手持式特定金屬探測(cè)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種手持式特定金屬探測(cè)器，包括殼體及安裝在殼體內(nèi)的探測(cè)線圈、控制芯片、報(bào)警單元、信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)采集電路、按鍵和電源，所述殼體形成相互連接的探測(cè)區(qū)、部件區(qū)和手柄區(qū)，所述探測(cè)線圈設(shè)置在所述探測(cè)區(qū)，所述探測(cè)線圈包括結(jié)構(gòu)差異的大線圈和小線圈，所述大線圈和小線圈位于同一平面內(nèi)。本專利的探測(cè)線圈設(shè)置為結(jié)構(gòu)差異的大線圈和小線圈，利用兩不同線圈形成覆蓋探測(cè)區(qū)域的探測(cè)磁場(chǎng)，由于不同的金屬在探測(cè)磁場(chǎng)中因?yàn)闇u流而產(chǎn)生不同的二次磁場(chǎng)，所述兩線圈接收到二次磁場(chǎng)的感應(yīng)電流信號(hào)并傳遞到控制芯片，控制芯片根據(jù)特定的電信號(hào)進(jìn)行選擇性報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)某一種或某幾種特定金屬報(bào)警。
【專利說明】
手持式特定金屬探測(cè)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及安檢設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是一種針對(duì)特定金屬報(bào)警的手持式特定金屬探測(cè)器。
【背景技術(shù)】
[0002]手持式金屬探測(cè)器作為一種常用的安防設(shè)備，廣泛應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)、車站、海關(guān)、法院等公共場(chǎng)所，用于探測(cè)隱藏在人體身上的金屬物品。手持式金屬探測(cè)器在公共安全場(chǎng)所主要應(yīng)用于違禁金屬物的探測(cè)，比如管制刀具、槍械等，預(yù)防暴恐襲擊;而在一些工廠、廠礦等特殊場(chǎng)合，則主要是針對(duì)某種特定金屬，比如金、銀、銅等，防止貴重金屬制品的丟失。手持式金屬探測(cè)器利用電磁感應(yīng)的原理，通過探測(cè)器殼體內(nèi)的電磁發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)，當(dāng)這個(gè)磁場(chǎng)中存在有金屬物體時(shí)，金屬物品內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生渦電流，渦電流又會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)反過來影響原來的磁場(chǎng)，探測(cè)器中的接收線圈及相關(guān)電路探測(cè)到這個(gè)磁場(chǎng)的變化，從而探測(cè)到金屬的存在，引發(fā)探測(cè)器聲光報(bào)警。
[0003]目前市場(chǎng)上的手持式金屬探測(cè)儀基本采用拍頻振蕩原理。金屬探測(cè)頭由一組電感線圈和一并聯(lián)電容組成LC諧振電路。線圈是振蕩器的一部分，這個(gè)振蕩器的輸出信號(hào)頻率與另外一個(gè)固定頻率的振蕩器信號(hào)進(jìn)行混頻，其頻率差(即拍頻)正好落在聽覺范圍內(nèi)。當(dāng)有金屬物品靠近探頭線圈時(shí)，回路的諧振頻率和回路的等效阻抗發(fā)生變化，導(dǎo)致回路振蕩頻率發(fā)生變化，檢測(cè)這種變化從而間接檢測(cè)出金屬的存在。然而在通常的公共場(chǎng)所的安檢中，我們主要探測(cè)的是違禁物品，例如管制刀具、槍械等，但目前，市場(chǎng)上生產(chǎn)銷售的、所有的安檢場(chǎng)合中使用的手持式金屬探測(cè)器，是對(duì)所有的金屬都會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，管制刀具和槍械會(huì)報(bào)警，鑰匙、鈕、手機(jī)等都會(huì)報(bào)警。
[0004]通常人們身上都會(huì)隨身攜帶一些常用的金屬物品，比如鑰匙、皮帶扣、手機(jī)、硬幣等，而這些物品都會(huì)導(dǎo)致金屬探測(cè)器報(bào)警，造成被檢人員幾乎人人報(bào)警的狀態(tài)，從而需要安檢人員通過手摸或是其它方式不斷復(fù)核確認(rèn)這些金屬物品是否是違禁物品。這種檢測(cè)方式一方面導(dǎo)致安檢效率很低;另一方面，造成安檢人員的勞動(dòng)強(qiáng)度極大，在人流量大的場(chǎng)合使用時(shí)還會(huì)造成堵塞等問題。
