CN207867010U - 双柱式用于铁磁探测的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了双柱式用于铁磁探测的装置，包括A柱和B柱，还包括用于检测门开、关状态检测的第一红外传感器和用于检测闯入信号的第二红外传感器，第一、第二红外传感器均与A柱的DSP数字信号处理单元连接，A柱与B柱的DSP数字信号处理单元双向信号连接。本实用新型通过设置于磁共振室通道入口的铁磁探测装置，铁磁探测装置连接有用于检测门开、关状态检测的第一红外传感器和用于检测闯入信号的第二红外传感器，在检测范围内，接近本系统的人身上携带有含铁磁的物体，引起磁场变化，红灯警报状态，若触碰到进门的红外探测线，将引起声音警报，可以有效预防无意中携带铁磁性物体的人员即将进入磁共振室。

Description

双柱式用于铁磁探测的装置

技术领域

本实用新型涉及铁磁探测技术领域，具体地说是一种双柱式用于铁磁探测的装置。

背景技术

20世纪30年代初，出现了磁通门技术，它可以测定恒定和低频弱磁场，其基本原理是利用高磁导率、低矫顽力的软磁材料磁芯制成感应线圈被激励后，出现随环境磁场而变的偶次谐波分量的电势特性，通过高性能的磁通门调理电路测量偶次谐波分量，从而测得环境磁场的大小。磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的一种传感器。与其他类型测磁仪器相比，磁通门传感器具有分辨力高、测量弱磁场范围宽、可靠、能够直接测量磁场的分量等特点。一般的铁磁质物体都是使用铁钴镍基的合金。磁通门测磁法问世后不久，在第二次世界大战中就被应用于探雷、探潜等方面，战后又被广泛应用于地面磁场研究、航空磁测、地震预报研究、地下矿床勘探、生物医学研究、星际间磁测等领域。磁通门传感器仍以其测量灵敏度高、耐高温、分轴测量、功耗低、结构简单等显著优点，被普遍应用于弱磁场测量领域。

常规的磁通门信号处理电路是通过模拟电路来对信号进行分析处理，这就导致处理电路板制作非常复杂。且由于其采用模拟电路来实现，受到电子器件的特性影响，会引进很多的噪声，容易受到温漂的影响，且相关检测器的积分时间有限，导致检测精度受到限制。

另外，目前多数医院的磁共振室，病人、家属甚至医院的工作人员经常会不经意地将硬币、雨伞、手机，甚至是含磁的氧气瓶、病床、轮椅等带入磁共振室，这些物品将可能直接被吸入磁孔从而导致重大安全事故。同时，随着医学的进步，病人身上的植入设备如含磁的心脏起博器、支架等一旦被病人意外带入磁孔，将产生不可预知的后果。

因此，有必要针对上述问题在进入磁共振室前，可以很好地发出警报，提醒可能有人无意中携带铁磁性物体即将进入磁共振室。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术中存在的不足，解决目前存在的技术缺陷，本实用新型提供了一种双柱式用于铁磁探测的装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

双柱式用于铁磁探测的装置，包括A柱和B柱，

所述A柱柱体上部为LED灯，所述柱体中安装有磁通门激励信号模块、磁通门传感器、高速AD转换器、DSP数字信号处理单元、功率放大电路、电源转换器、红外传感器通讯接口、外部接口、智能报警器和蓝牙通讯模块；所述柱顶安装有电源接口，220V交流电源从柱底接入装置的电源接口；所述柱底安装有红外传感器接口；

所述B柱柱体上部为LED灯，所述柱体中安装有磁通门激励信号模块、磁通门传感器、高速AD转换器、DSP数字信号处理单元、功率放大电路、电源转换器、外部接口、智能报警器和蓝牙通讯模块；

还包括用于检测门开、关状态检测的第一红外传感器和用于检测闯入信号的第二红外传感器，所述第一红外传感器和第二红外传感器均与所述A柱的DSP数字信号处理单元连接，所述A柱的DSP数字信号处理单元与B柱的DSP数字信号处理单元双向信号连接；

