專利名稱：金屬異物檢測(cè)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及異物檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬異物檢測(cè)機(jī)。
背景技術(shù)：
金屬異物檢測(cè)機(jī)是一種在產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中的某一個(gè)或某幾個(gè)工序上，在線檢測(cè)產(chǎn)品中是否混入微小金屬顆粒異物的設(shè)備。它被廣泛應(yīng)用于食品、衛(wèi)生、醫(yī)藥、礦山、塑料、橡膠、木材、造紙等的生產(chǎn)與制造行業(yè)，為提高產(chǎn)品的質(zhì)量或加工設(shè)備的安全提供有力保障。金屬異物檢測(cè)機(jī)的實(shí)現(xiàn)原理有很多種，目前被普遍使用的是平衡式電磁場(chǎng)相位檢測(cè)法:產(chǎn)生金屬異物檢測(cè)機(jī)工作電磁場(chǎng)的基礎(chǔ)正弦波信號(hào)，對(duì)基礎(chǔ)正弦波信號(hào)進(jìn)行功率放大，再將功率放大后的基礎(chǔ)正弦波信號(hào)發(fā)送到探頭中的發(fā)射天線，在檢測(cè)空間形成交變電磁場(chǎng)；探頭中的接收天線從交變電磁場(chǎng)中感應(yīng)到一個(gè)與基礎(chǔ)正弦波信號(hào)頻率相同的正弦波信號(hào)；接收天線輸出的正弦波信號(hào)進(jìn)行處理，可以得到干擾信號(hào)。通過對(duì)干擾信號(hào)的分析可以獲知放置在探頭中的產(chǎn)品是否混有金屬顆粒異物。對(duì)于導(dǎo)磁性和非導(dǎo)磁性的金屬顆粒來說，敏感頻率不同，金屬異物檢測(cè)機(jī)需要利用不同頻率的信號(hào)來進(jìn)行檢測(cè)。具體來說，低頻段的檢測(cè)信號(hào)較容易檢測(cè)出體積較小的導(dǎo)磁性金屬顆粒和體積較大的非導(dǎo)磁性金屬顆粒，高頻段的檢測(cè)信號(hào)較容易檢測(cè)出體積較小的非導(dǎo)磁性金屬顆粒和體積較大的導(dǎo)磁性金屬顆粒。所以，現(xiàn)有金屬異物檢測(cè)機(jī)要么易檢出體積較小的導(dǎo)磁性金屬顆粒，要么易檢出體積較小的非導(dǎo)磁性金屬顆粒。若改變所需檢測(cè)的金屬異物，則需要更換金屬異物檢測(cè)機(jī)以提高檢測(cè)精度，這導(dǎo)致現(xiàn)有金屬異物檢測(cè)機(jī)通用性差。對(duì)于同時(shí)包含體積較小的導(dǎo)磁性金屬顆粒和非導(dǎo)磁性金屬顆粒的待檢測(cè)物來說，異物檢測(cè)精度很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明技術(shù)方案解決的是現(xiàn)有金屬異物檢測(cè)機(jī)通用性差，異物檢測(cè)精度低。本發(fā)明技術(shù)方案提供一種金屬異物檢測(cè)機(jī)，包括發(fā)射天線和與所述發(fā)射天線相對(duì)應(yīng)的接收天線，還包括:檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元，適于根據(jù)至少兩個(gè)頻率不同的基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至少一個(gè)檢測(cè)信號(hào)至所述發(fā)射天線；平衡選頻處理單元，適于處理所述接收天線上的感應(yīng)信號(hào)以獲得分別與所述檢測(cè)信號(hào)頻率相同的平衡選頻信號(hào)，所述平衡選頻信號(hào)的幅度小于幅度閾值；干擾信號(hào)獲得單元，適于利用相位差為90度的兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別對(duì)所述平衡選頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)解調(diào)，并對(duì)解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理以得到干擾分析信號(hào)。可選的，所述幅度閾值為50微伏-100微伏?？蛇x的，所述平衡選頻處理單元包括:自動(dòng)平衡單元，適于根據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述感應(yīng)信號(hào)的幅度和相位以獲得平衡信號(hào);選頻單元，適于根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)的頻率對(duì)所述平衡信號(hào)進(jìn)行選頻處理以獲得所述平衡選頻信號(hào)；控制單元，適于根據(jù)所述平衡選頻信號(hào)的幅度和所述幅度閾值的比較結(jié)果產(chǎn)生所述控制信號(hào)?？蛇x的，所述自動(dòng)平衡單元包括:第一調(diào)節(jié)單元，適于根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述接收天線的第一輸出端輸出的感應(yīng)信號(hào)的幅度和相位以獲得第一調(diào)整信號(hào)；第二調(diào)節(jié)單元，適于根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述接收天線的第二輸出端輸出的感應(yīng)信號(hào)的幅度和相位以獲得第二調(diào)整信號(hào)；差分處理單元，適于對(duì)所述第一調(diào)整信號(hào)和第二調(diào)整信號(hào)進(jìn)行差分運(yùn)算處理以獲得所述平衡信號(hào)?？