2014年浙江省第五届大学生电子设计竞赛（TI 杯）试题
参赛注意事项
（1）8月12日8:00竞赛正式开始。本科组与高职高专组参赛队只能在指定题目中任选一题。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。
（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
（6）8月15日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
B 题：金属物体探测定位器
1. 任务
设计并制作一个可自主移动的金属物体探测定位器（以下简称探测器），可探测置于玻璃板下的金属物体并给出定位指示。该探测器需采用TI 公司LDC1000电感/数字转换器评估板（AY-LDC1000）作为金属物体探头，探头上应有定位指针，以给出明显定位指示。探头可在水平放置的玻璃板上移动。用直径Φ2（mm ）的铁丝围成约50cm×50cm 的正方形闭合框作为探测区边界置于玻璃板下，示意图见图1。
2. 要求
（1） 在探测区域内某处（距探测边界≥5cm ）玻璃下放置一枚直径约19mm 的镀
镍钢芯1角硬币（第五套人民币的1角硬币）。探头能从“探头进入区”一侧任意指定位置和方向自行进入探测区（铁丝框包围区域）
。通过探测，定位
图1 金属物体探测环境示意图
指针应指在硬币边沿之内，探测定位速度越快越好，且探测定位总时间应
不超过2分钟。完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动。（30分）
（2） 将1角硬币更换成直径约25mm的镀镍钢芯1元硬币（第五套人民币1元
硬币），重复要求（1）的探测过程。定位完成后，定位指针与硬币圆心之
间的定位误差应控制在5mm以；探测定位速度越快越好，探测定位总时间
不应超过2分钟。完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动。（30
分）
（3） 将硬币改为自制圆铁环（用Φ2铁丝绕制），铁环外直径4cm。重复要求（1）
的探测过程，应使定位指针尽可能指向铁环圆心，定位误差应控制在5mm
以内；完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动，探测定位总时间
应不超过3分钟。（30分）
（4） 其他自主发挥功能。（10分）
（5） 设计报告。（20分）
项目主要内容分数
系统方案系统结构、方案比较与选择 4
理论分析与计算探测器组成方案与工作原理分析、检测
6
与控制算法
电路与程序设计电路设计，程序结构与设计 5
测试方案与测试结果测试结果及分析 3
设计报告结构及规范性摘要，设计报告正文的结构，公式、图
2
表的规范性
总分 20 3.说明
（1） 金属物体探测定位装置探头采用AY-LDC1000板（由TI公司提供），可直
接用AY-LDC1000板上的覆铜线圈，也可自制线圈；不得安装其他传感与
摄像装置。探测开始后，不得手动或遥控探测器。
（2） 玻璃板可采用普通无色玻璃（玻璃边沿需贴上胶带以防划伤），也可用无
色透明有机玻璃板；玻璃板长宽尺寸应大于50cm、厚度约3mm。
（3） 探头从“探头进入区”一侧进入时探头的起始位置和摆放方向，以及探测区
域内的被测金属物体摆放位置均由测试专家在现场指定。
课程设计（论文）任务及评语
目录 第1章金属探测器设计方案论证 (1) 1.1金属探测器的应用意义 (1) 1.2金属探测器设计的要求及技术指标 (1) 1.3 设计方案论证 (1) 1.4 总体设计方案框图及分析 (2) 第2章金属探测器整体电路设计 (2) 2.1整体电路图及工作原理、调试与使用方法 (2) 2.1.1整体电路图 (3) 2.1.2工作原理 (4) 2.1.3调试与使用方法 (6) 2.2电路参数计算 (6) 2.3 整机电路性能分析 (7) 第3章设计总结 (7) 参考文献 (8) 附录 (8)
第一章金属探测器设计方案论证 1.1金属探测器的应用意义 金属探测器是一种专门用来探测金属的仪器.适用于探测木材、塑料和其他非金属中残存的铁钉及其他金属物,探测埋入地下和建筑物中的管道和钢筋,也可以用来检查邮包中隐藏的金属武器,还可以用于工厂企业对金属物品的防窃和海关对走私物品的排查.在国防公安海关地质冶金等部门都有着广泛的应用.它除了用于探测有金属外壳或金属部件的地雷之外，还可以用来探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下的水管和电缆，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体。 ·1.2金属探测器设计的要求及技术指标 设计要求： 1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。 2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。 3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。 4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。 技术指标: 1. 为了精确需要克服物料磁性影响的要求，由于金属探测利用了电磁感应原理，因此，如物料本身具有一定的导磁性将影响探测结果. 2. 为了提高检测精度需要提高检测精度的要求，混在物料中的金属常常形状大小各异，而且在物料较厚时可能被埋在物料下，因此金属探测器需要有较高的检测精度．为了提高检测精度，对于利用频率变化原理进行检测的差拍式金属探测器，需要提高电压、电流频率，但频率增加会使探测器受到线圈分布电容及工作环境的影响。 3. 工作温度范围：-40C—+50C，连续工作时间40小时，用9V的电池。 4. 具有抗现场电磁干扰的要求，利用电磁感应原理进行探测的金属探测器，当在探测器附近进行电焊操作时，探测器很容易产生频繁的误动作，目前常见的利用电磁感应原理检测金属的探测器都未采取较好的措施。