其中，所述A柱和所述B柱的磁通门激励信号模块的输出端与所述磁通门传感器的输入端连接，所述磁通门传感器的输出端与所述高速AD转换器的输入端连接，所述高速AD转换器的输出端与所述DSP数字信号处理单元的输入端连接，所述DSP数字信号处理单元与所述功率放大器连接，所述功率放大器连接智能报警器和LED灯，DSP数字信号处理单元与蓝牙通讯模块连接，蓝牙通讯模块连接有移动终端。

作为优选的，所述磁通门传感器的数量为三个，所述磁通门传感器包括第一磁通门传感器、第二磁通门传感器和第三磁通门传感器。

作为优选的，所述第一磁通门传感器置于柱顶或其附近，所述第二磁通门传感器置于柱中间或其附近，所述第三磁通门传感器置于柱底或其附近。

作为优选的，所述智能报警器包括声音报警器和报警灯。

进一步的，所述装置还包括磁通门信号处理电路，所述磁通门信号处理电路包括选频放大器电路、相敏检波器电路和积分滤波器电路。

进一步的，所述选频放大器电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一运算放大器U1、第一电容C1和第二电容C2，所述第一电阻R1的输入端与第五电阻R5连接，所述第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2和第一运算放大器U1的反向输入端连接，所述第二电阻R2的另一端通过第二电容R2接地，所述第二电阻R2的另一端还通过第三电阻R3与相敏检波器电路的输入端连接，所述第一运算放大器U1的正向输入端接地，所述第一运算放大器U1的输出端与相敏检波器电路的输入端连接，所述第一电容C1并联于所述第二电阻R2和第三电阻R3之间。

进一步的，所述相敏检波器电路包括第三电容C3、第四电阻R4和3路二选一模拟开关，所述第三电容C3的一端与选频放大器电路的输出端连接，所述第三电容C3的另一端通过第四电阻R4与3路二选一模拟开关的Z输入端连接，所述3路二选一模拟开关的Z0输出端与第二运算放大器U2的反向输入端连接，所述3路二选一模拟开关的Z1输出端与第二运算放大器U2的正向输入端连接，所述3路二选一模拟开关的Z1输出端与第二运算放大器U2的正向输入端的同时接地。

进一步的，所述积分滤波器电路包括第二运算放大器U2和第四电容C4，所述第四电容C4并联于第二运算放大器U2的反向输入端和输出端之间，所述第二运算放大器U2的输出端还与第五电阻R5的另一端连接，所述第二运算放大器U2的输出端输出信号。

本实用新型的有益效果是，本实用新型公开的一种双柱式用于铁磁探测的装置，通过设置于磁共振室通道入口的铁磁探测装置，铁磁探测装置连接有用于检测门开、关状态检测的第一红外传感器和用于检测闯入信号的第二红外传感器，在检测范围内，接近本系统的人身上携带有含铁磁的物体，引起磁场变化，红灯警报状态，若触碰到进门的红外探测线，将引起声音警报，可以有效预防无意中携带铁磁性物体的人员即将进入磁共振室。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1为本实用新型双柱式用于铁磁探测的装置的结构示意图。

图2为本实用新型双柱式用于铁磁探测的装置的系统结构示意图。

图3为本实用新型双柱式用于铁磁探测的装置的磁通门信号处理电路原理图。

图中，1-A柱 2-B柱 3-第一红外传感器 4-第二红外传感器 5-电源 6-声音报警器 7-第一磁通门传感器 8-第二磁通门传感器 9-第三磁通门传感器 10-智能报警器 11-LED灯 12-移动终端。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1-2所示，双柱式用于铁磁探测的装置，包括A柱和B柱，

A柱柱体上部为LED灯，柱体中安装有磁通门激励信号模块、磁通门传感器、高速AD转换器、DSP数字信号处理单元、功率放大电路、电源转换器、红外传感器通讯接口、外部接口、智能报警器和蓝牙通讯模块；柱顶安装有电源接口，220V交流电源从柱底接入装置的电源接口；柱底安装有红外传感器接口；

B柱柱体上部为LED灯，柱体中安装有磁通门激励信号模块、磁通门传感器、高速AD转换器、DSP数字信号处理单元、功率放大电路、电源转换器、外部接口、智能报警器和蓝牙通讯模块；

还包括用于检测门开、关状态检测的第一红外传感器和用于检测闯入信号的第二红外传感器，第一红外传感器和第二红外传感器均与A柱的DSP数字信号处理单元连接，A柱的DSP数字信号处理单元与B柱的DSP数字信号处理单元双向信号连接；

