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基于电感数字传感器的金属探测仪的原理

编辑:临朐三星电子有限公司时间:2020-05-31

  金属探测仪作为一种常见的安全检查设备,广泛地应用于社会生活、工业生产、军事等领域。常见的金属探测器一般采用霍尔传感器作为传感器,但是这种传感器需要配合较复杂的硬件电路,如放大电路、A/D转换电路校准电路等,且误差较大。

  基于感测技术的电感数字传感器LDC1000能够不接触目标物体而将金属导体的检测信号数字化;不需校准,可直接与控制部件进行数据通信,从而使得外部硬件电路大大简化。

  此外,该传感器不但能够检测目标区域内是否存在金属导体,还能够检测目标导体与传感器之间的距离,因此具有精度高、体积小、结构简单、无触点等特点,能够在灰尘污垢、油污及潮湿环境中实现导体目标的低成本、高分辨率的感测。相比之下,设计开发基于电感数字传感器检测元件的金属探测仪检测系统具有较强的实用意义。此外,电感数字传感器采用线圈产生磁场,不需要磁体和复杂的校准,不使用稀土,因此越为节能。

  上述电感数字传感器的工作原理(如图):

  依据电磁场理论,当金属物体置于变化的磁场中时,金属导体中会产生一种自闭合感应电流,即金属的涡流效应。电感数字传感器LDC1000利用电磁感应原理,在传感器自身线圈上加一个交变电流l1,线圈周围产生交变电磁场H。这时如果有金属物体进入此电磁场,会在金属物体表面产生涡流H2(感应电流l2)。涡流电流跟线圈电流方向相反,涡流产生的感应电磁场跟线圈的电磁场方向相反,该涡流是金属物体种类、距离、大小的函数。

  当在线圈侧并联一个电容在电感上时,由于金属探测仪的并联谐振作用能量损耗大大减小,能量只消耗在R和R2'上,因此检测出(R1+R2')的损耗就可以间接地检测到金属物体的距离、种类等。LDC1000能够将检测出的等效电阻直接转换为数字量并送控制部分进行处理。