǎn)我們?cè)诘罔F安檢時(shí)常見(jiàn)的探測(cè)器，看看國(guó)外在金屬探測(cè)器的生產(chǎn)過(guò)程中有哪些新鮮的東西。