郑州工业应用技术学院课程设计说明书 题目： 姓名： 院（系）： 专业班级： 学号： 指导教师： 成绩：
时间：年月日至年月日
郑州工业应用技术学院 课程设计任务书 题目: 电子秒表设计 专业、班级学号姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： 利用单片机设计一个电子秒表，完成四位显示××.××秒，并具备开始计时、暂停、清零等功能。 基本要求： 1.利用单片机设计一个电子秒表，完成四位显示××.××秒，并设定按钮完成开始计时、暂停、清零等功能。 2.利用proteus软件完成设计电路和仿真； 3.掌握定时器的使用和数码管显示的方法； 4.通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑、校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。 主要参考资料： [1]李全利，单片机原理及接口技术[M]，高等教育出版社 [2]王文杰，单片机应用技术[M]，冶金工业出版社
[3]朱清慧，PROTEUS教程——电子线路设计、制版与仿真[M]，清华大学出版社 [4]单片机实验指导书，天煌教仪 [5]彭伟，单片机C语言程序设计实训100例[M]，电子工业出版社 完成期限： 指导教师签名： 课程负责人签名： 年月日 目录 1.引言 (1) 2.方案设计与论证 (3) 2.1 直流调速系统 (3) 2.1 检测系统 (4) 2.3显示电路 (9) 2.4系统原理图 (9) 3.硬件设计 (10) 3.1 80C51单片机硬件结构 (10) 3.2 最小应用系统设计 (11)
3.3前向通道设计 (12) 3.4后向通道设计 (15) 3.5显示电路设计 (17) 4.软件设计 (20) 4.1主程序设计 (20) 4.2显示子程序设计 (24) 4.3避障子程序设计 (25) 4.4软件抗干扰技术 (26) 4.5“看门狗”技术 (28) 4.6可编程逻辑器件 (29) 5.测试数据、测试结果分析 (30) 6.结论 (31) 致谢 (31) 参考文献 (32) 附录A 程序清单 (33) 附录B 硬件原理图 (41)
2014年重庆市大学生电子设计竞赛 金属物体探测定位器（B题） 【本科组】 2014年8月13日
摘要 根据题目要求，我们采用MSP430F149和MSP430F5529为控制核心。MSP430F149控制两个步进电机HYQD30-H0057在不同的两个坐标轴上转动以带动LDC1000电感到数字转换器上下和左右的移动，从而完成对50cm*50cm的检测区域的检测。MSP430F5529控制LDC1000，当LCD1000扫描到金属时，将信号穿给MSP430F5529，MSP430F5529检测到信号后，蜂鸣器发出报警，指示灯亮，MSP430F5529再将信号传给MSP430F149，MSP430F149接收到信号后，对信号进行处理，使两个步进电机停止转动，从而LDC1000检测模块停在金属物体的正上方。 关键词：单片机LCD1000 步进电机 Abstract According to the topic request, we use MSP430F149 and MSP430F5529 as the control core. MSP430F149 control two stepper motors HYQD30 - H0057 in different on the two axes of rotation to drive the LDC1000 electric feel digital converter and up and down or so mobile, thus complete the detection area of 50 cm by 50 cm. LDC1000 MSP430F5529 control, when LCD1000 scanning to metal, wear the signal to MSP430F5529, MSP430F5529 detected signal, a buzzer alarm, indicating lights, MSP430F5529 again to transmit signals to MSP430F149, MSP430F149 receives the signal, the signal processing, make two stepper motors stop running, thus LDC1000 detection module parked in the metallic object. Keywords: MSP430 single chip microcomputer LCD1000 stepper moter
金属探测器 元件清单 提供Altium Designer 6.9和Protel99 SE所用格式的原理图和PCB，此外，原理图分两种网络标号连接和使用线直接连接，并有PDF 格式的原理图和PCB图，方便使用和查看。 1、提供KEIL编写程序工程和程序的文本文档文件方便打开，程序详 尽注释。