蛇x的，所述接收天線包括:第一子接收天線和第二子接收天線，第一子接收天線和第二子接收天線相對(duì)于所述發(fā)射天線對(duì)稱放置，所述第一子接收天線的第一端和第二子接收天線的第二端接地，所述第一子接收天線的第二端作為所述接收天線的第一輸出端，所述第二子接收天線的第一端作為所述接收天線的第二輸出端?？蛇x的，所述差分處理單元為差分放大器?？蛇x的，所述第一調(diào)節(jié)單元和第二調(diào)節(jié)單元分別包括:第一數(shù)字電位器、第二數(shù)字電位器和調(diào)節(jié)電容；所述第一調(diào)節(jié)單元的第一數(shù)字電位器的第一定片和第二調(diào)節(jié)單元的第一數(shù)字電位器的第一定片連接所述接收天線的第一輸出端和第二輸出端；所述第一數(shù)字電位器的控制端適于接收所述控制信號(hào)，第二定片和滑片分別連接所述調(diào)節(jié)電容的第一端和地；所述調(diào)節(jié)電容的第二端連接所述第二數(shù)字電位器的第一定片；所述第二數(shù)字電位器的控制端適于接收所述控制信號(hào)，第二定片和滑片分別連接所述差分處理單元和地?？蛇x的，所述檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元包括:第一檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元和第二檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元；所述第一檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元適于發(fā)送頻率為30Hz-300KHz的檢測(cè)信號(hào)至所述發(fā)射天線，所述第二檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元適于發(fā)送頻率為300KHz-600KHz的檢測(cè)信號(hào)至所述發(fā)射天線。可選的，所述檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元包括開關(guān)單元，所述開關(guān)單元適于根據(jù)選擇操作發(fā)送至少一個(gè)檢測(cè)信號(hào)至發(fā)射天線。可選的，所述平衡選頻處理單元，適于通過信號(hào)接收單元獲取所述接收天線上的感應(yīng)信號(hào)；所述信號(hào)接收單元包括:輸入線圈和輸出線圈，所述輸入線圈和輸出線圈為同軸線圈；所述輸入線圈的第一端連接所述接收天線的第一輸出端，所述輸入線圈的第二端連接所述接收天線的第二輸出端；所述輸出線圈包括:第一子輸出線圈和第二子輸出線圈，所述第一子輸出線圈的第一端和第二子輸出線圈的第二端接地，所述第一子輸出線圈的第二端和第二子輸出線圈的第一端連接所述干擾信號(hào)獲得單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案提供的金屬異物檢測(cè)機(jī)既可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)金屬異物檢測(cè)機(jī)實(shí)現(xiàn)多種金屬檢測(cè)的目的，又可以提高混合多種小體積的金屬異物的檢測(cè)精度。


圖1為本發(fā)明金屬異物檢測(cè)機(jī)的探頭的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明金屬異物檢測(cè)機(jī)的接收天線的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意3為本發(fā)明金屬異物檢測(cè)機(jī)的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)的波形實(shí)例示意圖；圖5為本發(fā)明檢測(cè)信號(hào)的波形實(shí)例示意圖；圖6為本發(fā)明發(fā)射天線上的檢測(cè)信號(hào)波形實(shí)例示意圖；圖7為本發(fā)明接收天線上的感應(yīng)信號(hào)波形實(shí)例示意圖；圖8為本發(fā)明信號(hào)接收單元的輸入線圈上的信號(hào)波形實(shí)例示意圖；圖9為本發(fā)明信號(hào)接收單元的輸出線圈上的信號(hào)波形實(shí)例示意圖；圖10為本發(fā)明干擾信號(hào)獲得單元實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明干擾分析信號(hào)波形實(shí)例示意圖；圖12為本發(fā)明金屬異物檢測(cè)機(jī)的另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明金屬異物檢測(cè)機(jī)的又一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下列說明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。本發(fā)明提供一種金屬異物檢測(cè)機(jī)，包括發(fā)射天線和與所述發(fā)射天線相對(duì)應(yīng)的接收天線，還包括:檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元，適于根據(jù)至少兩個(gè)頻率不同的基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至少一個(gè)檢測(cè)信號(hào)至所述發(fā)射天線；平衡選頻處理單元，適于處理所述接收天線上的感應(yīng)信號(hào)以獲得分別與所述檢測(cè)信號(hào)頻率相同的平衡選頻信號(hào)，所述平衡選頻信號(hào)的幅度小于幅度閾值；干擾信號(hào)獲得單元，適于利用相位差為90度的兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別對(duì)所述平衡選頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)解調(diào)，并對(duì)解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理以得到干擾分析信號(hào)。基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)的數(shù)量可以是2、3或更多。檢測(cè)信號(hào)的數(shù)量可以是1、2或更多。例如，所述檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元可以包括:第一檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元和第二檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元；所述第一檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元適于發(fā)送頻率為30Hz-300KHz的檢測(cè)信號(hào)至所述發(fā)射天線，所述第二檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元適于發(fā)送頻率為300KHz-600KHz的檢測(cè)信號(hào)至所述發(fā)射天線。檢測(cè)信號(hào)數(shù)量大于I時(shí)，檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元可以直接將多個(gè)檢測(cè)信號(hào)直接發(fā)送到發(fā)射天線的輸入端；也可以先將多個(gè)待發(fā)射的檢測(cè)信號(hào)處理為單一的混頻信號(hào)，再將檢測(cè)信號(hào)的混頻信號(hào)發(fā)送至發(fā)射天線的輸入端。檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元可以包括:信號(hào)發(fā)生器和功率放大器。信號(hào)發(fā)生器適于產(chǎn)生所述基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)，所述功率放大器適于對(duì)其輸入端接收到的基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行功率放大以產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。比較基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)和根據(jù)該基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)，兩者頻率和相位未發(fā)生變化，檢測(cè)信號(hào)較基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)幅度增大。檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元可以將全部基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行功率放大并發(fā)送至發(fā)射天線，也可以將部分基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行功率放大并發(fā)送至發(fā)射天線。具體的，檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元可以根據(jù)選擇操作發(fā)送至少一個(gè)檢測(cè)信號(hào)至發(fā)射天線。例如，信號(hào)發(fā)生器和功率放大器之間連接一個(gè)開關(guān)，功率放大器直接連接發(fā)射天線，閉合或斷開所述開關(guān)(選擇操作)可以實(shí)現(xiàn)全部或部分基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)輸入功率放大器進(jìn)行功率放大，從而實(shí)現(xiàn)部分或全部檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至發(fā)射天線?？蛇x擇的，信號(hào)發(fā)生器直接連接功率放大器，功率放大器和發(fā)射天線之間連接一個(gè)開關(guān)，功率放大器對(duì)全部基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行功率放大，閉合或斷開所述開關(guān)(選擇操作)可以實(shí)現(xiàn)全部或部分檢測(cè)信號(hào)輸入發(fā)射天線。