非金屬探雷器
　　
　　金屬探雷器主要是利用探頭發(fā)出的交變磁場(chǎng)，使地雷中的金屬件產(chǎn)生渦電流，從而發(fā)現(xiàn)地雷的位置。但有的地雷中含有較少金屬件，金屬探雷器對(duì)此類地雷的探雷能力較弱，容易造成漏探，加之金屬探雷器對(duì)土壤中的彈片、彈殼等金屬件會(huì)產(chǎn)生虛警，從而影響探雷工作的進(jìn)度和質(zhì)量。為解決上述問(wèn)題，我國(guó)于1980年代研制出各種非金屬探雷器并大量裝備部隊(duì)。
　　非金屬探雷器與金屬探雷器的探頭結(jié)構(gòu)及探測(cè)原理有所不同。金屬探雷器的探頭結(jié)構(gòu)為電感線圈或磁性探棒，探頭發(fā)出的是高頻電磁波，其探測(cè)場(chǎng)與目標(biāo)材料的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率值有關(guān)；而非金屬探雷器的探頭結(jié)構(gòu)為天線陣，探頭發(fā)出的是超高頻微波，其探測(cè)場(chǎng)與目標(biāo)材料的介電常數(shù)有關(guān)。
　　每一種物質(zhì)都有其相應(yīng)的介電常數(shù)(稱ε值)，土壤的介電常數(shù)為4～40(視含水率而定)，TNT炸藥和塑料等物質(zhì)的介電常數(shù)在2.2～4之間。金屬是導(dǎo)體，也可以看作是一種特殊的介質(zhì)，其介電常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于土壤。介電常數(shù)不同，對(duì)微波的折射及反射也不同。從局部土壤看，其介電常數(shù)是均勻的，如果在土壤中埋入異物(例如地雷)，那么這個(gè)異物和周圍土壤的介電常數(shù)就會(huì)突變。這種突變會(huì)通過(guò)對(duì)微波的折射和反射的變化反映出來(lái)，從而可以判斷出土壤中有異物（或地雷）。
　　下面介紹幾款有代表性的國(guó)產(chǎn)非金屬探雷器。
　　GTL120型/80式非金屬探雷器
　　GTL120型探雷器又稱80式非金屬探雷器，于1984年設(shè)計(jì)定型，并于同年裝備部隊(duì)。其不僅可探測(cè)金屬殼或帶有金屬零部件的各種反坦克地雷及防步兵地雷，還可探測(cè)質(zhì)量大于1.2kg的集團(tuán)裝藥（注：長(zhǎng)度不大于寬度或高度5倍的裝藥稱為集團(tuán)裝藥）。
　　該探雷器由探頭、探桿、控制盒、耳機(jī)、握柄、肘托、附件及工具（含探針）等組成，總質(zhì)量3.6kg。其對(duì)金屬、非金屬殼反坦克地雷的探測(cè)距離為18cm；對(duì)防步兵地雷和集團(tuán)裝藥的探測(cè)距離為5cm。適用溫度范圍為-40℃～＋55℃，使用12節(jié)2號(hào)電池，可連續(xù)工作約30小時(shí)。
　　探頭內(nèi)部裝有超高頻振蕩器及一部分信號(hào)處理電路，外部設(shè)有電流表及傳輸電纜等。電流表除了具有探雷指示功能外，還可檢查電源的電量是否充足。
　　探桿由可伸縮的3節(jié)鋁管和連接電纜組成，可根據(jù)使用需要調(diào)整長(zhǎng)度。連接電纜在探桿中穿過(guò)，并通過(guò)末端插頭與控制盒連接。
　　控制盒內(nèi)裝有一部分信號(hào)處理電路、音頻振蕩器、電位器及電池等電子元件；外部面板的一側(cè)設(shè)有音響調(diào)節(jié)旋鈕、電表指示調(diào)節(jié)旋鈕及耳機(jī)插座等，面板另一側(cè)設(shè)有電纜插座、電源開(kāi)關(guān)、電源檢查開(kāi)關(guān)等。音響調(diào)整旋鈕用于控制差頻發(fā)生器的頻率，以便在探雷時(shí)選擇最佳音量；電表指示調(diào)整旋鈕用以調(diào)整電表指針的工作位置，確定探雷器的正確工作狀態(tài)。
　　耳機(jī)采用雙耳機(jī)。握柄和肘托用于臥姿單臂作業(yè)，可根據(jù)需要臨時(shí)安裝到探桿上。附件及工具包括探雷針1枚、2.5V小燈泡1只、螺絲刀1把、滑潤(rùn)油1盒及若干配套螺釘。
