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，極大提高了探寶愛好者的工作效率并減輕了探測勞動強(qiáng)度，是目前、實用、經(jīng)濟(jì)的金屬探測儀器。

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.對礦化反應(yīng)的干擾進(jìn)行了有效的處理

型    號：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)字自動掃描接收                 

探測深度：20米（磁化）

探測范圍：300米（空曠）

電源系統(tǒng)：6V  800mAh

發(fā)射頻率：6.0-7.2KHz

信號頻率：380-550Hz

金屬探測：能探測設(shè)定頻率金屬種類（金、銀、銅）

注    明：若電量低到無法使用儀器（工作指示燈變暗），對其充電，充電時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、  選擇一個舒適的站立場地，用手握著儀器，打開電源開關(guān)，根據(jù)頁面加載模式提示進(jìn)入工作界面。掃描指針呈周期性掃動，金屬元素默認(rèn)為金（GOLD）。

頁面加載模式如下：

  2、  規(guī)范您的掃描動作，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。指示燈和蜂鳴器會間歇性的閃爍和響（如果您不希望搜索儀發(fā)出聲響，請常按金銀銅選擇/靜音按鈕3秒鐘以上）這是儀器在發(fā)射信號。

    注：拿住搜索儀手柄進(jìn)行練習(xí)，直到在走動時保持天線平衡，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后，指示燈和蜂鳴器會間歇性的閃爍和發(fā)出聲音，此時可以按動“金屬元素選擇按鈕”，

選擇您想要搜索的金屬，同時儀器屏幕上會顯示對應(yīng)的圖標(biāo)，

當(dāng)您覺得這個鎖定是有效的，您就記住這個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，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后，儀器表上的指針將會定格，同時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，蜂鳴器不會發(fā)出提示音），此時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后，掃描終端將開始擺并很快指向物體埋藏方向。當(dāng)您覺得這個鎖定是有效的，您就記住這個方向，觀察第二次，第三次……甚至更多次儀器鎖定的方向。兩個方向的交叉點(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，儀器會自選，當(dāng)儀器掃描到金屬物體的信號后，掃描終端將開始擺并很快指向物體，并終指向物體多信號大的方向。）

  5 探測定位方式：

a   在探測前，先沿著南北方向走（地球的磁場是南北方向的，南北方向走更易接收到信號）再沿東西方向走將更合理。當(dāng)儀器探尋到目標(biāo)金屬時，儀器的天線會隨著目標(biāo)物體轉(zhuǎn)動，無論您如何朝目標(biāo)物移動或離開目標(biāo)物體，天線始終會指向目標(biāo)物的方向，直到信號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，應(yīng)站在區(qū)域中前部并進(jìn)行掃描。探測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。

如果探測是在區(qū)域的右半部分進(jìn)行的，移動至此部分的中心并再次掃描。通過第二次探測，經(jīng)過訓(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。這里我們推薦一個簡單的步測方法。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)物的時候。朝著搜索儀所指的方向來回走，就可以知道您是否在目標(biāo)時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)物體正上方的時候，搜索儀會面向左邊，然后指向您行走的方向。如果搜索儀在您行走5英尺又會指向左邊，那說明目標(biāo)物的埋藏深度是5英尺。越過這個點(diǎn)繼續(xù)行走，搜索儀會繼續(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，用同樣的方法來測目標(biāo)物的厚度。

7、  您一次性只能選擇一種探測元素，否則不能探測到任何元素，因為每一種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)驗學(xué)會如何探測從而找到小尺寸黃金或大儲量的金屬。

8.   在實際探測工作中，我們應(yīng)當(dāng)減少或者是排除其它有關(guān)對探測產(chǎn)生干擾的物體或是信號源。比如我們隨身攜帶的金屬物體手機(jī)，鑰匙等。并關(guān)注其探測環(huán)境，根據(jù)實地情況來調(diào)整我們的探測儀器，位置。比如空氣，陽光，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

這個機(jī)器工作狀況如下表所示，濕度越低越好

9.  在探測金屬搜尋信號時，不管使用的是哪種探測方式。我們都應(yīng)當(dāng)反復(fù)或是多次的來探測，根據(jù)實際情況和經(jīng)驗相結(jié)合來確定我們要找的信號源或是目的地。因為我們要探測的物體都為未知。在不明確其具體埋藏位置，物體的多少，探測距離的遠(yuǎn)近時。我們尤為要多次探測，切不可一次性的下結(jié)論或是更換探測位置，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，超聲探測適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、分辨率高，超聲探測器結(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、一般地質(zhì)探測與測厚測深等方面具有廣泛的應(yīng)用。      

對于地下金屬探測來講，由于探測對象相同，原則上常見的各種地球物理探測方式同樣能適用于地下金屬探測設(shè)備，但由于受地下使用條件的限制，地下探測設(shè)備需要同時考慮體積、功率和對含水量大的地質(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非金屬的分布情況，比較起來，超聲探測是比較可行的探測方式。地下金屬的超聲波探測是利用其反射特性進(jìn)行目標(biāo)探測的，如圖1所示。電子裝置產(chǎn)生超音頻的電磁振蕩，經(jīng)過超聲換能器轉(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，當(dāng)遇到介質(zhì)的分界面(埋沒于土壤中的地下金屬等聲波學(xué)特性差異明顯處)時將發(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，傳送到接收電路處理。發(fā)射或散射過程受金屬的材料、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  超聲探測原理示意圖 