本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬異物檢測(cè)機(jī)可以產(chǎn)生至少兩個(gè)頻率不同的基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)并根據(jù)任一基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，改變所需檢測(cè)的金屬異物時(shí)，只需根據(jù)與金屬異物敏感頻率相同的基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，并將該檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至發(fā)射電線，即可實(shí)現(xiàn)變更后的金屬異物檢測(cè)，無需更換金屬異物檢測(cè)機(jī)，符合通用性要求，提高了檢測(cè)效率,也節(jié)約了檢測(cè)成本。本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬異物檢測(cè)機(jī)還可以產(chǎn)生至少兩個(gè)頻率不同的基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)并根據(jù)多個(gè)基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)檢測(cè)信號(hào)，待測(cè)物包括多種金屬異物時(shí)，只需根據(jù)與這些金屬異物敏感頻率相同的基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，并將多個(gè)檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至發(fā)射電線，即可檢測(cè)出體積較小的多種金屬異物，提高了檢測(cè)精度。如圖1所示，金屬異物檢測(cè)機(jī)的發(fā)射天線和接收天線安裝在探頭中，所述探頭的中空部分可供待測(cè)物通過。如圖2所示，接收天線可以包括:第一子接收天線和第二子接收天線，第一子接收天線和第二子接收天線相對(duì)于發(fā)射天線對(duì)稱放置。第一子接收天線的第一端和第二子接收天線的第二端 接地，第一子接收天線的第二端作為接收天線的第一輸出端，第二子接收天線的第一端作為接收天線的第二輸出端。下面以2個(gè)檢測(cè)信號(hào)為例，對(duì)本實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。如圖3所示，檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元11包括兩個(gè)信號(hào)發(fā)生器和兩個(gè)功率放大器，所述信號(hào)發(fā)生器直接連接功率放大器，所述功率放大器直接連接發(fā)射點(diǎn)天的輸入端。兩個(gè)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的兩個(gè)基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)頻率不同。兩個(gè)功率放大器結(jié)構(gòu)可以相同，輸出的檢測(cè)信號(hào)頻率不同。所述兩個(gè)功率放大器將產(chǎn)生的兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)均發(fā)送至發(fā)射天線。假設(shè)兩個(gè)基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)分別為:高頻基準(zhǔn)波和低頻基準(zhǔn)波。高頻基準(zhǔn)波的頻率為fH，對(duì)應(yīng)的角頻率為《H=2 fH，初始的相位角為0H,振幅為aH,高頻基準(zhǔn)波的函數(shù)為aHsin(wHt+9H);低頻基準(zhǔn)波的頻率為4，對(duì)應(yīng)的角頻率為4，初始的相位角為0 y振幅為ay低頻基準(zhǔn)波的函數(shù)為apin(o^t+0 J ;高頻基準(zhǔn)波和低頻基準(zhǔn)波的波形如圖4所示。兩個(gè)基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)分別經(jīng)過功率放大器后形成的兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)分別為:高頻檢測(cè)波和低頻檢測(cè)波。高頻檢測(cè)波的振幅為Ah > aH,函數(shù)為AHsin(wHt+ 0 H);低頻檢測(cè)波的振幅為A1^ > aL,函數(shù)為ALsin(coLt+0L);高頻檢測(cè)波和低頻檢測(cè)波的波形如圖5所示。高頻檢測(cè)波和低頻檢測(cè)波送入發(fā)射天線12，兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)合成后的信號(hào)函數(shù)為A11Sin(CoHt+ 0 H) +ALsin(coLt+0L),波形如圖6所示。