[0005]因而急需一種只針對(duì)違禁物品(如管制刀具、槍等)報(bào)警，而對(duì)一般隨身攜帶金屬物品(如鑰匙、手機(jī)等)不報(bào)警的金屬探測(cè)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本專利所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種只對(duì)某一種或某幾種特定金屬報(bào)警的手持式特定金屬探測(cè)器。
[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本專利采用的技術(shù)方案是:一種手持式特定金屬探測(cè)器，包括殼體及安裝在殼體內(nèi)的探測(cè)線圈、控制芯片、報(bào)警單元、信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)采集電路、按鍵和電源，所述殼體形成相互連接的探測(cè)區(qū)、部件區(qū)和手柄區(qū)，所述探測(cè)線圈設(shè)置在所述探測(cè)區(qū)，且所述探測(cè)線圈包括結(jié)構(gòu)差異的大線圈和小線圈，所述大線圈和小線圈位于同一平面內(nèi)，所述小線圈設(shè)置在所述大線圈內(nèi)部中間區(qū)域。本專利的探測(cè)線圈設(shè)置為結(jié)構(gòu)差異的大線圈和小線圈，利用兩不同線圈形成覆蓋探測(cè)區(qū)域的探測(cè)磁場(chǎng)，由于不同的金屬在探測(cè)磁場(chǎng)中因?yàn)闇u流而產(chǎn)生不同的二次磁場(chǎng)，所述兩線圈接收到二次磁場(chǎng)的感應(yīng)電流信號(hào)并傳遞到控制芯片，控制芯片根據(jù)特定的電信號(hào)進(jìn)行選擇性報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)某一種或某幾種特定金屬報(bào)警。
[0008]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基本原理在于，金屬導(dǎo)體在變化的磁場(chǎng)中或是在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的金屬導(dǎo)體都會(huì)因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生渦流，渦流在金屬導(dǎo)體內(nèi)部閉合流動(dòng)形成二次場(chǎng)，其磁場(chǎng)的方向與原磁場(chǎng)方向相反，由渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小取決于金屬物體的形狀、大小、距離，同時(shí)也取決于金屬的電阻率、導(dǎo)磁率等。對(duì)于我們?nèi)粘?yīng)用的這些金屬而言，每種金屬都有各自不同的電阻率和導(dǎo)磁率，而金屬的不同電阻率和導(dǎo)磁率在因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的渦流中，其相位特性也是不同的。通過檢測(cè)接收到的與被探測(cè)金屬產(chǎn)生的渦流信號(hào)相關(guān)的電信號(hào)的相位特性，從而對(duì)應(yīng)到不同的金屬，實(shí)現(xiàn)了金屬的識(shí)別。當(dāng)然，本專利可以根據(jù)需求設(shè)置，只對(duì)某一種或某幾種特定的金屬報(bào)警，而對(duì)其它金屬不報(bào)警。例如在車站、海關(guān)、法院等公共場(chǎng)所，可以設(shè)置為對(duì)管制刀具槍械報(bào)警模式;而在有色金屬?gòu)S礦則可以設(shè)定為某種特定金屬報(bào)警模式，比如只對(duì)銅報(bào)警，對(duì)其它金屬不報(bào)警等。當(dāng)然也可以設(shè)定為全金屬報(bào)警模式，對(duì)所有金屬都報(bào)警。手持式特定金屬探測(cè)器實(shí)現(xiàn)的是非常有針對(duì)性的目標(biāo)探測(cè)與報(bào)警功能，這樣大大提高了檢測(cè)效率，同時(shí)減輕了檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，真正實(shí)現(xiàn)了違禁物品探測(cè)的本來目的。
[0009]所述大線圈包括發(fā)射線圈，所述小線圈包括反饋線圈；或所述大線圈包括反饋線圈，所述小線圈包括發(fā)射線圈，所述接收線圈設(shè)置在所述大線圈或小線圈上。發(fā)射線圈可以單獨(dú)在小線圈上也可以單獨(dú)在大線圈上。當(dāng)發(fā)射線圈在小線圈上時(shí)，反饋線圈在大線圈上；當(dāng)發(fā)射線圈在大線圈上時(shí)，反饋線圈在小線圈上。在工作過程中，發(fā)射線圈和反饋線圈在所述探測(cè)器的探測(cè)區(qū)周圍形成一定強(qiáng)度的探測(cè)磁場(chǎng);同時(shí)發(fā)射線圈和反饋線圈各自在接收線圈區(qū)域形成的磁場(chǎng)大小相等，方向相反，即兩線圈在接收線圈區(qū)域形成磁信號(hào)趨近于零的平衡磁場(chǎng)。此時(shí)，在探測(cè)過程中接收線圈上所產(chǎn)生的感應(yīng)電流可以看成全部是被探測(cè)金屬物品所產(chǎn)生二次磁場(chǎng)的感應(yīng)電流，并將此電流信號(hào)最終反饋到控制芯片。驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈的低頻正弦波信號(hào)可以由頻率振蕩器產(chǎn)生，或是由控制芯片產(chǎn)生或是專用信號(hào)產(chǎn)生芯片(比如ICL8038)產(chǎn)生，正弦波信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)后加到發(fā)射線圈。