    確定目標(biāo)位置常用的探測方法是超聲反射法，又稱脈沖回波法。其工作原理是，通過檢測超聲脈沖的個回波到達(dá)的時間與發(fā)射脈沖的時間差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)向金屬探測系統(tǒng)基本構(gòu)成框圖

系統(tǒng)由地下探測設(shè)備和地面數(shù)據(jù)處理兩大部分構(gòu)成。其中，地下探測部分由小型化的超聲探測系統(tǒng)構(gòu)成．地面系統(tǒng)則由信號采集儀構(gòu)成，通過反射。在進(jìn)行探測時，由地面設(shè)備發(fā)出控制信號，啟動超聲信號發(fā)生器，激勵超聲換能器超聲波，經(jīng)土壤介質(zhì)的耦合和傳輸，當(dāng)遇到障礙金屬時，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)信號的判讀。

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

超聲探測系統(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)用場合相比，土壤介質(zhì)對聲波的衰減效應(yīng)大，為保證能夠探測金屬的回波信號，必須在保證探測分辨率的前提下盡可能降低超聲波發(fā)射頻率，同時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。考慮到金屬探測的實際情況，設(shè)定探測深為65.6英尺(20米)，探測物的直徑小為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)測試，實際制作的換能器頻率為20kHz、22kHz和32kHz。

  3、探測信號處理方法

         對水平導(dǎo)向地下金屬探測系統(tǒng)來講，由于土壤衰減效應(yīng)大，接收到的目標(biāo)回波信號通常比較微弱。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，接收到的回波信號往往會落入探頭的余振信號中而導(dǎo)致無法分辨，降低了系統(tǒng)的探測預(yù)警能力。為此，本文采用指數(shù)放大和盲解卷的信號處理手段對超聲信號進(jìn)行處理，提高對目標(biāo)的判讀能力。

1)指數(shù)放大

        超聲波在介質(zhì)中傳播時，其強(qiáng)度會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。對沿某一方向傳播的平面波而言，當(dāng)不計擴(kuò)散衰減時，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為傳播時間，P為初始聲強(qiáng)。顯然，由式(1)，通過引入指數(shù)放大環(huán)節(jié)e αvt，可以將衰減后的信號恢復(fù)到與原有聲強(qiáng)相當(dāng)?shù)乃?，提高對回波信號的檢出能力。

對采集到的離散超聲信號序列{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)，可在實際系統(tǒng)中經(jīng)試驗設(shè)定。

    2)解卷積處理

    當(dāng)聲束射入介質(zhì)時，采集到的超聲探測信號s㈣可以看作是超聲激勵信號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)

    對上式進(jìn)行對數(shù)變換，有

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

    對上式再進(jìn)行反傅氏變換，有

    Cs(t) = Cg(t) + Ch(t)    (6)

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

4、模型系統(tǒng)實驗驗證

為驗證水平導(dǎo)向地下金屬探測預(yù)警系統(tǒng)的探測能力，我們在實驗室的條件下搭建了模型試驗環(huán)境。試驗前，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。試驗時，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)行探測試驗，試驗?zāi)Ｐ偷氖疽鈭D如圖3所示。

 圖3  模型試驗環(huán)境示意圖

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

圖4 原始信號波形圖

1)指數(shù)放大

   對原始信號進(jìn)行指數(shù)放大后得到的信號波形如圖5所示。從圖5中可以看出，遠(yuǎn)處目標(biāo)信號已大大增強(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)放大后信號波形

綜上所述，采用指數(shù)放大處理方法進(jìn)行信號預(yù)處理能夠滿足作為超聲探測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，將超聲激勵從探測信號中分離出去，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)信號遠(yuǎn)大于土壤散射信號，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(考慮超聲回波信號的往返時間，即金屬目標(biāo)的準(zhǔn)確位置對應(yīng)于圖7的1.4ms處)。經(jīng)測試，超聲波在試驗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)，可以估計池壁距離大致在3.444英尺左右，與實測數(shù)據(jù)近似相等。

圖7  對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處理方法，能夠有效地避開超聲探頭余振信號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.  把儀器存放在一個涼爽干燥的地方。

2.  在雷電大風(fēng)等惡劣天氣中請不要使用儀器。

3.  在高溫天氣里，不要在太陽下爆曬該儀器。

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

5.  應(yīng)盡量避免儀器受潮。

6.  防止儀器遭受過分震蕩。

7.  長時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，要與地面保持平行，移動速度要慢

9.  實踐經(jīng)驗的掌握對探測有很大幫助。

10. 使用后請關(guān)閉工作開關(guān)，放入安全箱中。

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

北斗星搜索儀是一款地下金屬探測儀是一款設(shè)計新穎，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、操作過程中盡量避免手機(jī)或者其他金屬靠近儀器

三、請在0-40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，也不要將電池跟項鏈等金屬物放在一起，否則會導(dǎo)致電泄露、過熱、爆裂和起火

五、請勿連續(xù)充電超過24小時，注意：若儀器長時間不用，保證一個月充電一次

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熱、漏電或者故障

八、不要把儀器放在這些地方充電：陽光直照的地方；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；震動大的地方；電視機(jī)附近

特殊維護(hù)：

1、放該探測器時，注意關(guān)閉以后再放起來

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，不要在雨下無防護(hù)工作