CN218567631U - 通过式探测器的线圈结构及通过式探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通过式探测器的线圈结构及通过式探测器，其中线圈结构包括双边相对设置的发射线圈组，两者之间形成中间通道用于通过被测物；所述双边发射线圈组的各自单边发射线圈组包括若干线圈形状大小不等的线圈，该若干线圈在某一方向上依照线圈边缘外扩程度由小到大依次层叠式排列；单边发射线圈组的所有发射线圈的法线方向一致，双边发射线圈组的线圈法线方向相反；在所述中间通道的三维空间内，部分区域覆盖单边发射线圈组发射的电磁波，部分区域覆盖双边发射线圈组发射的电磁波，在中间通道内形成了x、y、z三个方向的电磁场。本实用新型提高通过式探测器的检测可靠度，减少漏判情况。

Description

通过式探测器的线圈结构及通过式探测器

技术领域

本实用新型涉及通过式探测器技术领域，尤其涉及一种通过式探测器的线圈结构及通过式探测器。

背景技术

探测器广泛应用于各个领域，在金属加工厂或原材料冶炼厂中为防止工作人员携带厂内生产的金属面板或废料外出，通常会选择安装通过式探测器对工作人员进行检测；而在一些机关单位、考试等场合为了禁止相关人员携带手机出入，也会选择安装通过式探测器。在通过式探测器的使用场合中，大量快速的人流决定了探测器的检测效果必须高效可靠，然而现有传统的检测技术中，通过式探测器两侧门板内分别设置线圈，探测器内部的磁力线由一侧门板到另一侧分布基本沿水平方向，当被测人员携带一金属面板或者手机，经过通过式探测器过程中保持金属面板或手机最大截面与水平磁力线方向平行，这时候，金属面板或手机由于侧边穿过水平磁力线的截面很小，穿过的磁力线较少，因此产生的涡流效应较小，检测到涡流信号较弱，就可能导致探测器出现漏判现象，探测结果可靠性大大降低，即传统通过式探测器不能保证金属面板或手机任何姿态下都能被检测到。

实用新型内容

本实用新型提供一种通过式探测器的线圈结构及通过式探测器，提高通过式探测器的检测可靠度，减少漏判情况。

一方面，本实用新型提供一种通过式探测器的线圈结构，其特征在于，包括双边相对设置的发射线圈组，两者之间形成中间通道用于通过被测物；

所述双边发射线圈组的各自单边发射线圈组包括若干线圈形状大小不等的线圈，该若干线圈在某一方向上依照线圈边缘外扩程度由小到大依次层叠式排列；单边发射线圈组的所有发射线圈的法线方向一致，双边发射线圈组的线圈法线方向相反；

在所述中间通道的三维空间内，部分区域覆盖单边发射线圈组发射的电磁波，部分区域覆盖双边发射线圈组发射的电磁波，形成了x、y、z三个方向的电磁场。

本方案中，部分区域覆盖单边发射线圈组发射的电磁场，必定是由于双边发射线圈组位置交错，造成其中一个单边发射线圈组部分没有电磁波发射源，与该部分对应的另一个单边发射线圈发射的电磁波在没有其他发射源影响的情况下产生x轴的水平磁力线，即双边发射线圈组的法线方向；部分区域覆盖双边发射线圈组发射的电磁场，是通过双边发射线圈组的两者法线方向在同一时刻相反，使得在通道中间磁力线向y轴平行方向偏转，也即被测物通过通道的方向；部分区域覆盖双边发射线圈组发射的电磁场，由于若干线圈在某一方向上可选地在z轴上依照线圈边缘外扩程度由小到大依次层叠式排列，产生了z轴方向的磁场。

可选地，部分区域覆盖双边发射线圈组发射的电磁场，是通过双边发射线圈组的两者法线方向在同一时刻相反，使得在通道中间磁力线向z轴方向偏转，产生z轴方向的磁场；部分区域覆盖双边发射线圈组发射的电磁场，由于若干线圈在某一方向上可选地在y轴上依照线圈边缘外扩程度由小到大依次层叠式排列，产生了y轴方向的磁场。

因此，当金属板或手机的最大截面在x、y、z三个方向任意方向都可以通过较多的磁力线，产生较强的涡流信号，从而提高线圈结构探测金属薄板或手机的可靠性，避免漏判。

优选地，所述某一方向为z轴方向。

作为上述方案的改进，所述双边发射线圈组的线圈形状一样，且线圈中心不同。本方案中，该结构使得双边发射线圈组有部分的交叠，交叠部分的线圈提供双边发射线圈组发射的电磁波覆盖中间通道的部分区域，未交叠部分的线圈提供单边发射线圈组发射的电磁波覆盖中间通道的部分区域。

作为上述方案的改进，所述双边发射线圈组的线圈形状不一样。本方案中，该结构使得双边发射线圈组有部分的交叠，交叠部分的线圈提供双边发射线圈组发射的电磁波覆盖中间通道的部分区域，未交叠部分的线圈提供单边发射线圈组发射的电磁波覆盖中间通道的部分区域。

作为上述方案的改进，至少设置两组所述双边发射线圈组。本方案中，相对设置的双边发射线圈组结构作为一对，设置多对检测被测物时，从检测位置角度讲更加准确，从中间通道上分布的在x、y、z三个方向的磁场更多，穿过被测物最大截面积的磁力线更多，产生的涡流信号更强，进而检测被测物的灵敏度更高。

作为上述方案的改进，至少两组所述双边发射线圈组的线圈位置交错。本方案中，线圈位置交错可以进一步增加z轴电磁场的宽度，即被测物的检测感应区的宽度被增加，提高被测物检测的可靠度。

作为上述方案的改进，所述双边或单边发射线圈组的上部和/或底部分别设置线圈。本方案是为了加强中间通道上分布的在x、y、z三个方向的磁场。

作为上述方案的改进，所述单边发射线圈组的若干线圈可存在或不存在电气连接。

另一方面，本实用新型提供一种通过式探测器，包括主体结构，主体结构内设有主机和与之相连的用于通过式探测器的线圈结构，其特征在于，所述线圈结构包括双边相对设置的发射线圈组，两者之间形成中间通道用于通过被测物；

所述双边发射线圈组的各自单边发射线圈组包括若干线圈形状大小不等的线圈，该若干线圈在某一方向上依照线圈边缘外扩程度由小到大依次层叠式排列；单边发射线圈组的所有发射线圈的法线方向一致，双边发射线圈组的线圈法线方向相反；

在所述中间通道的三维空间内，部分区域覆盖单边发射线圈组发射的电磁波，部分区域覆盖双边发射线圈组发射的电磁波，形成了x、y、z三个方向的电磁场。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：本实用新型在探测器的中间通道中，线圈中的电流为交变电流，单边发射线圈为层叠式结构，包含大小不同的线圈，单边线圈中所有发射线圈绕向的法线方向一致，左右发射线圈绕向的法线方向相反，在中间通道的三维空间内，存在部分区域有双边发射线圈覆盖，部分区域仅有单边发射线圈覆盖，可在探测区域内产生x、y、z三个方向的电磁场，利用发射线圈组在双边发射线圈覆盖区域产生的发散磁场和在单边发射线圈覆盖区域产生的同向磁场依次对以不同摆放姿态通过安检通道的金属面板进行检测，同时，利用同向磁场条件，解决在发散磁场条件下金属面板平行于发射线圈从安检通道中通过时难检测的问题，利用发散磁场条件，解决在同向磁场条件下金属面板垂直于发射线圈从安检门通道中通过时难检测的问题，两者互补，大大提高了金属检测的可靠性，有效地避免了通过式探测器漏判错判现象，保证安检工作的顺利进行。

附图说明

图1是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第一实例的示意图；

图2是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第一实例的主视图；

图3是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第一实例的俯视图；

图4是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第一实例的左视图；

图5是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第二实例的示意图；

图6是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第三实例的示意图；

图7是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第四实例的示意图；

图8是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第五实例的示意图；

图9是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第六实例的示意图；

图10是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第七实例的示意图；

图11是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第八实例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型各个实施例所述用于通过式探测器的线圈结构包括发射线圈1、发射线圈2和接收线圈(未示出)。发射线圈1、发射线圈2分别与接收线圈以电磁耦合方式连接。发射线圈1、发射线圈2分别位于通过式探测器300的门板两侧，相对设置，两者之间形成中间通道用于通过被测物。其中，发射线圈组1、2的线圈电流为交变电流，当通过发射线圈发送激励信号，接收线圈会产生感应信号。发射线圈组中电流为交变电流，接收线圈感应电压值来检测被测物。

