用于监测金属探测系统的操作的方法以及金属探测系统技术方案

本发明专利技术涉及用于监测金属探测系统的操作的方法以及金属探测系统。所述方法用于监测配备了平衡线圈系统(2)的金属探测系统的操作，所述平衡线圈系统(2)包括：连接到第一发射器单元(1)的发射器线圈(21)，所述第一发射器单元(1)提供发射器信号(s1)，所述发射器信号(s1)包括至少第一操作频率和第二操作频率(fTX1、fTX2)；以及第一接收器线圈和第二接收器线圈(22、23)，所述第一接收器线圈和所述第二接收器线圈(22、23)向接收器单元(3)提供输出信号(s22、s23)，在所述金属探测系统处于平衡的情况下，所述输出信号(s22、s23)彼此补偿。根据本发明专利技术，将第一操作频率(fTX1)和第二操作频率(fTX2)各自与监测频率(fMON)一起单独地施加到第一调制单元和第二调制单元(52、53)的输入，所述第一调制单元和所述第二调制单元(52、53)提供第一调制监测信号和第二调制监测信号(sM1、sM2)，每一个调制监测信号包括无载波的第一调制监测频率或第二调制监测频率(fMM1、fMM2)，将所述第一调制监测信号和所述第二调制监测信号(sM1、sM2)施加到求和单元(54)的输入，所述求和单元(54)输出组合输出信号(sM12)，所述组合输出信号(sM12)包括两个调制监测频率(fMM1、fMM2)，并且将所述组合输出信号(sM12)施加到监测线圈(24)，所述监测线圈(24)与所述接收器线圈(22；23)中的至少一个接收器线圈感应耦合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于监测多频率金属探测装置的操作的方法以及一种实施该方法的多频率金属探测装置。
技术介绍
工业金属探测系统用于探测并且抵制不希望的金属污染物。在正确安装和操作时，它将帮助降低金属污染物和改善食品安全。最现代的金属探测器利用包括“平衡线圈系统”的搜索头。此设计中的探测器能够探测包括在诸如新鲜和冷冻产品之类的各种产品中的含铁的、不含铁的和不锈钢的所有金属污染物类型。根据“平衡线圈”原理操作的金属探测系统典型地包括缠绕在非金属框上、各自彼此精确平行的三个线圈。利用生成磁场的高频电流对位于中心的发射器线圈进行激励。发射器线圈的每一侧上的两个线圈用作接收器线圈。由于两个接收器线圈完全相同并且被安装成离发射器线圈相同的距离，因此在每一个接收器线圈中感应相同的电压。为了在系统平衡时接收为零的输出信号，接收器线圈与具有绕组的反相感测的第二接收器线圈串联连接。因此，在不存在金属污染物的情况下的系统平衡时，在接收器线圈中感应的具有相同幅度和相反极性的电压彼此抵消。随着金属颗粒通过线圈布置，首先在一个接收器线圈附近并且然后在另一接收器线圈附近扰乱高频场。在金属颗粒传送通过接收器线圈时，在每一个接收器线圈中感应的电压改变(纳伏特)。平衡的这种改变在接收器线圈的输出处产生信号，所述信号能够被处理、放大并且随后用于探测金属污染物的存在。信号处理信道将所接收的信号划分为彼此分隔90°的两个单独的分量。最终的向量具有典型用于传送通过线圈的产品和污染物的幅度和相位角。为了识别金属污染物，需要去除或者降低“产品效应”。知道产品的相位，可以降低相应的信号向量。从而从信号谱中消除不希望的信号导致对于源自污染物的信号的更高灵敏度。为了获得关于污染物的种类和体积的信息并且为了至少部分消除由“产品效应”或者诸如振动之类的干扰引起的不希望的信号，系统处理具有精确的信号幅度和信号相位的测量信号是重要的。在出现使经处理的信号的幅度或者相位降级的系统缺陷的情况下，则反映生产工艺的质量的测量结果就不再可靠。如果污染物存在(漏报)，则系统或者不会发出警报。替代地，如果污染物不存在(误报)，则系统会发出警报。