一种金属分类探测的标定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种金属分类探测的标定方法及系统，其中该方法包括：金属标定物未通过金属探测器接收线圈的感应区，发射线圈发射激励信号，接收线圈产生初始信号感应电动势y＝A cos(ωt)；金属标定物通过所述金属探测器的接收线圈的感应区域，所述接收线圈附近产生涡流效应，影响接收线圈产生的感应电动势使得所述初始信号y变成y′＝Ay cos(ωt+q)；获取所述接收线圈的感应电动势变化量

【技术实现步骤摘要】
一种金属分类探测的标定方法及系统
本专利技术涉及金属分类领域，具体而言涉及一种金属分类探测的标定方法及系统。
技术介绍
在原材料冶炼厂、金属加工厂等企业中，为防止工作人员违规将厂内产品或原料携带外出，通常情况下都会安装普通金属探测门。普通金属探测门在实际使用中，也会对皮带扣，钥匙，衣服上的金属物件产生感应，工作人员携带这些日常物品通过金属探测门都会引起报警，因其无法区分被检测人员携带的是产品原料还是普通的金属材料，所以工作人员必须将身上所有私人金属物件脱下通过金属探测门，这样的方式检测效率低下，检测精确度低。站在企业的角度，希望能够检测出工作人员是否携带了某一种或几种禁止携带的金属物品外出即可。另外，在公共安防场合，也需要能够排除日常携带物件，对疑似铁制武器，如枪支、刀具进行报警，金属探测器一直无法对金属成分信息进行检测。对检查工作带来不便之处。特别无法满足大客流情况下快速安检的目的，因此，需要一种新的金属分类检测方法和装置来解决这个问题。现有专利CN101556253A涉及一种隐藏金属物品的探测装置和方法，涉及没有金属通过时，接收线圈上的感应电动势为y1＝A1cos(ωt)，当藏有金属物品时，信号y1变成y1′＝A1K1cos(ωt+q0)，其中，K1代表信号幅度，ω代表信号频率，K1代表金属量的信息，q0代表金属材质的信息；通过判断金属量和金属材质进行检测判断分类。然而通过该专利技术方案搭建的实验证明如下：参见图1，同一有色金属物品没有通过接收线圈时，接收线圈的初始信号为y＝Acos(ωt)；同一有色金属物品通过接收线圈时，由于该同一有色金属物品在离接收线圈不同距离时接收线圈上产生不同的感应信号y1′、y2′、y3′，可以看出接收线圈上的各个感应信号y′的幅值不同，相位角q1、q2、q3不同，由于同一个金属材质应该是个常量，因此，可以得出：当藏有金属物品时，接收线圈上信号y变成y′＝AK1cos(ωt+q)相位角q代表金属材质的信息的结论是错误的，违反物理现象。同样，采用三角函数推导也可证明q是个变量，由于当金属物品通过接近接收线圈时，金属物品出现并产生涡流效应，涡流效应作用在接收线圈上产生的感应电动势最终测得的接收线圈上的信号y′为初始信号y和涡流作用产生感应电动势的信号yx两者的叠加，即这里简化一下即y′＝AK1cos(ωt+q)，也即现有专利CN101556253A中y1′＝A1K1cos(ωt+q0)，q与q0是同一物理量。这里需要指出的是Ax是变量，Ax的大小与金属物品的大小及金属与接收线圈的距离都可能有关。同时Ax可能引起的变化，也就是y′幅度的变化，也能引起的变化，也就是y′的相位q是变化的，也即用q0代表金属材质的信息的结论是错误的，违反物理现象。现有专利CN2694270Y公开的一种手持式可分辨金属探测器电路对金属的分类也是通过获得相位进行判断分析的。当金属通过接收线圈11，接收线圈11的输出为y′＝Acos(ωt+q)，移相器7中输出为与两路同源，同频且正交的的信号，定义为y2＝Bcos(ωt)y3＝Bcos(ωt+90°)其中乘法器31的输出为乘法器32的输出为分别经过41和42的低通滤波器之后，第一项交流信号分别被滤掉，最后输出为故可以得出比较器进行判断，只是用AD转换+CPU进行判断相位q，这里的相位q与现有专利CN101556253A中y1′＝A1K1cos(ωt+q0)的相位q0是同一物理量。通过图1实验和公式推导，我们可以知道对于同一电路，同一金属测试下，接收线圈上的信号y′的相位角q并不一致，是一个变量，不能用q进行判断金属分类。以上，可以看出现有技术中当同一金属通过接收线圈感应区时，接收线圈产生的感应电动势y′的相位角q是变量，同一个金属材质应该是个常量，用变量的相位角q不能作为判断常量金属材质的唯一标准，违反物理现象。因此，采用相位角q作为金属材质进行金属分类，受到金属被测物的大小、金属被测物与接收线圈距离的影响，测得的结果也是变化的，测出的结果精准度差、稳定性差。
