火灾探测器是如何设计的

在食品工业、酿酒行业、石化和工矿企业、环境检测、公安交通管理、社会公用事业等一些国民经济生产和人们工作生活的领域和场合中，常常需要检测特定环境中酒精气体的浓度，以确保工厂企业环境安全和人民生命财产安全[1-4]。如监控酒精生产车间和石化厂的酒精浓度，可以避免工厂起火和爆炸事故的发生；监测工矿企业场地的酒精浓度，能避免工作人员出现酒精中毒等恶性事故；检测司机体内酒精含量，可以防止驾驶人员酒后驾车，减少恶性交通事故的发生。因此，研制酒精气体浓度检测仪具有十分广阔的现实和潜在的市场需求，并具有十分重要的意义。传统的酒精气体检测仪因传感器性能、电路设计、数据处理算法等原因，存在着气体选择性不高、抗干扰性能差、智能化程度低、仪器操作复杂、无法实时保存和调看数据等突出问题[3-4]。鉴于此，笔者设计和研制了一种无线智能酒精浓度探测仪，弥补了传统酒精检测仪器的缺点和不足。

1 系统总体方案

该酒精浓度探测仪由发送端和接收端两部分组成，其原理框图分别如图1和图2所示。发送端主要包括酒精浓度传感器与A/D转换电路、STC90C52RC单片机、浓度阈值设置与声音报警电路、语音播报电路、LCD显示电路和无线收发电路六部分；接收端由无线收发电路、STC90C52RC单片机、数据接口通信电路和上位计算机组成。

2 系统硬件电路设计

2.1 传感器电路与A/D转换电路

TGS2620为日本费加罗(FIGARO)公司生产的一款可以探测气体中酒精浓度的半导体气体传感器，具有灵敏度高、功耗低、寿命长、成本低等特点[5-6]。其电路连接如图3所示，其中，RH为加热器电阻，室温下时为83±8 Ω；RS为传感器电阻，其阻值和还原性气体浓度之间的数学关系为：

通过检测VRL就可以确定出待测气体浓度C。

电路中运放OP07接成电压跟随器形式，对传感器和后级电路进行隔离，减小电源波动和外界因素对采样数据的影响。ICL7660是MAXIM公司生产的小功率极性反转电源转换器，作用是将+5 V电源变换成-5 V电源为OP07供电。其中，CC2采用漏电小、介质损耗低的10 μF钽电容，以提高电源转换效率。TLC1549是TI公司生产的10位分辨率逐次逼近型ADC芯片，具有自动采样和保持、可按比例量程校准转换范围、抗噪声干扰功能，在满刻度时总误差最大仅为±1 LSB。

2.2 LCD显示、阈值设置与声音报警电路

16×2个字符液晶显示模块DM-162显示报警阈值和酒精浓度值。为了减少单片机I/O口的使用数量和简化电路结构，采用间接控制(4位数据总线)方式，接口电路如图4上部分所示。初始化时，需写入28H指令码将8位总线转为4位数据接口方式。管脚BLA、BLK和VL分别是液晶背光源正极、负极和显示对比度调整端，RS、E分别是寄存器选择端、读/写信号线和使能端。

酒精浓度阈值设置和声音报警电路如图4下部分所示。当设置键S1按下时，进入阈值设置(初始阈值为500 ppm)界面，再按下键S2或S3，对阈值作增加或减小操作，步长为20 ppm。阈值设置好后写入STC90C52RC单片机片内5 KB EEPROM的第一扇区2000H和2001H地址中，使系统重启不必重新设置。若酒精浓度值大于阈值，将P0.7口线置为低电平，三极管8550驱动蜂鸣器发声音报警。

2.3 语音播报电路

采用华邦(Winbond)公司的ISD2560语音录放集成芯片作酒精浓度值播放，电路如图5所示。话筒采用差分形式接入到片内前置放大器的MIC端和MIC REF端，以抵消噪声和提高输入共模抑制比。扬声器接成双端输出形式，输出功率为单端用法时功率的4倍。单片机的P2口、P3.0和P3.1口线分别与地址线A0~A9相连，用来设定ISD2560片内480 KB EEPROM(地址为0H~257H)中存储语音段的起始地址，录音和放音功能均从该起始地址开始，录音过程中信息段地址自动增加。本系统在ISD2560中需录入语音信息有：“当前酒精浓度值为”、“零”、“一”、“二”、“三”、“四”、“五”、“六”、“七”、“八”、“九”、“十”、“百”、“千”、“点”、“ppm(浓度单位)”。由于ISD2560的语音录放时间为60 s，按每秒3个汉字计算，则可录放180个汉字，因此满足播报要求。此外，通过P3.0、P3.1和P2.0~P2.6口线可以配置ISD2560的操作模式[7-8](地址为300H~3FFH)。P3.4~P3.6口线分别用来控制语音芯片的片选、芯片的开关、录音/放音模式选择。P3.2口用来判断芯片的存储空间是否已经填满或者信息存储是否溢出。由于录音时在每个信息段结尾处自动插入标志，当放音遇到该标志时产生宽约为12.5 ms的负脉冲。用P3.3口检测到此脉冲的上升沿后才播放另一段录音，避免语音播放不连续。

