CN110703339A - 一种发射线圈驱动电路及方法 - Google Patents

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    • G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils

Abstract

本发明涉及一种发射线圈驱动电路及方法，其中驱动电路包括采集控制调试模块、放大模块、反馈电路模块，所述反馈模块的一端与发射模块连接，另一端与放大模块的输入端连接，所述放大模块的输入端还连接至采集控制调试模块，输出端连接至发射模块；当负载发射线圈改变时，通过调节反馈模块，由采集控制调试模块控制线圈谐振电压，从而保证磁场强度和检测精度。与现有技术相比，本发明具有可以在一定程度下弥补由于线圈工艺不同造成的产品差异性等优点。

Description

一种发射线圈驱动电路及方法
技术领域
本发明涉及金属检测机领域，尤其是涉及一种发射线圈驱动电路及方法。
背景技术
金属检测机被用于各行各业，尤其是用于检测食品、医药、化装品、纺织等生 产过程中混入的金属异物。其原理是一条中央发射线圈和两个对等的接收线圈，这 三个线圈装在一个探测头中。振荡器通过中间的发射线圈发射出一个高频磁场，与 两个接收线圈相连，但极性相反，在磁场不受外界干扰的情况下，它们产生的电压 输出信号相互抵消。一旦金属杂质进入磁场区域，就会破坏这种平衡，两个接收线 圈的感应电压就无法抵消，未被抵消的感应电压经由控制系统放大处理，金属检测 机就能检测到金属的存在，并产生报警信号(检测到金属杂质)。系统可以利用该 报警信号驱动自动剔除装置等，从而把金属杂质排除生产线以外。
金检机中的一个重要部分就是负载发射线圈以及用于驱动负载发射线圈的驱 动电路，但是不同输出阻抗的电路对不同负载的驱动能力是不同的，如果负载变更 时，原来的设备就未必能够取得接近的效果。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种发射线圈驱 动电路及方法，可以在一定程度下弥补由于线圈工艺不同造成的产品差异性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种发射线圈驱动电路，包括采集控制调试模块、放大模块、反馈电路模块， 所述反馈模块的一端与发射模块连接，另一端与放大模块的输入端连接，所述放大 模块的输入端还连接至采集控制调试模块，输出端连接至发射模块；
当负载发射线圈改变时，通过调节反馈模块，由采集控制调试模块控制线圈谐 振电压，从而保证磁场强度和检测精度。
所述反馈模块包括反馈电阻和接地电阻，所述反馈电阻的一端连接至发射模块，另一端通过接地电阻接地，并连接至放大模块的输入端。
所述反馈电阻和接地电阻均设有多路。
所述反馈电阻和发射模块之间设有第一多路开关，所述接地电阻和反馈电阻之间设有第二多路开关。
所述第一多路开关与发射模块之间设有热敏补偿电阻。
所述放大模块包括依次连接的小信号放大器、电压放大器和电流放大器，所述 小信号放大器的输入端分别连接反馈模块和采集控制调试模块，所述电压放大器和 电流放大器的输入端还连接至采集控制调试模块。
所述采集控制调试模块包括控制器、继电器和谐振电容组，所述控制器连接发 射模块和谐振电容组，并通过继电器连接小信号放大器。
所述谐振电容组包括并联设置的固定谐振电容和可调谐振电容。
所述控制器和发射模块之间设有采样器。
一种如上述的发射线圈驱动电路的方法，包括：
步骤S1：采集负载信号的波形和负载信号FFT；
步骤S2：判断线圈谐振电压是否处于预设范围内，若为是，则执行步骤S4， 反之，则执行步骤S3；
步骤S3：调节可调谐振电容和反馈电阻，并返回步骤S1；
