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金属探测仪各探测单元的设计与实现

编辑:临朐三星电子有限公司时间:2020-04-26

  金属探测单元是整个金属探测仪系统的关键,也是人们研究工作的重点。本系统针对灵敏度要求不高,但由于新系统的工作环境干扰较多,系统对发射接收电路的稳定性、抗干拢能力要求很高的场所。新系统的主要干扰有:1、何服电机工作时,引起的空问辐射和电源波动对发射接收电路的干扰;2、旋转玻璃门运动时,引起的振动导致的线圈振动,也会引起千拢,产生虚假的报警信号。针对这些不利因素,我们设计了一种高质量的发射电路,接收电路也做了相应的调整,同时改进了线圈零方法和耐干扰措施,取得了良好的实际效果。

  一、信号发射模块设计:

  信号发射模块的主要作用是产生频率、幅值稳定的交变电流,来驱动发射线图产生稳定的空间磁场。传统安检门的发射电路,多通过模拟电路的LC谐振方式实现,这种方式对参数较敏锐,实际应用中波形会稍有失真,而且发射频率无法任意调节。为达到新系统高稳定性的需要,我们采用优良的直接数字频率合成(DDS技术来产生频率可调的标准正弦波信号直接数字频率合成技术具有较高速的频率转换时间,较高的频率分辩率和较低的相位噪声,在频率改变与调频时,能够保持相位的连续,因此很容易实现频率、相位和幅度调制。

  二、信号接收处理模块设计:

  接收模块是金属探测仪单元的关键。在没有金属通过时,接收线圈内的感生电动势为频率等于发射信号频率的正弦波;当有金属通过磁场时,金属自身的涡流效应产生的二次场会与原磁场叠加改变其空间分布,由于金属通过速度较慢,其频率较低,此低频信号将叠加在频率为的正弦波信号上。接收电路的作用就是从频率为的正弦波载波中提取出低频调制信号,并将其转变为开关信号传给单片机处理。

  三、金属探测单元的实现:

  在具体的实现过程中,要增加金属探测仪稳定性,实现系统功能,还要相当注意以下两点问题:

  1、电源对系统的影响,本系统采用的是线性电源,如果使用开关电源会使发射接收波形引入高次谐波,而且电源在使用前定要做好滤波处理;

  2、线圈对系统的影响,传统的绕线方法,在本系统中很难实现调零,一般较多可以调到100mV左右,经过大量的实验本系统采用了一种在反向线圈基础上增加调零线圈的方法,可有益改良调零达到1mV左右。而且实际中需要对线圈做有效的防干扰处理。