二、功能说明 1、实现金属物质的探测，如硬币，钥匙，金属手机壳等，LED和蜂鸣器实现声光报警。 2、按键设置探测金属的精度。 3、LED显示高、中、低。三种精度。 4、结构简洁，稳固，高效。 本系统采用USB电源供电，提供电源线，可以插到电脑、手机充电器、充电宝上供电，十分方便。 三、按键说明 系统有一个按键，设置精度加和精度减。 使用时，将金属物质放到线圈的上方或线圈中间，系统会自动报警
程序： #include
简易智能小车设计方案 一、设计总览 本设计以单片机小车的控制核心，设计分为 5 个模块：前轮PWM 驱动电路、显示及声光指示模块、轨迹探测模块、障碍物探测模块、光源探测模块。前轮PWM 驱动电路用于转向控制；后轮PWM 驱动电路用于方向和速度控制；探测模块利用三个光感元件，对黑色轨道进行寻迹；障碍物探测模块用于对两个障碍物进行探测；光源探测模块利用三个光敏电阻制成，用于寻光并确定光源角度，以期获得较为精确的转向值。绕障方案利用障碍物较低这个重要条件，在C 点出发后，利用光敏电阻获得光源的方向 1．轨迹探测模块设计 ●用三只光电开关。 一只置于轨道中间，两只置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时，等待外面任一只检测到黑线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶。现场实测表明，虽然小车在寻迹过程中有一定的左右摇摆（因为所购小车的内部结构决定了光电开光之间的距离到达不了精确计算值 1 厘米），但只要控制行驶速度就可保证车身基本上接近于沿靠轨道行驶。 2．数据存储 ●直接用单片机内部的 RAM 进行存储。 虽然不能在断电后保存数据，但可以在实验结束后根据按键显示相应值。而且本实验的数据存储不大，采用 RAM 可以减少 IO 接口的使用，便利 IO 接口分配，故此方案具有成本低、易实现的优点，更符合实际需求。 3．障碍探测模块方案 考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制，小车应在距障碍物40CM 的范围内做出反应，这样在顺利绕过障碍物的同时还为下一步驶入车库寻找到最佳的位置和方向。否则，如果范围太大，则可能产生障碍物的判断失误；范围过小又很容易造成车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向方案。 ●采用一只红外传感器置于小车右侧并与小车前进方向呈一固定角度。 基于对C 点后行车地图中光源及障碍物尺寸、位置的分析，我们采用了从 C 点出发即获得光源对行车方向的控制，在向光源行驶的过程之中检查障碍物并做
MD3000多功能金属探测器 使 用 说 明 书 北京斯达恒通科技有限公司
---------------------------------------------- 中国*北京 产品名称：MD3000多功能金属探测器 产品品牌：斯达恒通 MD3000是一款通用的、多用途的金属探测器，适合警察、军队和个人使用。满足犯罪现场和区域搜
索、爆炸物清除以及事件检查的要求。 MD3000基于具有优异性能的MD2000研制而成，被世界各地的警察认可和使用。新的探测器简单化操作，并改进了人体工程学设计和电池管理系统。它具有防水功能，可以承受苛刻的环境并能提高灵敏度。 MD3000非常易于使用，具有直观的控制。只需选择好相应的灵敏度（3档可调）等级即可使用，同时指示灯将亮绿色，如果指示灯闪烁表明电池电量低。面板上的LED指示灯及音调表明所探测的目标，可以通过内置扬声器或二级监听声音。 探测器采用微处理器控制，执行持续的背景诊断和先进的电池管理功能。仪器使用易于更换的3节D 电池。 节能设计使得一组电池可以使用大约12小时，亦可使用镍氢充电电池。 MD3000包含一个可互换的探测盘：一个坚固的用于快速区域搜索的探测盘，一个在受限空间用于精确探测的探针。为保证高度可靠，电子器件采用电脑控制的设备组装和测试，封装在一个长的、坚固的人体工程学的箱内。 技术参数 主要特征 LED显示及声音指示探测目标 3档灵敏度设置
探测头可互换：圆形用于快速区域搜索，探针用于沟道/涵洞等，自动自我调试和校准功能使得操作者更自信和易于使用。 优化的电源功耗 低电压指示 控制 关/灵敏度：旋钮4个档位 瞬间零：下按按钮 音频报警：旋转调节 指示器： 绿色LED指示电源开，闪烁表明电压低 红色LED表示探测信号强度 声音：不同的声音表明不同的探测目标 周期的卡嗒声确保使用者正确使用 电池 电池：3节LR20电池 操作时间：12小时连续操作（使用标准碱性电池，正常使用） 重量： 使用探针时：2.1kg 使用使用探测盘时：2.4kg 组成 2部分组成，控制主体加可互换的探测盘或者探针式探头
《感测技术》课程设计 题目：金属探测器的制作 学号姓名：刘长军刘倩倩刘嘉威刘校 罗林李鑫林祥祥林晗 老师：袁新娣 时间：2013年11月