接收天線13的第一輸出端和第二輸出端的感應(yīng)信號(hào)波形如圖7所示，兩個(gè)輸出端的感應(yīng)信號(hào)頻率相同，相位相反，幅度絕對(duì)值相同。繼續(xù)參考圖3，平衡選頻處理單元15通過信號(hào)接收單元14獲取接收天線13上的感應(yīng)信號(hào)。信號(hào)接收單元14可以避免平衡選頻處理單元15 (尤其是自動(dòng)平衡單元)對(duì)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)相互干擾。所述信號(hào)接收單元14包括輸入線圈和輸出線圈，所述輸入線圈和輸出線圈為同軸線圈，所述輸入線圈的第一端連接所述接收天線13的第一輸出端，所述輸入線圈的第二端連接所述接收天線13的第二輸出端，所述輸出線圈包括第一子輸出線圈和第二子輸出線圈，所述第一子輸出線圈的第一端和第二子輸出線圈的第二端接地，所述第一子輸出線圈的第二端和第二子輸出線圈的第一端連接所述干擾信號(hào)獲得單元。信號(hào)接收單元14的輸出線圈數(shù)量與檢測(cè)信號(hào)數(shù)量相同。在本舉例中，信號(hào)接收單元14包括輸入線圈141和兩個(gè)輸出線圈，每個(gè)輸出線圈包括第一子輸出線圈和第二子輸出線圈，即信號(hào)接收單元14包括四個(gè)子輸出線圈。具體來說，輸入線圈141的第一端連接所述接收天線13的第一輸出端，輸入線圈141的第二端連接所述接收天線13的第二輸出端；信號(hào)接收單元14包括第一子輸出線圈142、第二子輸出線圈143、第一子輸出線圈144和第二子輸出線圈145，第一子輸出線圈142的第一端和第二子輸出線圈143的第二端接地，第一子輸出線圈144的第一端和第二子輸出線圈145的第二端接地，第一子輸出線圈142的第二端、第二子輸出線圈143的第一端、第一子輸出線圈144的第二端和第二子輸出線圈145的第一端均連接干擾信號(hào)獲得單元15。輸入線圈141上的信號(hào)波形如圖8所示。第一子輸出線圈142的第二端和第二子輸出線圈143的第一端輸出的信號(hào)波形如圖9所不,信號(hào)函數(shù)分別為:AH143sin( wHt+0 H+9H143) +AL143sin (o Lt+ 0 L+ 0L143)和-AH14 2sin(wHt+ 9 H+ 9 1142) _AL142sin (w Lt+ 9 L+ 9 L142)，其中 H143、 L143、 H142、
0 L142是信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生的固定相位偏移，Ahi43和Ahi42均小于Ah, Ali43和Au42均小于Al ;第一子輸出線圈144的第二端輸出的感應(yīng)信號(hào)與第一子輸出線圈142的第二端輸出的感應(yīng)信號(hào)函數(shù)相同，第二子輸出線圈145的第一端輸出的感應(yīng)信號(hào)與第二子輸出線圈143的第一端輸出的感應(yīng)信號(hào)函數(shù)相同。平衡選頻處理單元15可以包括:自動(dòng)平衡單元，適于根據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述感應(yīng)信號(hào)的幅度和相位以獲得平衡信號(hào)；選頻單元，適于根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)的頻率對(duì)所述平衡信號(hào)進(jìn)行選頻處理以獲得所述平衡選頻信號(hào)；控制單元，適于根據(jù)所述平衡選頻信號(hào)的幅度和所述幅度閾值的比較結(jié)果產(chǎn)生所述控制信號(hào)。自動(dòng)平衡單元和選頻單元的數(shù)量均與檢測(cè)信號(hào)的數(shù)量相同。在本舉例中，自動(dòng)平衡單元包括第一自動(dòng)平衡單元151和第二自動(dòng)平衡單元152,選頻單元包括第一選頻單元153和第二選頻單元154,第一自動(dòng)平衡單元151和第二自動(dòng)平衡單元152分別與一個(gè)輸出線圈相連接，第一選頻單元153與第一自動(dòng)平衡單元151相連接,第二選頻單元154與第二自動(dòng)平衡單元152相連接。自動(dòng)平衡單元調(diào)節(jié)感應(yīng)信號(hào)的幅度和相位是為了使獲得的平衡選頻信號(hào)幅度小于幅度閾值。自動(dòng)平衡單元151和第二自動(dòng)平衡單元152可以結(jié)構(gòu)相同，均包括:第一調(diào)節(jié)單元，適于根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述接收天線的第一輸出端輸出的感應(yīng)信號(hào)的幅度和相位以獲得第一調(diào)整信號(hào)；第二調(diào)節(jié)單元，適于根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述接收天線的第二輸出端輸出的感應(yīng)信號(hào)的幅度和相位以獲得第二調(diào)整信號(hào)；差分處理單元，適于對(duì)所述第一調(diào)整信號(hào)和第二調(diào)整信號(hào)進(jìn)行差分運(yùn)算處理以獲得所述平衡信號(hào)。所述差分處理單元可以為差分放大器。第一調(diào)節(jié)單元和第二調(diào)節(jié)單元可以結(jié)構(gòu)相同，均包括:第一數(shù)字電位器、第二數(shù)字電位器和調(diào)節(jié)電容；所述第一調(diào)節(jié)單元的第一數(shù)字電位器的第一定片和第二調(diào)節(jié)單元的第一數(shù)字電位器的第一定片連接所述接收天線的第一輸出端和第二輸出端；所述第一數(shù)字電位器的控制端適于接收所述控制信號(hào)，第二定片和滑片分別連接所述調(diào)節(jié)電容的第一端和地；所述調(diào)節(jié)電容的第二端連接所述第二數(shù)字電位器的第一定片；所述第二數(shù)字電位器的控制端適于接收所述控制信號(hào)，第二定片和滑片分別連接所述差分處理單元和地。第一選頻單元153根據(jù)高頻檢測(cè)波的頻率fH對(duì)平衡信號(hào)進(jìn)行選頻處理，保留了高頻波，第一選頻單元153輸出的平衡選頻信號(hào)的函數(shù)為AH153sin (coHt+0H+0 H153)。第二選頻單元154根據(jù)低頻檢測(cè)波的頻率4對(duì)平衡信號(hào)進(jìn)行選頻處理，保留了低頻波，第二選頻單兀154輸出的平衡選頻信號(hào)的函數(shù)為AH154sin(W1J:+ 0 L+ 0 H154)?？刂茊呜?55分別對(duì)第一選頻單兀153和第二選頻單兀154輸出的平衡選頻信號(hào)的幅度進(jìn)行采樣，并與幅度閾值作比較，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生控制信號(hào)。第一自動(dòng)平衡單元151和第二自動(dòng)平衡單元152根據(jù)控制信號(hào)調(diào)整平衡選頻信號(hào)的幅度小于幅度閾值(達(dá)到平衡狀態(tài))，所述幅度閾值可以為50微伏-100微伏。具體來說，第一自動(dòng)平衡單元151需要調(diào)節(jié)第一子輸出線圈142的第 二端和第二子輸出線圈143的第一端輸出的信號(hào)的幅度和相位，使得Ah153調(diào)整到小于幅度閾值，如50mV。與此類似的，第二自動(dòng)平衡單元152調(diào)節(jié)第一子輸出線圈144的第二端和第二子輸出線圈145的第一端的輸出的信號(hào)的幅度和相位，使得將Am54調(diào)整到小于幅度閾值，如50mV。需要說明的是，雖然自動(dòng)平衡單元151和第二自動(dòng)平衡單元152所需達(dá)到的幅度閾值相同，但由于第一選頻單元153和第二選頻單元154輸出的平衡選頻信號(hào)的頻率不同(一個(gè)是高頻，一個(gè)是低頻)，所以控制單元155輸出到自動(dòng)平衡單元151和第二自動(dòng)平衡單元152的控制信號(hào)也會(huì)不同，自動(dòng)平衡單元151和第二自動(dòng)平衡單元152所需調(diào)整的幅度和相位也會(huì)不同。干擾信號(hào)獲得單元可以包括第一干擾信號(hào)獲得單元16和第二干擾信號(hào)獲得單元17。如圖10所示，第一干擾信號(hào)獲得單元16包括兩個(gè)乘法器、調(diào)制信號(hào)源0°、調(diào)制信號(hào)源90°、兩個(gè)濾波器和兩個(gè)信號(hào)放大器。調(diào)制信號(hào)源0°和調(diào)制信號(hào)源90°產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)相位相差90度，幅度絕對(duì)值和頻率均相同。乘法器將調(diào)制信號(hào)與平衡選頻信號(hào)進(jìn)行乘法運(yùn)算，濾波器將乘法處理后的高頻部分過濾掉，信號(hào)放大器將過濾后的信號(hào)幅度放大，即可得到干擾分析信號(hào)。例如，第一選頻單元153輸出的平衡選頻信號(hào)進(jìn)行過兩個(gè)乘法器得到的信號(hào)函數(shù)分別為 AH153sin O Ht+ 0 H+ 0 H153) Xasin(wHt)和 AH153sin (wHt+ 0 H+ 0 H153) Xasin( Ht+90°)，通過三角函數(shù)的乘法運(yùn)算可以將其表達(dá)為三角函數(shù)的加法運(yùn)算，即A11153Sin (coHt+ 9 H+ 9 H153) X as in (coHt) =_AH153a/2 (cos (2 coHt+ 9 H+ 9 H153) +cos ( 0 H+0 hiss))，AH153sin(wHt+ 0 H+ 0 H153) Xasin(wHt+90°) =-AH153a/2 (cos (2 wHt+ 0 H+ 0 H153+90°) +cos ( 0 H+ 0 H153+90°))。從上述表達(dá)式可以看出，信號(hào)可以分解為一個(gè)高頻信號(hào)和一個(gè)低頻信號(hào)，通過濾波器將高頻信號(hào)濾除后，保留的是包含信號(hào)相位變化的低頻信號(hào)，低頻信號(hào)波形如圖11所示。第一干擾信號(hào)獲得單元16和第二干擾信號(hào)獲得單元17的結(jié)構(gòu)可以相同，通過對(duì)干擾信號(hào)獲得單元產(chǎn)生的干擾分析信號(hào)的分析可以得知待檢測(cè)物是否含有金屬異物。例如，若第一干擾信號(hào)獲得單元16和第二干擾信號(hào)獲得單元17產(chǎn)生的兩個(gè)干擾分析信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算后不為0，則可以得知待檢測(cè)物含有金屬異物(包括體積較小的兩種金屬)；反之則判斷為無金屬異物。在另一實(shí)施例中，平衡選頻處理單元可以直接連接接收天線，獲取接收天線13上的感應(yīng)信號(hào)。