一种具有多频自平衡功能的金属探测门制造技术

本发明专利技术涉及一种具有多频自平衡功能的金属探测门，属于检测设备技术领域。该具有多频自平衡功能的金属探测门的FPGA模块产生n路不同频率的方波信号，并由n路信号处理模块产生n路正弦波信号，n路正弦波信号整合为波形叠加信号后发射；接收信号通过n路解调电路进行相位解调，产生n路低频直流信号后，由FPGA模块判断金属信号。从而实现基于多个工作频率的金属探测，对差分线圈由于温度、外力等引起的形变能够起到自动补偿的作用，保证了基本的检测效果，同时，对金属材质的通用性较好，对放置位置要求较低，且本发明专利技术的具有多频自平衡功能的金属探测门，其结构简单，成本相对低廉，应用范围也相当广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测设备
，特别涉及金属检测门
，具体是指一种具有多频自平衡功能的金属探测门。
技术介绍
现有技术中的金属探测门一般采用单频信号，其检测效果较差，受金属材质(铁磁性/非铁磁性)和放置位置影响较大。很多时候金属探测门的中间区域其检测效果较差，对于不锈钢以及铜等非铁磁性的金属检测也比较困难，并且由于其内部线圈的绕制方式为差分线圈，因此线圈的形变等因素也会引起接收信号的质量，从而影响检测的效果。因此，如何提供一种对金属材质的通用性较好，对放置位置要求较低，且探测准确性高金属探测门成为本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种基于多个工作频率，对差分线圈由于温度、外力等引起的形变能够起到自动补偿的作用，从而保证了基本的检测效果，且对金属材质的通用性较好，对放置位置要求较低，结构简单，成本低廉的具有多频自平衡功能的金属探测门。为了实现上述的目的，本专利技术的具有多频自平衡功能的金属探测门具有如下构成：该具有多频自平衡功能的金属探测门包括：FPGA模块，用以产生n路不同频率的方波信号，并根据获得的数字信号判断出金属信号；n路信号处理模块，每一路信号处理模块分别连接一路所述的FPGA模块的方波信号，用以根据n路方波信号产生n路正弦波信号；变压器，连接于所述的n路信号处理模块，用以将所述的n路正弦波信号整合为波形叠加信号；发射线圈，设置于所述的金属探测门，并连接于所述的变压器，用以发射所述的波形叠加信号；接收线圈，设置于所述的金属探测门，用以感应空间电磁场，产生接收信号；频率选通电路，连接所述的接收线圈，利用选频特性将所述接收信号中指定频率的正弦波信号选通；n路LC振荡切换电路，连接所述的频率选通电路及所述的FPGA模块，用以根据所述接收信号的峰值，由所述的FPGA模块控制选通各路LC振荡切换电路；n路解调电路，连接所述的n路LC振荡切换电路及所述的n路信号处理模块，用以进行相位解调，产生n路低频直流信号；接收信号处理模块，连接所述的n路解调电路，将所述的n路低频直流信号转化为所述的数字信号，并发送至所述的FPGA模块。该具有多频自平衡功能的金属探测门中，所述的n路信号处理模块包括n路功率放大及滤波单元，各路功率放大及滤波单元分别连接其所对应的FPGA模块的方波信号，用以选通出基频分量，并根据n路方波信号产生n路正弦波信号。该具有多频自平衡功能的金属探测门中，所述的变压器为多抽头变压器，该多抽头变压器的输出端通过mos管将所述的波形叠加信号发送至所述的发射线圈。该具有多频自平衡功能的金属探测门中，所述的接收线圈为差分绕组线圈。该具有多频自平衡功能的金属探测门中，所述的频率选通电路为通过反向工程，利用集成运放电路以及RC电路的选频特性将指定频率的正弦波信号选通。该具有多频自平衡功能的金属探测门中，所述的n路解调电路为将所述的频率选通电路选通的正弦波信号与所述的n路信号处理模块产生的n路正弦波信号进行解调，输出低频直流信号。该具有多频自平衡功能的金属探测门中，所述的接收信号处理模块包括顺序连接的选通电路单元、放大滤波电路单元和数模转换电路单元，所述的选通电路单元的输入端连接所述的n路解调电路，所述的数模转换电路单元还连接所述的FPGA模块。该具有多频自平衡功能的金属探测门还包括人机交互模块，该人机交互模块连接于所述的FPGA模块，用以接收用户操作并反馈探测结果。采用了该专利技术的具有多频自平衡功能的金属探测门，其FPGA模块产生n路不同频率的方波信号，并由n路信号处理模块产生n路正弦波信号，n路正弦波信号整合为波形叠加信号后通过发射线圈发射；接收信号经频率选通电路和n路LC振荡切换电路，通过n路解调电路进行相位解调，产生n路低频直流信号后，由FPGA模块判断金属信号。从而实现基于多个工作频率的金属探测，对差分线圈由于温度、外力等引起的形变能够起到自动补偿的作用，保证了基本的检测效果，同时，对金属材质的通用性较好，对放置位置要求较低，且本专利技术的具有多频自平衡功能的金属探测门，其结构简单，成本相对低廉，应用范围也相当广泛。附图说明图1为本专利技术的具有多频自平衡功能的金属探测门的功能模块框图。图2为本专利技术的具有多频自平衡功能的金属探测门在实际应用中的结构框图。图3为本专利技术的具有多频自平衡功能的金属探测门在实际应用中的选频电路的结构示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的
技术实现思路