引言 认识金属探测器 金属探测器作为一种最重要的安全检查设备，己被广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域。比如在机场、大型运动会(如奥运会)、展览会等都用金属探测器来对过往人员进行安全检测，以排查行李、包裹及人体夹带的刀具、枪支、弹药等伤害性违禁金属物品;工业部门(包括手表、眼镜、金银首饰、电子等生产含有金属产品的工厂)也使用金属探测器对出入人员进行检测，以防止贵重金属材料的丢失;目前，就连考试也开始启用金属探测器来防止考生利用手机等工具进行作弊。 由此可见，金属探测器对工业生产及人身安全起着重要的作用。而为了能够准确判定金属物品藏匿的位置，就需要金属探测器具有较高的灵敏度。目前。国外虽然已有较为完善的系列产品，但价格及其昂贵；国内传统的金+ .属探测器则是利用模拟电路进行检测和控制的，其电路复杂，探测灵敏度低，且整个系统易受外界干扰。 一、设计目的 1、进一步了解和运用涡流效应的原理。 2、了解电容三点式振荡电路原理。 二：任务和要求
1、任务：设计一种可准确探测小范围内是否存在金属物体的电子。 2、探测器性能要求： （1）工作温度范围：-40℃——+50℃。 （2）连续工作时间：一组5号干电池可连续工作40h（小时）。（3）要求当有金属靠近传感器时相应的电路会发出警报。（4）探测距离在20mm以内。 三、总方案设计 1、元器件的准备 电路中的NPN型三极管型号为9014,三极管VT1的放大倍数不要太大，这样可以提高电路的灵敏度。VD1-VD2为1N4148。电阻均为1/8W。 金属探测器的探头是一个关键元件，它是一个带磁心的电感线圈。磁心可选Φ10的收音机天线磁棒，截取15mm，再用绝缘板或厚纸板做两个直径为20mm的挡板，中间各挖一个Φ10mm 的孔，然后套在磁心两端，如图1所示。最后Φ0.31的漆包线在磁心上绕。如果不能自制，也可以买一只6.8mH的成品电感器，但必须是那种绕在“工”字形磁心上的立式电感器，而且电感器的电阻值越小越好。
高精度金属探测仪EM61-EM63 加拿大Geonics公司研制和生产多种类型的金属探测仪，可以精确地探测埋藏于地下的金属和铁磁性目标体，以及其它导体（包括地下管线、冲水沟等）。大功率的EM61-MK2-HP 能探测出埋深2m、直径80mm的金属或铁磁性物体，或埋深7m、直径274mm的金属物体或铁磁性物体。 Geonics公司生产的金属探测仪 是时间域电磁探测设备，具高分辨的 特点。根据不同时间门所测定的来自 目标体的响应衰减速率，可区别出目 标体性质；早延时响应衰减速率的高、 低，可以反映目标体的大小，晚延时 响应衰减速率较慢的是大型目标体的 反映。 计算视时间衰减系数可推测目标 体的材质、尺寸和形状，可提高对目 标的鉴别能力。 增加第二个接收线圈（可选）可得到差分数据，从而消除或减小近地表干扰体的影响。 数据收录由PRO4000野外计算机执行。其重要特点是：实时绘制数据曲线，以检查和监控数据；存储数据量大（不低于330，000组数据），可延长探测时间；数据采集速率高；附加输入接头，可同时采集电磁数据和GPS数据。 金属探测仪有独立单元和多单元配置，均可用轮车拖曳或用背带背负。适于水域（淡水或咸水）探测的EM61S，可潜入水面下60m采集数据。 EM61-MK2A技术指标： 测量值：4个时间门的二次场响应（mV） 电磁发射源：1×0.5m空心线圈 电流波型：双极性方波占空系数25% 电磁传感器：a）主传感器：1×0.5m空心线圈，与发射线圈重叠 b）聚焦线圈：1×0.5m空心线圈，在主传感器上方30cm 测量范围：10,000mv 动态范围：18位
输出监视器：16线图示LCD，每线24个字符，有伴音 数据存储：330,000组数据 电源：12V可充电电池，连续工作4小时 操作时的重量和尺寸：背负：60×30×20cm；8kg 线圈组合：100×50×5cm（下部），100×50×2cm（上部）； 14kg（轮车配置：23kg） 运输重量和尺寸：106×61×33cm（1箱） 54×45×56cm（2箱，选择轮车配置时） 48kg（背负配置） 74kg（轮车配置） 实例： 为检验磁力仪和电磁法仪的有效性， 加拿大滑铁卢大学人工敷设了一个试验 场地—哥伦比亚试验场（右图）。 在已排干水的粉砂质土壤中埋设有： 直立钢桶（直径0.6m，高0.9m）、水 平钢管（直径0.1m，长8m）、以及直立 钢板（厚1m，长8m）。 下图给出了埋设物的EM61的响应结果。可以看出；背景响应小于8mV。埋设物的响应多比较强：埋深2m的钢管的响应超过25mV，埋深较浅的钢桶的响应甚至超过5V。等值线勾勒出了埋设物的形状。 EM61可用于探测磁性和 非磁性金属物体。
六区位通过式金属探测门说明书 §1 主要技术参数 电源：AC 220V 功耗：P≤50W 重量：75 kg 发射频率：6.99~11KHZ 8个可供选择频率 通道尺寸：2000mm×750mm×510mm （高×宽×深）外型尺寸：2200mm×860mm×510mm （高×宽×深）区位：从下至上门体内分6个独立探测区位 符合标准：GB15210-2003 §2 六区位通过式金属探测门介绍 该通过式金属探测门是一款高性能金属探测仪器。该产品为六区位通过式金属探测门，整个探测通道内由下而上平均分为六个独立探测区，由于采用先进的微芯片处理技术，在探测区内无盲点，不存在特别灵敏区和特别弱区，各点探测均匀性很好，能直接显示报警金属物所在的具体位置，给检查人员带来了极大的方便，提高了人员通过率，提高了工作效率。面板设计简洁明了，操作方便，整体美观耐用。 该产品主要用于安全检查和金属防盗检查，如检查隐藏的违禁刀具、枪支，硬币、金银首饰、贵重金属等。当被检人员从门内通过时，其所携带的金属物品超过设定的数值时，安检门立即报警。 应用场所：机场、展览馆、体育馆、庆典会、大型会议活动、监狱、法庭、看守所、夜总会、迪厅、娱乐场所的安全检查，还可用于电子企业、五金企业、贵重首饰生产企业的产品或原材料的防盗检查。 本型号通过式金属探测门由两块侧板（探头）及顶端的横梁（电器箱）组成。两侧的探头内分别装有多个传感器，横梁内装有信号处理的电器部分，以及嵌在横梁板上的操作显示面板。仪器使用声音和灯光指示报警。 显示面板有六条红色区位指示灯，以及一排十个信号强度指示灯。当携带金属物的量超过预先设定时，区位灯就点亮。例如金属物在脚踝处，第一区区位灯就会点亮，金属物在腰间，则第三区区位灯就会点亮，同时蜂鸣器鸣叫，‘报警灯’点亮，‘等待灯’熄灭。信号强度指示灯能够显示探测金属信号的强弱。当金属物越大，灯亮的个数越多；金属物越少，灯亮的个数越少。 本型号通过式金属探测门还备有8个可供选择发射频率，在同一场地可同时并排安装多台探测门而不互相干扰，不需要电缆线连接，更加适合大型场合的使用。 § 3安装环境 1、通过式金属探测门应安装在室内干燥通风的位置，不能安装在潮湿
