CN108415085A - 用于检测金属制品的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种用于检测金属制品的检测方法，包括：控制单元根据用户的启动指令向励磁线圈发送交变电流，使得励磁线圈根据交变电流产生探测磁场；当待检测物体通过探测磁场时，探测磁场发生变化；感应线圈组根据变化后的探测磁场生成探测数据，并将探测数据发送至控制单元；控制单元对探测数据进行解析，得到波形相位角数据；确定波形相位角数据是否大于设定值；当波形相位角数据大于设定值时，对比波形相位角数据和预设的金属制品特征参数；根据对比结果生成提示信息，并显示。本发明实施例提供用于检测金属制品的检测方法，可以实现对不同种类的金属制品中区别报警的功能，使得金属探测的误报频率低，安检效率高。

Description

用于检测金属制品的检测方法

技术领域

本发明涉及金属探测技术领域，尤其涉及一种用于检测金属制品的检测方法。

背景技术

随着社会的发展，安全问题越来越受到人们的关注。不论是机场、车站、地铁、出入境、法院、监狱、戒毒所、看守所、医院、学校、大型演绎场馆、重要国际会议、国际会展等，对访客的安检都是必不可少的。所谓安检，就是通过某些技术手段和设施来检查旅客或观众是否携带有枪支、刀具、弹药和易燃易爆危险品等，从而拦截住可能的安全隐患，预防暴力犯罪或事故的发生。

现有的安检电路一般是通过手持式探测器，对访客进行逐一排查，安检效率低。另一种方式，是通过闸门或者安检门，对人携带的金属物品进行检测报警。但是，在一部分按键场景中，被检查者是可以携带易拉罐一类的金属物品进入安检区域的，而当安检装置检测到易拉罐一类的金属制品时也会进行误报，从而影响了安检效率。因此，如何实现不同的金属制品区别出来，对除无需报警以外的金属制品，进行报警，便显得尤为至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检测金属制品的检测方法，通过对比待检测物的相位角数据与预设的金属制品特征参数，区分出待检测物是何种金属制品，实现对不同种类的金属制品中区别报警的功能，使得金属探测的误报频率低，安检效率高。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于检测金属制品的检测方法，包括：

控制单元根据用户的启动指令向励磁线圈发送交变电流，使得所述励磁线圈根据所述交变电流产生探测磁场；

当待检测物体通过所述探测磁场时，所述探测磁场发生变化；

感应线圈组根据变化后的探测磁场生成探测数据，并将所述探测数据发送至所述控制单元；

所述控制单元对所述探测数据进行解析，得到波形相位角数据；

确定所述波形相位角数据是否大于设定值；

当所述波形相位角数据大于设定值时，对比所述波形相位角数据和预设的金属制品特征参数；

根据对比结果生成提示信息，并显示。

优选的，所述感应线圈组容置于所述励磁线圈内。

优选的，在所述控制单元对所述探测数据进行解析之前，所述方法还包括：

所述控制单元对所述探测数据进行过滤处理，得到过滤后的探测数据。

进一步优选的，在所述得到过滤后的探测数据之后，所述方法还包括：

所述控制单元对所述过滤后的探测数据进行信号放大处理，得到放大后的探测数据。

进一步优选的，其特征在于，所述控制单元对所述过滤后的探测数据进行信号放大处理具体为：

所述控制单元对所述过滤后的探测数据进行信号多级差分放大处理。

优选的，所述控制单元对所述探测数据进行解析，得到波形相位角数据具体为：

所述控制单元对所述探测数据进行解析，得到波形相位角数据和感应线圈位置信息。

优选的，所述提示信息包括所述感应线圈位置信息。

优选的在所述对比所述波形相位角数据和预设的金属制品特征参数之前，所述方法还包括：

所述控制单元获取所述控制单元本地存储的预设的金属制品特征参数。

优选的，所述预设的金属制品特征参数包括：0°，45°，90°，120°和180°。

本发明提供的一种用于检测金属制品的检测方法，通过对比待检测物的相位角数据与预设的金属制品特征参数，区分出待检测物是何种金属制品，实现对不同种类的金属制品中区别报警的功能，使得金属探测的误报频率低，安检效率高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于检测金属制品的检测方法的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的放大电路的电路图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的用于检测金属制品的检测方法，可实现于用于各种安检设备检测中，用于探测通过安检设备的物体是否为电子产品。图1为本发明实施例提供的用于检测金属制品的检测方法的方法流程图，如图1所示，本发明实施例提供的用于检测金属制品的检测方法包括以下几个步骤。