其中，A柱和所述B柱的磁通门激励信号模块的输出端与所述磁通门传感器的输入端连接，磁通门传感器的输出端与高速AD转换器的输入端连接，高速AD转换器的输出端与DSP数字信号处理单元的输入端连接，DSP数字信号处理单元与功率放大器连接，功率放大器连接智能报警器和LED灯，DSP数字信号处理单元与蓝牙通讯模块连接，蓝牙通讯模块连接有移动终端。

本实用新型中，磁通门传感器的数量为三个，磁通门传感器包括第一磁通门传感器、第二磁通门传感器和第三磁通门传感器。

本实用新型中，第一磁通门传感器置于柱顶或其附近，第二磁通门传感器置于柱中间或其附近，第三磁通门传感器置于柱底或其附近。

本实用新型中，智能报警器包括声音报警器和报警灯。

如图3所示，装置还包括磁通门信号处理电路，磁通门信号处理电路包括选频放大器电路、相敏检波器电路和积分滤波器电路。

如图3所示，选频放大器电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一运算放大器U1、第一电容C1和第二电容C2，第一电阻R1的输入端与第五电阻R5连接，第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2和第一运算放大器U1的反向输入端连接，第二电阻R2的另一端通过第二电容R2接地，第二电阻R2的另一端还通过第三电阻R3与相敏检波器电路的输入端连接，第一运算放大器U1的正向输入端接地，第一运算放大器U1的输出端与相敏检波器电路的输入端连接，第一电容C1并联于第二电阻R2和第三电阻R3之间。

如图3所示，相敏检波器电路包括第三电容C3、第四电阻R4和3路二选一模拟开关，第三电容C3的一端与选频放大器电路的输出端连接，第三电容C3的另一端通过第四电阻R4与3路二选一模拟开关的Z输入端连接，3路二选一模拟开关的Z0输出端与第二运算放大器U2的反向输入端连接，3路二选一模拟开关的Z1输出端与第二运算放大器U2的正向输入端连接，3路二选一模拟开关的Z1输出端与第二运算放大器U2的正向输入端的同时接地。

如图3所示，积分滤波器电路包括第二运算放大器U2和第四电容C4，第四电容C4并联于第二运算放大器U2的反向输入端和输出端之间，第二运算放大器U2的输出端还与第五电阻R5的另一端连接，第二运算放大器U2的输出端输出信号。

本实用新型中，选频放大器电路用来放大有用信号，因为电磁信号不平衡，输出功率有限，所以需要选频，确定有用信号，然后再进一步放大，提高输出的有效性；同时隔离噪声与干扰；然后相敏检波器电路就是将有用信号与载波分离出来；积分滤波器电路是电路输出端最后的处理环节，其功能是彻底滤除所有的载波分量，积分滤波器一方面将相敏检测的输出有用信号转变为直流信号输出，一方面通过反馈环节将信号送至选频放大器的输入端，使得电路始终工作在零磁场条件下，提高电路的稳定性。

本实用新型的具体工作过程：

1.检查磁共振室门在关闭状态时，系统待机，指示灯显示为黄色。

2.打开磁共振室门，系统将处于实时检测状态。工作人员或病人等进入本系统(磁共振室门)检测范围内时，保持正常行走(运动)状态，并请注意：

a)若系统的指示灯为绿色，表示被检测对象未携带铁磁质特体，可安全进入磁共振室。

b)若系统的指示灯显示为黄色，表示被检测对象携带的物体引起磁场变化，但非常弱，未引起警报。

c)若系统指标灯显示为红色，表示被检测对象携带有铁磁质物体，若触碰到进门探测红外线(阻断闯入传感器发出的红外信号)还将引起声音警报和语音提醒。工作人员须立即阻止其进入磁共振室，以免造成危害和损失。

3.工作人员及病人等去更衣室完成所携带物品的清理工作后，重复上述步骤3，直到指示灯一直为绿灯，方可允许进入磁共振室。

4.工作人员(技师)在磁共振室安置病人期间，须注意是否有人触发系统警报声，表明有人携带危险铁磁物品闯入，须及时制止。

5.工作人员走出磁共振室，将磁共振室门关闭，系统进入待机状态。本次检测完成。

要说明的是，以上所述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其他修改，只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围，均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。