一．参观吉林大学合成材料实验室 目的：对钻石合成仪已有一个感性认识并深入了解钻石合成的原理和方法及相关历史和发展趋势等。 内容：参观PECVD钻石合成仪和马弗炉并收集相关资料。 1.关于钻石合成： 20世纪80年代以来，世界范围内掀起了一股利用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition—CVD）方法制备金刚石材料的科技研发浪潮，新方法制备的金刚石材料几乎实现了天然单晶金刚石的全部特性，被认为是未来最具发展前景、能够实现金刚石全方位功能应用的新金刚石材料。利用化学气相沉积方法合成金刚石材料的技术最早起源可追溯到20世纪50-60年代，当时为了研究单晶金刚石的人工合成方法，美国和前苏联的科学家曾先后在低压下实现了金刚石多晶膜的化学气相沉积（CVD方法）[1]，虽然当时的沉积速率非常低，金刚石的各项技术指标也不完美，但是它为金刚石的CVD合成方法奠定了基础。然而，在随后的几十年间，国内外研究人员并未把主要精力用在化学气相沉积方法合成金刚石的研究方面，而是着重研究和发展了静态、高温、高压方法金刚石的合成技术。直到20世纪80年代中期，世界范围内才开始了大规模CVD金刚石技术研究及产业化推广工作，经过研究人员近20年的研究探索，CVD金刚石技术已经取得了令世人瞩目的成就。目前，已有多种方法可以制备CVD金刚石材料，并且在生长速率、沉积面积、沉积厚度、结构性质、内在结晶质量、金刚石纯度等方面均取得了重大研究进展。 一、CVD金刚石的主要制备技术和方法 近20年来，化学气相沉积（CVD）金刚石制备技术取得了很大进展，由于用途的不同，CVD金刚石制备技术和方法也有所不同，目前世界上最具有代表性的CVD金刚石制备方法主要有以下几种： 1.热丝直流等离子体（H F C V D）CVD金刚石制备方法 热丝CVD技术是目前比较成熟并广泛应用的产业化技术，由于它具有可生长大面积膜片和较低成本的优势，所以，是目前工具和涂层应用的最主要生长技术，它的生长面积直径和厚度分别已达到φ300mm和2mm以上，该方法在涂层中的应用最为成功，代表性的企业有著名的美国S P 3、Crystallame、CVD-diamondDiamonex、DDK等公司。这种制备方法的技术特点是投资少、技术相对简单、生长速度快（可达1～15μm/h）具有很高的加热效率、较为容易控制金刚石的生长质量、可实行大面积生长且生产成本较低，生产的金刚石适用于制作各种金刚石工具并能在热沉等方面得到广泛的应用；但是，该方法也存在生产的膜片结晶质量相对较差，所适合的应用领域较少等不足。 2．大功率（6 0～1 0 0 k W）微波（MPACVD）CVD金刚石制备方法 大功率（60kW）微波CVD技术是另一种有代表性的CVD金刚石产业化生长技术，该技术可制备直径为φ150mm、厚度为2mm的金刚石膜片，其质量几乎可达到高质量天然单晶金刚石水平。微波（MPACVD）CVD金刚石生长技术可以沉积高纯度多晶金刚石膜和外延单晶金刚石，可在热学、光学以及未来的半导体材料（耐高温、高载流子迁移速率、宽带隙）等领域中得到广泛的应用。利用该技术制备大单晶金刚石已获得了成功，制备的CVD 单晶金刚石质量已经达到10克拉，体积约550mm3，这对于未来半导体金刚石的应用和代替来源匮缺的天然金刚石首饰原料具有重大的意义。 3．电弧等离子体喷射CVD金刚石制备方法 直流电弧等离子体喷射CVD金刚石制备技术，在金刚石生长产业化和应用方面也取得
近几年来，随着金属探测仪的发明，地下探宝更是变得如火如荼。但是很多人还是有一个疑问那就是这种仪器是真的吗？ 可以肯定的说，这种仪器是真实存在的，并没有什么好神秘的，金属探测器利用电磁感应的原理，利用有交流电通过的线圈，产生迅速变版化的磁场。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，引发测器发出鸣声。它具有探测度广、定位准确、分辨力强、操作简易等特点。 地下作为我们肉眼看不到的地方，随着年代的久远，确实是有很多的宝藏藏在了地下，很多人会借助现代的高科技，去探测发现哪些被人遗忘的宝物。金属探测仪有便宜的几百块钱的，到专业高级的几万块钱不等的价格，也让一些人在闲暇之余会带上工具，去农村的一些荒野、河道、滩涂地带去探测，去寻宝。 先普及一下基础知识，这样大家就明白为什么有的人可以探到宝藏，有的人