2.4 无线收发电路

系统采用NORDIC公司生产的工作于2.4~2.483 5 GHz的ISM频段的单片无线收发器芯片nRF24L01完成无线数据的收发工作，nRF24L01的最高传输速率为2 Mb/s，电路如图6所示。稳压芯片LM1117-3.3 V将5 V输入电压转换成3.3 V给nRF24L01供电。nRF24L01与单片机接口为四线SPI方式，CSN、SCK、MOSI、MISO管脚分别是SPI的片选使能线、时钟线、数据输入线、数据输出线。IRQ为中断信号线(低电平有效)，接至单片机的外部中断管脚，单片机主要是通过该接口线与nRF24L01进行通信并判断数据接收和数据发送是否完成。CE为芯片的RX/TX模式选择线。IREF为参考电流输入端，通过22 kΩ电阻接地。管脚ANT1和ANT2给天线提供平衡的RF输出，通过后接的简单射频网络匹配电路获得单端50 Ω的阻抗输出。网络匹配电路在发送模式时阻止谐波，在接收模式时克制本地振荡漏出。VDD_PA管脚输出1.8 V电压，给片内功率放大器提供电源。

2.5 数据接口通信电路

接收端的计算机与单片机间的通信由串行USB接口集成电路CH340T完成，如图7所示。CH340T支持USB1.1或者USB2.0/USB3.0通信，具有仿真接口，并且可以升级外围串口设备，支持常用的MODEM联络信号，支持IRDA规范的SIR红外通信，提供RS23RS48RS422接口等功能。CH340T内置有独立的收发缓冲区，支持通信波特率50 b/s～2 Mb/s的单工、半双工、全双工等异步串行通信。图7中，在CH340T芯片的发送脚TXD上反接一个二极管1N4001，防止该引脚将电流倒灌到单片机；在接收引脚RXD上加一个300 Ω的限流电阻来防止单片机对CH340T倒灌电流；从而避免电流倒灌导致不需要供电工作的另一方芯片继续工作。

3 系统软件设计

3.1 下位机软件设计

下位机的程序开发和调试是在Keil μVision4集成开发环境下进行的，包括发送端和接收端的软件设计。

3.1.1 发送端软件设计

发送端软件流程如图8所示。单片机上电后进行系统初始化，完成单片机内部系统变量的初始化以及TLC154DM-16ISD2560和nRF24L01等外部设备的初始设置；然后延时大约5 min，预热传感器TGS2620，保证传感器工作正常；程序初始化结束后，系统进入监控状态。若报警阈值设置键按下，进入报警限设置模式；若录音键按下，进入录音模式；然后启动A/D转换获取采样数据，作滤波处理、标度变换和系统误差校正后得到被测酒精浓度值。该值与报警阈值比较，若结果是“大于”或“等于”，启动蜂鸣器发声程序，作声音报警，提示酒精浓度超标；接着该值在DM-162液晶模块上实时显示；最后判断放音键是否按下。若按下则根据酒精浓度值查找ISD2560中对应语音信息的存储地址开始放音；放音结束后，该值由nRF24L01发送程序发送到接收端；待发送完成后，采集、显示和发送新一轮的酒精浓度数据。

发送端软件应用了防脉冲干扰平均滤波法[9]对A/D采样数据作预处理。其原理是：连续采样K次，然后对这K个采样数据进行比较，去除其中的最大值和最小值，计算剩下的K-2个数据的算术平均值作为采样有效值。该方法融合了中位值滤波法和算术平均滤波法的优点，既可去掉脉动性质的干扰，又可消除偶然出现的脉冲性干扰引起的采样值偏差。为加快计算速度，设计数字滤波器时K=10。