步骤110，控制单元根据用户的启动指令向励磁线圈发送交变电流；

具体的，控制单元可以理解为一套控制电路，负责整个电路的执行。控制单元包括中央处理器、信号发生器和第一放大电路。中央处理器根据用户输入的启动指令向信号发生器发送启动信号，使得信号发生器根据启动信号产生交变电流。

信号发生器的产生的交变电流需要通过第一放大电路放大电流强度。第一放大电路的首要功能是尽可能提高信噪比，使得放大后的交变电流可以产生稳定的探测磁场。

在一个具体的例子中，第一放大电路采用AD620仪表放大器。由AD620构成的信号放大电路如图2所示，信号放大电路包括信号输入端1、电线接地端2、电阻支路端3和信号输出端4，交变电流由信号输入端1输入，经放大后再由信号输出端4输出。信号输入端1的三极管提供简单的差分双极输入,通过输入级内部运放的反馈,保持输入三极管的集电极电流恒定,并使输入电压加到外部增益控制电阻R上。因AD620设计体积小,功耗非常低,因而适用于低电压、低功耗的应用场合。

步骤120，励磁线圈根据交变电流产生探测磁场；

具体的，第一放大电路向励磁线圈输出放大后的交变电流，根据电磁感应原理，励磁线圈根据放大后的交变电流产生探测磁场。这一过程可以理解为电生磁的过程。

步骤130，感应线圈组根据探测磁场的变化生成探测数据，并将探测数据发送至控制单元；

具体的，感应线圈组设置于励磁线圈的内部，当金属制品通过探测磁场时，探测磁场发生变化，感应线圈组通过磁耦合的方式感受探测磁场中正弦波的变化，并根据变化后的探测磁场生成第一探测数据。探测数据可以理解为电压和/或电流模拟信号。这一过程可以理解为磁生电的过程。

具体的，感应线圈组包括第一感应线圈和第二感应线圈。第一感应线圈与第二感应线圈反向串联，使得第一感应线圈所产生的第一电动势与第二感应线圈所产生的第二电动势大小相等且方向相反。

理想情况下，由于第一感应线圈与第二感应线圈的电动势大小相同，但相位相反，所以感应线圈组输出的电压可看作趋近于零。当有电子产品通过励磁线圈时，探测磁场发生变化，导致第一感应线圈与第二感应线圈的电动势不再平衡，从而有电压输出，生成第一探测数据。

步骤140，控制单元对探测数据进行信号放大处理和过滤处理；

具体的，控制单元还包括第一过滤器、第二放大电路、模数转换器和第二滤波器。

由于波形探测电路是利用电磁场工作的，而电磁场的干扰项非常复杂，干扰可能来自于电路周边环境，也可能来自于电路本身的，所以进行滤波是必然的。因此，感应线圈组需要将第一探测数据发送至第一滤波器，第一滤波器对第一探测数据进行滤波处理后，得到第二探测数据。

由于经过一次滤波处理后，第二探测数据中所携带的信号信息会相对减小，所以在经过一次滤波处理后，需要再次进行一次信号放大处理。因此，第一滤波器需要将第二探测数据发送至第二放大电路，第二放大电路对第二探测数据进行多级差分放大处理，在放大信号的同时，进一步减小信号噪声。第一放大电路对第二探测数据进行滤波处理后，得到第三探测数据得到第三探测数据。此时，第三探测数据仍为电压和/或电流模拟信号。

由于电压和/或电流信号数据不能直接被计算机处理，因此在对第三探测数据进行处理前，需要将第三探测数据转化为数字信号。因此，第一放大电路需要将第三探测数据发送至模数转换器。模数转换器对第三探测数据进行模数转换处理，得到第四探测数据。第四探测数据可以理解为可被计算机读取、处理的数字信号。