技术实现思路
本专利技术提供了一种金属分类探测的标定方法及系统，克服了当同一金属通过接收线圈感应区时，采用接收线圈产生感应电动势y′的相位角q作为判断金属材质的技术偏见，提高金属分类的精确度、稳定性。所述技术方案如下：一方面，提供了一种金属分类探测的标定方法，包括：金属标定物未通过金属探测器接收线圈的感应区，发射线圈发射激励信号，接收线圈产生初始信号感应电动势y＝Acos(ωt)；金属标定物通过所述金属探测器的接收线圈的感应区域，所述接收线圈附近产生涡流效应，影响接收线圈产生的感应电动势使得所述初始信号y变成y′＝Aycos(ωt+q)；获取所述接收线圈的感应电动势变化量提取相位特征值将固定的相位特征值与所述金属标定物的材料成分关联；其中，A、Ay、Ax代表信号幅度，ω代表信号频率，q代表信号y′的相位，代表感应电动势变化量yx的相位；将所述相位特征值所述金属标定物材料成分信息写入报警数据库中的标定物相位特征表。本方案中，通过提取感应电动势变化量yx的相位特征值关联金属标定物的材料成分，作为金属分类的判断条件，由于相位特征值不受金属标定物的大小及金属标定物与接收线圈距离的影响，固定不变的，从而提高金属分类的稳定性和精准度。作为上述方案的改进，所述金属标定物的相位特征值是多次测量取平均值得到的。还包括基准点标定物，用于将基准点标定物通过所述接收线圈的感应区域，获取其相位特征值Z并设为相位特征基准点0。还包括基准计算模块，用于计算得出金属标定物基于基准点标定物的相位特征值θ；所述报警数据库中的标定物相位特征表中存有相位特征值θ、金属标定物的成分信息。在改进方案中，基于同一的硬件检测设备和相同频率的发射线圈发射激励信号，金属标定物通过接收线圈，提取接收线圈感应电动势变化量的相位特征值与被测物的材料成分关联，特定金属标定物的相位特征值是固定的，但对于不同的接收线圈来说，由于其模拟特性上的不同，通过不同接收线圈测定的金属标定物的相位特征值是不同的，但对于同一接收线圈两个不同的金属标定物的相位特征值之差是固定的；通过计算得出金属标定物基于基准点标定物的相位特征值θ，统一了对应不同接收线圈的相位特征值，统一的相位特征值有利于标定物相位特征表的统一与迁移。另一方面，提供一种金属分类探测系统，包括金属探测器以及设置在其内部的发射线圈和接收线圈，以及还包括获取模块，用于金属标定物未通过所述金属探测器接收线圈的感应区，发射线圈发射激励信号，获取接收线圈产生初始信号感应电动势y＝Acos(ωt)；以及，金属标定物通过所述金属探测器的接收线圈的感应区域，所述接收线圈附近产生涡流效应，影响接收线圈产生的感应电动势使得所述初始信号y变成y′＝Aycos(ωt+q)，获取信号y1′；相位特征获取模块，用于获取所述接收线圈的感应电动势变化量提取相位特征值将固定的相位特征值与所述金属标定物的材料成分关联；报警数据库，用于将所述相位特征值所述金属标定物材料成分信息写入标定物相位特征表，并存储所述标定物相位特征表；判断模块，用于查找所述标定物相位特征表，判断被测物的相位特征值R是否符合所述标定物相位特征表中的判定条件；若符合标定物相位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属分类探测的标定方法，其特征在于，包括：金属标定物未通过金属探测器接收线圈的感应区，发射线圈发射激励信号，接收线圈产生初始信号感应电动势y＝A cos(ωt)；金属标定物通过所述金属探测器的接收线圈的感应区域，所述接收线圈附近产生涡流效应，影响接收线圈产生的感应电动势使得所述初始信号y变成y′＝Aycos(ωt+q)；获取所述接收线圈的感应电动势变化量