[0010]另外，所述大線圈和小線圈可以均包括接收線圈，此時(shí)所述發(fā)射線圈設(shè)置在所述大線圈或小線圈上。在大小線圈上都有接收線圈時(shí)，反饋線圈可以沒有。如果沒有反饋線圈，則通過調(diào)整大小線圈上的匝數(shù)比，使得這兩個(gè)線圈的接收到的感應(yīng)電流大小相等方向相反，在接收回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消為零。這種情形下，由于并沒有設(shè)置反饋線圈，因此大線圈上的接收線圈和小線圈上的接收線圈共同連接信號(hào)采集電路。此時(shí)，僅由發(fā)射線圈在所述探測(cè)器的探測(cè)區(qū)周圍形成一定強(qiáng)度的探測(cè)磁場(chǎng)。同時(shí)，通過調(diào)整大線圈上的接收線圈和小線圈上的接收線圈的匝數(shù)比，使得兩接收線圈上由于發(fā)射線圈的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小相等方向相反，即在信號(hào)采集電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為零。此時(shí)，在探測(cè)過程中信號(hào)采集電路所接受的電流信號(hào)可以看成全部是由于被探測(cè)金屬物品二次磁場(chǎng)在兩接收線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流信號(hào)，并最終將此電流信號(hào)傳遞到控制芯片。
[0011]所述信號(hào)發(fā)生電路包括依次連接的第一濾波電路、整形電路、第一放大電路和驅(qū)動(dòng)電路，所述濾波電路連接控制芯片，所述驅(qū)動(dòng)電路連接發(fā)射線圈或反饋線圈。在工作過程中，控制芯片根據(jù)程序控制電路產(chǎn)生一定強(qiáng)度的輸入電流信號(hào)，該輸入電流信號(hào)經(jīng)過第一濾波電路、整形電路進(jìn)行處理，并通過第一放大電路進(jìn)行信號(hào)放大，最后通過驅(qū)動(dòng)電路輸入到相應(yīng)發(fā)射線圈或反饋線圈中。同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況，發(fā)射線圈或反饋線圈中各自的輸入電流大小和方向不完全相同，會(huì)有相應(yīng)的變化。
[0012]所述信號(hào)采集電路包括依次連接的選頻預(yù)放電路、第二濾波電路和第二放大電路，所述選頻預(yù)放電路連接接收線圈，所述第二放大電路連接控制芯片。在工作過程中，接收線圈中的感應(yīng)電流信號(hào)進(jìn)過選頻預(yù)放電路、第二濾波電路進(jìn)行處理，并經(jīng)過第二放大電路進(jìn)彳丁放大，最后輸入到控制芯片中。
[0013]進(jìn)一步的，所述控制芯片設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接第二放大電路。這樣，由第二放大電路輸入的模擬信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再由控制芯片進(jìn)行判斷。同時(shí)，所述控制芯片還設(shè)有用于存儲(chǔ)金屬報(bào)警電信號(hào)數(shù)據(jù)資料的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元。所述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)有一種或多種需要報(bào)警金屬的電信號(hào)資料。在探測(cè)過程中，控制芯片根據(jù)采集的被探測(cè)金屬電信號(hào)和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元中需報(bào)警金屬電信號(hào)進(jìn)行比較，并進(jìn)行選擇性報(bào)警。