步骤S4：根据当前的可调谐振电容和反馈电阻调节输入电压。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在不同电路的增益情况下可以适 用于不同的负载，通过调节电路的反馈系数和输入信号的幅值，来确保线圈谐振电 压处在合理的范围从而保证磁场强度和检测精度，从而实现了发射电路在不同负载 下的最佳效果，也可在一定程度下弥补由于线圈工艺不同造成的产品差异性。
附图说明
图1为本发明驱动电路的结构示意图；
图2为驱动电路的简化模型图；
图3为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范 围不限于下述的实施例。
一种发射线圈驱动电路，如图1所示，包括采集控制调试模块、放大模块、反 馈电路模块，反馈模块的一端与发射模块连接，另一端与放大模块的输入端连接， 放大模块的输入端还连接至采集控制调试模块，输出端连接至发射模块；
本申请可以适用于不同的负载线圈，当负载发射线圈改变时，通过调节反馈模块，由采集控制调试模块控制线圈谐振电压，从而保证磁场强度和检测精度。
驱动电路增加了反馈模块，反馈模块的存在可以极大的减小电路的输出阻抗， 不同输出阻抗的电路对不同负载的驱动能力是不同的，为了适用于不同的负载反馈 电路应给设计为不同的取值。
反馈模块包括反馈电阻和接地电阻，反馈电阻的一端连接至发射模块，另一端 通过接地电阻接地，并连接至放大模块的输入端。
反馈电阻和接地电阻均设有多路。
反馈电阻和发射模块之间设有第一多路开关，接地电阻和反馈电阻之间设有第二多路开关。
第一多路开关与发射模块之间设有热敏补偿电阻。
放大模块包括依次连接的小信号放大器、电压放大器和电流放大器，小信号放 大器的输入端分别连接反馈模块和采集控制调试模块，电压放大器和电流放大器的 输入端还连接至采集控制调试模块。
采集控制调试模块包括控制器、继电器和谐振电容组，控制器连接发射模块和 谐振电容组，并通过继电器连接小信号放大器。
谐振电容组包括并联设置的固定谐振电容和可调谐振电容。
控制器和发射模块之间设有采样器。
驱动电路的整体模型如图2所示，分为反馈放大级，电压电流放大级，反馈电 阻，负载电路将电压放大和电流放大电路等效为放大电路，来分析反馈电路对整个 电路回路的影响。
求开路增益：
设反馈放大级的增益为A1，电压电流放大级的增益为A2，输入信号为Vi， 输出为Vo，
假设小信号放大级为Q1电压电流放大级为Q2，串联总增益为A1*A2＝A(开 路增益)
所以输入电压Vi′＝Vo/A，发射电流ie＝Vi′/(RS//RF)，
设反馈回路的电流为if电阻Rs上的电流为is
is＝if+ie
所以Vi/RS＝(Vo-Vi)/RF+Vo/A(RS//RF)
化解得：
Figure BDA0002254369350000041
A值较大所以1/A＝0所以
Figure BDA0002254369350000042
所以可见：反馈系统增益仅仅和反馈电阻的系数及RS和RF的值有关，
一种如上述的发射线圈驱动电路的方法，如图3所示，包括：
步骤S1：采集负载信号的波形和负载信号FFT；
步骤S2：判断线圈谐振电压是否处于预设范围内，若为是，则执行步骤S4， 反之，则执行步骤S3；
步骤S3：调节可调谐振电容和反馈电阻，并返回步骤S1；
步骤S4：根据当前的可调谐振电容和反馈电阻调节输入电压。
在不同电路的增益情况下可以适用于不同的负载所以调节电路的反馈系数可 以使恒压型电路适用于不同，但随着系统的整体增益的降低最大的谐振电压也会随 之降低，为了保证电路有足够的电压输出在调节反馈的同时也可以调节输入信号 的幅值，来确保线圈谐振电压处在合理的范围从而保证磁场强度和检测精度。
从而实现了，发射电路在不同负载下的最佳效果，也可在一定程度下弥补由于 线圈工艺不同造成的产品差异性。

