這款儀器把野外考古和科學(xué)理論的完美結(jié)合，具有高品質(zhì)的遠(yuǎn)程搜索系統(tǒng)，突破了常規(guī)的探測(cè)方法，運(yùn)用了微電處理器控制芯片單元校正、儀器自檢系統(tǒng)，可以輕松快速掃描、探測(cè)，極大提高了探寶愛(ài)好者的工作效率并減輕了探測(cè)勞動(dòng)強(qiáng)度，是目前、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的金屬探測(cè)儀器。

產(chǎn)品主要特點(diǎn)：

1.強(qiáng)產(chǎn)品內(nèi)核，智能模塊化操作

2.強(qiáng)大+便捷+效率+速度

3.易用而快速上手，先進(jìn)而

 4.對(duì)礦化反應(yīng)的干擾進(jìn)行了有效的處理

型    號(hào)：北斗星遠(yuǎn)程搜索儀

搜索系統(tǒng)：磁電效應(yīng)    

掃描模式：數(shù)字自動(dòng)掃描接收                 

探測(cè)深度：20米（磁化）

探測(cè)范圍：300米（空曠）

電源系統(tǒng)：6V  800mAh

發(fā)射頻率：6.0-7.2KHz

信號(hào)頻率：380-550Hz

金屬探測(cè)：能探測(cè)設(shè)定頻率金屬種類（金、銀、銅）

注    明：若電量低到無(wú)法使用儀器（工作指示燈變暗），對(duì)其充電，充電時(shí)充電器指示燈為紅色，充滿將變綠色

警    告：必須確保所在地的標(biāo)準(zhǔn)電壓和頻率的額定電壓和功率相匹配

1、  選擇一個(gè)舒適的站立場(chǎng)地，用手握著儀器，打開電源開關(guān)，根據(jù)頁(yè)面加載模式提示進(jìn)入工作界面。掃描指針呈周期性掃動(dòng)，金屬元素默認(rèn)為金（GOLD）。

頁(yè)面加載模式如下：

  2、  規(guī)范您的掃描動(dòng)作，單手握住旋轉(zhuǎn)手柄面向前方平穩(wěn)前進(jìn)，步履均勻，探測(cè)者手肘要始終緊緊貼在身體兩側(cè)，并且要保持身體的平衡、垂直面進(jìn)行掃描搜索。指示燈和蜂鳴器會(huì)間歇性的閃爍和響（如果您不希望搜索儀發(fā)出聲響，請(qǐng)常按金銀銅選擇/靜音按鈕3秒鐘以上）這是儀器在發(fā)射信號(hào)。

    注：拿住搜索儀手柄進(jìn)行練習(xí)，直到在走動(dòng)時(shí)保持天線平衡，要掌握使用搜索儀需要一些練習(xí)，但它是能有效的使用此搜索儀器的技巧之一              

3   當(dāng)儀器捕捉到該物體的信號(hào)后，指示燈和蜂鳴器會(huì)間歇性的閃爍和發(fā)出聲音，此時(shí)可以按動(dòng)“金屬元素選擇按鈕”，

選擇您想要搜索的金屬，同時(shí)儀器屏幕上會(huì)顯示對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)，

當(dāng)您覺(jué)得這個(gè)鎖定是有效的，您就記住這個(gè)方向把儀器平舉追隨指示方向繼續(xù)前行然后開始

4.      如上所說(shuō)，面向前方平穩(wěn)前進(jìn)，步履均勻，保持身體平衡，保持儀器水平進(jìn)行掃描搜索。在掃描前，先沿南北方向走再沿東西方向走更合理，不能往左右兩邊搖擺，當(dāng)儀器捕捉到物體的信號(hào)后，儀器表上的指針將會(huì)定格，同時(shí)伴有指示燈常亮和蜂鳴器提示音（這是在默認(rèn)設(shè)置下的情形，如果您選擇靜音，蜂鳴器不會(huì)發(fā)出提示音），此時(shí)一定要保持搜索儀的水平位置，切勿使其傾斜。