　　探雷時(shí)，超高頻振蕩器發(fā)出的微波信號(hào)隨著被探測(cè)物質(zhì)的介電常數(shù)而發(fā)生變化，這種變化的信號(hào)經(jīng)過(guò)檢波和放大，通過(guò)電纜將信號(hào)送到控制盒內(nèi)進(jìn)行處理，并用電表和耳機(jī)表示出來(lái)。因此，這類探雷器也稱為異物探測(cè)器。
　　另外，由于地雷和集團(tuán)裝藥的形狀與邊緣是規(guī)則的，所以可按照信號(hào)在此類爆炸物邊緣變化的規(guī)律性來(lái)判斷這個(gè)異物是否是危險(xiǎn)物。但如果土壤中有其他異物，或土壤密度突變時(shí)，會(huì)引起虛警。
　　GTL121型/82式非金屬探雷器
　　GTL121型探雷器又稱82式非金屬探雷器，于1985年完成設(shè)計(jì)定型并列裝部隊(duì)。
　　GTL121型探雷器包括非金屬地雷探知器（主機(jī)）及地雷金屬件探知器（輔機(jī)）兩部分，用以探測(cè)各種反坦克地雷、防步兵地雷及集團(tuán)裝藥。主機(jī)通常與輔機(jī)配合使用。
　　主機(jī) GTL121型探雷器的主機(jī)實(shí)際上是一種非金屬探雷器，其由探頭、控制盒、探桿、耳機(jī)及附件等組成，質(zhì)量4kg（不含附件）。對(duì)GLD212型反坦克地雷的探測(cè)距離為15cm，對(duì)GLD111型防步兵地雷的探測(cè)距離為8cm。使用1塊G103型鋅汞電池可連續(xù)工作20小時(shí)，使用16節(jié)2號(hào)電池可連續(xù)工作16小時(shí)。其可在－40℃～＋50℃的溫度環(huán)境下工作。另外，該主機(jī)設(shè)有自動(dòng)欠（電）壓報(bào)警裝置。
　　探頭中設(shè)有超高頻振蕩器及天線陣，結(jié)構(gòu)上采用密封和屏蔽措施，防潮、防水、防干擾。探頭外緣設(shè)有防撞橡皮圈，探桿由一段塑料短柄和金屬伸縮式長(zhǎng)柄連接而成。伸縮式長(zhǎng)柄由4段套裝的鋁合金管組成，長(zhǎng)度可任意調(diào)節(jié)，全伸時(shí)長(zhǎng)1530mm，全縮時(shí)長(zhǎng)710mm。探頭與探桿塑料短柄的連接角度也可任意調(diào)節(jié)。
　　控制盒內(nèi)裝有電子模塊、G103鋅汞電池及導(dǎo)線等，外部設(shè)有靈敏度旋鈕、外接電源插座等。結(jié)構(gòu)上也采用密封和屏蔽措施，具有較好的防潮、防水、防干擾性能。靈敏度旋鈕分為電源斷、高、中、低檔及一個(gè)定位檔。在使用高、中、低檔中的任何一個(gè)檔位探測(cè)到地雷的大概位置后，可將靈敏度旋鈕再旋至定位檔，以精確探測(cè)地雷的具體位置。耳機(jī)的電纜線與控制盒固接在一起。
　　附件包括防寒電纜、電池防寒袋、電源盒、探雷針、備用G103電池及維修工具等。其中電池防寒袋用于在0℃以下探雷作業(yè)時(shí)對(duì)電池進(jìn)行保溫。
　　非金屬地雷探知器（主機(jī)）同樣是利用微波傳播過(guò)程中，在不同介質(zhì)的分界面上產(chǎn)生反射和折射的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)探雷的。探知器探頭中的天線陣由3條天線組成，其中2條是發(fā)射天線、1條是接收天線。振蕩器中產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)發(fā)射天線發(fā)射后在空氣中傳播，當(dāng)遇到土壤時(shí)，信號(hào)在土壤表面產(chǎn)生反射和折射，一部分折射入土壤中繼續(xù)傳播，另一部分反射后被接收天線接收。當(dāng)土壤中無(wú)異物時(shí)，土壤介質(zhì)均勻，對(duì)信號(hào)的反射相同。當(dāng)土壤中埋有地雷或其他異物時(shí)，入射波除了在土壤表面發(fā)生反射外，還在地雷或其他異物表面發(fā)生反射，這樣，接收天線上的信號(hào)有所變化。這個(gè)變化信號(hào)經(jīng)過(guò)檢波、濾波后，輸出一個(gè)脈沖信號(hào)到控制盒，由控制盒進(jìn)行信號(hào)處理。信號(hào)處理根據(jù)地雷的特性予以處理和識(shí)別，對(duì)信號(hào)的幅度、正斜率、負(fù)斜率3個(gè)參數(shù)進(jìn)行比較和鑒別，同步輸出3個(gè)脈沖去控制電子開(kāi)關(guān)。當(dāng)3個(gè)參數(shù)符合地雷目標(biāo)特性的范圍時(shí)，電子開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，驅(qū)動(dòng)耳機(jī)發(fā)聲報(bào)警。該探雷器較80式非金屬探雷器性能優(yōu)越，其采用了天線陣探頭，所以靈敏度高，并且信號(hào)處理采用3個(gè)參數(shù)處理電路識(shí)別目標(biāo)，有效抑制了虛警。
　　輔機(jī) 主機(jī)利用目標(biāo)（地雷）與周圍土壤的介電常數(shù)的差異，從而發(fā)現(xiàn)地雷的位置。但土壤中的非地雷異物（如樹(shù)根），土壤密度的突變，土壤中的空腔以及濕度的不均勻等，都可能引起虛警。為彌補(bǔ)這一不足，需要使用輔機(jī)來(lái)復(fù)核已搜索到的目標(biāo)中是否存在微小金屬件，以辨別是地雷還是其他異物。輔機(jī)的探測(cè)原理是使目標(biāo)金屬件中產(chǎn)生渦電流，從而感應(yīng)出目標(biāo)磁場(chǎng)，因而輔機(jī)屬于金屬探雷器，主要用于探知各種金屬殼地雷或含有微型金屬件的非金屬殼地雷。
　　輔機(jī)由探頭、信號(hào)處理盒、電池倉(cāng)及耳機(jī)等組成，質(zhì)量為2kg。信號(hào)處理盒內(nèi)裝有電子模塊，外部設(shè)有調(diào)諧旋鈕及高、中、低檔靈敏度旋鈕。靈敏度旋鈕設(shè)置在不同檔位，對(duì)地雷的探測(cè)距離不同。當(dāng)GLD110型防步兵地雷埋設(shè)深度為3cm時(shí)，使用高靈敏度檔探測(cè)時(shí)，對(duì)該地雷的探測(cè)距離為21cm；使用中靈敏度檔探測(cè)時(shí)，對(duì)該地雷的探測(cè)距離為19cm；使用低靈敏度檔探測(cè)時(shí)，對(duì)該地雷的探測(cè)距離為16cm。電池倉(cāng)內(nèi)裝有8節(jié)4號(hào)電池，其上端設(shè)有耳機(jī)插孔。電池可在－10℃～＋30℃條件下連續(xù)工作25小時(shí)。耳機(jī)采用單耳機(jī)，0℃以下作業(yè)時(shí)，對(duì)電池、耳機(jī)應(yīng)采取保溫措施。
　　
　　GTL121A型/82G非金屬探雷器
　　GTL121A型探雷器又稱82G非金屬探雷器，其是GTL121型探雷器的改進(jìn)型，對(duì)金屬殼地雷、非金屬殼地雷及集團(tuán)裝藥的探測(cè)距離與GTL121型探雷器完全相同。
　　GTL121A型探雷器的主要改進(jìn)之處是取消了輔機(jī)，只采用主機(jī)進(jìn)行探雷，減少了作業(yè)程序。同時(shí)，采取一些措施減輕主機(jī)質(zhì)量（單機(jī)質(zhì)量3kg），如將使用的16節(jié)2號(hào)電池改為10節(jié)5號(hào)電池，使電池的總質(zhì)量由1.1kg減輕到0.2kg，但電池可連續(xù)工作時(shí)間由16小時(shí)降為8小時(shí)。
　　探桿改由3節(jié)可伸縮的長(zhǎng)短柄組成，根據(jù)作業(yè)姿勢(shì)可調(diào)節(jié)其長(zhǎng)度。探桿上設(shè)有凸形角件，與控制盒上的凹形角件配合進(jìn)行掛載。控制盒內(nèi)部裝有信號(hào)處理系統(tǒng)、電池倉(cāng)等，盒外設(shè)有靈敏度旋鈕、掛鉤以及在探桿上固定用的凹形角件。靈敏度旋鈕設(shè)在控制盒面板上，掛鉤與凹形角件設(shè)在與面板相對(duì)的另一側(cè)。這樣設(shè)置的好處是，當(dāng)控制盒掛在探雷手腰帶上或控制盒固定在探桿上時(shí)，探雷手操作靈敏度旋鈕比較方便。靈敏度旋鈕分為3個(gè)檔位，分別是關(guān)閉檔“OFF”、高靈敏度檔“H”及低靈敏度檔“L”?？刂坪卸祟^有兩個(gè)插孔，通過(guò)電纜分別與耳機(jī)和探頭連接。
　　該探雷器的探測(cè)原理與GTL121型探雷器主機(jī)的相同，也是采用3條天線組成的天線陣進(jìn)行微波信號(hào)的發(fā)射及接收。當(dāng)被探測(cè)物的參數(shù)符合地雷目標(biāo)特性時(shí)，電子開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，并放大成音頻信號(hào)，驅(qū)動(dòng)耳機(jī)發(fā)出音響報(bào)警聲，表明探頭已搜索到地雷。
　　
　　復(fù)合探雷器
　　
　　金屬探雷器能探測(cè)帶有金屬零件的地雷，但容易受到戰(zhàn)場(chǎng)上彈片、彈殼等金屬物體的干擾；非金屬探雷器不僅能探測(cè)帶有金屬零件的地雷，還能探測(cè)集團(tuán)裝藥，但容易受到土壤中石塊、樹(shù)根、空洞等非地雷異物的干擾。為解決這兩類探雷器存在的虛警率較高的問(wèn)題，我國(guó)于1990年代研制出集金屬探雷器、非金屬探雷器功能于一體的幾款復(fù)合型探雷器，并裝備部隊(duì)。
　　90型復(fù)合探雷器
　　90型復(fù)合探雷器于1993年設(shè)計(jì)定型并列裝部隊(duì)，其可探知偽裝后敷設(shè)在淺表地層中的各種金屬殼地雷、非金屬殼地雷、集團(tuán)裝藥及經(jīng)偽裝的陷阱等目標(biāo)。與金屬探雷器、非金屬探雷器相比，其優(yōu)點(diǎn)是大幅度減少了虛警率，縮短了探雷的時(shí)間。
　　該探雷器由探頭、探桿、控制盒以及耳機(jī)等組成，單機(jī)質(zhì)量3.5kg（不含附件）。其可在－40℃～＋55℃溫度環(huán)境下工作，使用10節(jié)5號(hào)電池可連續(xù)工作不少于8小時(shí)，且具有欠（電）壓自動(dòng)報(bào)警功能。對(duì)GLD212型反坦克地雷的探測(cè)距離為11cm，對(duì)GLD111型防步兵地雷的探測(cè)距離為7cm。
　　探頭由微波振蕩器、微波天線陣板及金屬探雷器發(fā)射線圈等組成。探桿由金屬制成，采用可伸縮結(jié)構(gòu)，根據(jù)作業(yè)姿勢(shì)可調(diào)整長(zhǎng)度。探桿與探頭之間的角度可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。耳機(jī)為單耳機(jī)?？刂坪袃?nèi)裝有信息處理系統(tǒng)及電源，面板上設(shè)有選擇開(kāi)關(guān)、靈敏度旋鈕以及兩個(gè)插座，兩個(gè)插座通過(guò)電纜插頭分別與耳機(jī)和探頭連接。選擇開(kāi)關(guān)共有4個(gè)檔位，分別是關(guān)閉檔“OFF”、金屬檔“M”、非金屬高檔“C1”及非金屬低檔“C2”。其中，“C1”、“C2”檔分別用于在干燥、潮濕土壤地面探雷時(shí)使用。
　　該探雷器未設(shè)專門的復(fù)合檔。當(dāng)需要以復(fù)合方式進(jìn)行探雷作業(yè)時(shí)，需首先調(diào)好金屬檔“M”的工作狀態(tài)，然后根據(jù)土壤的干濕程度調(diào)好非金屬高檔“C1”或非金屬低檔“C2”的工作狀態(tài)，才能以復(fù)合方式進(jìn)行探雷。其調(diào)節(jié)過(guò)程比較復(fù)雜，這是該探雷器設(shè)計(jì)上的不足之處。
　　當(dāng)采用非金屬檔探雷時(shí)，微波振蕩器產(chǎn)生微波信號(hào)，當(dāng)土壤中埋有地雷或異物時(shí)，介電常數(shù)產(chǎn)生突變，突變信號(hào)經(jīng)天線接收后進(jìn)行檢波、濾波，輸出一個(gè)脈沖信號(hào)到控制盒進(jìn)行處理。