Claims (8)

1.双柱式用于铁磁探测的装置，其特征在于：包括A柱和B柱，

所述A柱的柱体上部为LED灯，所述柱体中安装有磁通门激励信号模块、磁通门传感器、高速AD转换器、DSP数字信号处理单元、功率放大电路、电源转换器、红外传感器通讯接口、外部接口、智能报警器和蓝牙通讯模块；所述A柱的柱顶安装有电源接口，220V交流电源从柱底接入装置的电源接口；所述柱底安装有红外传感器接口；

所述B柱的柱体上部为LED灯，所述柱体中安装有磁通门激励信号模块、磁通门传感器、高速AD转换器、DSP数字信号处理单元、功率放大电路、电源转换器、外部接口、智能报警器和蓝牙通讯模块；

还包括用于检测门开、关状态检测的第一红外传感器和用于检测闯入信号的第二红外传感器，所述第一红外传感器和第二红外传感器均与所述A柱的DSP数字信号处理单元连接，所述A柱的DSP数字信号处理单元与B柱的DSP数字信号处理单元双向信号连接；

其中，所述A柱和所述B柱的磁通门激励信号模块的输出端与所述磁通门传感器的输入端连接，所述磁通门传感器的输出端与所述高速AD转换器的输入端连接，所述高速AD转换器的输出端与所述DSP数字信号处理单元的输入端连接，所述DSP数字信号处理单元与所述功率放大器连接，所述功率放大器连接智能报警器和LED灯，所述DSP数字信号处理单元与蓝牙通讯模块连接，所述蓝牙通讯模块连接有移动终端。

2.根据权利要求1所述的双柱式用于铁磁探测的装置，其特征在于：所述磁通门传感器的数量为三个，所述磁通门传感器包括第一磁通门传感器、第二磁通门传感器和第三磁通门传感器。

3.根据权利要求2所述的双柱式用于铁磁探测的装置，其特征在于：所述第一磁通门传感器置于柱顶或其附近，所述第二磁通门传感器置于柱中间或其附近，所述第三磁通门传感器置于柱底或其附近。

4.根据权利要求1所述的双柱式用于铁磁探测的装置，其特征在于：所述智能报警器包括声音报警器和报警灯。

5.根据权利要求1所述的双柱式用于铁磁探测的装置，其特征在于：所述装置还包括磁通门信号处理电路，所述磁通门信号处理电路包括选频放大器电路、相敏检波器电路和积分滤波器电路。

6.根据权利要求5所述的双柱式用于铁磁探测的装置，其特征在于：所述选频放大器电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一运算放大器U1、第一电容C1和第二电容C2，所述第一电阻R1的输入端与第五电阻R5连接，所述第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2和第一运算放大器U1的反向输入端连接，所述第二电阻R2的另一端通过第二电容R2接地，所述第二电阻R2的另一端还通过第三电阻R3与相敏检波器电路的输入端连接，所述第一运算放大器U1的正向输入端接地，所述第一运算放大器U1的输出端与相敏检波器电路的输入端连接，所述第一电容C1并联于所述第二电阻R2和第三电阻R3之间。

7.根据权利要求5所述的双柱式用于铁磁探测的装置，其特征在于：所述相敏检波器电路包括第三电容C3、第四电阻R4和3路二选一模拟开关，所述第三电容C3的一端与选频放大器电路的输出端连接，所述第三电容C3的另一端通过第四电阻R4与3路二选一模拟开关的Z输入端连接，所述3路二选一模拟开关的Z0输出端与第二运算放大器U2的反向输入端连接，所述3路二选一模拟开关的Z1输出端与第二运算放大器U2的正向输入端连接，所述3路二选一模拟开关的Z1输出端与第二运算放大器U2的正向输入端的同时接地。

8.根据权利要求5所述的双柱式用于铁磁探测的装置，其特征在于：所述积分滤波器电路包括第二运算放大器U2和第四电容C4，所述第四电容C4并联于第二运算放大器U2的反向输入端和输出端之间，所述第二运算放大器U2的输出端还与第五电阻R5的另一端连接，所述第二运算放大器U2的输出端输出信号。