模数转换器的转换精度和转换速度决定电路所能达到的精度和速度，虽然交变电流信号是直流缓变信号，但模数转换器需要有足够的转换精度。因此，模数转换器选用的转换芯片需为多量程、两通道、12位高精度的转换芯片。其中，两通道用于收集感应线圈组中同水平位置的第一感应线圈和第二感应线圈的信号。

步骤150，控制单元对探测数据进行解析，得到波形相位角数据；

具体的，第三探测数据经过模数转换后，进入数字信号处理环节，第二滤波器需要先第四探测数据进行解析，解析过程可以理解为一次数字信号滤波处理的过程。需要说明的是，第一滤波器所进行的滤波处理为模拟信号的滤波处理，而第二滤波器所进行的滤波处理为数字信号的滤波处理。

进一步具体的，模数转换器将第四探测数据发送至第二滤波器，第二滤波器首先对统计时间内的第四探测数据进行采样，得到多个第四探测数据。然后，第二滤波器对多个第四探测数据组进行平均值计算，得第四探测数据的平均波值。第四探测数据的平均波值包括波形相位角数据和波形幅度数据。这一过程可以理解为第二过滤器进行多次采样并计算平均滤波，然后根据正玄波处理，提取其幅度值和相位角的过程。

其中，波形相位角数据可以理解为某一交流电压随时间(或空间位置)作正弦或余弦变化时，决定交流电压量在任一时刻(或位置)状态的一个数值，可以根据公式U＝Umsin(ωt+Φu)得到。U表示交流电压的有效值，Um表示该交流电压的最大值，ω为交流电的角频率，t为时间，Φu是该交流电压的初相位，(ωt+Φu)则为相位角。

优选的，控制单元还包括第一红外传感器和第二红外传感器。第一红外传感器和第二红外传感器用于确定金属制品通过感应线圈组的时间，也就是第二滤波器对第四探测数据进行采样的采样统计时间。当金属制品通过第一红外传感器时，开始计时，当金属制品通过第二红外传感器时，计时结束。计时所得到的时间即为统计时间。

进一步优选的，第二滤波器选用FIR滤波器(Finite Impulse Response)。

步骤160，对比所述波形相位角数据和预设的金属制品特征参数，并根据对比结果生成提示信息；

具体的，中央处理器首先确定波形幅度数据是否超出预设的波形幅度阈值，当波形幅度数据是否超出预设的波形幅度阈值时，代表了当前通过安检装置的物品为金属制品。然后，根据波形相位角数据在预设的金属制品特征参数范围中的位置确定当前通过安检装置的是何种金属物品，并根据不同的金属制品生成相应的提示信息，用于提示用户当前通过安检装置的金属制品为何种金属制品，使得用户可以根据实际安检需要进行有条件的进行检查。

进一步具体的，预设的金属制品特征参数包括0°、45°、90°、120°和180°。

如果波形幅度数据超出预设的波形幅度阈值，且波形相位角大于等于0°且小于45°，则说明当前通过感应线圈组的物体为类似于马口铁罐状的金属制品，则中央处理器生成提示当前物品为铁质罐状的金属制品的提示信息，并提示给用户。

如果波形幅度数据超出预设的波形幅度阈值，且波形相位角大于等于45°且小于90°，则说明当前通过感应线圈组的物体为类似于铝制罐体状的金属制品，则中央处理器生成提示当前物品为铝制罐体状的金属制品的提示信息，并提示给用户。

如果波形幅度数据超出预设的波形幅度阈值，且波形相位角大于等于90°且小于120°，则说明当前通过感应线圈组的物体为类似于铜制罐体状的金属制品，则中央处理器生成提示当前物品为铜制罐体状的金属制品的提示信息，并提示给用户。

如果波形幅度数据超出预设的波形幅度阈值，且波形相位角大于等于120°且小于180°，则说明当前通过感应线圈组的物体为类似于刀枪状的金属制品，则中央处理器生成提示当前物品为刀枪状的金属制品的提示信息，并提示给用户。

