探雷器简介

探雷器

一种用于探测地雷和地雷场的地雷战器材。通常由探头、信号处理单元和报警装置3大部分组成。探雷器按携带和运载方式不同，分为便携式、车载式和机载式3种类型。便携式探雷器供单兵搜索地雷使用，又称单兵探雷器，多以耳机声响变化作为报警信号;车载式探雷器以吉普车、装甲输送车作为运载车辆，用于道路和平坦地面上探雷，以声响、灯光和屏幕显示等方式报警，能在报警的同时自动停车，适于伴随和保障坦克、机械化部队行动;机载式探雷器使用直升机作为运载工具，用于在较大地域上对地雷场实施远距离快速探测。

探雷器除了用于探测地雷，还被广泛运用在机场安检用的金属安检门、探钉器、手持金属探测器、考古用的地下金属探测器等。虽然这些探测器并不叫探雷器，但是它的工作原理和用途都跟探雷器的功效一样。

探雷器按携带和运载方式不同，分为便携式、车载式和机载式三种类型。便携式探雷器供单兵搜索地雷使用，又称单兵探雷器，多以耳机声响变化作为报警信号。车载式探雷器以吉普车、装甲输送车作为运载车辆，用于道路和平坦地面上探雷，以声响、灯光和屏幕显示等方式报警，能在报警的同时自动停车。它的探雷速度较快，适于伴随和保障坦克、机械化部队行动。机载式探雷器使用直升机作为运载工具，用于在较大地域上对地雷场实施远距离快速探测。

便携式探雷器与车载式探雷器的工作原理主要有两种:一种是利用探雷器辐射电磁场，使地雷的金属零件受激产生涡流，涡流电磁场又作用于探雷器的电子系统，使之失去原来的平衡状态，或者通过探雷器的接收系统检测涡流电磁场信号，从而得知金属物体(地雷)的位置。它能可靠地发现带有金属零件的地雷，但容易受到战场上弹片等金属物体的干扰。另一种原理是利用地雷与周围土壤的介电常数等物理特性的差异，引起探雷器辐射的微波电磁场发生畸变，通过检测畸变场信号来判断地雷的位置。但土壤中的非地雷异物(如树根)，土壤密度的突变，土壤中的空腔以及湿度的不均匀等，都可能引起虚假信号。因此，在使用上述两种工作原理的探雷器时，都要辅以探雷针。后一种工作原理的探雷器，不适合在水下环境工作。机载式探雷器实际是一种谐波雷达，如美国的金属再辐射雷达探测器，它是通过检测地雷二次辐射的三次谐波来搜索地雷。它能够排除地面反射波的干扰，可以远距离发现撒布的地雷。

探测地雷的探雷器是应用涡流工作的。通有变化电流的长柄线圈在扫过地面时，地下金属物体在交变磁场中产生涡流，涡流产生磁场影响线圈的磁场，从而触发报警。而非金属等绝缘材料不能产生涡流的，这样便可以探测有金属壳的地雷。

机场车站等地应用的的安检门与其他类型的金属探测仪也都是应用涡流现象工作的。

磁敏传感器，顾名思义就是感知磁性物体的存在或者磁性强度(在有效范围内)这些磁性材料除永磁体外，还包括顺磁材料(铁、钴、 镍及其它们的合金)当然也可包括感知通电(直、交)线包或导线周围的磁场。

传统的磁检测中首先被采用的是电感线圈为敏感元件。特点正是无须在线圈中通电，一般仅对运动中的永磁体或电流载体起敏感作用。后来发展为用线圈组成振荡槽路的。 如探雷器， 金属异物探测器，测磁通的磁通计等. (磁通门，振动样品磁强计)。

霍尔传感器是依据霍尔效应制成的器件。

霍尔效应：通电的载体在受到垂直于载体平面的外磁场作用时，则载流子受到洛伦兹力的作用， 并有向两边聚集的倾向,由于自由电子的聚集(一边多一边必然少)从而形成电势差， 在经过特殊工艺制备的半导体材料这种效应更为显著。从而形成了霍尔元件。早期的霍尔效应的材料Insb(锑化铟)。为增强对磁场的敏感度,在材料方面半导 体IIIV 元素族都有所应用。近年来，除Insb之外，有硅衬底的，也有砷化镓的。霍尔器件由于其工作机理的原因都制成全桥路器件，其内阻大约都在 150Ω~500Ω之间。对线性传感器工作电流大约在2~10mA左右，一般采用恒流供电法。

Insb与硅衬底霍尔器件典型工作电流为10mA。而砷化镓典型工作电流为2 mA。作为低弱磁场测量，我们希望传感器自身所需的工作电流越低越好。（因为电源周围即有磁场，就不同程度引进误差。另外，目前的传感器对温度很敏感，通 的电流大了，有一个自身加热问题。（温升）就造成传感器的零漂。这些方面除外附补偿电路外，在材料方面也在不断的进行改进。

霍尔传感器主要有两大类，一类为开关型器件，一类为线性霍尔器件，从结构形式（品种）及用量、产量前者大于后者。霍尔器件的响应速度大约在1us 量级。

磁阻传感器，磁敏二极管等是继霍尔传感器后派生出的另一种磁敏传感器。采用的半导体材料于霍尔大体 相同。但这种传感器对磁场的作用机理不同，传感器内载流子运动方向与被检磁场在一平面内。（顺便提醒一点，霍尔效应于磁阻效应是并存的。在制造霍尔器件时 应努力减少磁阻效应的影响，而制造磁阻器件时努力避免霍尔效应（在计算公式中，互为非线性项）。在磁阻器件应用中，温度漂移的控制也是主要矛盾，在器件制 备方面，磁阻器件由于与霍尔不同，因此，早期的产品为单只磁敏电阻。由于温度漂移大，现在多制成单臂（两只磁敏电阻串联）主要是为补偿温度漂移。目前也有 全桥产品，但用法（目的）与霍尔器件略有差异。据报导磁阻器件的响应速度同霍尔1uS量级。

磁阻传感器由于工作机理不同于霍尔，因而供电也不同，而是采用恒压源（但也需要一定的电流）供电。当后续电路不同对供电电源的稳定性及内部噪声要求高低有所不同。

磁敏器件（单元）体积问题：

在磁敏元件作为检测磁场而设计和制造的 ，一般检测的概念是：测量磁场中某一点的磁性。作为点的定义在几何学中是无限小的。在磁场检测中，由于磁场的面积、体积、缝隙大小等都是有限面积（尺 寸），因此我们希望磁敏元件之面积与被测磁场面积相比也应该是越小越准确。在磁场成像的技术中，元件体积越小，在相同的面积内采集的像素就愈多。分辨率、 清晰度越高。在表面磁场测量与多级磁体的检测中，在磁栅尺中，必然有如此要求。从磁敏元件工作机理看，为提高灵敏度在几何形状处于磁场中的几何尺寸都有相 应要求，这与“点”的要求是相矛盾的。在与国外专家技术交流中得知，1999年俄罗斯专家说他们制成了体积0 .6mm得探头（是几个研究所合作搞成的）。美国也有相应的产品，售价约70美元一只。是否是目前最高水平，未见其它报导。