注：  當(dāng)儀器掃描到金屬物體的信號(hào)后，掃描終端將開始擺并很快指向物體埋藏方向。當(dāng)您覺(jué)得這個(gè)鎖定是有效的，您就記住這個(gè)方向，觀察第二次，第三次……甚至更多次儀器鎖定的方向。兩個(gè)方向的交叉點(diǎn)就是目標(biāo)物埋藏位置（當(dāng)埋藏物出現(xiàn)多處且大小不一樣時(shí)，儀器會(huì)自選，當(dāng)儀器掃描到金屬物體的信號(hào)后，掃描終端將開始擺并很快指向物體，并終指向物體多信號(hào)大的方向。）

  5 探測(cè)定位方式：

a   在探測(cè)前，先沿著南北方向走（地球的磁場(chǎng)是南北方向的，南北方向走更易接收到信號(hào)）再沿東西方向走將更合理。當(dāng)儀器探尋到目標(biāo)金屬時(shí)，儀器的天線會(huì)隨著目標(biāo)物體轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)論您如何朝目標(biāo)物移動(dòng)或離開目標(biāo)物體，天線始終會(huì)指向目標(biāo)物的方向，直到信號(hào)消失天線完全不搖擺。（見下圖）

b   在使用本方法在目標(biāo)區(qū)域搜索時(shí)，應(yīng)站在區(qū)域中前部并進(jìn)行掃描。探測(cè)儀將顯示搜尋的物質(zhì)或材料是在區(qū)域的左半部分或是右半部分。

如果探測(cè)是在區(qū)域的右半部分進(jìn)行的，移動(dòng)至此部分的中心并再次掃描。通過(guò)第二次探測(cè)，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的操作員可確定物質(zhì)所在的位置的四分之一圓周，左半部分或是右半部分，垂直分割區(qū)域。（見下圖）

6、  要確定目標(biāo)物的埋藏深度。這里我們推薦一個(gè)簡(jiǎn)單的步測(cè)方法。當(dāng)您鎖定物的正上方。要衡量以下兩點(diǎn)間的距離，一點(diǎn)是當(dāng)您站在目標(biāo)物正上方的好目標(biāo)物的時(shí)候。朝著搜索儀所指的方向來(lái)回走，就可以知道您是否在目標(biāo)時(shí)候搜索儀開始指向左邊的點(diǎn)，還有一點(diǎn)是操作者開始返回走的點(diǎn)。搜索儀會(huì)重新筆直的展開，不往側(cè)邊偏，接著再次擺向左邊。當(dāng)您站在目標(biāo)物體正上方的時(shí)候，搜索儀會(huì)面向左邊，然后指向您行走的方向。如果搜索儀在您行走5英尺又會(huì)指向左邊，那說(shuō)明目標(biāo)物的埋藏深度是5英尺。越過(guò)這個(gè)點(diǎn)繼續(xù)行走，搜索儀會(huì)繼續(xù)指向左邊，一直行走到搜索儀又筆直指向前方。這段距離就是埋藏物的厚度。從目標(biāo)物上方的點(diǎn)到搜索儀重新指向前方的點(diǎn)之間的距離正好是埋藏物的深度。為了精確地估算距離，需要來(lái)回的在目標(biāo)物上方行走。當(dāng)您獲知目標(biāo)物的埋藏深度時(shí)，用同樣的方法來(lái)測(cè)目標(biāo)物的厚度。

7、  您一次性只能選擇一種探測(cè)元素，否則不能探測(cè)到任何元素，因?yàn)槊恳环N元素都有特定的頻率。同為黃金，它們的尺寸，特性和振幅也不一樣，您要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)學(xué)會(huì)如何探測(cè)從而找到小尺寸黃金或大儲(chǔ)量的金屬。