通过式探测器的线圈结构及其构成的通过式探测器的所有实施例符合以下规则：

在线圈形状大小规则上，发射线圈1和发射线圈2的大小可以相等，也可以不相等。

在匝数规则上，发射线圈1和发射线圈2的匝数可以相等，也可以不相等。

在位置规则上，发射线圈1和发射线圈2的中心位置在沿z轴旋转180度后可以重合，也可以不重合。

在接线规则上，同一发射线圈组内的不同发射线圈可存在实际电气连接，也可不存在实际电气连接。

参见图1，图1是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第一实例的示意图。该通过式探测器的线圈结构的发射线圈1由发射线圈11、发射线圈12和发射线圈13组成单边发射线圈组，发射线圈2由发射线圈21、发射线圈22和发射线圈23组成另一单边发射线圈组，根据需要可在发射线圈组1和发射线圈组2内增加或减少发射线圈的数量。单边发射线圈组为同一条导线(电流)同向绕制线圈，也可以是独立的不同大小的同向线圈。发射线圈组1和发射线圈组2组成双边发射线圈组，两者线圈形状大小相同，双边发射线圈组中心不重合，且单边发射线圈组各个线圈中心不重合。

如图1所示建立直角坐标系，发射线圈1和发射线圈2平行于y轴。参考图4，发射线圈1靠近y轴负方向，发射线圈2靠近y轴正方向，两发射线圈在中间通道的三维空间内，存在部分区域有双边发射线圈覆盖，部分区域仅有单边发射线圈覆盖。沿x轴正方向看发射线圈11为逆时针绕法，发射线圈12为逆时针绕法，发射线圈13为逆时针绕法，发射线圈21为顺时针绕法，发射线圈22为顺时针绕法，发射线圈23为顺时针绕法，由右手定则可知，发射线圈21、发射线圈22和发射线圈23产生的磁感线沿x轴正方向平行，发射线圈11、发射线圈12和发射线圈13产生的磁感线沿x轴负方向平行。

请参考图2，图2是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第一实例的主视图，发射线圈组1和发射线圈组2产生的磁感线方向相反，故在中间区域磁感线向z轴平行方向偏转，由于发射线圈11、发射线圈12和发射线圈13产生的磁感线方向相同，发射线圈21、发射线圈22和发射线圈23产生的磁感线方向相同；发射线圈11内部的磁场强度为发射线圈11本身产生的磁场强度、发射线圈12产生的磁场强度和发射线圈13产生的磁场强度的总和，发射线圈12中除发射线圈11外的区域的磁场强度为发射线圈12本身产生的磁场强度和发射线圈13产生的磁场强度的总和，发射线圈13中除发射线圈12外的磁场强度仅为发射线圈13本身产生的磁场强度；发射线圈21内部的磁场强度为发射线圈21本身产生的磁场强度、发射线圈22产生的磁场强度和发射线圈23产生的磁场强度的总和，发射线圈22中除发射线圈21外的区域的磁场强度为发射线圈22本身产生的磁场强度和发射线圈23产生的磁场强度的总和，发射线圈23中除发射线圈22外的磁场强度仅为发射线圈23本身产生的磁场强度；故单边磁场强度由内圈向外圈递减。在中间通道内，调整线圈匝数，使磁场较强处的线圈磁感线沿z轴负方向偏转到磁场较弱处时，在与此区域向z轴正方向偏转的磁场抵消后，剩余的磁场强度仍与此处沿z轴负方向向磁场更弱处偏转的磁场强度方向相同强度接近，故在此区域内产生了z轴方向的磁场。

请参考图3，图3是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第一实例的俯视图，在中间通道的三维空间内，对于仅有单边发射线圈覆盖区域，由于只有单边发射线圈作用，故在此区域产生了x轴方向的磁场；在双边发射线圈覆盖区域，同一水平两边发射线圈产生的磁感线方向相反，在通道中间磁感线向y轴平行方向偏转，故在此区域产生了y轴方向的磁场。

请参考图4，图4是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第一实例的左视图，从x轴正方向看，发射线圈组1和发射线圈组2在探测器门板中的位置不是完全重叠的。