为了提高系统的实时性，软件中采用分段线性插值法[10-11]作标度变换。过程如下：(1)按传感器TGS2620的标定曲线，将该曲线进行非等距分段(曲率变化大(小)时，样点距离取小(大))，选取各分段点坐标(VRLi，Ci)(i=0，1，…，M)，其中：VRLi和Ci分别为不同样点时传感器输出电压值和对应浓度值；(2)计算相邻样点间的拟合直线斜率ki=(Ci+1-Ci)/(VRLi+1-VRLi)(i=0，1，…，M-1)；(3)将M组坐标数据(VRLi，Ci)和对应斜率ki存储于单片机片内EEPROM的第二扇区(地址为2200H~23FFH)中；(4)每采集到一个电压值VRL即查询EEPROM表，找出VRL所在区间(VRLi，Ci)~(VRLi+1，Ci+1)，取出该区间(VRLi，Ci)和ki数据，用线性插值公式C=Ci+ki(VRL-VRLi)计算出当前酒精浓度值C。

将采集到的N个样本数据(xi，yi)代入式(5)中即得到系数a、b的值，并存入单片机的内存单元中。系统测量时，将标度变换后的酒精浓度测量值x代入误差校正方程y=ax+b中，即可得到校正后的酒精浓度值y，从而达到消除系统误差的目的。

3.1.2 接收端软件设计

接收端单片机的软件流程如图9所示。接收端开机上电后，程序初始化设置nRF24L01和串口，然后进入监控场景。当nRF24L01接收到一帧完整的酒精浓度数据后，立即通过串口发送到上位机。接收端单片机与PC之间数据交互采用异步通信模式。独立波特率，串口协议设置为：波特率9 600 b/s，8 bit数据位，1 bit停止位，无校验位。

3.2 上位机软件设计

上位机用户界面采用通用的基于对象的程序设计语言Microsoft Visual Basic 6.0开发，实现酒精浓度数据的接收、显示和保存。软件用到了串行通信控件MSComm。MSComm控件是Microsoft公司提供的Windows下串行通信编程的ActiveX控件，通过对此控件的属性和事件进行相应的编程操作，即可轻松地实现串行通信。串口通信协议与接收端完全相同。上位机软件的程序流程如图10所示。

4 系统测试

为了检验本系统的测量性能，采用无水乙醇和纯净水按照一定体积比配制标准的酒精溶液作为被测量对象，测试结果如表1所示。其中：单位ppm=μg/mL表示1 mL酒精溶液中含酒精的质量。由测量结果可以看出，测试数据覆盖传感器的量程，测试最大相对误差小于±2%，优于同类设计产品[3-5]。

为了获得本仪器发送端与接收端的最大无错误率的通信距离，在室外进行了nRF24L01随距离的错误率(临界区间)测试实验，结果如表2所示。其中，每米的错误率是10次试验后计算得到的平均值。可见，nRF24L01的传输距离可达到100 m，略高于RFID、ZIGBEE和蓝牙等无线通信技术[12]。

5 主要技术指标

本仪器主要技术指标如下：(1)测量范围：50~5 000 ppm；(2)灵敏度(传感器电阻变化率)：0.3~0.5；(3)测量精度：≤±2%；(4)传输距离：≤100 m；(5)工作电源：DC+5 V；(6)工作环境温度：-40 ℃~+70 ℃；(7)工作环境相对湿度：0~85％RH。

6 结束语

本文设计研制了一种基于STC90C52RC单片机、TGS2620酒精传感器和nRF24L01无线通信芯片的酒精浓度探测仪。该仪器现已投入到成都市某小型酿酒厂酒池的实际生产中。现场工作情况表明：系统运行正常，工作可靠；系统具有气体选择性和灵敏度高、稳定性好、智能化程度高、通信距离远、功耗低、抗工业干扰能力强、性价比优异等优点。该仪器可以应用于食品加工行业、工矿企业、石油和化学工业、环境检测与保护、社会公用事业、高空作业人员、公安交通管理（如酒后驾车、交通警察执法）等需要现场检测或无线遥测酒精气体浓度的场合中，市场应用前景广阔、推广价值较高。

参考文献

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[12] 佚名.各种主流无线通信技术[EB/OL].(2018-05-11)[2019-07-03].http：//tech.rfidworld.com.cn/2018_05/d78-ffddd177e3bca.html.