却找不到东西。在1926年电磁波金属探测器运用以来直到60年代才可以探测地下金属，之前只是运用在战争中探测人体的子弹等其他行业应用，因为土壤中含有的金属，金属颗粒，金属氧化物吗，无机盐成分非常多，探测器的探盘在发射电磁波以后“听”到的土壤矿化信号非常强，是地下一枚钱币的几十倍，所以探测器只能乱叫报警，无法正常工作。直到地平衡降噪技术出现以后，金属探测器可以消除土壤矿化的信号，顺利探测到地下埋藏的金属。所以金属探测器地平衡降噪的技术直接影响机器能否顺利探测，探测的深度。 在专业领域内一般以进口产品为主，国内在相关技术的积累几乎为零，一款探测器能顺利探测地下金属的前提是最基层的地平衡降噪技术，澳大利亚觅宝，美国盖瑞特，怀特，费舍尔等品牌的地平衡技术都不错，尤其是觅宝，在探盘机，探金机，军工排雷，海滩等领域都是第一，尤其是后三者，其他品牌的地平衡处理还不足以进入这几个领域，为什么地平衡这么重要，觅宝甚至推出了多频同步探测技术，提高了对抗矿化的效果，空探和实探效果都非常理想。甚至可以在金
自制作地下金属探测器电路图 自制作地下金属探测器的完整的电路图示于图2。平衡式金属探头包括两个线圈：一个发射线圈( T X) 和一个接收线圈( RX) 。发射线圈由一个方波振荡器驱动，在线圈中产生一个交变的磁场。接收线圈的安放方式是部分叠加在发射线圈上( 参见图 3 ) 。通过调整叠加量可以找到一个平衡位置，在这一点上，接收线圈中的感生电压不存在或被抵消，使得只有很少或根本没有电信号产生。只有当一个金属物体进入线圈区域，才会引起磁场不平衡，进而在接收线圈中产生检测信号。围绕I C l a 构建一个简单的时钟发生器作为发射器的振荡器，电路以含有1 6个施密特反相器的集成电路4 01 0 6的一个 r ] I Cl a 为基础组成。操作中振荡器的频率是否稳定对于这种应用目标并不重要，我们只需要在发射器的线圈上产生一个交变的磁场。I C l b 用作缓冲器以稳定I Cl a 的负载。I Cl a 振荡器的音频频率由电阻R1 和电容C1 决定，而电阻R2 用于限定通过发射器的峰值电流为1 2 mA。
自制地下金属探测器电路图 接收器的前面是一个简单但灵敏的预放大器，以I C2 b 为基础组成。用于提高来自接收器线圈的信号，其增益约为 1 6 5 。使得当金属出现时，输出信号会有较大的变化。它也为下一级放大器提供较大的增益。接为比较器 ( 或称为电平检测器 ) 的I C2 b 用于检测放大后的接收波形的峰值。由于这些信号的峰值变化迅速而数值很小，很像露在水面上的冰山的尖。这将能严重地影响电路的灵敏度。因此，在这一点上，使用了一个简单但重要的增强方法。即，通过电阻R9 来提供一个滞后的正向反馈，从而恢复信号为振荡器输出的方波形式，有效地使传感器的灵敏度提高了两倍。 I C 2 b 第7 脚上的输出通过C 5 馈送给峰值检测器的I C l e 。I C 1 是一个施密特反向器，只有一定幅度的脉冲才能穿过它输出。通过正确调整频率粗调控制器VR2 和细调控制器VR3 ，可以找到一个点，使信号能以随机的
探头不得再移动。（30分） （2）将1角硬币更换成直径约25mm的镀镍钢芯1元硬币（第五套人民币1元硬币），重复要求（1）的探测过程。定位完成后，定位指针与硬币圆心之间的定位误差应控制在5mm以；探测定位速度越快越好，探测定位总时间不应超过2分钟。完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移动。（30分） （3）将硬币改为自制圆铁环（用Φ2铁丝绕制），铁环外直径4cm。重复要求（1）的探测过程，应使定位指针尽可能指向铁环圆心，定位误差应
控制在5mm以内；完成定位时给出声-光指示，此后探头不得再移 动，探测定位总时间应不超过3分钟。（30分） （4）其他自主发挥功能。（10分） （5） 3.说明 （1）金属物体探测定位装置探头采用AY-LDC1000板（由TI公司提供），可直接用AY-LDC1000板上的覆铜线圈，也可自制线圈；不得安装其 他传感与摄像装置。探测开始后，不得手动或遥控探测器。 （2）玻璃板可采用普通无色玻璃（玻璃边沿需贴上胶带以防划伤），也可用无色透明有机玻璃板；玻璃板长宽尺寸应大于50cm、厚度约 3mm。 （3）探头从“探头进入区”一侧进入时探头的起始位置和摆放方向，以及探测区域内的被测金属物体摆放位置均由测试专家在现场指定。 2014年TI杯大学生电子设计竞赛题 C题：锁定放大器的设计 1．任务 设计制作一个用来检测微弱信号的锁定放大器（LIA）。锁定放大器基本组成框图见图1。 信号通道
2．要求 （1）外接信号源提供频率为1kHz 的正弦波信号，幅度自定，输入至参考信 号R (t )端。R (t )通过自制电阻分压网络降压接至被测信号S (t )端，S (t )幅度有效值为 10μV ~1mV 。（5分） （2）参考通道的输出r (t )为方波信号，r (t )的相位相对参考信号R (t )可连续或 步进移相180度，步进间距小于10度。（20分） （3）信号通道的3dB 频带范围为900Hz ~1100Hz 。误差小于20%。（10分） （4）在锁定放大器输出端，设计一个能测量显示被测信号S (t )幅度有效值的 电路。测量显示值与S (t )有效值的误差小于10%。（15分） （5）在锁定放大器信号S (t )输入端增加一个运放构成的加法器电路，实现S (t ) 与干扰信号n (t )的1:1叠加，如图2所示。（5分） （6）用另一信号源产生一个频率为1050~2100Hz 的正弦波信号，作为n (t )叠 加在锁定放大器的输入端，信号幅度等于S (t )。n (t )亦可由与获得S (t )同样结构的电阻分压网络得到。锁定放大器应尽量降低n (t )对S (t )信号有效值测量的影响，测量误差小于10%。（20分） （7）增加n (t )幅度，使之等于10S (t )，锁定放大器对S (t )信号有效值的测量误 差小于10%。（20分） （8）其他自主发挥。（5分） （9）设计报告。（20分） 图2 锁定放大器叠加噪声电路图 S (t ) n (t )
MD8+金属探雷器（手持式金属探测器） 使 用 说 明 书 北京斯达恒通科技有限公司