，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，为本专利技术的具有多频自平衡功能的金属探测门的功能模块框图。在一种实施方式中，如图1所示，该具有多频自平衡功能的金属探测门包括：FPGA模块、n路信号处理模块、变压器、发射线圈、接收线圈、频率选通电路、n路LC振荡切换电路、n路解调电路和接收信号处理模块。其中，FPGA模块用以产生n路不同频率的方波信号，并根据获得的数字信号判断出金属信号；n路信号处理模块，每一路信号处理模块分别连接一路所述的FPGA模块的方波信号，用以根据n路方波信号产生n路正弦波信号；变压器连接于所述的n路信号处理模块，用以将所述的n路正弦波信号整合为波形叠加信号；发射线圈设置于所述的金属探测门，并连接于所述的变压器，用以发射所述的波形叠加信号；接收线圈设置于所述的金属探测门，用以感应空间电磁场，产生接收信号；频率选通电路连接所述的接收线圈，利用选频特性将所述接收信号中指定频率的正弦波信号选通；n路LC振荡切换电路连接所述的频率选通电路及所述的FPGA模块，用以根据所述接收信号的峰值，由所述的FPGA模块控制选通各路LC振荡切换电路；n路解调电路连接所述的n路LC振荡切换电路及所述的n路信号处理模块，用以进行相位解调，产生n路低频直流信号；接收信号处理模块连接所述的n路解调电路，将所述的n路低频直流信号转化为所述的数字信号，并发送至所述的FPGA模块。在优选的实施方式中，如图2所示，所述的n路信号处理模块包括n路功率放大及滤波单元，各路功率放大及滤波单元分别连接其所对应的FPGA模块的方波信号，用以选通出基频分量，并根据n路方波信号产生n路正弦波信号。所述的变压器为多抽头变压器，该多抽头变压器的输出端通过mos管将所述的波形叠加信号发送至所述的发射线圈。所述的接收线圈为差分绕组线圈。所述的频率选通电路为通过反向工程，利用集成运放电路以及RC电路的选频特性将指定频率的正弦波信号选通。所述的n路解调电路为将所述的频率选通电路选通的正弦波信号与所述的n路信号处理模块产生的n路正弦波信号进行解调，输出低频直流信号。所述的接收信号处理模块包括顺序连接的选通电路单元、放大滤波电路单元和数模转换电路单元，所述的选通电路单元的输入端连接所述的n路解调电路，所述的数模转换电路单元还连接所述的FPGA模块。在更优选的实施方式中，该具有多频自平衡功能的金属探测门还包括人机交互模块，该人机交互模块连接于所述的FPGA模块，用以接收用户操作并反馈探测结果。在实际应用中，如图2所示，本专利技术的具有多频自平衡功能的金属探测门由接收、发射线圈、功率放大以及LC滤波环节、人机交互模块、变压器、FPGA、解调电路、选通电路、模拟滤波放大电路、模数转化电路等组成。系统主要的工作流程如下:FPGA发射出n路频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多频自平衡功能的金属探测门，其特征在于，包括：FPGA模块，用以产生n路不同频率的方波信号，并根据获得的数字信号判断出金属信号；n路信号处理模块，每一路信号处理模块分别连接一路所述的FPGA模块的方波信号，用以根据n路方波信号产生n路正弦波信号；变压器，连接于所述的n路信号处理模块，用以将所述的n路正弦波信号整合为波形叠加信号；发射线圈，设置于所述的金属探测门，并连接于所述的变压器，用以发射所述的波形叠加信号；接收线圈，设置于所述的金属探测门，用以感应空间电磁场，产生接收信号；频率选通电路，连接所述的接收线圈，利用选频特性将所述接收信号中指定频率的正弦波信号选通；n路LC振荡切换电路，连接所述的频率选通电路及所述的FPGA模块，用以根据所述接收信号的峰值，由所述的FPGA模块控制选通各路LC振荡切换电路；n路解调电路，连接所述的n路LC振荡切换电路及所述的n路信号处理模块，用以进行相位解调，产生n路低频直流信号；接收信号处理模块，连接所述的n路解调电路，将所述的n路低频直流信号转化为所述的数字信号，并发送至所述的FPGA模块。

【技术特征摘要】
1.一种具有多频自平衡功能的金属探测门，其特征在于，包括：FPGA模块，用以产生n路不同频率的方波信号，并根据获得的数字信号判断出金属信号；n路信号处理模块，每一路信号处理模块分别连接一路所述的FPGA模块的方波信号，用以根据n路方波信号产生n路正弦波信号；变压器，连接于所述的n路信号处理模块，用以将所述的n路正弦波信号整合为波形叠加信号；发射线圈，设置于所述的金属探测门，并连接于所述的变压器，用以发射所述的波形叠加信号；接收线圈，设置于所述的金属探测门，用以感应空间电磁场，产生接收信号；频率选通电路，连接所述的接收线圈，利用选频特性将所述接收信号中指定频率的正弦波信号选通；n路LC振荡切换电路，连接所述的频率选通电路及所述的FPGA模块，用以根据所述接收信号的峰值，由所述的FPGA模块控制选通各路LC振荡切换电路；n路解调电路，连接所述的n路LC振荡切换电路及所述的n路信号处理模块，用以进行相位解调，产生n路低频直流信号；接收信号处理模块，连接所述的n路解调电路，将所述的n路低频直流信号转化为所述的数字信号，并发送至所述的FPGA模块。2.根据权利要求1所述的具有多频自平衡功能的金属探测门，其特征在于，所述的n路信号处理模块包括n路功率放大及滤波单元，各路功率放大及滤波单元分别连接其所对应的FPGA模块的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周茂林，项安，幸波，李园芳，施晨程，郑洁，
申请(专利权)人：上海太弘威视安防设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31