一种金属和生物体的检测装置、系统和方法制造方法及图纸

本公开提出了一种金属和生物体的检测装置、系统和方法，包括串联连接的检测线圈、梳状电容和信号发生器，所述检测线圈与梳状电容重叠放置；信号发生器用于为检测线圈、梳状电容提供设定谐振频率的电信号。采用梳状电容在检测生物体，能够以较大的参数变化输出，能够放大线圈两端的变化量，实现生物体的检测，同时设置了检测线圈能够实现金属物体的检测，通过检测线圈与梳状电容重叠放置，能够覆盖同一检测区域，一体化设置同时实现了金属和生物体的检测。检测。检测。

【技术实现步骤摘要】
一种金属和生物体的检测装置、系统和方法


[0001]本公开涉及金属和生物体检测相关
，具体的说，是涉及一种金属和生物体的检测装置、系统和方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，并不必然构成在先技术。
[0003]近年来，金属和生物体检测技术已引起社会各界的广泛关注。在许多领域，出于安全考虑，探测和识别区域内金属和生物体已经成为这些领域必不可少的辅助功能，甚至制约某些领域的发展。因此，深入研究金属和生物体检测技术是十分必要的。
[0004]目前国内外的金属和生物体检测技术尚处于初步研究阶段。较之于生物体检测技术，金属检测技术发展较快。这主要是因为大部分研究机构将精力集中在对金属检测技术的研究，对生物体检测技术的研究较少，现有的生物体检测技术主要基于温度、压力等传感器，成本较高、设备易损坏，对安装位置有较高的要求，成本高，检测精度和可靠性低。现有的金属检测和生物体检测是分开进行的，同时能够进行金属和生物体检测的装置的灵敏度较低。