---------------------------------------------- 中国*北京 产品名称：MD8+金属探雷器（手持式金属探测器） 合作单位：斯达恒通 产品产地：英国 简介： MD8+是一款手持式金属探测器，为军民两用型探测器，可用于：地雷探测和排除 军火品排除 爆炸现场搜索 区域搜索 MD8+金属探测器采用了高频脉冲感应技术，灵敏度极高，可以探测当前所有部署的含微量金属的反坦克和反步兵地雷以及其他
小型金属目标。 设备具有自动校准和探测功能，可自动调节以适合其所在环境，因此操作人员只需经过很短的训练即可使用该设备。 结构特点：该探雷器所有元件都集成在一个单位内，包括一个控制器、电池和探圈组件组成，避免了外部的电池仓及电缆等。该探雷器为全封闭式，具有防水功能，可以可靠地在所有环境下使用。 它由一个定时精确、转换快速且具有很强信号处理能力的微处理器控制。再加上独特的探头设计，使该探测器具有很强的识别小金属目标的能力，即使该小目标离大目标很近。 该探测器结合了一般探测和微处理器控制的自动自我识别，用户可以进行初始化测试，通过初始化测试产生的声音作为使用者准确判断的依据。探头采用了混合Rx线圈，可大大降低其它目标的干扰以提高信号/噪音比，具有更强的灵敏性。这种特性也抑制了探圈以外的目标。当然，由于不敏感区域是可以调节的，因此可接收到探头边上的信号。由于运用了混合线圈，大大提高了该探雷器在传统危险环境中使用的能力，例如在被矿化了的土壤中探测时不会降低其灵敏度。 性能数据： 电子技术：单个2.4mm PEC双面使用表面贴装技术，处理器采用基于8位2*RISC ADC（8位2*精简指令集模数转换器）。 电池要求：3节LEE LR20锰碱干电池。 电池寿命：在保持高灵敏度工作时，可持续工作12个小时,间断和中低灵敏度工作时，可持续工作18个小时。
金属探测器原理 金属探测器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。 金属探测器图解 金属探测器特性和概念： 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 to 800 k Hz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。 由于电流的脉动和电流滤波的原因，金属探测器对检测物品的输送速度有一定的限制。如果输送速度超过合理范围，检测器的灵敏度就会下降。 为了确保灵敏度不下降，必须选择合适的金属探测器以适应相应的被检测产品。一般来说，检测范围尽可能控制在最小值，对于高频感应性好的产品，检测器通道大小应匹配于产品尺寸。检测灵敏度的调整要参考检测线圈的中心来确定，中心位置的感应最低。产品的检测值会随生产条件的变化而变化，比如温度、产品尺寸、湿度等的变化，可通过控制功能作调整补偿球状物有重复性，最小的表面积，对金属探测器而言也最难检测。因此，球状物可作为检测灵敏度的参考样本。对于非球状的金属，检测灵敏度很大程度上取决于金属的位置，不同的位置有不同的横断面积，检测效果也就不同。比如，纵向通过时，铁比较灵敏；而高碳钢和非铁就不太灵敏。横向通过时，铁不太灵敏，高碳钢和非铁则比较灵敏。 在食品工业中，系统通常使用较高的工作频率。对于如奶酪食品，由于其内在的高频感应性能好，会成比例地增加高频信号的响应。潮湿的脂肪或盐份物质，例如面包类、奶酪、香肠等的导电性能与金属相同，在这种情况下，为了防止系统给出错误信号，必须调整补偿信号，降低感应灵敏度。 金属探测器分类 金属探测器分类 1．按功能来划分：1）全金属探测器：可以检测到铁、不锈钢、铜、铝等所有金属。检测精度和灵敏度都比较高，稳定可靠。2）铁金属探测器：只能检测到铁质金属，俗称检针机。检测精度和灵敏度较低，容易干扰。通常称作“检针机”“验针机”“过针机”3）铝箔金属探测器：也仅能检测到铁质金属，但是检测带铝箔包装的产品时，其检测精度和灵敏度仍然较高。这款产品国内欧美，日本有，中国目前没有成熟产品。 2．按用途来划分：1）手持金属探测器。2）地下金属探测器。3）输送式金属探测器。4）下落式金属探测器。5）管道式金属探测器。6）真空输送式金属探测器。7）压力输送式金属探测器.8)平板式金属探测器
自制简易金属探测器 自制简易金属探测器 与其它类型的金属探测器相比，本电路的工作原理是这样的：当探测用电感线圈的电感量变化时，L振荡器的振荡频率也产生变化。任何金属体一靠近这个探测电感器其电感量就变。 频率如何变化这取决于金属特性和电路所使用的工作 频率。如果工作频率很高，则金属物就可视为一个短路环，它将降低探测电感的电感量，从而使振荡器工作频率上升；如果振荡器的工作频率足够低以至可忽略涡流损失，这个探测器就有可能区分出黑色金属或无色金属。 要制作一个频率不高于200Hz振荡器的振荡线圈是很困难的，故本振荡电路振荡工作频率选用约300KHz，这样电感器就很容易制作，只需用一根同轴电缆线按图中尺寸绕一匝就制成。 电路包括振荡器T1、频率－电压转换器IC1和MOS双运放器IC2。探测头线圈直径为440mm，C1和C2的值可保证振荡器的频率约为300KHz，若采用较小直径探测圈，
则线圈需绕较多匝数。 振荡器信号电平必须至少达到500mVpp，以便能够很好地驱动4046集成块，在这个电平，相位比较器可保证集成块内部的锁相环总是锁定同步的。在10脚上的源极跟随器输出再被送到IC2 CA3130作较大幅度放大。 锁相环的中心频率，也就是中心处零的微安表的零点由电位器P1所调节。如果运放器的灵敏度极高，则要仔细反复地用P2作精调。本机灵敏度由P3调整，该电位器被连接于负反馈环与IC2的反相输入端；同时还有一正反馈经微安表和R10加到IC2的非反相输入。当然，也可用不同阻抗的表头，但要改变R9、R10和R11的值。注意：在探测金属时，探测物的大小与探测线圈间是有一定关系的。要用440mm(17.5寸)直径的探测线圈去探测硬币大小的金属将是徒劳的。
