探秘金属探测器2：地下宝藏的“揭秘者”

那么，这些精密的装置究竟是如何探测埋在地下的金属物体的呢？让我们来深入了解其工作原理。

某些金属探测器装有人体工学稳定器，这是一个实用的配件。它能支撑使用者手臂，减轻长时间操作的肌肉疲劳。金属探测器的顶部装有供电系统，这颗能量核心负责将电流传导至探测单元。控制箱是设备的中枢系统，集成了音频输出、电源和信号处理模块。导线系统则有序排布在握把上，负责完成电路连接。符合人体工程学的把握设计有效降低了使用者的腰部负担。接收器线圈是探测器的信号感知单元，它通过电磁感应原理探测金属物体。由于与音频输出系统相连，当线圈感应到金属的电磁场时，便会产生电信号，发出提示音，向操作者发出探测信号。发射器线圈则是电磁场发生器，当电流通过线圈时，就会形成探测电磁场。当探测器的电磁场作用于土壤中的金属时，金属内部的电子就会产生涡流，进而形成二次电磁场。随后，这个感应产生的电磁场可被探测器识别。一旦确认金属目标，就需要精确定位。当探测器接近金属时，信号强度便会增强，发出的提示音也更急促，为使用者提供距离参考。

图为早期金属探测器，在第一次世界大战期间用于战场未爆物探测。

在金属探测器的应用历史中，有许多重要发现。1980年，在澳大利亚的金勾尔，探测爱好者凯文·希利尔使用金属探测器在浅层土壤中发现了一块重达27公斤的天然金块。这个被命名为“信仰之手”的金块是迄今金属探测器发现的最大单体黄金，希利尔也因此获得100多万美元的收益。2008年，在英国多塞特，一位巴士司机在进行业余探测时，于25厘米深度发现了一把青铜时代的斧头。后续考古发掘出土了近500件、距今约3000年的青铜器。考古学家推测，这些文物可能用于祭祀活动，是英国境内发现的同类遗存中规模最大的一批，为研究史前时期提供了重要资料。1995年，在美国蒙大拿的历史战场遗址，研究人员发现一枚仍佩戴在指骨上的婚戒。经鉴定，这属于一名阵亡士兵的遗物，为还原历史事件提供了关键线索。2011年，在美国新墨西哥州，一位青少年使用自制金属探测器发现了一块0.9公斤重的陨铁。这颗含有镍铁成分的陨石可能形成于1万年前，为天体研究提供了珍贵样本。2018年，在威尔士彭布罗克郡，一位探测者发现一件凯尔特时期的马具装饰件，其年代测定为公元1世纪。后续调查表明，该地点是威尔士地区首个被确认的铁器时代车马陪葬遗址，出土了完整的马骨和战车遗存，具有重大考古价值。

金属探测器，这个考古与探宝的得力工具，以其精准的探测能力，为我们揭示了埋藏在地下的历史见证。它不仅拓展了文物发现的途径，更为历史研究提供了新的材料。随着探测技术的持续发展，金属探测器必将在考古勘探和文物保护领域发挥更大作用。让我们秉持科学态度，合理运用金属探测器，去探索更多未被发现的历史信息，丰富人类对过往文明的认知。

文中图片均来源于《How it works》杂志

作者：《how it works》科普团队

审核：梁忠伟 中国机械学会微纳制造、智能运维专委会理事、中机联绿色制造专委会常务委员