由于通道中间同时存在x、y、z轴三个方向的磁场，故对于被测物不管以任何姿势通过探测器，都能产生有效的涡流磁场，极大提高了被测物品的检出率，提升了通过式探测器的可靠性。

在绕线规则上，沿x轴正方向，发射线圈组1可以采用顺时针或者逆时针绕法，若发射线圈组1为顺时针绕法，即发射线圈11、发射线圈12和发射线圈13都为顺时针绕法，则发射线圈组2应为逆时针绕法，即发射线圈21、发射线圈22和发射线圈23都为逆时针绕法；若发射线圈组1为逆时针绕法，即发射线圈11、发射线圈12和发射线圈13都为逆时针绕法，则发射线圈组2应为顺时针绕法，即发射线圈21、发射线圈22和发射线圈23都为顺时针绕法。

发射线圈组1和发射线圈组2的布局可以有多种设计形式。

请参考图5，图5是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第二实例的示意图。实施例二和实施例一的区别仅在于发射线圈布置的错位位置镜像。参考图4，本实施例发射线圈1靠近y轴正方向，本实施例发射线圈2靠近y轴负方向。

请参考图6，图6是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第三实例的示意图。实施例三和实施例一的区别仅在于本实施例的发射线圈1和发射线圈2线圈形状大小不相同。可选地，发射线圈组1的中心相对于探测器门板中心偏向y轴负方向，发射线圈组2中心同探测器门板中心重合，即双边发射线圈组中心不重合，发射线圈组1和发射线圈组2形状大小不相同。

请参考图7，图7是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第四实例的示意图。实施例四和实施例一的区别仅在于本实施例的发射线圈1和发射线圈2线圈形状大小不相同，双边线圈中心重合。可选地，发射线圈组1的中心同探测器门板中心重合，发射线圈组2中心同探测器门板中心重合，即双边线圈中心重合，发射线圈组1和发射线圈组2大小不相同。

请参考图8，图8是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第五实例的示意图。施例五和实施例一的区别仅在于：本实施例的发射线圈1和发射线圈2线圈形状大小相同，且双边线圈中心不重合，单边线圈中心重合。可选地，发射线圈组1中发射线圈11、发射线圈12和发射线圈13为中心重合的结构，发射线圈组2中发射线圈21、发射线圈22和发射线圈23为中心重合的结构，发射线圈1和发射线圈2的线圈中心不重合。

在结构规则上，同一线圈组中包含大小不同的线圈，不同发射线圈可以使用中心偏向一边的结构，也可以使用中心重合的结构，左右发射线圈组的结构必须相同。

参考图9，图9是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第六实例的示意图。实施例六和实施例一的区别仅在于本实施例双边发射线圈组的组数数量可根据需要进行设置。可选地，本实例存在两组双边发射线圈组，即存在发射线圈组1和发射线圈组2一组、发射线圈组1’和两个发射线圈组2’一组。

发射线圈组1和发射线圈组2组成的双边发射线圈组，其数量可根据需要进行设置。

请参考图10，图10是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第七实例的示意图。施例七和实施例六的区别仅在于两组双边发射线圈组的线圈位置交错。此实例存在两组双边发射线圈组，即存在一组双边发射线圈组1、2和一组双边发射线圈组1’、2’，同时，发射线圈组1和发射线圈组1’的位置交错设置，发射线圈组2和发射线圈组2’的位置交错设置。

请参考图11，图11是本实用新型的通过式探测器的线圈结构第八实例的示意图。施例八和实施例一的区别仅在于：本实施例除发射线圈组1和发射线圈组2外，还在其他区域存在线圈结构不同的发射线圈3、发射线圈4、发射线圈5和发射线圈6。