因此，提供了具有容许监测金属探测系统的操作的设备的高级金属探测系统。在EP2439560B1中公开了一种用于监测金属探测系统的操作的方法。根据此方法，向调制单元提供具有发射器频率的载波信号和具有监测频率的监测信号，所述调制单元抑制载波信号并且其提供调制监测信号，将调制监测信号施加到监测线圈，所述监测线圈与接收器线圈中的一个接收器线圈感应耦合，在解调单元中对所述接收器线圈的输出信号进行解调，所述解调单元提供解调监测信号，将解调监测信号与参考物在相位和/或幅度上相比较。在解调监测信号与参考物之间偏差超过给定阈值的情况下，则提供警报信号。在W02006/021045A1中解释了在两个频率上同时操作使得金属探测系统能够在目标辨别与由环境引起的错误信号的抵制方面都实现较高的性能。进一步地，概述了在构造多频率金属探测器中的困难阻碍了其普及，因为对于增加到传统金属探测器的每一个额外频率，必须增加若干处理单元，从而增大了探测器的成本和复杂性。进一步地，鉴于EP2439560B1中的公开内容，这种多频率金属探测系统也应配备监测系统。然而，如W02006021045A1中所描述的，向金属探测系统增加进一步的复杂性是不希望的。因此，本专利技术基于如下目的:提供一种用于监测多频率金属探测系统的操作的改善方法以及提供根据该方法操作的多频率金属探测系统。具体而言，本专利技术基于如下目的:针对所有的系统配置和操作模式提供一种容许探测将阻止金属探测系统正确探测产品污染物的故障的方法。进一步地，本专利技术基于如下目的:提供一种可以以很少努力和少量额外硬件单元实现的方法。创造性的金属探测系统的复杂性不应与增强的性能成比例地升高，而应保持在相同的程度。
技术实现思路
本专利技术的以上及其它目的通过如在权利要求1中限定的用于操作金属探测系统的改进方法和如在权利要求12中限定的根据该方法操作的金属探测系统来实现。所述方法用于监测配备了平衡线圈系统的金属探测系统的操作，所述平衡线圈系统包括:发射器线圈，将所述发射器线圈连接到第一发射器单元，所述第一发射器单元提供发射器信号，所述发射器信号包括至少第一操作频率和第二操作频率；以及第一接收器线圈和第二接收器线圈，所述第一接收器线圈和所述第二接收器线圈向接收器单元提供输出信号，在所述金属探测系统处于平衡的情况下，所述输出信号彼此补偿。根据本专利技术-将具有第一操作频率的第一信号和具有监测频率的监测信号施加到第一调制单元的输入，所述第一调制单元输出第一调制监测信号，所述第一调制监测信号包括无载波的第一调制监测频率；-将具有第二操作频率的第二信号和具有监测频率的监测信号施加到第二调制单元的输入，所述第二调制单元输出第二调制监测信号，所述第二调制监测信号包括无载波的第二调制监测频率。调制监测频率是边带信号，它在以监测频率对操作频率进行调制之后产生。在调制监测信号中抑制了与操作频率相关的载波频率。然后将第一调制监测信号和第二调制监测信号施加到求和单元的输入，求和单元输出组合输出信号，所述组合输出信号包括两个调制监测频率，并且将所述组合输出信号施加到监测线圈，所述监测线圈与接收器线圈中的至少一个接收器线圈感应耦合，在解调单元中对接收器线圈的输出信号进行解调，解调单元为操作频率中的每一个操作频率提供解调监测信号，将解调监测信号与诸如监测信号的参考物在相位上和/或在幅度上相比较，以便获得性能信息。在对解调监测信号与参考物进行比较的情况下，优选地，从第二发射器单元接收的监测信号指示在幅度或相位上的差异，则可以相应地校正获得的产品信号，或者例如，如果偏差超过给定阈值，则可以触发警报。根据本专利技术，为每一个操作频率提供了调制监测信号，所述调制监测信号优选地由单边带组成，单边带从操作频率偏移了监测频率。