一种智能型手持式金属探测器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种智能型手持式金属探测器。该设备的电路结构中包括高频信号的发生与反射信号采集电路，对所采集信号的处理电路，比较、判定电路，报警执行电路，电源供给电路。其中比较、判定电路是由微处理器芯片、与其配套设置的存储有管理程序和对比数据的存储器芯片和中间寄存器搭成的单片机系统所组成，发生与反射信号采集电路的输出信号送入信号处理电路进行处理转换为数字信号后借助中间寄存器和数据总线送入微处理器芯片的进行判定，经管理程序比较、判定后的报警触发信号由微处理器芯片相应端口发出至报警执行电路的触发端。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术专利是对金属探测器的改进，特别涉及一种智能型手 持式金属探测器的设计方案。
技术介绍
便携式的金属探测装置是用于安全检查的常规设备。特别是在近 距离的例行检查中起着相当重要的作用。设备利用金属对于髙频电磁 波的反射信号明显加强的原理进行的结构设计。设备结构中采用了髙 频信号的发生和采集电路，以及对所采集的信号进行处理的电路，处 理的结果使得扫描非金属对象时输出信号具有一定的变化规律性，而 对于扫描到金属目标时则会显示出明显的特异性。设备的结构中所具 有的关键是比较、判定电路。它能对采集到的信号进行对比分析，并 对出现特异性时会对报警执行电路发出指令，向安检人员发出声、光 或振动提示。设备中配套有电源供给电路以满足各个功能电路的需 要。现有技术中的电路通常釆用模拟电路构成，电路庞大、功耗较高。为了移动操作的方便现有电路多采用9V层叠电池供电、功率较低， 电池的待机时间短且成本贵，使用不便。特别是在环境比较复杂的场 合，各种用电器、电力设施甚至人体感应均会产生电磁干扰、导致误 报警。以上缺陷与日益发展的社会和广泛的应用场合十分不协调，便携式金属检测器已到了必须改进的时候。
技术实现思路
本技术的目的是改进现有的手持式金属探测器的基本结构 模式，采用数字电路和单片机技术实现对装置的智能化管理，彻底改 变能耗过大、技术参数不稳定和受环境变化的影响较大的缺陷。针对现有金属探测器结构中的基本组成高频信号的发生与反射 信号采集电路、对所采集信号的处理电路、比较、判定电路、报警执 行电路、电源供给电路，关键的改进方案是比较、判定电路采用了 由微处理器芯片、与其配套设置的存储有管理程序和对比数据的存储 器芯片和中间寄存器组成的单片机系统所组成。发生与反射信号采集 电路的输出信号送入信号处理电路进行处理转换为数字信号后借助 中间寄存器和数据总线送入微处理器芯片的进行判定，经管理程序比 较、判定后的报警触发信号由微处理器芯片相应端口发出至报警执行 电路的触发端。以上的设计将金属探测器探头扫描采集到的高频信号经过处理 变成对应的数字信号，再输入到单片机中，在管理程序的支持下对其 进行分析、对比各种经验数据，最后得出准确的判断。如果A/D转换 所输入的数据出现了快速变化的信号，即表明扫描的对象出现了明显 的界面，结合数据的具体特征能够准确认定检测到了金属。此时，在 管理程序的操作下，单片机向报警执行机构发出指令，发出相应的声、 光或振动信号报警。缓慢变化的数字信号，或虽然有突变但是与扫描的运动规律不相符合，就可以认定为是环境干扰的信号。从而使得有 效排除干扰。单片机还可以输出一个调节的信号，在待机状态下始终让进入单片机的A/D转换的信号达到一个稳定的平衡值。由于采用了 单片机进行智能处理使得电路更加简单，功耗更低。在开机时如遇异 常情况，单片机会输出一个调整信号使电路很快的达到稳定。从而使 得设备的智能化程度大大提高附图说明图1是本技术的电路结构框图。图2是高频信号的发生与反射信号采集电路(1)的实施例电原 理图。图3是微分电路(2A)的实施例电原理图。图4是积分电路(2B)的实施例电原理图。图5是反馈调节电路(2B-C)的实施例电原理图。图6是限幅电路(2C)的实施例电原理图。图7是报警执行电路(4)的的实施例电原理图。图8是稳压电路(5B)实施例电原理图。图9是电压检测电路(5C0实施例电原理图。图10是功能转换电路(7)实施例电原理图。