　　當(dāng)用金屬檔探雷時(shí)，由振蕩器產(chǎn)生的電磁波信號(hào)通過(guò)發(fā)射線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。當(dāng)探測(cè)到金屬物時(shí)，由于金屬物產(chǎn)生渦電流，使交變磁場(chǎng)發(fā)生變化。
　　用復(fù)合方式探雷時(shí)，探頭同時(shí)發(fā)出微波和電磁波信號(hào)。這兩種信號(hào)經(jīng)探測(cè)后送至控制盒，非金屬信號(hào)與金屬信號(hào)分別進(jìn)行幅度、斜率等處理，最后進(jìn)行復(fù)合，向耳機(jī)發(fā)出警報(bào)。
　　因此該探雷器可單獨(dú)作為金屬探雷器、非金屬探雷器及復(fù)合探雷器使用。
　　GTL130型復(fù)合探雷器
　　GTL130型復(fù)合探雷器是一種將電磁感應(yīng)探測(cè)技術(shù)和超高頻探測(cè)技術(shù)綜合應(yīng)用于一體的復(fù)合探雷器，于1995年完成設(shè)計(jì)定型并列裝部隊(duì)。
　　該探雷器由探頭、探桿、控制盒和耳機(jī)等組成，總質(zhì)量3.5kg。使用12節(jié)5號(hào)電池，可連續(xù)工作15小時(shí)，適用溫度為－40℃～＋50℃。對(duì)GLD111型防步兵地雷的探測(cè)距離為8cm；對(duì)GLD212型反坦克地雷的探測(cè)距離為11cm，能有效抑制截面積小于1cm2的金屬碎片以及空穴、石塊、樹(shù)根等的干擾，可以自動(dòng)調(diào)整靈敏度，具有欠（電）壓自動(dòng)報(bào)警功能。
　　探頭由外緣固定有金屬探測(cè)線圈的超高頻天線陣板及電路盒等組成，并通過(guò)電纜與控制盒連接。探桿采用可伸縮結(jié)構(gòu)，根據(jù)作業(yè)姿勢(shì)可調(diào)整長(zhǎng)度。
　　控制盒內(nèi)裝有插入式電路模塊和電池倉(cāng)，面板上設(shè)有電源開(kāi)關(guān)、探測(cè)方式選擇開(kāi)關(guān)以及耳機(jī)插座。探測(cè)方式選擇開(kāi)關(guān)“A”檔為復(fù)合探測(cè)方式；“M”檔為金屬探測(cè)方式；“N”檔為非金屬探測(cè)方式。與90型復(fù)合探雷器相比，GTL130型復(fù)合探雷器的選擇開(kāi)關(guān)設(shè)有復(fù)合“A”檔，探雷手無(wú)需進(jìn)行先金屬檔后非金屬檔等復(fù)雜的調(diào)節(jié)過(guò)程，即可直接使用復(fù)合“A”檔進(jìn)行探雷作業(yè)，這是該探雷器最重要的改進(jìn)。
　　該探雷器的工作原理是：復(fù)合探頭發(fā)射微波和電磁波，以提取多種特征量信息。當(dāng)探頭在搜索中遇到淺表土壤中的地雷目標(biāo)時(shí)，地雷中的金屬件在探測(cè)線圈所發(fā)射的交變電磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生渦電流效應(yīng)，使探頭線圈的電磁信號(hào)發(fā)生變化，該信號(hào)提供給控制盒進(jìn)行處理；當(dāng)處在由2條平行的發(fā)射天線組成的超高頻輻射場(chǎng)內(nèi)有異物出現(xiàn)時(shí)，接收天線接收的信號(hào)發(fā)生變化，該信號(hào)也提供給控制盒進(jìn)行處理。在同時(shí)接收到復(fù)合探頭的兩個(gè)特征量信號(hào)時(shí)，報(bào)警電路即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，從而解決了單一特征量信號(hào)報(bào)警而產(chǎn)生較多虛警的問(wèn)題，其虛警率比金屬及非金屬地雷探測(cè)器下降了70％以上。
　　
　　另類“探雷器”
　　
　　以上展示了我國(guó)研制并裝備部隊(duì)的各種金屬、非金屬及復(fù)合探雷器。在民用領(lǐng)域，金屬安檢門、探釘器、手持金屬探測(cè)器、考古用的地下金屬探測(cè)器等雖然并不稱為探雷器，但是它們的工作原理與探雷器完全相同。（全文完）
　　編輯/曾振宇