眼内异物相关知识 【概述】 眼内异物（intraocular foreign bodies）是一种特殊的眼外伤，较一般眼球旁穿通伤有更大的危害性。异物进入眼球，除了在受伤时所引起的机械性损伤外，由于异物的存留增加了对眼球的危害。一般来说，眼内异物需要及早诊断，适时手术，以保护眼球和保留视力。眼内异物的种类：眼内异物分为磁性和非磁性两大类。磁性者手术时可用磁铁吸出；非磁性异物中包括其他金属、合金和非金属。非磁性异物的摘出大多比较困难。异物在眼球内的位置，在眼球前段者约占20％，眼球后段者约占80％，其中有10％位于眼球壁。左眼多于右眼，双眼同时有异物存留者约1％。 【诊断】 一、眼内异物的诊断 眼内异物的诊断根据有以下几种： 1.病史：有外伤史，特别是以锤敲击和爆炸致伤者眼内异物的可能性最大。此外，机床上的飞屑和射击的各种弹丸也是常见的致伤物。树枝、竹签、细木棍或细金属丝等的刺伤，也可能其尖端折断而留在眼球球内。
2.眼球穿通伤：异物进入眼球必然先造成眼球穿通作。所致，眼球穿通伤是眼内异物诊断的重要依据和必有的表现。 3.异物或其通道的表现 ⑴前房异物：前房异物多位于虹膜的表面或角膜的后层。少数异物位于虹膜的层间，不易发现。 ⑵晶体异物：晶体及其囊上的异物易于发现。如晶体已有轻度浑浊或异物为透明的，因而不易判断时，可用检眼镜检法（彻照法）检查。由异物的遮光而显示暗影。当晶体混浊较重时，需用特殊诊断方法包括X线、超声、CT或磁共振等加以诊断。 ⑶睫状体异物：除了拉于睫状体平坦部的后部异物可用间接检眼镜加巩膜压迫法可能看出者外，其余则需用特殊诊断方法进行诊断。 ⑷前部玻璃体的异物：用良好的焦点照明或裂隙灯显微镜观察易于发现。接近眼球壁者须用间接检眼镜或三面镜检查。但如有玻璃体出血、混浊或外伤性白内障、角膜混浊、虹膜粘连、瞳孔不能散大等而异物不能直接看到时，则需用上述的特殊检查方法进行诊断。 ⑸眼球后部的异物：如屈光介质尚透明，往往可在后部玻璃体、视网膜或视乳头上发现异物或包括异物的机化团。约仅20%～
TC90 型金属探测器使用说明书 简介 TC-90 型金属探测器是应用国外先进技术制造的产品，该仪器在设计上刻意求精，采用优质进口元件。它探测深度大、定位准确、分辨率强、操作简易，具有新时代的技术风范。 金属探测器主要用来探测和识别隐埋在地下的金属物品，它除了军事上的用途之外，还可以应用于： 海关检查和安全检查； 公安刑警部门的侦破搜查； 检测原料、燃料、食品中的金属异物； 检查邮件、行包中的金属物品； 探查地下的管道、线路； 探铁、探矿、考古； 发现埋藏在地下的金银宝物和金属文物； 废旧金属回收； 在使用旧试金属探测器时，最令人讨厌的问题是地面的影响。随着探头与地面的距离变化仪器的信号也跟着变化，若把探头扫过凹凸不平的地面，这个变化就更大了，操作者仿佛到处都听到信号声，弄不清哪里真正埋有金属。这种现象叫做“矿化反应”。 造成“矿化反应”的原因，是由于构成土壤的各种矿物使仪器发出信号，在土壤结构复杂的地方“矿化反应”非常强烈，它引起的信号比金属信号还要大，这时操作人员就很难判断发出信号的地方到底是埋有金属还是“矿化反应”。 TC-90 仪器内设有地平衡线路，能排除一切“矿化反应”的影响，只有在探头遇到金属时才发出信号，从而大大提高了探测深度和准确性。 主要技术参数 最大探测深度： 1.5 米 操作方式：地平衡／识别 主振频率： 460.18KHZ ± 2 KHZ 信号频率： 450HZ ± 10 HZ 功耗： 0.6W
电源： DC9V 仪器的各控制键说明 一、按钮 在仪表下方有一个按钮，在仪器进行十分重要，在仪器的调整、工作过程中，经常要按下和放松按钮。通过按、放按钮之后，机内的记忆电路自动记下所调整的饿工作状态。如果忘记按、放按钮，势必影响探测深度。 二、调谐器旋钮 调协器的作用是调出“临界声”。把调协器由左边顺时针旋转，首先开通了电源开关，随着继续向有旋转，声音从无到有，从小到大。在探测时，应该调到一种轻微的“嗡嗡”声，声音是很小的，只要能勉强听到就行了，这就是“临界声”。只有调到这种微弱的响声时，仪器才具有最高的灵敏度，若是把“临界声”调得太大或者根本没有调出声音，仪器的灵敏度都会降低。在调“临界声”之前，一定要按下按钮，调好之后再松开按钮。如果在探测的过程中，“临界声”逐渐增大或减少甚至消失，就按放一下按钮使“临界声”恢复之后再探测。仪器使用完毕之后，把调谐器反时针方向旋转拧到左边尽头 关掉电源，千万不能让仪器开着电源空置。 三、操作方式开关 操作方式开关有两个档位，一个是地平衡，另一个是识别。 把开关拨向地平衡档，仪器对所有的金属都会发出响声，而且能排除“矿化反应”的影响。若把开关拨向识别档，仪器可以区分不同类型的金属。 四、工作调节旋钮 工作调节旋钮是配合操作方式开关使用的，它周围标有 0-10 的刻度。在地平衡操作方式时，通过调节这个旋钮可以排除“矿化反应”；在识别操作方式时，用它来区分不同类型的金属。 五、耳机插孔 TC-90 仪器可以配插耳机，插上耳机之后，喇叭响声中断，操作人员可以从耳机听到声音，以便于在嘈杂的环境中或夜间操作。 金属探测方法 TC-90 探测器的操作有如工兵探雷，探测时，探头保持与地面 10-15 厘米的距离，在地面上平行移动。探头不要抬得过高，以免实际的探测深度下降。