在探测器中除发射线圈组1和发射线圈组2外，还可存在其他结构的发射线圈。

另一方面实施例九提供一种通过式探测器，包括探测器壳体以及安装在控制器壳体上的射线圈组、接收线圈和主机，探测器壳体的中部设有安检通道，发射线圈组的发射线圈组1和发射线圈组2分别设置在安检通道的两侧，发射线圈组与接收线圈以电磁耦合方式连接，发射线圈组和接收线圈均与主机电连接，其中，所述发射线圈组中线圈的电流为交变电流，单边发射线圈组为层叠式结构，发射线圈组1包含不同大小的发射线圈11、发射线圈12、发射线圈13，发射线圈组2包含不同大小的发射线圈21、发射线圈22、发射线圈23。发射线圈组1法线方向同发射线圈组2法线方向相反，即发射线圈11、发射线圈12和发射线圈13法线方向相同，发射线圈21、发射线圈22和发射线圈23法线方向相同，发射线圈11、发射线圈12、发射线圈13和发射线圈21、发射线圈22、发射线圈23法线方向相反。在中间通道的三维空间内，存在部分区域有发射线圈组1和发射线圈组2两边发射线圈同时覆盖，部分区域仅有发射线圈组1或发射线圈组2之中的一边发射线圈覆盖，在探测区域内形成了x、y、z三个方向的电磁场。

通过式探测器包括线圈结构，其具体实施方式参考实施例一至八，此处不再赘述。

使用本实用新型用于探测器的线圈结构构建通过式探测器，可以有效解决通过式探测器中存在的漏报率较高的问题，极大提升通过式探测器的可靠性和探测效率。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (18)

1.通过式探测器的线圈结构，其特征在于，包括双边相对设置的发射线圈组，两者之间形成中间通道用于通过被测物；

所述双边发射线圈组的各自单边发射线圈组包括若干线圈形状大小不等的线圈，该若干线圈在某一方向上依照线圈边缘外扩程度由小到大依次层叠式排列；单边发射线圈组的所有发射线圈的法线方向一致，双边发射线圈组的线圈法线方向相反。

2.如权利要求1所述的通过式探测器的线圈结构，其特征在于，在所述中间通道的三维空间内，部分区域覆盖单边发射线圈组发射的电磁波，部分区域覆盖双边发射线圈组发射的电磁波，形成了x、y、z三个方向的电磁场。

3.如权利要求1所述的通过式探测器的线圈结构，其特征在于，所述某一方向为z轴方向。

4.如权利要求1所述的通过式探测器的线圈结构，其特征在于，所述双边发射线圈组的线圈形状一样，且双边线圈中心不同。

5.如权利要求1所述的通过式探测器的线圈结构，其特征在于，所述双边发射线圈组的线圈形状不一样。

6.如权利要求1所述的通过式探测器的线圈结构，其特征在于，至少设置两组所述双边发射线圈组。

7.如权利要求6所述的通过式探测器的线圈结构，其特征在于，至少两组所述双边发射线圈组的线圈位置交错。

8.如权利要求1所述的通过式探测器的线圈结构，其特征在于，所述双边或单边发射线圈组的上部和/或底部分别设置线圈。

9.如权利要求1-8中任一权利要求所述的通过式探测器的线圈结构，其特征在于，任一所述单边发射线圈组的若干线圈连接或断开。

10.一种通过式探测器，包括主体结构，主体结构内设有主机和与之相连的用于通过式探测器的线圈结构，其特征在于，所述线圈结构包括双边相对设置的发射线圈组，两者之间形成中间通道用于通过被测物；

所述双边发射线圈组的各自单边发射线圈组包括若干线圈形状大小不等的线圈，该若干线圈在某一方向上依照线圈边缘外扩程度由小到大依次层叠式排列；单边发射线圈组的所有发射线圈的法线方向一致，双边发射线圈组的线圈法线方向相反。

11.如权利要求10所述的通过式探测器，其特征在于，在所述中间通道的三维空间内，部分区域覆盖单边发射线圈组发射的电磁波，部分区域覆盖双边发射线圈组发射的电磁波，形成了x、y、z三个方向的电磁场。

12.如权利要求10所述的通过式探测器，其特征在于，所述某一方向为z轴方向。

13.如权利要求10所述的通过式探测器，其特征在于，所述双边发射线圈组的线圈形状一样，且线圈中心不同。

14.如权利要求10所述的通过式探测器，其特征在于，所述双边发射线圈组的线圈形状不一样。

15.如权利要求10所述的通过式探测器，其特征在于，至少设置两组所述双边发射线圈组。

16.如权利要求15所述的通过式探测器，其特征在于，至少两组所述双边发射线圈组的线圈位置交错。

17.如权利要求10所述的通过式探测器，其特征在于，所述双边或单边发射线圈组的上部和/或底部分别设置线圈。

18.如权利要求10-17中任一权利要求所述的通过式探测器，其特征在于，任一所述单边发射线圈组的若干线圈连接或断开。

Images