在該實(shí)施例中，檢測(cè)信號(hào)為2個(gè)時(shí)候的金屬異物檢測(cè)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖可以參照?qǐng)D12，與上一實(shí)施例相同的部分請(qǐng)參照上一實(shí)施例說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上理解本實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)方式。在另一實(shí)施例中，檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元包括開關(guān)單元，所述開關(guān)單元適于根據(jù)選擇操作發(fā)送至少一個(gè)檢測(cè)信號(hào)至發(fā)射天線。在該實(shí)施例中，檢測(cè)信號(hào)為2個(gè)時(shí)候的金屬異物檢測(cè)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖可以參照?qǐng)D13。信號(hào)發(fā)生器直接連接功率放大器，功率放大器和發(fā)射天線之間連接一個(gè)開關(guān)，功率放大器對(duì)全部基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行功率放大以產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。與閉合的開關(guān)連接的功率放大器將產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)發(fā)送到發(fā)射天線，與斷開的開關(guān)連接的功率放大器無法將產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)發(fā)送到發(fā)射天線，通過對(duì)開關(guān)的閉合或斷開，可以實(shí)現(xiàn)將一個(gè)或兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至發(fā)射天線的目的。需要說明的是，即便只有一個(gè)檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至發(fā)射天線，平衡選頻處理單元也需要對(duì)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行處理，這樣才可以適應(yīng)檢測(cè)信號(hào)頻率發(fā)生變化時(shí)金屬異物檢測(cè)機(jī)可以正確檢測(cè)。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定范圍。
權(quán)利要求
1.一種金屬異物檢測(cè)機(jī)，包括發(fā)射天線和與所述發(fā)射天線相對(duì)應(yīng)的接收天線，其特征在于，還包括: 檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元，適于根據(jù)至少兩個(gè)頻率不同的基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至少一個(gè)檢測(cè)信號(hào)至所述發(fā)射天線； 平衡選頻處理單元，適于處理所述接收天線上的感應(yīng)信號(hào)以獲得分別與所述檢測(cè)信號(hào)頻率相同的平衡選頻信號(hào)，所述平衡選頻信號(hào)的幅度小于幅度閾值； 干擾信號(hào)獲得單元，適于利用相位差為90度的兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別對(duì)所述平衡選頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)解調(diào)，并對(duì)解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理以得到干擾分析信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬異物檢測(cè)機(jī)，其特征在于，所述幅度閾值為50微伏-100微伏。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬異物檢測(cè)機(jī)，其特征在于，所述平衡選頻處理單元包括: 自動(dòng)平衡單元，適于根據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述感應(yīng)信號(hào)的幅度和相位以獲得平衡信號(hào)； 選頻單元，適于根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)的頻率對(duì)所述平衡信號(hào)進(jìn)行選頻處理以獲得所述平衡選頻信號(hào)； 控制單元，適于根據(jù)所述平衡選頻信號(hào)的幅度和所述幅度閾值的比較結(jié)果產(chǎn)生所述控制信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的金屬異物檢測(cè)機(jī)，其特征在于，所述自動(dòng)平衡單元包括: 第一調(diào)節(jié)單元，適于根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述接收天線的第一輸出端輸出的感應(yīng)信號(hào)的幅度和相位以獲得第一調(diào)整信號(hào)； 