图中的1代表高频信号的发生与反射信号采集电路，2代表所采 集信号的处理电路，2A是微分电路，2是积分电路，2B-C是反馈调 节电路，2C是限幅电路，2D是A/D转换电路，3代表比较、判定电路，3A微处理芯片，3B是存储有管理程序和经验数据的存储器，3C是中 间寄存器，4代表报警执行电路，5代表电源供给电路，5A是可充电 电池，5B是稳压电路，5C电压检测电路，5D光电池及其充电电路， 5E可控开关电路，6代表功能转换电路，7代表微分电路、射随器电 路组成的匹配电路。S代表发生元件，Kl代表微动开关，Ll， L2代 表线圈。具体实施方式参照附图可以看出本技术的结构中包括高频信号的发生与 反射信号采集电路l，对所采集信号的处理电路2，比较、判定电路 3，报警执行电路4，电源供给电路5。关键的设计思想是比较、判定 电路3是由微处理器芯片3A、与其配套设置的存储有管理程序和对 比数据的存储器芯片3B和配套的中间寄存器3C组成的单片机系统。 发生与反射信号采集电路1的输出信号送入信号处理电路2进行处理 转换为数字信号后借助中间寄存器3C和数据总线送入微处理器芯片 3A的进行判定，经管理程序比较、判定后的报警触发信号由微处理 器芯片3A相应端口发出至报警执行电路4的触发端。将探头扫描所获得的高频信号处理成为数字信号，并引入单片机 系统来完成对采集信号的对比、分析、判定可以精准的完成对出现金 属时信息的捕捉，能够实现对千扰信号的区别和排除。进一步的改进措施在于高频信号的发生与反射信号采集电路1 是由三极管(Gl， G2)和配套的探头线圈(Ll， L2)以及阻容元件(C5，C6, C7， R5， R6， R2， R7)组成的双谐振振荡和接收线路，输出信号 自电阻R2端引出至信号处理电路(2)的输入端。组成探测头的主要部件是由发射和接收线圈组成的双线并绕的 多匝线圈，这一线圈Ll和L2，分别和三极管(Q1, Q2)，阻容元件 (C6， C7， R5， R6， C5)组成双调谐的电路。两边调谐在同一频率， 且两线圈方向相反。而且两边构成差分输出电路，这样的电路更能抑 制环境的干扰，和强的电磁干扰，具有很高的灵敏度。采用双线并绕 的线圈结构稳定性更强。当探测有金属物时如果是铁磁性金属就会切 割磁力线使得线圈的发射线圈的电感发生微弱的变化，同时振荡的频 率也发生微弱的变化，震荡电压发生微弱变化。如果是非铁磁性金属 由于涡流效应产生磁场同时这一磁场也会反作用于发射线圈使得电 感发生微弱的变化。同时振荡的频率也发生微弱的变化使得震荡电压 发生微弱变化。由于Ll和L2两线圈方向相反就会在Ql和Q3的发射 极产生一个差分输出的电压信号。如果是干扰信号，比如人体的热红 外线干扰或周围环境的电磁千扰等，就会由Q1， Q2构成的差分电路 互相抵消掉。因而对本装置的精准性和抗干扰能力是进一步的提髙。从附图中还可以进一步看出采集的信号处理电路2中包括依次 串联连接的微分电路2A、积分电路2B、限幅电路2C、 A/D转换电路 2D，经依次处理转化成为的数字信号借助中间存储器3C送到存储器 芯片3B的数据总线上。对采集的信号处理电路2进一步的改进方案是在积分电路2B、限幅电路2C、之间增加了一个反馈调节电路2B-C，微处理器芯片(3A) 所输出的压控信号经过微分电路和射随器组成的调整电路7接到反 馈调节电路2B-C的输入端形成与来自积分电路的信号混合输入，反 馈调节电路2B-C输出端接到限幅电路2C的输入端。以上的技术方案中单片机同时也输出的是一个振荡的方波信号, 作为反馈调节信号。反馈调节电路2B-C是由单片机输出的一个压控 信号，它经过微分电路处理和射随器组成匹配电路7整理转化为一个 调节信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型手持式金属探测器，结构中包括高频信号的发生与反射信号采集电路（１），对所采集信号的处理电路（２），比较、判定电路（３），报警执行电路（４），电源供给电路（５），其特征在于比较、判定电路（３）是由微处理器芯片（３Ａ）、与其配套设置的存储有管理程序和对比数据的存储器芯片（３Ｂ）和中间寄存器（３Ｃ）组成的单片机系统所组成，发生与反射信号采集电路（１）的输出信号送入信号处理电路（２）进行处理转换为数字信号后借助中间寄存器（３Ｃ）和数据总线送入微处理器芯片（３Ａ）的进行判定，经管理程序比较、判定后的报警触发信号由微处理器芯片（３Ａ）相应端口发出至报警执行电路（４）的触发端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许凯，
申请(专利权)人：深圳市赛时特科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]