可以精确监测具有所选定的任何操作频率的金属探测系统的任何配置，使得可以探测到任何不规则性。因此，不仅针对单一频率而且针对频率的每一个组合监测金属探测系统的行为。因此，所述创造性的方法容许针对一对所选定的操作频率中的每一个操作频率来测量金属探测系统的性能，并且验证测量的性能是否在技术要求内。可以检查系统的发射器部分和接收器部分是否正确地操作。进一步地，可以检查诸如来自安装地点的影响的其它干扰(例如，振动或磁场)对测量过程是否具有负面影响。进一步地，有效地达到了本专利技术的目的。在优选实施例中，将XOR门用作调制单元。以此方式，可以为每一个操作频率最有效地生成载波抑制信号。然后将为每一个操作频率生成的调制监测信号施加到求和单元，所述求和单元优选地是复用器单元，所述复用器根据复用频率将第一调制监测信号与第二调制监测信号交替地切换到其输出。在将复用器的输出信号施加到监测线圈之前，复用器的输出信号包括可以在进一步的阶段中进行放大并且滤波的期望的调制监测频率。调制监测信号由复用器交织并且将其有效地合并为单一信号。求和单元优选地由如下地处理信号的门组成。将第一调制监测信号和具有参考频率的参考信号施加到具有AND功能的第一门的输入。将第二调制监测信号和具有参考频率的参考信号施加到具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测配备了平衡线圈系统(2)的金属探测系统的操作的方法，所述平衡线圈系统(2)包括：连接到第一发射器单元(1)的发射器线圈(21)，所述第一发射器单元(1)提供发射器信号(s1)，所述发射器信号(s1)包括至少第一操作频率和第二操作频率(fTX1、fTX2)；以及第一接收器线圈和第二接收器线圈(22、23)，所述第一接收器线圈和所述第二接收器线圈(22、23)向接收器单元(3)提供输出信号(s22、s23)，在所述金属探测系统处于平衡的情况下，所述输出信号(s22、s23)彼此补偿，特征在于在第二发射器单元(5)中：a)将具有所述第一操作频率(fTX1)的第一信号(s11)和具有监测频率(fMON)的监测信号(sM)施加到第一调制单元(52)的输入，所述第一调制单元(52)输出第一调制监测信号(sMM1)，所述第一调制监测信号(sMM1)包括无载波的第一调制监测频率(fMM1)；b)将具有所述第二操作频率(fTX2)的第二信号(s12)和具有所述监测频率(fMON)的所述监测信号(sM)施加到第二调制单元(53)的输入，所述第二调制单元(53)输出第二调制监测信号(sMM2)，所述第二调制监测信号(sMM2)包括无载波的第二调制监测频率(fMM2)；其中，将所述第一调制监测信号和所述第二调制监测信号(sMM1、sMM2)施加到求和单元(54)的输入，所述求和单元(54)输出组合输出信号(sM12)，所述组合输出信号(sM12)包括所述两个调制监测频率(fMM1、fMM2)，并且将所述组合输出信号(sM12)施加到监测线圈(24)，所述监测线圈(24)与所述接收器线圈(22、23)中的至少一个接收器线圈感应耦合，在解调单元(34)中对接收器线圈(22、23)的输出信号(s22、s23)进行解调，所述解调单元(34)为所述操作频率(fTX1、fTX2)中的每一个操作频率提供解调监测信号(sM1；sM2)，将所述解调监测信号(sM1；sM2)与诸如所述监测信号(sM)的参考物在相位上和/或在幅度上相比较，以便获得用于控制测量过程的性能信息。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S·麦克亚当，
申请(专利权)人：梅特勒托利多安全线有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB