CN207216039U - 一种金属探测器 - Google Patents

Abstract

一种金属探测器，包括：磁场发射单元，磁场接收单元，报警器；所述磁场发射单元包括发射线圈；所述磁场接收单元包括接收线圈，所述接收线圈包括第一接收线圈、第二接收线圈,所述第二接收线圈上设有细补偿开关；所述第一接收线圈与所述第二接收线圈绕制方向相反，所述第二接收线圈靠近所述发射线圈；所述报警器与所述磁场接收单元电连接。本实用新型中的金属探测器，通过第二接收线圈、补偿开关对第一接收线圈的线圈之间不均匀、不同心进行第一重补偿，通过粗补偿线圈、粗补偿开关对发射线圈轴线偏移进行第二重补偿，这种双补偿方法可针对线圈生产安装工艺、电子元器件产生的偏差进行补偿，从而提高金属探测器的探测灵敏度和探测到微弱信号的能力。

Description

一种金属探测器

技术领域

本实用新型属于安检设备技术领域，尤其是一种金属探测器。

背景技术

目前，金属探测器可以检知隐藏的金属物件，已广泛应用于军事、安检、矿产、工业、日常生活等方面，金属探测器利用电磁感应原理，内部设有控制器、发射线圈、接收线圈，控制器控制发射线圈产生周期性变化的交变磁场，交变磁场在金属探测器周围产生涡旋电场，如果金属探测器靠近金属，涡旋电场接收线圈上形成涡电流，从而被金属探测器内部的控制器感应到，从而控制发出报警提醒的信号。

这种金属探测器制造工艺简单、成本低、容易实现。但是这种探测隐藏金属物体最大的技术困难在于被测金属反射信号很小、灵敏度低。受到金属的体积和金属的属性原因，特别是在含铁金属物体体积小或者金属物体属于非含铁金属时，信号输出很小，这将会导致探测的难度。

为探测到这种微弱的信号和提高金属探测器的测量灵敏度，就必须从接收线圈处获得更大的信号，那么势必需要提高接收线圈圈数，提高接收线圈后，在没有金属进入磁场时，接收线圈能直接从发射线圈处获得更大的反射信号，但是，在金属进入磁场后，线圈耦合后的信号会成倍增加，会使信号输出超出测量范围，反而使控制器无法准确获得被测信号。

理想情况是在没有金属时，输出一个为0的信号。当有金属进入金属探测器的交变磁场中时，输出信号随着金属的距离靠近慢慢变大。当金属已经靠近金属探测器时，输出信号刚好接近满量程。这样既可以准确判断金属，也能显著提升灵敏度。

为实现这样一个功能，增加一个接收线圈产生一个反电压，将原来的接收的信号抵消掉。同时，这个线圈本身又对金属产生的磁场灵敏度较低。因此，当有金属进入磁场范围内就输出一个差压。

在生产过程中，发射线圈的安装造成的间隙、发射线圈的不均匀性都可能导致这个差压信号不为0，甚至可能很大，这时就会导致检测线圈本身失效。

发明内容

为解决现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供一种金属探测器。

一种金属探测器，包括：磁场发射单元，磁场接收单元，报警器；所述磁场发射单元包括发射线圈；所述磁场接收单元包括接收线圈，所述接收线圈包括第一接收线圈、第二接收线圈,所述第二接收线圈上设有细补偿开关；所述第一接收线圈与所述第二接收线圈绕制方向相反，所述第二接收线圈靠近所述发射线圈；所述报警器与所述磁场接收单元电连接。

优选地，所述发射线圈与所述接收线圈位于同一平面且圆心重叠。

优选地，所述第二接收线圈均分为四组，每组设有两个细补偿开关；所述细补偿开关设于所述第二接收线圈的最外圈。

优选地，所述发射线圈和所述接收线圈设置为圆形。

优选地，粗补偿线圈，所述粗补偿线圈位于所述第二接收线圈与发射线圈之间。

优选地，所述粗补偿线圈与所述第二接收线圈绕制方向相同。

优选地，所述粗补偿线圈均分为四组，每组设有两个粗补偿开关，所述粗补偿开关设于所述粗补偿线圈的最外圈。

优选地，所述粗补偿开关与所述细补偿开关之间相隔45°的空间角度差。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中的金属探测器，通过第二接收线圈、补偿开关对第一接收线圈的线圈之间不均匀、不同心进行第一重补偿，通过粗补偿线圈、粗补偿开关对发射线圈轴线偏移进行第二重补偿，这种双补偿方法可针对线圈生产安装工艺、电子元器件产生的偏差进行补偿，从而提高金属探测器的探测灵敏度和探测到微弱信号的能力。

附图说明

图1是本实用新型金属探测器实施例的电路原理图；

图2是本实用新型金属探测器的检测线圈最佳实施例的结构示意图；

图3是本实用新型金属探测器的检测线圈第二实施例的结构示意图；

图4是本实用新型金属探测器的检测线圈第三实施例的结构示意图。

图1-4中：1.壳体、2.电源、3.控制器、4.磁场发射单元、4-1.发射线圈、-2.发射电路、5.磁场接收单元、5-1接收线圈、5-1-1.第一接收线圈、5-1-2.第二接收线圈、5-1-3.细补偿开关、5-1-4.粗补偿线圈、5-1-5.粗补偿开关、5-2接收电路、6.报警器、10.内部容纳空间。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做详细说明。

图1为本实用新型实施例的一种金属探测器，图2为本实用新型一种金属探测器的检测线圈的最佳实施例，所述金属探测器包括：壳体1、电源2、控制器3、磁场发射单元4、磁场接收单元5、报警器6，所述壳体1形成一个内部容纳空间10，用于把所述电源2、控制器3、磁场发射单元4、磁场接收单元5、报警器6容纳于所述内部容纳空间10，所述电源2用于给所述控制器3、磁场发射单元4、磁场接收电源5、报警器6供电，所述控制器3用于控制所述磁场发射单元4、磁场接收单元5、报警器6，所述磁场接收单元5与所述报警器6电连接。

所述磁场发射单元4包括发射线圈4-1、发射电路4-2，所述发射线圈4-1与所述发射电路4-2电连接，所述发射线圈4-1由一根漆包线绕制而成，所述发射线圈4-1的形状可以是正方形、长方形或圆形，本实施例优选圆形，所述控制器3通过所述发射电路4-2控制所述发射线圈4-1在所述金属探测器周围产生周期性变化的交变磁场。

所述磁场接收单元5包括接收线圈5-1、接收电路5-2，所述接收线圈5-1与所述接收电路5-2电连接，所述接收线圈5-1包括第一接收线圈5-1-1、第二接收线圈5-1-2，所述第一接收线圈5-1-1、第二接收线圈5-1-2由同一根漆包线绕制而成，所述第一接收线圈5-1-1、第二接收线圈5-1-2设在同一平面内，但绕制方向相反，所述第一接收线圈5-1-1、第二接收线圈5-1-2的形状根据所述发射线圈4-1的形状进行设置，本实施例优选圆形，第一接收线圈5-1-1的圆心与第二接收线圈5-1-2的圆心是重合的，所述第二接收线圈5-1-2相对于所述第一接收线圈5-1-1距离所述发射线圈4-1更近，所述第一接收线圈5-1-1用于对进入交变磁场的金属进行感应，第二接收线圈5-1-2用于对没有金属进入交变磁场时的所述第一接收线圈5-1-1进行补偿：

由于所述第一接收线圈5-1-1、第二接收线圈5-1-2的绕制方向相反，所述第一接收线圈5-1-2获得的感应电压为V1，所述第二接收线圈5-1-2获得的感应电压为V2，所述V1、V2方向相反，一个为正，一个为负，所述V1抵消所述V2的绝大部分，从而对所述V2进行补偿，从而可以对生产工艺等问题进行补偿。

所述第二接收线圈5-1-2的最外圈均分为4组，每组设置一组细补偿开关5-1-3，因此，相邻的两组所述细补偿开关5-1-3之间的间隔角度均为90°，每组所述细补偿线圈5-1-3包括2个金属—氧化物—半导体场效应晶体管(metal-oxide-semicon-ductor管，简称MOS管)，所述细补偿开关5-1-3用于对线圈绕制安装过程中的线圈分布不均匀、不同心进行补偿。

这种单边调节方式只能实现较小范围内的调整，当超过一定的范围，补偿效果将不明显。

因此，所述第二接收线圈5-1-2的最内圈还设置有粗补偿线圈5-1-4，所述粗补偿线圈5-1-4设置在所述发射线圈4-1的最外圈，所述粗补偿线圈5-1-4的形状根据所述第二接收线圈5-1-2的形状进行设置，本实施例优选圆形，所述粗补偿线圈5-1-4与所述第二接收线圈5-1-2在同一平面内，绕制方向相同。

所述粗补偿线圈5-1-4的最外圈均分为4组，每组设置有一组粗补偿开关5-1-5，因此，相邻的两组所述粗补偿开关5-1-5之间的间隔均为90°，每组所述粗补偿开关5-1-5包括2个MOS管，所述粗补偿开关5-1-5与所述细补偿开关5-1-3之间有45°的空间角度差，本实施例中，所述4组粗补偿开关5-1-5分别设置在所述粗补偿线圈5-1-4的0°、90°、180°、270°位置处，相应地，所述细补偿开关5-1-3设置在所述第二接收线圈5-1-2的45°、135°、225°、315°位置处，所述粗补偿线圈5-1-4、粗补偿开关5-1-5可以对由于所述发射线圈4-1的轴线发生偏移进行补偿。