第二調(diào)節(jié)單元，適于根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述接收天線的第二輸出端輸出的感應(yīng)信號(hào)的幅度和相位以獲得第二調(diào)整信號(hào)； 差分處理單元，適于對(duì)所述第一調(diào)整信號(hào)和第二調(diào)整信號(hào)進(jìn)行差分運(yùn)算處理以獲得所述平衡號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬異物檢測(cè)機(jī)，其特征在于，所述接收天線包括:第一子接收天線和第二子接收天線，第一子接收天線和第二子接收天線相對(duì)于所述發(fā)射天線對(duì)稱放置，所述第一子接收天線的第一端和第二子接收天線的第二端接地，所述第一子接收天線的第二端作為所述接收天線的第一輸出端，所述第二子接收天線的第一端作為所述接收天線的第二輸出端。
6.如權(quán)利要求4所述的金屬異物檢測(cè)機(jī)，其特征在于，所述差分處理單元為差分放大器。
7.如權(quán)利要求4所述的金屬異物檢測(cè)機(jī)，其特征在于，所述第一調(diào)節(jié)單元和第二調(diào)節(jié)單元分別包括:第一數(shù)字電位器、第二數(shù)字電位器和調(diào)節(jié)電容； 所述第一調(diào)節(jié)單元的第一數(shù)字電位器的第一定片和第二調(diào)節(jié)單元的第一數(shù)字電位器的第一定片連接所述接收天線的第一輸出端和第二輸出端； 所述第一數(shù)字電位器的控制端適于接收所述控制信號(hào)，第二定片和滑片分別連接所述調(diào)節(jié)電容的第一端和地； 所述調(diào)節(jié)電容的第二端連接所述第二數(shù)字電位器的第一定片； 所述第二數(shù)字電位器的控制端適于接收所述控制信號(hào)，第二定片和滑片分別連接所述差分處理單元和地。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬異物檢測(cè)機(jī)，其特征在于，所述檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元包括:第一檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元和第二檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元；所述第一檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元適于發(fā)送頻率為30HZ-300KHZ的檢測(cè)信號(hào)至所述發(fā)射天線，所述第二檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元適于發(fā)送頻率為300KHz-600KHz的檢測(cè)信號(hào)至所述發(fā)射天線。
9.如權(quán)利要求1所述的金屬異物檢測(cè)機(jī)，其特征在于，所述檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元包括開關(guān)單元，所述開關(guān)單元適于根據(jù)選擇操作發(fā)送至少一個(gè)檢測(cè)信號(hào)至發(fā)射天線。
10.如權(quán)利要求1所述的金屬異物檢測(cè)機(jī)，其特征在于，所述平衡選頻處理單元，適于通過信號(hào)接收單元獲取所述接收天線上的感應(yīng)信號(hào)； 所述信號(hào)接收單元包括:輸入線圈和輸出線圈，所述輸入線圈和輸出線圈為同軸線圈； 所述輸入線圈的第一端連接所述接收天線的第一輸出端，所述輸入線圈的第二端連接所述接收天線的第二輸出端； 所述輸出線圈包括:第一子輸出線圈和第二子輸出線圈，所述第一子輸出線圈的第一端和第二子輸出線圈的第二端接地，所述第一子輸出線圈的第二端和第二子輸出線圈的第一端連接所述干擾信號(hào) 獲得單元。
全文摘要
本發(fā)明技術(shù)方案提供一種金屬異物檢測(cè)機(jī)，包括發(fā)射天線和與所述發(fā)射天線相對(duì)應(yīng)的接收天線，還包括檢測(cè)信號(hào)發(fā)送單元，適于根據(jù)至少兩個(gè)頻率不同的基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至少一個(gè)檢測(cè)信號(hào)至所述發(fā)射天線；平衡選頻處理單元，適于處理所述接收天線上的感應(yīng)信號(hào)以獲得分別與所述檢測(cè)信號(hào)頻率相同的平衡選頻信號(hào)，所述平衡選頻信號(hào)的幅度小于幅度閾值；干擾信號(hào)獲得單元，適于利用相位差為90度的兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別對(duì)所述平衡選頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)解調(diào)，并對(duì)解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理以得到干擾分析信號(hào)。
文檔編號(hào)G01V3/12GK103149595SQ201310068208
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月4日
發(fā)明者鄭云鵬 申請(qǐng)人:上海景靈檢測(cè)技術(shù)有限公司