【技术特征摘要】
1.一种金属分类探测的标定方法，其特征在于，包括：金属标定物未通过金属探测器接收线圈的感应区，发射线圈发射激励信号，接收线圈产生初始信号感应电动势y＝Acos(ωt)；金属标定物通过所述金属探测器的接收线圈的感应区域，所述接收线圈附近产生涡流效应，影响接收线圈产生的感应电动势使得所述初始信号y变成y′＝Aycos(ωt+q)；获取所述接收线圈的感应电动势变化量提取相位特征值将固定的相位特征值与所述金属标定物的材料成分关联；其中，A、Ay、Ax代表信号幅度，ω代表信号频率，q代表信号y′的相位，代表感应电动势变化量yx的相位；将所述相位特征值所述金属标定物材料成分信息写入报警数据库中的标定物相位特征表。2.如权利要求1所述的金属分类探测的标定方法，其特征在于，所述金属标定物的相位特征值是多次测量取平均值得到的。3.根据权利要求2所述的金属分类探测的标定方法，其特征在于：还包括以下步骤：将基准点标定物通过所述金属探测器的接收线圈的感应区域，获取相位特征值Z，将相位特征值Z设置为相位特征基准点0。4.根据权利要求3所述的金属分类探测的标定方法，其特征在于：还包括以下步骤：计算得出金属标定物基于基准点标定物的相位特征值θ；将相位特征值θ、金属标定物的成分信息写入报警数据库中的标定物相位特征表。5.根据权利要求4所述的金属分类探测的标定方法，其特征在于：所述金属标定物设有M个，第m金属标定物基于基准点标定物的相位特征值表示为θm，其中M、m是大于1的自然数，M≥m。6.根据权利要求5所述的金属分类探测的标定方法，其特征在于：所述金属标定物属于同一类，将金属标定物基于基准点标定物的相位特征值的最小值到最大值设定为该类金属标定物基于基准点标定物的相位特征值范围。7.根据权利要求4所述的金属分类探测的标定方法，其特征在于：还包括以下步骤：将第一基准点标定物通过所述金属探测器的接收线圈的感应区域，获取相位特征值S，并将其写入报警数据库中的标定物相位特征表或/和将基准点标定物的相位特征值与第一基准点标定物的相位特征值的差值Z-S写入报警数据库中的标定物相位特征表。8.根据权利要求7所述的金属分类探测的标定方法，其特征在于：在标定物相位特征表中写入紫铜与不锈钢的相位特征差值是34°。9.根据权利要求7所述的金属分类探测的标定方法，其特征在于：还包括以下步骤：根据所述标定物相位特征表中，基准点标定物的相位特征值与第一基准点标定物的相位特征值的差值Z-S、金属标定物基于基准点标定物的相位特征值为θ，计算金属标定物基于第一基准点标定物的相位特征值θ+Z-S并写入标定物相位特征表。10.根据权利要求3-9中任一权利要求的金属分类探测的标定方法，其特征在于：将基准点标定物通过第一接收线圈的感应区域，获取基准点标定物对应于第一接收线圈的相位特征值Y，计算第一接收线圈对应于所述接收线圈的修正值Y-Z并写入标定物相位特征表。11.根据权利要求3-9中任一权利要求的金属分类探测的标定方法，其特征在于：调整与第一接收线圈连接的移相器，使金属标定物通过所述接收线圈和金属标定物通过第一接收线圈时候检测到的相位特征值相同。12.金属分类探测系统，包括金属探测器以及设置在其内部的发射线圈和接收线圈，其特征在于：还包括获取模块，用于金属标定物未通过所述金属探测器接收线圈的感应区，发射线圈发射激励信号，获取接收线圈产生初始信号感应电动势y＝Acos(ωt)；以及，金属标定物通过所述金属探测器的接收线圈的感应区域，所述接收线圈附近产生涡流效应，影响接收线圈产生的感应电动势使得所述初始信号y变成y′＝Aycos(ωt+q)，获取信号y...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈英杰，王积东，
申请(专利权)人：东莞市华盾电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44