胡仕兵，陈子为

(成都信息工程大学 电子工程学院，四川 成都610225)

2019年开始，来自纽约的设计师、软件工程师 托比亚斯·范·施耐德（Tobias van Schneider）r与 NASA喷气推进实验室的创意团队合作，为「火星2020探测车任务」设计了一个象征着太空旅行的能量符号和品牌LOGO。

该LOGO的设计思路根据「火星2020探测车任务」搭载的「毅力号」火星探测器外形而来，将探测器的轮子，车身和突出的摄像头用五个带有圆角的正方形代替，红色的圆形背景则代表了神秘的目的地，火星。

图标的下方居中位置标有现代感强烈的「MARS 2020」文字设计。这款字体的设计风格延续了NASA经典黑色「蠕虫」字体，例如「A」和「S」的造型。

美国国家航空航天局 NASA 「蠕虫」LOGO（1974年）

今年7月23日，我们国家也发射了由中国自主发射的第一颗火星探测器「天问一号」，探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后到达火星附近，完成火星捕获后进入环火轨道，并择机展开着陆、巡视等火星科学探测任务。其既定目标是寻找当前和过去生命的证据，并评估行星的环境。

4月24日，在第五个「中国航天日」，备受关注的中国首次火星探测任务名称、任务标识公布。象征「揽星九天」的任务标识，展示了独特字母「C」的形象，汇聚了中国行星探测（China）、国际合作精神（Cooperation）、深空探测进入太空的能力（C3）等多重含义，展现出中国航天开放合作的理念与态度。

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1）探测器的具体设置部位应按《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116—2013）附录D采用。

2）点型火灾探测器的设置应符合下列规定：

①　探测区域的每个房间应至少设置一只火灾探测器。

②　感烟火灾探测器和A1、A2、B型感温火灾探测器的保护面积和保护半径，应按表2-3确定；C、D、E、F、G型感温火灾探测器的保护面积和保护半径，应根据生产企业设计说明书确定，但不应超过表2-3的规定。

表2-3　感烟火灾探测器和A1、A2、B型感温火灾探测器的保护面积和保护半径

注：建筑高度不超过14m的封闭探测空间，且火灾初期会产生大量的烟时，可设置点型感烟火灾探测器。

③　感烟火灾探测器、感温火灾探测器的安装间距，应根据探测器的保护面积A和保护半径R确定，并不应超过《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116—2013）附录E探测器安装间距的极限曲线D1～D11（含D9′）规定的范围。

④　一个探测区域内所需设置的探测器数量，不应小于下列公式的计算值。

式中　N——探测器数量（只），N应取整数；

S——该探测区域面积（m2）；

K——修正系数，容纳人数超过10000人的公共场所宜取0.7～0.8；容纳人数为2000人～10000人的公共场所宜取0.8～0.9，容纳人数为500人～2000人的公共场所宜取0.9～1.0，其他场所可取1.0；

A——探测器的保护面积（m2）。

3）在有梁的顶棚上设置点型感烟火灾探测器、感温火灾探测器时，应符合下列规定：

①　当梁突出顶棚的高度小于200mm时，可不计梁对探测器保护面积的影响。

②　当梁突出顶棚的高度为200mm～600mm时，应按《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116—2013）附录F、附录G确定梁对探测器保护面积的影响和一只探测器能够保护的梁间区域的数量。

③　当梁突出顶棚的高度超过600mm时，被梁隔断的每个梁间区域应至少设置一只探测器。

④　当被梁隔断的区域面积超过一只探测器的保护面积时，被隔断的区域应按2）条④款规定计算探测器的设置数量。

⑤　当梁间净距小于1m时，可不计梁对探测器保护面积的影响。

4）在宽度小于3m的内走道顶棚上设置点型探测器时，宜居中布置。感温火灾探测器的安装间距不应超过10m；感烟火灾探测器的安装间距不应超过15m；探测器至端墙的距离，不应大于探测器安装间距的1/2。

5）点型探测器至墙壁、梁边的水平距离，不应小于0.5m。

6）点型探测器周围0.5m内，不应有遮挡物。

7）房间被书架、设备或隔断等分隔，其顶部至顶棚或梁的距离小于房间净高的5%时，每个被隔开的部分应至少安装一只点型探测器。

8）点型探测器至空调送风口边的水平距离不应小于1.5m，并宜接近回风口安装。探测器至多孔送风顶棚孔口的水平距离不应小于0.5m。

9）当屋顶有热屏障时，点型感烟火灾探测器下表面至顶棚或屋顶的距离，应符合表2-4的规定。

表2-4　点型感烟火灾探测器下表面至顶棚或屋顶的距离

10）锯齿形屋顶和坡度大于15°的人字形屋顶，应在每个屋脊处设置一排点型探测器，探测器下表面至屋顶最高处的距离，应符合9）条的规定。

11）点型探测器宜水平安装。当倾斜安装时，倾斜角不应大于45°。

12）在电梯井、升降机井设置点型探测器时，其位置宜在井道上方的机房顶棚上。

13）一氧化碳火灾探测器可设置在气体能够扩散到的任何部位。

14）火焰探测器和图像型火灾探测器的设置，应符合下列规定：

①　应计及探测器的探测视角及最大探测距离，可通过选择探测距离长、火灾报警响应时间短的火焰探测器，提高保护面积要求和报警时间要求。

②　探测器的探测视角内不应存在遮挡物。

③　应避免光源直接照射在探测器的探测窗口。

④　单波段的火焰探测器不应设置在平时有阳光、白炽灯等光源直接或间接照射的场所。

15）线型光束感烟火灾探测器的设置应符合下列规定：

①　探测器的光束轴线至顶棚的垂直距离宜为0.3m～1.0m，距地高度不宜超过20m。

②　相邻两组探测器的水平距离不应大于14m，探测器至侧墙水平距离不应大于7m，且不应小于0.5m，探测器的发射器和接收器之间的距离不宜超过100m。

③　探测器应设置在固定结构上。

④　探测器的设置应保证其接收端避开日光和人工光源直接照射。

⑤　选择反射式探测器时，应保证在反射板与探测器间任何部位进行模拟试验时，探测器均能正确响应。

16）线型感温火灾探测器的设置应符合下列规定：

①　探测器在保护电缆、堆垛等类似保护对象时，应采用接触式布置；在各种皮带输送装置上设置时，宜设置在装置的过热点附近。

②　设置在顶棚下方的线型感温火灾探测器，至顶棚的距离宜为0.1m。探测器的保护半径应符合点型感温火灾探测器的保护半径要求；探测器至墙壁的距离宜为1m～1.5m。

③　光栅光纤感温火灾探测器每个光栅的保护面积和保护半径，应符合点型感温火灾探测器的保护面积和保护半径要求。

④　设置线型感温火灾探测器的场所有联动要求时，宜采用两只不同火灾探测器的报警信号组合。

⑤　与线型感温火灾探测器连接的模块不宜设置在长期潮湿或温度变化较大的场所。

17）管路采样式吸气感烟火灾探测器的设置，应符合下列规定：

①　非高灵敏型探测器的采样管网安装高度不应超过16m；高灵敏型探测器的采样管网安装高度可超过16m；采样管网安装高度超过16m时，灵敏度可调的探测器应设置为高灵敏度，且应减小采样管长度和采样孔数量。

②　探测器的每个采样孔的保护面积、保护半径，应符合点型感烟火灾探测器的保护面积、保护半径的要求。

③　一个探测单元的采样管总长不宜超过200m，单管长度不宜超过100m，同一根采样管不应穿越防火分区。采样孔总数不宜超过100个，单管上的采样孔数量不宜超过25个。

④　当采样管道采用毛细管布置方式时，毛细管长度不宜超过4m。

⑤　吸气管路和采样孔应有明显的火灾探测器标识。

⑥　有过梁、空间支架的建筑中，采样管路应固定在过梁、空间支架上。

⑦　当采样管道布置形式为垂直采样时，每2℃温差间隔或3m间隔（取最小者）应设置一个采样孔，采样孔不应背对气流方向。

⑧　采样管网应按经过确认的设计软件或方法进行设计。

⑨　探测器的火灾报警信号、故障信号等信息应传给火灾报警控制器，涉及消防联动控制时，探测器的火灾报警信号还应传给消防联动控制器。

18）感烟火灾探测器在格栅吊顶场所的设置，应符合下列规定：

①　镂空面积与总面积的比例不大于15%时，探测器应设置在吊顶下方。

②　镂空面积与总面积的比例大于30%时，探测器应设置在吊顶上方。

③　镂空面积与总面积的比例为15%～30%时，探测器的设置部位应根据实际试验结果确定。

④　探测器设置在吊顶上方且火警确认灯无法观察时，应在吊顶下方设置火警确认灯。

⑤　地铁站台等有活塞风影响的场所，镂空面积与总面积的比例为30%～70%时，探测器宜同时设置在吊顶上方和下方。

19）《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116—2013）未涉及的其他火灾探测器的设置应按企业提供的设计手册或使用说明书进行设置，必要时可通过模拟保护对象火灾场景等方式对探测器的设置情况进行验证。

能量色散X射线荧光分析的激发源光子产额低，体积小。尤其是放射性同位素激发源体积小，因而激发源、样品和探测器可以布置在一个较小的空间范围内，合理布置放射源、样品和探测器三者的几何位置关系，使激发源对样品和样品对探测器有较大的立体张角，以提高激发源的利用效率和X射线探测器的计数率，可以提高测量的灵敏度和精确度。