8.   在實(shí)際探測(cè)工作中，我們應(yīng)當(dāng)減少或者是排除其它有關(guān)對(duì)探測(cè)產(chǎn)生干擾的物體或是信號(hào)源。比如我們隨身攜帶的金屬物體手機(jī)，鑰匙等。并關(guān)注其探測(cè)環(huán)境，根據(jù)實(shí)地情況來(lái)調(diào)整我們的探測(cè)儀器，位置。比如空氣，陽(yáng)光，高壓電塔，高礦區(qū)，電視電信廣播發(fā)射塔等。

相關(guān)空氣濕度表

這個(gè)機(jī)器工作狀況如下表所示，濕度越低越好

9.  在探測(cè)金屬搜尋信號(hào)時(shí)，不管使用的是哪種探測(cè)方式。我們都應(yīng)當(dāng)反復(fù)或是多次的來(lái)探測(cè)，根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合來(lái)確定我們要找的信號(hào)源或是目的地。因?yàn)槲覀円綔y(cè)的物體都為未知。在不明確其具體埋藏位置，物體的多少，探測(cè)距離的遠(yuǎn)近時(shí)。我們尤為要多次探測(cè)，切不可一次性的下結(jié)論或是更換探測(cè)位置，以避免丟失我們需要尋找的物體。

產(chǎn)品原理

1、超聲探測(cè)的基本原理

      超聲波是指頻率高于可聽頻率范圍的聲波，也即頻率高于20kHz的聲波。超聲波具有束散和反射特性，超聲探測(cè)適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、分辨率高，超聲探測(cè)器結(jié)構(gòu)小型化超聲波方向性好，穿透能力強(qiáng)，能夠傳遞信息……。目前，超聲波在地下目標(biāo)探測(cè)、一般地質(zhì)探測(cè)與測(cè)厚測(cè)深等方面具有廣泛的應(yīng)用。      

對(duì)于地下金屬探測(cè)來(lái)講，由于探測(cè)對(duì)象相同，原則上常見的各種地球物理探測(cè)方式同樣能適用于地下金屬探測(cè)設(shè)備，但由于受地下使用條件的限制，地下探測(cè)設(shè)備需要同時(shí)考慮體積、功率和對(duì)含水量大的地質(zhì)及地質(zhì)條件的適應(yīng)性等因素。如果再考慮到能夠探測(cè)非金屬的分布情況，比較起來(lái)，超聲探測(cè)是比較可行的探測(cè)方式。地下金屬的超聲波探測(cè)是利用其反射特性進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)的，如圖1所示。電子裝置產(chǎn)生超音頻的電磁振蕩，經(jīng)過(guò)超聲換能器轉(zhuǎn)換成機(jī)械波向土壤介質(zhì)發(fā)射。超聲波在土壤中傳播時(shí)，當(dāng)遇到介質(zhì)的分界面(埋沒(méi)于土壤中的地下金屬等聲波學(xué)特性差異明顯處)時(shí)將發(fā)生反射和散射。接收換能器將接收到的回波由機(jī)械波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳送到接收電路處理。發(fā)射或散射過(guò)程受金屬的材料、結(jié)構(gòu)、形狀及尺寸等的影響，因而反射波或散射波帶有地下金屬的信息。

 圖1  超聲探測(cè)原理示意圖 

    確定目標(biāo)位置常用的探測(cè)方法是超聲反射法，又稱脈沖回波法。其工作原理是，通過(guò)檢測(cè)超聲脈沖的個(gè)回波到達(dá)的時(shí)間與發(fā)射脈沖的時(shí)間差t，根據(jù)S = tc／2，其中c為介質(zhì)中的聲速，即可算出傳感器到反射點(diǎn)之間的距離。不難算出測(cè)量位置與障礙物(金屬)之間的距離d。

2、系統(tǒng)基本構(gòu)成

    基于超聲反射特性的水平導(dǎo)向地下金屬探測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的基本構(gòu)成框圖如圖。