所述发射线圈4-1、所述第一接收线圈5-1-1、所述第二接收线圈5-1-2、所述细补偿开关5-1-3统称为检测线圈，检测线圈还设置粗补偿线圈5-1-4、粗补偿开关5-1-5，所述发射线圈4-1、所述第一接收线圈5-1-1、所述第二接收线圈5-1-2、所述粗补偿线圈5-1-4的圆心重叠。

所述报警器6包括声音报警器6-1或灯光报警器6-2，也可以同时设置两种报警器，本实施例优选设置两种报警器，所述报警器6受所述控制器3控制，所述声音报警器6-1用于发出声音向金属探测器使用操作人员发出警报，所述灯光报警器6-2用于发出光信号向金属探测器使用操作人员发出警报。

以下是所述金属探测器对其检测线圈进行补偿的方法，包括以下步骤：

S1，所述控制器3控制所述磁场产生发射单元4产生周期性变化的交变磁场；

S2，所述磁场接收单元5判断是否有金属介入交流磁场，若是，所述第一接收线圈5-1-1根据不同的金属产生不同的感应强度；

S3，所述报警器6根据不同的感应强度发出不同频率的报警信号；

S4，若没有金属进入交流磁场，则判断所述交变磁场是否均匀，若不均匀，则打开所述细补偿开关5-1-3调节所述第二接收线圈5-1-2产生磁场强度的大小。

除了存在交变磁场不均匀，如果同时存在所述发射线圈4-1的轴线发生了偏移，那么，先打开所述粗补偿开关5-1-5，调节磁场所述粗补偿线圈5-1-4产生磁场强度的大小，再打开所述细补偿开关5-1-3调节所述第二接收线圈5-1-2产生磁场强度的大小。

图3为本实用新型一种金属探测器的检测线圈的第二实施例，包括发射线圈4-1、接收线圈5-1，所述接收线圈5-1包括：第一接收线圈5-1-1、第二接收线圈5-1-2，所述第二接收线圈5-1-2靠近所述发射线圈4-1，所述第一接收线圈5-1-1、第二接收线圈5-1-2的绕制方向相反，所述第一接收线圈5-1-2获得的感应电压为V1，所述第二接收线圈5-1-2获得的感应电压为V2，所述V1、V2方向相反，一个为正，一个为负，理论上能够实现差压为0。

图4为本实用新型一种金属探测器的检测线圈的第三实施例，包括发射线圈4-1、接收线圈5-1，所述接收线圈5-1包括：第一接收线圈5-1-1、第二接收线圈5-1-2，所述第二接收线圈5-1-2靠近所述发射线圈4-1，所述第一接收线圈5-1-1、第二接收线圈5-1-2的绕制方向相反，所述第二接收线圈5-1-2的最外圈均分为4组，每组设置一组细补偿开关5-1-3，因此，相邻的两组所述细补偿开关5-1-3之间的间隔角度均为90°，每组所述细补偿线圈5-1-3包括2个MOS管，所述细补偿开关5-1-3用于对线圈绕制安装过程中的线圈分布不均匀、不同心进行补偿。

以上对本实用新型的优选实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，本实用新型不受上述实施例的限制，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种金属探测器，其特征在于，包括：

磁场发射单元(4)，磁场接收单元(5)，报警器(6)；

所述磁场发射单元(4)包括发射线圈(4-1)；

所述磁场接收单元(5)包括接收线圈(5-1)，所述接收线圈(5-1)包括第一接收线圈(5-1-1)、第二接收线圈(5-1-2),所述第二接收线圈(5-1-2)上设有细补偿开关(5-1-3)；所述第一接收线圈(5-1-1)与所述第二接收线圈(5-1-2)绕制方向相反，所述第二接收线圈(5-1-2)靠近所述发射线圈(4-1)；

所述报警器(6)与所述磁场接收单元(5)电连接。

2.如权利要求1所述的金属探测器，其特征在于：

所述发射线圈(4-1)与所述接收线圈(5-1)位于同一平面且圆心重叠。

3.如权利要求1所述的金属探测器，其特征在于：

所述第二接收线圈(5-1-2)的最外圈均分为四组，每组设有两个细补偿开关(5-1-3)。

4.如权利要求1或2所述的金属探测器，其特征在于：

所述发射线圈(4-1)和所述接收线圈(5-1)设置为圆形。

5.如权利要求1所述的金属探测器，其特征在于，还包括：

粗补偿线圈(5-1-4)，所述粗补偿线圈(5-1-4)位于所述第二接收线圈(5-1-2)与发射线圈(4-1)之间。

6.如权利要求5所述的金属探测器，其特征在于：

所述粗补偿线圈(5-1-4)与所述第二接收线圈(5-1-2)绕制方向相同。

7.如权利要求6所述的金属探测器，其特征在于：

所述粗补偿线圈(5-1-4)的最外圈均分为四组，每组设有两个粗补偿开关(5-1-5)。

8.如权利要求7所述的金属探测器，其特征在于，还包括：

所述粗补偿开关(5-1-5)与所述细补偿开关(5-1-3)之间相隔45°的空间角度差。