CN101840002B - 一种基于电磁传感器的鞋内可疑金属物检测装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电磁传感器技术领域，涉及一种基于电磁传感器的鞋内可疑金属物检测装置，包括至少一个电磁传感器、信号发生单元、功率放大器、信号采集单元、上位计算机，电磁传感器包括位于同一个平面上的作为激励线圈的外部线圈和作为接收线圈的内部线圈，所述外部线圈由导线在一个大矩形框上绕制而成，由导线的两端作为激励输入端；所述内部线圈为两个线圈，包括位于外部线圈内部的两个并列排布的面积相同的小矩形框，并呈差分结构；上位计算机根据采集的感应信号判别踩到埋置该电磁传感器的地板的鞋内有无可疑金属物。本发明同时提供一种采用上述检测装置实现的鞋内可疑金属物检测方法。本发明较实用，方便，是最具可行性的鞋内可疑金属物的检测工具之一。

Description

一种基于电磁传感器的鞋内可疑金属物检测装置与方法

技术领域

本发明属于电磁传感器技术领域，涉及一种鞋内可疑金属物检测装置及检测方法。 

背景技术

自美国“9.11”事件后，世界范围内的恐怖主义活动和暴力犯罪事件频繁发生，其隐蔽性、突发性、危害性越来越大，全球航空安全面临严重的威胁，民航安全检查工作也面临着更大的压力和挑战。国内一些航空事件的发生也进一步反映出机场安全检查出现的薄弱环节，体现出了安全检查在航空安全工作中的核心地位。劫机、贩毒等犯罪活动屡禁不止，高科技犯罪日益猖獗，对民航安全工作提出了更高的要求。机场相对落后的安检管理手段已难以适应新的形势的要求。 

基于以上因素，在机场建立一个安全、稳定、便捷、快速的安全检查模式，为机场安全检查提供有效的安检手段，对于提高安检水平，有力地打击社会犯罪，维护社会安定，确保空防安全等具有重大意义。 

相比于机场，火车站和汽车站的安检就没有那么严格了，仅仅让旅客通过一扇安检门，而鞋子部位的检测是目前安检门的检测盲区，确定鞋内是否藏有手枪、匕首、子弹和雷管等违禁物品至关重要，需要发明切实可行的技术来补充安检门的不足，并且免除拖鞋检查所带来的繁琐、费时。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提出一种电磁方法检测鞋内可疑金属物的装置。本发明采用如下的技术方案： 

一种基于电磁传感器的鞋内可疑金属物检测装置，包括至少一个电磁传感器、信号发生单元、功率放大器、信号采集单元、上位计算机，所述的电磁传感器包括位于同一个平面上的作为激励线圈的外部线圈和作为接收线圈的内部线圈以及三个矩形框，三个矩形框中，一个尺寸较大，称其为大矩形框，另外两个尺寸较小且面积相同，称为小矩形框；所述外部线圈由导线在所述大矩形框上绕制而成，由导线的两端作为激励输入端；所述内部线圈为两个线圈，位于外部线圈内部，由另外一根导线在两个并列排布的面积相同的小矩形框缠绕制成，每个小矩形框有两条边分别与另一个小矩形框的两条边相互平行，另外的四个边也相互平行，所述的导线从一个小矩形框上缠绕一圈后又从另一个小矩形框上按照相同的绕线密度和匝数缠绕一圈，从导线两端引出检测输出端；两个小矩形框相互平行的四个边中，两个小矩形框相邻的一对边绕线方向一致，另外一对边绕线方向也一致，从而使内部线圈呈差分结构；上位计算机控制信号发生单元发出的激励信号经过功率放大器后被接在激励输入端，信号采集单元从检测输出端采集接收线圈的感应信号，其输出被送入上位计算机，由上位计算 机根据采集的感应信号判别踩到埋置该电磁传感器的地板的鞋内有无可疑金属物。 

每个线圈的绕线匝数介于1-1000之间；绕线直径在0.01mm-10mm之间。 

本发明同时提供一种利用上述装置实现的鞋内可疑金属物检测方法，包括下列步骤： 

a)将一个或一个以上的电磁传感器埋置于待检测地板下面； 

b)由上位计算机对一个电磁传感器施加激励信号； 

c)对该电磁传感器进行数据采集得到的检测值被送入上位计算机； 

d)上位计算机根据采集的感应信号判别踩到埋置该电磁传感器的地板的鞋内有无可疑

金属物，当感应信号为零时，判断其上不存在金属物，否则，判断其上存在金属物。 

本发明的最大优点是装置的结构简单、造价便宜，可以在机场、火车站、监狱、体育场、涉及贵金属的工矿企业以及其它重要场合、重要人物的安全保卫检查等等场合的地板上平铺很多这样的传感器。本发明较实用，方便，是最具可行性的鞋内可疑金属物的检测工具之一。 