 圖2  水平導(dǎo)向金屬探測(cè)系統(tǒng)基本構(gòu)成框圖

系統(tǒng)由地下探測(cè)設(shè)備和地面數(shù)據(jù)處理兩大部分構(gòu)成。其中，地下探測(cè)部分由小型化的超聲探測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成．地面系統(tǒng)則由信號(hào)采集儀構(gòu)成，通過(guò)反射。在進(jìn)行探測(cè)時(shí)，由地面設(shè)備發(fā)出控制信號(hào)，啟動(dòng)超聲信號(hào)發(fā)生器，激勵(lì)超聲換能器超聲波，經(jīng)土壤介質(zhì)的耦合和傳輸，當(dāng)遇到障礙金屬時(shí)，超聲波發(fā)生反射，再經(jīng)土壤介質(zhì)的傳輸，耦合到用于接收的超聲換能器上，經(jīng)過(guò)濾波、放大等預(yù)處理，經(jīng)反射傳送到地面設(shè)備，經(jīng)數(shù)據(jù)采集后，進(jìn)行處理，完成目標(biāo)信號(hào)的判讀。

為了便于探測(cè)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中將超聲波探測(cè)系統(tǒng)按功能頻率分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括超聲波換能器、超聲波發(fā)射接收儀、超聲波信號(hào)識(shí)別。

超聲探測(cè)系統(tǒng)

        在上述系統(tǒng)中，超聲換能器是其關(guān)鍵設(shè)備。同其他應(yīng)用場(chǎng)合相比，土壤介質(zhì)對(duì)聲波的衰減效應(yīng)大，為保證能夠探測(cè)金屬的回波信號(hào)，必須在保證探測(cè)分辨率的前提下盡可能降低超聲波發(fā)射頻率，同時(shí)在體積容許的情況下提高換能器的功率，并控制換能器的發(fā)射角?？紤]到金屬探測(cè)的實(shí)際情況，設(shè)定探測(cè)深為65.6英尺(20米)，探測(cè)物的直徑小為0.656英尺，選定土壤介質(zhì)中超聲波換能器的發(fā)射頻率范圍為20kHz～50kHz，為近音頻頻段。

        換能器壓電片采用高溫壓電陶瓷條。經(jīng)測(cè)試，實(shí)際制作的換能器頻率為20kHz、22kHz和32kHz。

  3、探測(cè)信號(hào)處理方法

         對(duì)水平導(dǎo)向地下金屬探測(cè)系統(tǒng)來(lái)講，由于土壤衰減效應(yīng)大，接收到的目標(biāo)回波信號(hào)通常比較微弱。另外，由于換能器制作工藝的限制，低頻段的換能器帶寬和質(zhì)量因子較難控制，接收到的回波信號(hào)往往會(huì)落入探頭的余振信號(hào)中而導(dǎo)致無(wú)法分辨，降低了系統(tǒng)的探測(cè)預(yù)警能力。為此，本文采用指數(shù)放大和盲解卷的信號(hào)處理手段對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行處理，提高對(duì)目標(biāo)的判讀能力。

1)指數(shù)放大

        超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其強(qiáng)度會(huì)隨傳播距離的增加而逐漸減弱。聲波學(xué)理論證明，吸收衰減和散射衰減都遵從指數(shù)衰減規(guī)律。對(duì)沿某一方向傳播的平面波而言，當(dāng)不計(jì)擴(kuò)散衰減時(shí)，則聲強(qiáng)隨傳播距離的變化可由下式表示：

   p = p0e – αx= p0e - αvt    (1)

 式中：α為衰減系數(shù)．x為傳播距離，v為超聲波傳播速度，t為傳播時(shí)間，P為初始聲強(qiáng)。顯然，由式(1)，通過(guò)引入指數(shù)放大環(huán)節(jié)e αvt，可以將衰減后的信號(hào)恢復(fù)到與原有聲強(qiáng)相當(dāng)?shù)乃?，提高?duì)回波信號(hào)的檢出能力。