[0014]所述探測(cè)器還包括電源管理單元，所述電源管理單元與所述電源連接，所述電源管理單元對(duì)電源低壓情況進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)對(duì)電源的充電過程進(jìn)行管理。當(dāng)探測(cè)器電源的電壓過低而無法進(jìn)行探測(cè)工作時(shí)，電源管理單元檢測(cè)到電源的電壓過低的情況并發(fā)出相應(yīng)報(bào)警信號(hào)來告知安檢員及時(shí)對(duì)探測(cè)器進(jìn)行充電；當(dāng)探測(cè)器在充電時(shí)，電源管理單元檢測(cè)電源的電量情況，當(dāng)電源電量充滿時(shí)，電源管理單元控制電源和外接充電電路斷開，并將該情況提示安檢員。
[0015]所述報(bào)警單元包括多色LED燈光報(bào)警器、蜂鳴器報(bào)警器或振動(dòng)報(bào)警器中的一種或多種。當(dāng)探測(cè)器探測(cè)到特定的金屬存在時(shí)，報(bào)警單元可以由LED燈光報(bào)警器、蜂鳴器報(bào)警器或振動(dòng)報(bào)警器來提供燈光報(bào)警、聲音報(bào)警或振動(dòng)報(bào)警，確保安檢員能夠馬上獲知該報(bào)警信息。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利的探測(cè)線圈設(shè)置為結(jié)構(gòu)差異的大線圈和小線圈。利用兩不同線圈形成覆蓋探測(cè)區(qū)域的探測(cè)磁場(chǎng)，同時(shí)兩線圈接收被探測(cè)金屬所產(chǎn)生的二次磁場(chǎng)的感應(yīng)電流信號(hào)并傳遞到控制芯片，控制芯片根據(jù)特定的電信號(hào)進(jìn)行選擇性報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)某一種或某幾種特定金屬報(bào)警。在實(shí)際應(yīng)用中可以大大提高檢測(cè)效率，減少誤報(bào)警。實(shí)現(xiàn)低漏報(bào)、低誤報(bào)快速檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)大流量的快速檢測(cè)。
【附圖說明】
[0017]附圖1是本專利實(shí)施例的原理框圖。
[0018]附圖2是本專利實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖3是本專利實(shí)施例探測(cè)線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本專利做進(jìn)一步的解釋說明。附圖僅用于示例性說明，不能理解為對(duì)本專利的限制；為了更好說明本實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小;對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0021]如圖1和圖2所示手持式特定金屬探測(cè)器，包括殼體及安裝在殼體內(nèi)的探測(cè)線圈、控制芯片、報(bào)警單元、信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)采集電路、按鍵和電源，所述信號(hào)發(fā)生電路包括依次連接的第一濾波電路、整形電路、第一放大電路和驅(qū)動(dòng)電路，所述信號(hào)采集電路包括依次連接的選頻預(yù)放電路、第二濾波電路和第二放大電路。所述探測(cè)線圈10包括結(jié)構(gòu)差異的大線圈14和小線圈15，所述大線圈14和小線圈15位于同一平面內(nèi)。
[0022]如圖3所示，所述大線圈14與小線圈15在同一平面上并共中心點(diǎn)，所述大線圈14包括發(fā)射線圈11，所述小線圈15包括反饋線圈12和接收線圈13 ο發(fā)射線圈11和反饋線圈12在所述探測(cè)器的探測(cè)區(qū)周圍形成一定強(qiáng)度的探測(cè)磁場(chǎng)。同時(shí)，發(fā)射線圈11與反饋線圈12在接收線圈13中各自形成的磁場(chǎng)方向相反，即兩線圈在接收線圈13區(qū)域形成磁信號(hào)趨近于零的平衡磁場(chǎng)。
[0023]所述控制芯片20產(chǎn)生的低頻正弦電流信號(hào)經(jīng)過第一濾波電路31、整形電路32、第一放大電路33以及驅(qū)動(dòng)電路34后，由驅(qū)動(dòng)電路34傳輸?shù)桨l(fā)射線圈11和反饋線圈12，并根據(jù)電磁感應(yīng)原理在探測(cè)區(qū)形成一個(gè)交變的電磁場(chǎng)。
[0024]所述接收線圈13的接收電流信號(hào)經(jīng)過選頻預(yù)放電路41、第二濾波電路42、第二放大電路43的調(diào)整放大后，最終進(jìn)入控制芯片20。所述控制芯片20設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路把接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元中一種或多種需要報(bào)警金屬的電信號(hào)資料，進(jìn)行分析處理。其中，控制芯片20根據(jù)接收到的信號(hào)幅度判斷出被測(cè)金屬物品的大小或是遠(yuǎn)近?？刂菩酒?0根據(jù)接收到的信號(hào)的相位與發(fā)射信號(hào)的相位做比較，根據(jù)其相位差的不同并對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元中的資料，判斷出不同的金屬材質(zhì)，并對(duì)特定的金屬進(jìn)行報(bào)警。
