[实用新型]一种金属探测器

说明书

技术领域

 本实用新型专利涉及一种金属探测器。

背景技术

金属检测器是一种金属检测设备，它利用电磁、射线等物理原理，对混合物品或人体中的金属物质产生感应信号，以达到剔除或报警的目的。

目前，在实践中得到应用的金属探测技术主要有:巨磁电阻传感器检测技术，平衡线圈检测技术，LC谐振检测技术。

（1）巨磁电阻（GMR）传感器是上世纪九十年代中期引入到金属探测中的一种新技术，是各种传统霍尔及磁阻元件的换代产品。1994年，美国的NVE公司首先实现巨磁电阻效应的产业化，并销售巨磁电阻磁场传感器。其生产的AA002传感器芯片，采用AD620作为放大元件，通过采集输出电压变化来检测周围磁场发生的微弱变化，在管道探伤等方面已得到应用。基于GMR效应的磁传感器具有体积小、灵敏度高、线性范围宽、响应频率高、温度特性好的特点，缺点是抗干扰性能较差。

（2）平衡线圈检测技术，一般包括与波形发生器输出端电连接的发射线圈电连接，还包括接收发射线圈发射信号且与发射线圈对应设置的接收线圈，接收线圈的输出端电连接有升压滤波器，升压滤波器的输出端与检测装置的输入端对应电连接。传统的平衡线圈金属探测器中，发射线圈的数量为一个，放置在中间，接收线圈的数量为两个，接收线圈对称安排在在两旁，所有的线圈同轴放置。其工作原理是，首先由波形发生器产生一个正弦波信号，一方面作为驱动信号接入发射线圈，一方面作为参考基准信号。当线圈间隙中没有金属物体时，两个接收线圈中的输出电压相同，检测装置的输出信号为零。当外部干扰同时作用于两个接收线圈时，差分输出仍为零，因为两个线圈的感应输出信号相互抵消。当有金属物体存在于三个线圈之间，由于发射线圈中的磁场，金属片中便会产生涡流。由于涡流而产生的磁场会在两个接收线圈中产生电压差，这个电压差主要取决于金属物体和每个线圈之间的不同距离，从而得到一个输出电压，由此可以检测出金属物质的存在。这种金属探测器的探测精度非常高，缺点在于被检测金属需要从发射线圈和接收线圈内部穿过，而且线圈的总数为三个，结构复杂，因此在具体检测时非常不方便。

（3）LC谐振检测技术是利用金属物体靠近LC谐振电路时会使电路失谐的特点来检测金属的。适当选择LC谐振电路的频率和L、C参数，使电路处于谐振状态。当有金属物体接近时，便处在一个交变电磁场中，感生涡流。而涡流磁场又会引起L参数变化，使得电路失谐，电量发生变化，从而实现检测金属的目的。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述不足提供一种结构合理，抗干扰性强，检测精度高，且操作方便的金属探测器。

为解决上述技术问题，本金属探测器包括与波形发生器输出端电连接的发射线圈，还包括接收发射线圈发射信号且与发射线圈对应设置的接收线圈，接收线圈的输出端电连接有升压滤波器，升压滤波器的输出端与检测装置的输入端对应电连接，其结构特点是：所述接收线圈呈“S”形，数量为一个，所述检测电路包括与升压滤波器输出端对应电连接的耦合恢复力函数电路，耦合恢复力函数电路的输出端与加法电路的一个输入端电连接，加法电路的另一个输入端与周期策动力函数电路的输出端电连接，加法电路的输出端电连接有增益电路，增益电路的输出端与减法电路的一个输入端电连接，减法电路的输出端电连接有主积分电路，主积分电路的输出端电连接有副积分电路，主积分电路的输出端还与减法电路的另一个输入端电连接，副积分电路的输出端与耦合恢复力函数电路的输入端电连接，副积分电路的输出端电连接有报警电路。

本结构的金属探测器是通过差动检测和混沌处理结构来实现抗干扰性强，检测精度高，且操作方便的。

差动检测结构主要包括设置成“S”形的接收线圈。接收线圈的主要作用是感应、接收发射线圈发出的电磁信号，将接收线圈设置成“S”形后，相对于接收线圈的两个端部，构成“S”形的两个线圈环的绕接方向是相反的。这样，当同方向、同大小的电磁信号穿过接收线圈时，构成“S”形的两个线圈环所感应出的电信号是大小相同的，但是信号方向相反的，因此，此时接收线圈的输出信号为零。当现场有干扰信号进入时，干扰信号将被接收线圈的两个线圈环同时接收，因此两个信号相互抵消，输出依然为零，抗干扰性能极强。当物料中的被检测金属颗粒从发射线圈和接收线圈之间经过，且金属颗粒的移动轨迹是按照从构成“S”形接收线圈的两个线圈环中的一个线圈环向另一个线圈环方向移动时，靠近金属颗粒的线圈环的感应信号比远离金属颗粒的线圈环所感应出的信号要强烈，这样，接收线圈的输出端就能向检测装置输出电信号，从而实现检测金属颗粒的功能。