對(duì)采集到的離散超聲信號(hào)序列{x (n)，n = 1，2，LN}，指數(shù)前大可栗用如下方瀆講行

    {y (k) = x (n)e Kn / N，n = l，2，LN}    (2)

    其中，K為放大系數(shù)，可在實(shí)際系統(tǒng)中經(jīng)試驗(yàn)設(shè)定。

    2)解卷積處理

    當(dāng)聲束射入介質(zhì)時(shí)，采集到的超聲探測(cè)信號(hào)s㈣可以看作是超聲激勵(lì)信號(hào)g(t)與介質(zhì)沖擊響應(yīng)函數(shù)即發(fā)射系數(shù)h(t)的卷積閉，即

    s (t) = g (t)*h (t)    (3)

    經(jīng)傅氏變換后

    S(ω)=G(ω)H(ω)    (4)

    對(duì)上式進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，有

    ln |s(ω)| = ln |G(ω)| + ln |H(ω)|    (5)

    對(duì)上式再進(jìn)行反傅氏變換，有

    Cs(t) = Cg(t) + Ch(t)    (6)

    式(6)為各信號(hào)的倒譜，理論分析證明，在倒譜域，超聲激勵(lì)信號(hào)和介質(zhì)沖擊響應(yīng)信號(hào)處于不同頻段[3]，因此，可利用一線性濾波器，直接提取Ch(t)，再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的逆運(yùn)算可完成金屬回波信號(hào)的處理。利用這種方法，將超聲激勵(lì)信號(hào)從探測(cè)信號(hào)中分離出去，可以避免超聲余振信號(hào)的影響，提高探測(cè)分辨率。

4、模型系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證水平導(dǎo)向地下金屬探測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的探測(cè)能力，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室的條件下搭建了模型試驗(yàn)環(huán)境。試驗(yàn)前，將野外采集的原生土壤碾碎篩勻，放入水池中攪拌成泥漿，經(jīng)沉淀后將析漏出的水排干，以模擬地下管線的土壤環(huán)境。試驗(yàn)時(shí)，在塑料桶中裝滿含水量非常高的泥漿并放入該土壤環(huán)境中，模擬導(dǎo)向鉆孔，在泥漿中設(shè)置各種障礙物，將探頭放入桶中進(jìn)行探測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷氖疽鈭D如圖3所示。

 圖3  模型試驗(yàn)環(huán)境示意圖

當(dāng)探測(cè)對(duì)象為金塊時(shí)，實(shí)際探測(cè)到的超聲信號(hào)波形如圖4所示。由原始信號(hào)波形可看出，池壁回波信號(hào)比較微弱．很難準(zhǔn)確的判斷回波信號(hào)的準(zhǔn)確位置，只能明確目標(biāo)回波信號(hào)的范圍，大約位于1～1.5ms之間。

圖4 原始信號(hào)波形圖

1)指數(shù)放大

   對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行指數(shù)放大后得到的信號(hào)波形如圖5所示。從圖5中可以看出，遠(yuǎn)處目標(biāo)信號(hào)已大大增強(qiáng)，金屬目標(biāo)的回波大致在65.6英尺(20米)左右。

圖5 指數(shù)放大后信號(hào)波形

綜上所述，采用指數(shù)放大處理方法進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理能夠滿足作為超聲探測(cè)前端放大功能的要求。但僅采用該方法，從圖中仍難以明確判斷目標(biāo)的位置。

     2)解卷積處理

     利用盲解卷積的方法，將超聲激勵(lì)從探測(cè)信號(hào)中分離出去，獲得的超聲傳播信道特性(即介質(zhì)沖擊回應(yīng))如下圖6所示。

圖6  超聲傳播通道特性

對(duì)通道特性取平方后的特性。使得目標(biāo)的發(fā)射系數(shù)信號(hào)遠(yuǎn)大于土壤散射信號(hào)，從而使得目標(biāo)位置更加明晰，如圖7所示。金屬目標(biāo)位于約為0.7ms處(考慮超聲回波信號(hào)的往返時(shí)間，即金屬目標(biāo)的準(zhǔn)確位置對(duì)應(yīng)于圖7的1.4ms處)。經(jīng)測(cè)試，超聲波在試驗(yàn)池中的傳播速度范圍大致在4920英尺(1500米)／秒左右，根據(jù)上述參數(shù)，可以估計(jì)池壁距離大致在3.444英尺左右，與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)近似相等。

