锁相放大器在金属探测器中的应用

说到金属探测器，人们立即会想到“探宝”男孩的故事。实际上，不仅有矿藏探测器和地雷探测器，在产业领域也广泛活跃着诸如检查食品、纤维异物等各种探测器。

传感器因不同途而形状各异，如图1所示。基本上由初级线圈和次级线圈构成传感器，其配置方法是初级线圈发生的磁力线在通过次级线圈时正好消失。当接近金属体时，磁力线的路径会发生微小的变化，平衡被打破，输出端就会出现信号。
 
但是，实际上这个信号输出的振幅极微弱，几乎很难与没有金属时传感器的泄漏信号区别开。因此，要使用高灵敏度的锁相放大器，调整参考信号的相位使得在没有金属状态下PSD的输出为0。当接近金属时，捕捉相位的微小变化作为PSD的输出变化。
 

这样的金属探测器是用锁相放大器检测传感器传输函数的微小变化。另外，根据金属体的大小和种类不同，传感器输出的振幅和相位的变化（矢量的变化）轨迹也不同。根据这个轨迹也可能对异物的种类以及量进行判定。

 
图1. 金属探测器