技术实现思路

[0005]本公开为了解决上述问题，提出了一种金属和生物体的检测装置、系统和方法，实现金属检测和生物体检测一体化设计，减少了检测系统的复杂程度，同时，基于梳状电容改进检测电路的结构，实现了高灵敏度的检测。
[0006]为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
[0007]一个或多个实施例提供了一种金属和生物体的检测装置，包括串联连接的检测线圈、梳状电容和信号发生器，所述检测线圈与梳状电容重叠放置；信号发生器用于为检测线圈、梳状电容提供设定谐振频率的电信号。
[0008]与现有技术相比，本公开的有益效果为：
[0009]本公开的检测装置，采用梳状电容检测生物体，能够以较大的参数变化输出，能够放大线圈两端的变化量，实现生物体的检测，同时设置了检测线圈能够实现金属物体的检测，通过检测线圈与梳状电容重叠放置，能够覆盖同一检测区域，一体化设置同时实现了金属和生物体的检测。
[0010]本公开的优点以及附加方面的优点将在下面的具体实施例中进行详细说明。
附图说明
[0011]构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。
[0012]图1是本公开实施例1的检测装置的原理图；
[0013]图2(a)是本公开实施例1的检测线圈D和梳状电容C2设置的结构俯视图；
[0014]图2(b)是本公开实施例1的检测线圈D和梳状电容C2设置的正视图；
[0015]图2(c)是本公开实施例1的检测线圈D和梳状电容C2设置的仰视图；
[0016]图3是本公开实施例1的梳状电容C2的结构示意图；
[0017]图4是本公开实施例2的检测系统的阵列式检测线圈的结构示意图；
[0018]图5是本公开实施例2的检测系统的系统框图；
[0019]图6是本公开实施例3的检测方法流程图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
[0021]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0022]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。
[0023]实施例1
[0024]在一个或多个实施方式公开的技术方案中，如图1所示，一种金属和生物体的检测装置，包括串联连接的检测线圈D、梳状电容C2和信号发生器，所述检测线圈D与梳状电容C2重叠放置；信号发生器作为信号源，用于为检测线圈D、梳状电容C2提供设定谐振频率的电信号。
[0025]本实施例提供的检测装置，采用梳状电容在检测生物体，能够以较大的参数变化输出，能够放大线圈两端的变化量，实现生物体的检测，同时设置了检测线圈能够实现金属物体的检测，通过检测线圈与梳状电容重叠放置，能够覆盖同一检测区域，一体化设置同时实现了金属和生物体的检测。
[0026]本实施例的检测原理如图1所示，基于电感电容的串联谐振电路，谐振频率数兆赫兹。金属可近似等效为RL模型，生物体可近似等效为RC模型。图1为检测区域内有金属或生物体的检测电路图。左侧为检测电路部分，右侧为金属和生物体等效电路部分。当金属和生物体进入检测区域时，由于互感等效应改变原有高频磁场的分布，从而改变检测电路线圈电感L
D
或线圈电容C
D
的值，进而使线圈两端电压发生变化。
[0027]线圈等效电容C
D
往往达到数十、数百微法，相较于生物体引起的电容变化量来说太大，检测灵敏度低。梳状电容由于其结构特性，在电路谐振时，由生物体引起的电容参数变化大于同等级其他封装电容，进而放大线圈两端的电压变化量，有效提高系统的检测灵敏度。
[0028]梳状电容是异物检测系统进行生物体检测的关键，梳状电容的结构参数影响异物检测系统检测生物体异物的灵敏度，因此对梳状电容进行优化设计可以获得最佳检测电
容。
[0029]进一步地，梳状电容C2设置于检测线圈上方或下方，优选的，梳状电容C2设置于检测线圈上方时更加靠近检测区域，对生物体的识别度更高，同时保证对金属物体的检测。
[0030]在一些实施例中，可选的，如图3所示，梳状电容C2包括两个相对设置的梳状电容板，每个梳状电容板包括横向极板、以及多个设置在横向极板上垂直于横向极板的纵向极板，两个相对的梳状电容板的每个纵向极板依次两两相对设置。
[0031]其中，梳状电容板的厚度d5不大于设定的厚度，设定的厚度可以小于1mm。
[0032]可选的，两个相对的梳状电容板的纵向极板两两之间间隔设定的第一距离d3或d4。优选的，d3和d4相等。如第一距离可以设定为：5mm。
[0033]可选的，梳状电容的横向极板长度l大于纵向极板d，本实施例可以设置为：l＝2d。
[0034]可选的，同一个梳状电容板的相邻纵向极板之间间隔设定的第二距离，可以设定间隔的第二距离相等，如图中为d3、d4和d5三个距离的和；
[0035]可选的，梳状电容的两个梳状电容板中，其中一个梳状电容板的纵向极板到另一个梳状电容板的横向极板的距离为设定的第三距离d1或d2。如第三距离可以设定为5mm。
[0036]进一步的技术方案，还包括补偿电容C1，补偿电容与梳状电容串联连接；根据电路谐振频率设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属和生物体的检测装置，其特征在于：包括串联连接的检测线圈、梳状电容和信号发生器，所述检测线圈与梳状电容重叠放置；信号发生器用于为检测线圈、梳状电容提供设定谐振频率的电信号。2.如权利要求1所述的一种金属和生物体的检测装置，其特征在于：梳状电容设置于检测线圈上方；或者，梳状电容包括两个相对设置的梳状电容板，每个梳状电容板包括横向极板、以及多个设置在横向极板上垂直于横向极板的纵向极板，两个相对的梳状电容板的每个纵向极板依次两两相对设置。3.如权利要求1所述的一种金属和生物体的检测装置，其特征在于：两个相对纵向极板之间间隔设定的第一距离；或者，同一个梳状电容板的相邻纵向极板之间间隔设定的第二距离；或者，梳状电容的两个梳状电容板中，其中一个梳状电容板的纵向极板到另一个梳状电容板的横向极板的距离为设定的第三距离。4.如权利要求1所述的一种金属和生物体的检测装置，其特征在于：还包括补偿电容，补偿电容与梳状电容串联连接。5.如权利要求1所述的一种金属和生物体的检测装置，其特征在于：还包括补偿电阻，所述补偿电阻与梳状电容串联连接。6.如权利要求1所述的一种金属和生物体的检测装置，其特征在于：检测线圈的线圈采用双D线圈结构，相邻的两个方形线圈反串联。7.如权利要求1所述的一种金属和生物体的检测装置，其特征在于：还包括检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志珍，罗学卿，魏小钊，侯延进，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：