手持ち型金属検出器は電磁誘導原理によって金属物体を検出するが、具体的な実現方法は技術路線によって異なる。本文はその核心原理を詳しく紹介し、そして多種の技術実現方式を列挙し、原理の説明にのみ焦点を当てる。
一、電磁誘導の基礎原理
手持ち型金属検出器は電磁誘導現象に基づいて動作する。金属物体が検出領域に入ると、検出器内部の放出コイルは交番電磁場を発生する。金属物体は交番磁場中に渦電流（渦電流）を誘起し、これらの渦電流はまた新しい電磁場を発生し、元の磁場と相互作用する。受信コイルはこの変化を検出し、信号処理ユニットによって分析し、警報機構をトリガする。金属の導電性と透磁率の違いにより、異なる金属の磁場に対する応答が異なり、検出効果に影響を与える。
二、多技術実現原理
1.超低周波（VLF）技術
VLF技術は2つのコイルを採用している：1つは送信機として、もう1つは受信機として。送信コイルは周波数の低い電磁波（通常3〜30 kHz）を送信し、金属物体に遭遇すると金属内部に渦が発生し、渦はまた電磁波を送信し、受信コイルに受信される。VLF検出器は、送信波と受信波の位相差を分析することで金属タイプを判断する。位相差の変化は金属の導電性と透磁率と相関しているので、鉄質金属と非鉄金属を区別することができる。
2.パルス誘導（PI）技術
PI技術は、単一のコイルまたは3つのコイルを用いて協働する。発射コイルは高エネルギー、短時間の電流パルス（衝撃）を送り、瞬時磁界を発生する。パルス終了後、磁場極性が反転して急速に減衰し、反射パルスが発生する。金属物体が存在すると、内部に逆磁場が形成され、反射パルスの減衰時間が長くなる。反射パルスの持続時間を測定することで、検出器は金属の存在と深さを判断することができる。PI技術は深埋金属探査に適しており、高鉱化土壌を貫通できるためである。
3.ビート周波数発振法（BFO）技術
BFO技術は2つの異なる周波数の発振器を使用している：1つは検出器に固定され、もう1つは検出ヘッドに固定されている。2つの周波数が混合されると、1つのオーディオ信号が生成される。金属物体がプローブヘッドに近づくと、髪から出る無線周波数電波を検出する周波数が干渉し、オーディオ信号が変化する。オペレータは、オーディオ信号の変化を聴いて金属物体の存在を判断する。BFO技術は簡単で実行しやすく、コストは低いが、精度は相対的に低い。
4.平衡コイル技術
平衡コイル技術はVLF技術の改良版で、2つのコイルを使用して、1つは送信機として、もう1つは受信機として使用します。この2つのコイルは同じ位置にあるが、極性が逆で、平衡状態になっている。金属物体が検出領域に入ると、平衡コイルの平衡状態が干渉し、受信コイルが信号を受信する結果となる。送信信号と受信信号の違いを比較することにより、検出器は耐干渉性と検出精度を向上させることができる。
5.磁束ゲート技術
磁束ゲート技術は磁束ゲートセンサに基づいており、磁場の変化を測定することで金属物体を検出する。センサは2つの同じコアを含み、励起コイルと測定コイルを巻いている。励起コイルは交番電流を流し、コアを交互に飽和させる。外部磁場が存在すると、測定コイルの出力信号が変化し、磁場強度を反映する。この技術は弱磁性金属に敏感で、高精度な探査シーンに適している。
6.周波数変調技術
周波数変調技術は、発光周波数を変調することにより金属物体を検出する。放出コイルは周波数可変電磁場を発生し、金属物体が入ると渦電流が周波数オフセットを引き起こす。受信コイルは周波数変化を検出し、信号処理ユニットにより分析し、金属の存在を判断する。この技術は異なる金属特性に適応し、検出の柔軟性を高めることができる。