探测器的几何布置具体应注意考虑下列几点：

1)尽可能增大激发效率，即放射源对样品的照射有最佳的立体张角，样品产生的二次特征X射线对探测器的入射窗有最大的立体角。

2)尽可能减小放射源初级射线进入探测器，即设法做好放射源与探测器之间的屏蔽。

3)尽可能减小放射源的初级射线和二次X射线的散射本底，增大特征X射线与散射X射线的强度比，即注意探测装置结构的设计和材料的选择。

4)样品与探测器窗之间的距离稍有变化即对计数率有影响，初级射线照射的样品表面应尽可能均匀一致。

5)有安全屏蔽，在探头处放射性剂量应在允许范围之内。

由于源的形状不同可分为两类。

1.中心源和侧源几何布置

如图4-5所示，激发源为圆片状，直径小(1cm以内)，带有背屏蔽托，置于探测器中心或探测器侧面。中心源布置一般用于大探测器窗的闪烁探测器和正比计数管。

激发源尽可能先靠近探测器，则源与样品之间的距离与探测器计数率的关系如图4-5所示，大约控制在9mm距离为最佳。

图4-5 源样距关系图

(a)中心源布置(样品d=50mm)；(b)侧源布置

2.环形源几何布置

放射性激发源为环形，分布在探测器周围，如图4-6所示。环形源活性面积大，活度可以比较大，有利于提高激发效率。环形组合源的靶物质可以更换，如图4-6(b)所示，通过选择不同的靶物质，可以使激发源成为单色源。

图4-6 环形源几何布置

(a)环形同位素源；(b)环形组合源

火星探测器的特点：

1、它的设计是基于以前的火星侦察轨道飞行器和奥德赛探测器。探测器主体尺寸为2.3 * 2.3 * 2m，两端有两块太阳能帆板，两端装有磁力计，总长度为11.4米。

2、耗资6.7亿美元的火星大气和挥发演化探测器，旨在调查火星的上层大气，并帮助了解火星大气中气体逸出对火星气候和环境演化的影响。这也是美国专门发射的第一个执行这一任务的探测器。

发展背景：

火星是地球的近邻，它的特征在很多方面都与地球极为相似。有人认为，火星的现在就是地球的未来，因而开展火星探测和研究，对于认识人类居住的地球环境，特别是认识地球的长期演化过程，是十分重要的。

轨道设计是火星探测工程总体和分系统(如测控系统、发射系统、运载系统和探测器等)的先导。火星探测器轨道设计是以航天器轨道动力学理论和方法为基础，根据飞行任务，在综合考虑能量、飞行时间、地面测控、光照等轨道约束条件下进行的复杂而重要的科研工作。

Buried in the ground，

You can buy a metal detector to find it and sell it online，

拓展资料

埋在地下。

你可以买一个金属探测器来找到并在线销售。

你可以肯定地告诉你：工作！

1，在军事领域，金属探测器可以用来探测金属矿山；在安全领域，可以检测出武器或武器的工具或隐藏武器。

2，在考古中，我们可以探测埋藏在金属物品中的古坟，在古代墓葬中找到金银财宝和珠宝或其他金属制品；在工程上，它可以用来探测地下金属埋藏物，如管道，管道等；在矿产勘查中，天然G。旧粒子可以用来探测和发现自然的金粒子。

3，在工业上可用于食品，棉花，金属等物品的在线监测。金属探测器还可以作为青少年防御教育和科普活动的工具。它也是一种有趣的娱乐玩具。特别是近年来，欧美国家广泛推广了个体感兴趣的金属探测器，并将金属探测活动发展成为户外运动的一部分。

当然，金属探测器也广泛应用于其他行业。如纺织品（服装，服装，玩具，鞋材）检查针机针破，针检器，金属检测门用于安全防盗检查，安全检查门，金属检测防盗门等。

各种金属探测器：

压力传送器金属探测器

金属分离系统用于检测风吹散装材料中的金属杂质（钢，不锈钢，铝等），如颗粒，粉末和面粉。“快速襟翼系统”可以在高速物质流的条件下快速地将污染物质排入垃圾箱，不会干扰生产过程。废物箱可以自动清空。金属分离系统系列主要用于食品，化工，医药等行业的质量控制。系统的所有部件都是按照严格的工业卫生标准设计的。