附图说明

图1是本发明的基于电磁传感器的检测装置的电路原理框图； 

图2是本发明采用的电磁传感器的结构示意图。 

具体实施方法 

图1是按照本发明实施的一种基于电磁传感器的鞋内可疑金属物检测装置原理图。电磁传感器可以是一个，也可以由多个构成电磁传感器阵列。以采用一个电磁传感器的检测装置为例，它由外部线圈1、内部线圈2、信号采集单元、功率放大器和上位计算机六部分构成。参见图2，一个电磁传感器包括位于同一个平面上的作为激励线圈的外部线圈1和作为接收线圈的内部线圈2，外部线圈1由导线在一个大矩形框上绕制而成，由导线的两端作为激励输入端3，其尺寸为1200mm×900mm；内部线圈2为两个线圈，包括位于外部线圈1内部的两个并列排布的相同尺寸为400mm×400mm的小矩形框，每个小矩形框有两条边分别与另一个小矩形框的两条边平行，另外的四个边也相互平行，一根导线从一个小矩形框上缠绕一圈后又从另一个小矩形框上按照相同的绕线密度和匝数缠绕一圈，从导线两端引出检测输出端4；两个小矩形框相互平行的四个边中，两个框相邻的一对边绕线方向一致，另外一对边绕线方向也一致，从而使内部线圈2呈差分结构；上位计算机控制信号发生单元发出的激励信号经过功率放大器后被接在激励输入端3，信号采集单元从检测大矩形框输出端4采集接收线圈的感应信号，其输出被送入上位计算机（类似的设计即尺寸扩大或缩小也应当属于本发明的保护范围，例如，两个小矩形框，只是要求面积相等，可以是不同尺寸的长方形，而不必是相同的两个正方形框）。内部线圈2绕制成面积相同的正方形，形成差分结构，绕线匝数可以介于1-1000之间；绕线直径可在0.01mm-10mm之间。信号发生单元采用直接数字合成（DDS）芯片AD7008，该芯片可以产生不同幅度和相位的正弦激励信号。激励信号的幅值和相位可由计算机设置，通过功率放大器放大后加装在激励线圈上。数据采集单元将采集的感应信号通过模数转换送入上位计算机。由于接收线圈采取差分结构绕制，当接收传感器上无金属物时，此时感应信号为零；若有金属物则感应信号不为零。上位计算机根据采集的感应信号判别鞋 内有无可疑金属物。 

本发明基于电磁传感器的旅客鞋内可疑金属物检测装置，传感器绕线匝数可以介于1-1000之间；绕线直径可在0.01mm-10mm之间。 

检测方法具体包括以下步骤： 

（1）将这种检测传感器排成阵列，放在检查大厅的地板下面，覆盖范围大，使乘客不知。 

（2）上位计算机选通外部线圈作为激励线圈，以内部线圈作为接收线圈，对激励线圈施加激励信号； 

（3）对内部电磁传感器进行数据采集，得到检测值，送入上位计算机； 

（4）上位计算机根据采集的感应信号判别鞋内有无可疑金属物，当接收传感器上无金属物时，此时感应信号为零；若有金属物则感应信号不为零。 

Claims (3)

1.一种基于电磁传感器的鞋内可疑金属物的检测装置，包括至少一个电磁传感器、信号发生单元、功率放大器、信号采集单元、上位计算机，所述的电磁传感器包括位于同一个平面上的作为激励线圈的外部线圈和作为接收线圈的内部线圈以及三个矩形框，三个矩形框中，一个尺寸较大，称其为大矩形框，另外两个尺寸较小且面积相同，称为小矩形框；所述外部线圈由导线在所述大矩形框上绕制而成，由导线的两端作为激励输入端；所述内部线圈为两个线圈，位于外部线圈内部，由另外一根导线在两个并列排布的面积相同的小矩形框缠绕制成，每个小矩形框有两条边分别与另一个小矩形框的两条边相互平行，另外的四个边也相互平行，所述的导线从一个小矩形框上缠绕一圈后又从另一个小矩形框上按照相同的绕线密度和匝数缠绕一圈，从导线两端引出检测输出端；两个小矩形框相互平行的四个边中，两个小矩形框相邻的一对边绕线方向一致，另外一对边绕线方向也一致，从而使内部线圈呈差分结构；上位计算机控制信号发生单元发出的激励信号经过功率放大器后被接在激励输入端，信号采集单元从检测输出端采集接收线圈的感应信号，其输出被送入上位计算机，由上位计算机根据采集的感应信号判别踩到埋置该电磁传感器的地板的鞋内有无可疑金属物。

2.根据权利要求1所述的基于电磁传感器的鞋内可疑金属物的检测装置，其特征在于，每个线圈的绕线匝数可以介于1-1000之间；绕线直径可在0.01mm-10mm之间。

3.一种采用权利要求1所述的装置实现的鞋内可疑金属物检测方法，包括下列步骤：

（1）将一个或一个以上的电磁传感器埋置于待检测地板下面；

（2）由上位计算机对一个电磁传感器施加激励信号；

（3）对该电磁传感器进行数据采集得到的检测值被送入上位计算机；

（4）上位计算机根据采集的感应信号判别踩到埋置该电磁传感器的地板的鞋内有无可疑金属物，当感应信号为零时，判断其上不存在金属物，否则，判断其上存在金属物。

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