基于有限元仿真的金属探测器探头研究

针对金属探测器探头输出电压幅值与金属目标特性和激励信号频率关系不明确的问题,对金属探测器探头进行研究。利用连续谐变的频率域电磁感应法探测技术,提出了一种有效的有限元模型。通过Ansys电磁仿真软件对平衡式线圈进行三维建模仿真,研究了金属目标的材料、大小、位置以及激励信号频率与接收线圈输出电压幅值之间的关系。仿真结果表明:激励信号频率在1~10 kHz范围内对非铁磁性金属具有较高的探测灵敏度;10~25 kHz范围内对铁磁性金属具有较高的探测灵敏度。最后,通过实验验证了仿真的有效性。研究结果对后续多频电磁感应探测技术的频率选择具有一定的参考意义。