在一个示例中，提示信息可以为声音放大电路输出的声音信息，当中央处理器检测到金属物品时，向声音放大电路发送报警信号，声音放大电路输出报警声音。

在另一个示例中，提示信息可以为发光二极管输出的光信息，当中央处理器检测到金属物品时，向发光二极管发送报警信号，发光二极管进行闪烁以报警。

在再一个示例中，提示信息可以为显示屏输出的显示图像信息，当中央处理器检测到金属物品时，向显示屏发送报警信号，显示屏对报警的物品进行显示，比如刀、手机等。该显示屏可以是液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)。

在再一个示例中，提示信息可以是上述三种情况的任意组合，以实现报警方式的多样化。

优选的，预设的金属制品特征参数也可以是根据对不同的金属制品多次通过安检装置的实验得到的度数。

进一步优选的，励磁线圈和感应线圈组可对应设置为左右两套，分别用于探测人体左边区域和右边区域。其中，右套励磁线圈和感应线圈组负责探整个探测区域2/3的空间，左套励磁线圈和感应线圈组负责探整个探测区域1/3的空间。

并且，左右两套感应线圈组均设置有五组感应线圈组，这五组感应线圈组的在励磁线圈中的位置、尺寸和排布方式均与人体的探测位置相对应，分别用于探测人体头部、胸部、腰部、大腿部和小腿部的区域。每组感应线圈组所生成探测数据均包括感应线圈的位置信息。在中央处理器解析探测数据时，还可以得到感应线圈位置信息。最后，中央处理器可以根据感应线圈的位置信息确定当前通过感应线圈组的物体被携带与人体的哪个位置，并在提示信息中显示给用户。

本发明实施例提供的一种用于检测金属制品的检测方法，通过对比待检测物的相位角数据与预设的金属制品特征参数，区分出待检测物是何种金属制品，实现对不同种类的金属制品中区别报警的功能，使得金属探测的误报频率低，安检效率高。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于检测金属制品的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

控制单元根据用户的启动指令向励磁线圈发送交变电流，使得所述励磁线圈根据所述交变电流产生探测磁场；

当待检测物体通过所述探测磁场时，所述探测磁场发生变化；

感应线圈组根据变化后的探测磁场生成探测数据，并将所述探测数据发送至所述控制单元；

所述控制单元对所述探测数据进行解析，得到波形相位角数据；

确定所述波形相位角数据是否大于设定值；

当所述波形相位角数据大于设定值时，对比所述波形相位角数据和预设的金属制品特征参数；

根据对比结果生成提示信息，并显示。

2.根据权利要求1所述的用于检测金属制品的检测方法，其特征在于，所述感应线圈组容置于所述励磁线圈内。

3.根据权利要求1所述的用于检测金属制品的检测方法，其特征在于，在所述控制单元对所述探测数据进行解析之前，所述方法还包括：

所述控制单元对所述探测数据进行过滤处理，得到过滤后的探测数据。

4.根据权利要求3所述的用于检测金属制品的检测方法，其特征在于，在所述得到过滤后的探测数据之后，所述方法还包括：

所述控制单元对所述过滤后的探测数据进行信号放大处理，得到放大后的探测数据。

5.根据权利要求4所述的用于检测金属制品的检测方法，其特征在于，所述控制单元对所述过滤后的探测数据进行信号放大处理具体为：

所述控制单元对所述过滤后的探测数据进行信号多级差分放大处理。

6.根据权利要求1所述的用于检测金属制品的检测方法，其特征在于，所述控制单元对所述探测数据进行解析，得到波形相位角数据具体为：

所述控制单元对所述探测数据进行解析，得到波形相位角数据和感应线圈位置信息。

7.根据权利要求1所述的用于检测金属制品的检测方法，其特征在于，所述提示信息包括所述感应线圈位置信息。

8.根据权利要求1所述的用于检测金属制品的检测方法，其特征在于，在所述对比所述波形相位角数据和预设的金属制品特征参数之前，所述方法还包括：

所述控制单元获取所述控制单元本地存储的预设的金属制品特征参数。

9.根据权利要求1所述的用于检测金属制品的检测方法，其特征在于，所述预设的金属制品特征参数包括：0°，45°，90°，120°和180°。