Claims (10)

1.一种发射线圈驱动电路，其特征在于，包括采集控制调试模块、放大模块、反馈电路模块，所述反馈模块的一端与发射模块连接，另一端与放大模块的输入端连接，所述放大模块的输入端还连接至采集控制调试模块，输出端连接至发射模块；
当负载发射线圈改变时，通过调节反馈模块，由采集控制调试模块控制线圈谐振电压，从而保证磁场强度和检测精度。
2.根据权利要求1所述的一种发射线圈驱动电路，其特征在于，所述反馈模块包括反馈电阻和接地电阻，所述反馈电阻的一端连接至发射模块，另一端通过接地电阻接地，并连接至放大模块的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种发射线圈驱动电路，其特征在于，所述反馈电阻和接地电阻均设有多路。
4.根据权利要求3所述的一种发射线圈驱动电路，其特征在于，所述反馈电阻和发射模块之间设有第一多路开关，所述接地电阻和反馈电阻之间设有第二多路开关。
5.根据权利要求4所述的一种发射线圈驱动电路，其特征在于，所述第一多路开关与发射模块之间设有热敏补偿电阻。
6.根据权利要求2所述的一种发射线圈驱动电路，其特征在于，所述放大模块包括依次连接的小信号放大器、电压放大器和电流放大器，所述小信号放大器的输入端分别连接反馈模块和采集控制调试模块，所述电压放大器和电流放大器的输入端还连接至采集控制调试模块。
7.根据权利要求6所述的一种发射线圈驱动电路，其特征在于，所述采集控制调试模块包括控制器、继电器和谐振电容组，所述控制器连接发射模块和谐振电容组，并通过继电器连接小信号放大器。
8.根据权利要求7所述的一种发射线圈驱动电路，其特征在于，所述谐振电容组包括并联设置的固定谐振电容和可调谐振电容。
9.根据权利要求8所述的一种发射线圈驱动电路，其特征在于，所述控制器和发射模块之间设有采样器。
10.一种如权利要求8所述的发射线圈驱动电路的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：采集负载信号的波形和负载信号FFT；
步骤S2：判断线圈谐振电压是否处于预设范围内，若为是，则执行步骤S4，反之，则执行步骤S3；
步骤S3：调节可调谐振电容和反馈电阻，并返回步骤S1；
步骤S4：根据当前的可调谐振电容和反馈电阻调节输入电压。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112612062A (zh) * 2020-12-31 2021-04-06 上海太易检测技术有限公司 金检机及金检机发射模块

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099116A (en) * 1977-01-17 1978-07-04 Tyndall Jerry C Metal detector with phase related circuit selective discrimination
CN101031822A (zh) * 2004-09-29 2007-09-05 罗伯特·博世有限公司 定位金属物体的装置以及调整这样一种装置的方法
US20100141247A1 (en) * 2008-06-27 2010-06-10 Minelab Electronics Pty Limited Constant current metal detector with driven transmit coil
EP2503660A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-26 Hanrim Postech Co., Ltd Method for controlling power in wireless power transmission assembly and wireless power assembly thereof
CN202713252U (zh) * 2011-12-31 2013-01-30 国民技术股份有限公司 电感线圈驱动电路和磁信号发射装置
CN202818237U (zh) * 2012-07-13 2013-03-20 成都进界科技有限公司 L波段宽带功率放大器
CN103080776A (zh) * 2010-08-30 2013-05-01 罗伯特·博世有限公司 测量设备尤其用于检测金属物体的测量设备
JP2013183548A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Toko Inc ワイヤレス電力伝送装置
CN107783196A (zh) * 2017-11-22 2018-03-09 中国地质大学（武汉） 一种瞬变电磁仪发射机

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099116A (en) * 1977-01-17 1978-07-04 Tyndall Jerry C Metal detector with phase related circuit selective discrimination
CN101031822A (zh) * 2004-09-29 2007-09-05 罗伯特·博世有限公司 定位金属物体的装置以及调整这样一种装置的方法
US20100141247A1 (en) * 2008-06-27 2010-06-10 Minelab Electronics Pty Limited Constant current metal detector with driven transmit coil
CN102077119A (zh) * 2008-06-27 2011-05-25 觅宝电子有限公司 带有驱动发射线圈的恒定电流金属探测器
CN103080776A (zh) * 2010-08-30 2013-05-01 罗伯特·博世有限公司 测量设备尤其用于检测金属物体的测量设备
EP2503660A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-26 Hanrim Postech Co., Ltd Method for controlling power in wireless power transmission assembly and wireless power assembly thereof
CN202713252U (zh) * 2011-12-31 2013-01-30 国民技术股份有限公司 电感线圈驱动电路和磁信号发射装置
JP2013183548A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Toko Inc ワイヤレス電力伝送装置
CN202818237U (zh) * 2012-07-13 2013-03-20 成都进界科技有限公司 L波段宽带功率放大器
CN107783196A (zh) * 2017-11-22 2018-03-09 中国地质大学（武汉） 一种瞬变电磁仪发射机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112612062A (zh) * 2020-12-31 2021-04-06 上海太易检测技术有限公司 金检机及金检机发射模块
CN112612062B (zh) * 2020-12-31 2023-12-19 上海太易检测技术有限公司 金检机及金检机发射模块

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