[实用新型]金属异物检测机中的自动平衡信息处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种金属异物检测机关键技术，尤其是涉及一种金属异物检测机中的自动平衡信息处理装置。

背景技术

平衡式金属检测机受应力变形和温度变化等导致静态平衡状态发生变化导致灵敏度降低，甚至完全丧失检测能力。因此自动平衡技术成为该类金属检测机的关键技术。

目前主流的自动平衡技术方案如美国专利。专利号5,691,640名称：“Forced Balance Metal Detector”，“自动平衡式金属检测机”。该金属检测机采用平衡检测得到补偿数值后通过两个数模转换器(D/A)输出两个直流电压，输出的直流电压和正交的正弦波通过两个乘法器调制出用于补偿的两个正弦波，这两个正弦波合成后送给接收电路，补偿因平衡破坏输出的幅值和相位。

该类方案采用了比较多的模拟电路，造成线路复杂和调试的困难以及由于电路本身的问题引起稳定性降低等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高金属检测机灵敏性和稳定性的金属异物检测机中的自动平衡信息处理装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种金属异物检测机中的自动平衡信息处理装置，其特征在于，包括接收电路、滤波电路、A/D采样电路、实时相位计算模块、平衡信号产生模块、FPGA、DSP、MCU、自动平衡控制器、D/A转换模块、发射电路，所述的接收电路、自动平衡控制器、滤波电路、A/D采样电路依次连接，所述的A/D采样电路分别与实时相位计算模块、FPGA连接，所述的FPGA分别与实时相位计算模块、DSP、平衡信号产生模块连接，所述的FPGA通过自动平衡控制总线与自动平衡控制器相连，所述的FPGA通过D/A转换模块与发射电路连接，所述的DSP与MCU连接，所述的平衡信号产生模块与自动平衡控制器连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、采用全新的DSP+FPGA架构，构成了实时信号处理系统，根据低层信号和高层信号不同的特点，合理的对DSP和FPGA作了数据处理的分工；

2、在很大程度上提高了整机的检测精度和稳定性，同时提高了金属检测机的抗老化能力和环境适应能力，进而显著提高了金属检测机的寿命，同时，DSP+FPGA的架构也使得日后金属检测机性能改善、功能扩展和系统升级变得更加方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

本实用新型重点对现有技术中的缺点进行改进。

首先在相位检测的基本原理中找到其固有缺点，如下：

假设发射线圈输出为u＝a*sin(ωt+θ)，接收线圈的输出为Uo＝Asin(ωt+φ)，理论上发射信号经过发射电路和接收电路而产生固定的相位差φ-θ，下文中该相位差用α来表示。调制的两个输入为同频率的正交正弦波，分别为Us＝Bsinωt和Uc＝Bsin(ωt+90)。

通过乘法器后输出分别为：

Ur＝Uo*Us＝Asin(ωt+φ)*Bsinωt＝AB/2[cosφ-cos(2ωt+φ)]

Ux＝Uo*Uc＝Asin(ωt+φ)*Bsin(ωt+90)＝AB/2[sinφ+sin(2ωt+φ)]

经过低通滤波器之后，高频成分被滤掉，输出为：

Ur＝AB/2cosφ

Ux＝AB/2sinφ

由于B为可控制常量，所以Ur和Ux的大小决定于相位接收φ和幅值A。研究表明不同的物体通过检测机后对探头内磁场的影响不同，对于不同的待检测产品只要预先设定好发射相位θ的大小就能够抑制产品的信号，突出金属物体的信号，从而可以实现检测金属异物的功能。只需监测Ur和Ux两个直流值的大小，就可以得到初始接收信号的幅度与相位信息。