圖7  對(duì)超聲傳播通道特性取平方

綜上所述，采用基于指數(shù)放大和盲解卷的信號(hào)處理方法，能夠有效地避開超聲探頭余振信號(hào)的影響且有效地分辨出導(dǎo)向鉆孔壁后方的金屬目標(biāo)，效果明顯。

1.  把儀器存放在一個(gè)涼爽干燥的地方。

2.  在雷電大風(fēng)等惡劣天氣中請(qǐng)不要使用儀器。

3.  在高溫天氣里，不要在太陽(yáng)下爆曬該儀器。

4.  在使用手機(jī)、傳呼機(jī)等電子設(shè)備時(shí)，請(qǐng)不要使用儀器。

5.  應(yīng)盡量避免儀器受潮。

6.  防止儀器遭受過(guò)分震蕩。

7.  長(zhǎng)時(shí)間不使用儀器需將電池取出，防止電池漏液損害儀器

8． 使用儀器時(shí)，要與地面保持平行，移動(dòng)速度要慢

9.  實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的掌握對(duì)探測(cè)有很大幫助。

10. 使用后請(qǐng)關(guān)閉工作開關(guān)，放入安全箱中。

11. 該儀器是專業(yè)設(shè)計(jì)，不要試圖拆開儀器，否則將不承擔(dān)所有質(zhì)量問(wèn)題。

北斗星搜索儀是一款地下金屬探測(cè)儀是一款設(shè)計(jì)新穎，做工精密的產(chǎn)品。以下建議將幫助您使用、維護(hù)好本產(chǎn)品，讓它為您服務(wù)更久。

一、不要拆卸或者改裝儀器

二、操作過(guò)程中盡量避免手機(jī)或者其他金屬靠近儀器

三、請(qǐng)?jiān)?-40攝氏度的溫度和10-30百分比的濕度環(huán)境下使用本儀器

四、使用電線、針等金屬物將電池短路，也不要將電池跟項(xiàng)鏈等金屬物放在一起，否則會(huì)導(dǎo)致電泄露、過(guò)熱、爆裂和起火

五、請(qǐng)勿連續(xù)充電超過(guò)24小時(shí)，注意：若儀器長(zhǎng)時(shí)間不用，保證一個(gè)月充電一次

六、遠(yuǎn)離灰塵和污垢，它們可以導(dǎo)致腐蝕和磨損零件，定期用濕布擦拭探測(cè)器以保持其外觀整潔如新，不可使用刺激性的化學(xué)品清洗產(chǎn)品

七、請(qǐng)不要把盛水的容器等放在充電器的旁邊，以免水濺出造成充電器過(guò)熱、漏電或者故障

八、不要把儀器放在這些地方充電：陽(yáng)光直照的地方；外界溫度低于0攝氏度或者高于40攝氏度的地方；潮濕多灰的地方；震動(dòng)大的地方；電視機(jī)附近

特殊維護(hù)：

1、放該探測(cè)器時(shí)，注意關(guān)閉以后再放起來(lái)

2、用沾水的濕布輕擦面板，不要用化學(xué)物質(zhì)，比如：酒精、油等，容易損害機(jī)器

3、避免暴曬設(shè)備，避免放在過(guò)熱的地方或者很熱的天放在車?yán)?

4、不要試圖拆卸機(jī)器，拆卸容易損害機(jī)器造成不能維修

5、不要讓設(shè)備與水接觸，不要在雨下無(wú)防護(hù)工作