[0025]所述按鍵51為電源開關(guān)鍵，按鍵52為功能鍵，功能鍵用于功能設(shè)定以及選擇預(yù)設(shè)的待檢測(cè)金屬類型。
[0026]所述報(bào)警單元70包含多色LED燈光報(bào)警器71和蜂鳴器報(bào)警器72。在探測(cè)過程中探測(cè)到特定金屬時(shí)，多色LED燈光報(bào)警器71發(fā)出報(bào)警燈光指示，蜂鳴器報(bào)警器72發(fā)出報(bào)警聲音指示，同時(shí)提示安檢員注意。
[0027]顯然，本專利的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本專利所作的舉例，而并非是對(duì)本專利的實(shí)施方式的限定。在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本專利的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本專利權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種手持式特定金屬探測(cè)器，包括殼體及安裝在殼體內(nèi)的探測(cè)線圈、控制芯片、報(bào)警單元、信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)采集電路、按鍵和電源，所述殼體形成相互連接的探測(cè)區(qū)、部件區(qū)和手柄區(qū)，所述探測(cè)線圈設(shè)置在所述探測(cè)區(qū)，其特征在于所述探測(cè)線圈包括結(jié)構(gòu)差異的大線圈和小線圈，所述大線圈和小線圈位于同一平面內(nèi)，所述小線圈設(shè)置在所述大線圈內(nèi)部中間區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式特定金屬探測(cè)器，其特征在于所述大線圈包括發(fā)射線圈，所述小線圈包括反饋線圈；或所述大線圈包括反饋線圈，所述小線圈包括發(fā)射線圈，所述接收線圈設(shè)置在所述大線圈或小線圈上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式特定金屬探測(cè)器，其特征在于所述大線圈和小線圈均包括接收線圈，所述發(fā)射線圈設(shè)置在所述大線圈或小線圈上。4.根據(jù)權(quán)利要求2至3任一項(xiàng)所述的手持式特定金屬探測(cè)器，其特征在于所述信號(hào)發(fā)生電路包括依次連接的第一濾波電路、整形電路、第一放大電路和驅(qū)動(dòng)電路，所述濾波電路連接控制芯片，所述驅(qū)動(dòng)電路連接發(fā)射線圈或反饋線圈。5.根據(jù)權(quán)利要求2至3任一項(xiàng)所述的手持式特定金屬探測(cè)器，其特征在于所述信號(hào)采集電路包括依次連接的選頻預(yù)放電路、第二濾波電路和第二放大電路，所述選頻預(yù)放電路連接接收線圈，所述第二放大電路連接控制芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手持式特定金屬探測(cè)器，其特征在于所述控制芯片設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接第二放大電路。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手持式特定金屬探測(cè)器，其特征在于所述控制芯片還設(shè)有用于存儲(chǔ)金屬報(bào)警電信號(hào)數(shù)據(jù)資料的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元。8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的手持式特定金屬探測(cè)器，其特征在于還包括電源管理單元，所述電源管理單元與所述電源連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的手持式特定金屬探測(cè)器，其特征在于所述報(bào)警單元包括多色LED燈光報(bào)警器、蜂鳴器報(bào)警器或振動(dòng)報(bào)警器中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】G01V3/11GK105891893SQ201610177250
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】于曙紅, 孟紹鋒, 朱文斌, 陳榮
【申請(qǐng)人】大同市快安科技有限公司