平板金属探测器

它通常用于检测厚度较薄但宽度和长度较宽的产品，如织物和挤出片材。其主要目的是保护下游设备，例如切削工具，压延系统等。同时，提高产品质量。

管道金属探测器

一般的金属探测器不能监测火腿肠，牙龈胶，口服液等流体产品的整个生产过程，并实时消除金属杂质，确保产品安全输送到下一道工序。在正常情况下，这些产品被包装在金属中，并成为成品，通常不能用金属探测器进行检测。另外，在罐装或包装之前可以检测液体或粘性物质，这可以有效地提高检测精度。

跌落式金属探测器

跌落金属探测器通常具有自动拒绝装置，因此通常称为下降金属探测器或金属探测器。金属探测器不能为金属探测器的包装提供金属，但考虑到密封和避光的高要求，金属复合膜必须用于包装。金属复合膜本身是金属的，因此采用通道式金属探测器，检测灵敏度会大偏差，甚至无法检测。鉴于上述原因，可以选择在包装前进行测试。跌落式金属探测器是针对上述情况而开发的，主要用于粉末，胶囊和颗粒（塑料颗粒）的检测。当这些物体落入落下的金属探测器时，一旦检测到金属杂质，系统将立即启动分离机构，以消除可疑物品。

地下金属探测器

地下金属探测器采用先进的技术制造。具有检测范围广，定位准确，分辨率高，操作简单等特点。金属探测器主要用于埋藏金属物体的检测和识别。它除了军事应用外，还广泛应用于安全检查，考古，找矿，废金属等领域。它也被称为“铁探针”作为废物回收的好帮手。

手持金属探测器

手持式金属探测器设计用来探测人或物体携带的金属物体。它可以探测武器，炸药或小片金属在人的携带，包裹，行李，信件，织物等内部，其敏感表面的特殊外观使其易于操作。优于环形传感器手持式探头。超高灵敏度，特殊用途。如监狱，芯片厂，考古学研究院等。

“嫦娥四号的月球车进入视野”，6月8日，美国航天局发布“月球勘测轨道飞行器”对中国嫦娥四号着陆点的第二次成像图片，并拍到了月球车——玉兔二号巡视器。

太空 探索 永无止境。2019年1月11日，探月工程嫦娥四号任务取得圆满成功，首次实现了人类在月球背面软着陆和巡视勘察。在此次任务中，中国航天 科技 集团五院总体部承担了嫦娥四号探测器抓总研制以及着陆器总体、热控、结构与机构、着陆缓冲，巡视器总体、热控、遥操作分系统等研制工作。在研制过程中，总体部团队成员攻克了哪些技术难题？如何大力协同，“零异常”完成任务？又有着怎样令人难忘的经历？下面来逐一揭晓——

敦煌无人区里的试验

在月背软着陆有多难？

嫦娥四号探测器项目执行总监张熇告诉记者，探测器要想在月球背面软着陆远远比在月球正面难得多，虽然月球正面也是山峰林立，但地势相对平坦，可供探测器着陆，此前人类发射的许多探测器和宇航员登月都选择了这些地方。月球背面却布满了沟壑、峡谷、火山口和悬崖，很难找到一块软着陆的理想地点。

要想顺利实现既定目标，该怎么办？面对嫦娥四号登陆月背的第一道难关，来自总体部空间科学与探测总体室的探测器总体设计团队在张熇总监带领下，查阅了大量国内外文献和资料，特别是对嫦娥二号拍摄的月球资料和美国公开发表的图像资料进行学习研究，同时向多位航天专家和相关科学家咨询请教，综合分析月球背面的土壤特性、环境特性及不确定性、元素分布等情况，进行了多轮筛选和迭代。

最终，在月球背面崎岖复杂的地形中，着陆器总体主任设计师李飞选择出整体平坦程度与嫦娥三号虹湾地区相近的主、备两个着陆区，在任务设计的源头最大程度地提高了着陆的可靠性和安全性，解决了着陆区选择的巨大难题。

嫦娥四号内场试验

嫦娥四号外场试验营地

外场试验则选择在敦煌无人区的沙漠里，“大家都住在帐篷和活动板房里。吃饭时饭里有好多沙子，晚上睡觉时经常能听见狼的叫声。”彭松说，在这样的环境中，他们做了整整一个月的试验。

彭松在外场帐篷中进行试验测试

“稳稳一落”背后的系统工程

为了实现探测任务，着陆器必须具备多种技能：具有能够灵活转动的太阳能翅膀、能够保证安全降落月球的缓冲腿、可以把背上的月球车平稳放到月面的悬梯、具有眼观八方功能的相机旋转臂，以及魔术棒一样的探测天线等。着陆器上面这些功能各异的机构，就是由总体部嫦娥四号结构与机构团队负责研制的。

在这些机构中，转移机构是嫦娥四号探测器的关键单机，肩负着将巡视器由着陆器释放至月面的重任。然而，转移机构组成复杂，包含了悬梯、缓释、展开等八个功能模块，每个模块都是一个小机构，说它们组成了一个系统都不为过；同时，转移机构还面临着恶劣的空间环境，除了承受各种力、热载荷，需要经历月尘环境的考验。

如何使如此复杂的机构在恶劣环境中可靠工作？

设计师李新立经过逐步推进，从设计阶段的多方案论证、仿真分析、故障分析；到加工装配阶段深入一线，加强质量管控；再到发射场测试过程中的精心组织，率先通过机构专项测试……最终，确保了转移机构顺利将巡视器转移到月面。

嫦娥四号玉兔二号巡视器驶离着陆器

嫦娥四号稳定可靠地着陆月球背面，全靠着陆器上面的四条缓冲、支撑一体化的着陆缓冲机构。总体部着陆器着陆缓冲研制团队从接到研制任务就开始自主创新，突破了多项关键技术。着陆缓冲机构具有完全自主知识产权的“偏置收拢、自我压紧”式方案，既保证了收拢简单、展开可靠，又省去了与着陆器主结构之间的压紧点，从而简化了系统组成和总装工作，为保证着陆缓冲机构的总装质量及其在月面的可靠缓冲奠定了基础。

“决战”前发现雷达天线参数“微小变化”

2018年10月31日是嫦娥四号着陆器定向天线最终在着陆器上用火工品压紧的日子。此前一天，晚饭刚过，夜色降临，西昌卫星发射中心协作楼外寒风瑟瑟。总体部着陆器定向天线研制团队的10余人围坐在协作楼一层大堂的小圆桌旁，开始了天线最终压紧及状态确认的“战前”推演。在这之前，研制团队已经不止一次开展最终压紧的工艺推演、流程梳理、问题预判等工作。此次会商，是对第二天工作的再梳理、再熟悉、再确认。

最终压紧的日子到了。一大早，研制团队来到技术区，按序进行加热片和热敏电阻检查、双轴转动前状态确认……一直到最后压紧点胶和最终状态确认，团队成员保质保量、按时顺利完成了工作，确保了探测器发射场工作有序推进。

嫦娥四号飞控大厅里的团队成员

“我们在一次测试过程中发现雷达天线的一个参数有微小的变化，推断可能存在一些问题。”对嫦娥四号巡视器总体主任设计师申振荣来说，在巡视器出厂前也遇到过难题。

这时距离出厂已经很近了，但是整个产品重新投产涉及到的环节比较多，按照正常流程至少要花费三、四个月的时间。“我们的单机生产单位连轴转，计划调度基本上按小时来安排。最终在不到一个月的时间里完成了该产品的重新投产，在进发射场之前顺利研制出来。”申振荣说，这个天线的在轨表现也很好，得到了月球背面月壤的分层结构。

“我希望自己的工作永远没有用到的一天”

从航天城AIT大厅到着陆验证场，从月球楼的内场到远在千里之遥的发射场，处处活跃着嫦娥四号综合测试团队的忙碌身影。

为了充分验证探测器的各项功能与性能，着陆器与巡视器不仅需要各自完成航天器常规的测试项目，还要增加多项专项试验，技术难度大、测试周期长。为此，测试团队制订各项技术路线，与总体、各分系统协同克服了各阶段发生的所有异常。

发射任务期间，齐天乐和马千里两位新人恰好赶上婚礼，他们一边筹备婚礼，一边准备进场工作，打点个人行李。婚礼结束后，二人一天也没耽搁，次日上午就在发射场投入了工作状态。马千里更是克服了测试流程复杂，人手紧张等困难，独立完成了巡视器全部测试细则的编写，并通过清晰的指令发送和准确的数据判读，完成各项测试工作。

据嫦娥四号巡视器总体副主任设计师温博介绍，巡视器在轨制定的故障预案有116项，大大小小的专项预案加起来有几百项。“比如在移动系统方面，有车轮沉陷、电压的异常升高或降低、电流发生异常、整期的温度突然升高或降低等，如何应对这些问题，都是我要预先想到的。”

“幸运的是嫦娥四号目前为止在轨工作一切都很顺利，没有用到过任何一项故障预案。”温博说，“我希望自己的工作永远没有用到的一天。”（中央纪委国家监委网站 杨文佳）