[發明專利]一種具有參數自動設定功能的金屬探測門

有效

• 申請號: 201310015068.2
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103149594A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 項安;周茂林;牟翔
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

1.一種具有參數自動設定功能的金屬探測門，包括發射線圈、接收線圈和探測信號處理電路和人機交互模塊，其特征在于，所述的探測信號處理電路包括DSP、FPGA模塊、D/A模塊、A/D模塊、濾波放大模塊和乘法器，所述的接收線圈、乘法器、濾波放大模塊、A/D模塊和FPGA模塊依次連接，所述的FPGA模塊通過D/A模塊分別連接發射線圈和乘法器，所述的DSP分別與人機交互模塊、FPGA模塊以及濾波放大模塊連接；

金屬探測門可通過探測信號處理電路進行檢測參數的自動設定，該自動設定的具體過程為：FPGA模塊作為DDS信號發生器產生發射信號和載波信號，發射信號通過D/A模塊進行數模轉換后由發射線圈進行發射，載波信號通過D/A模塊進行數模轉換后輸入至乘法器；當檢測目標通過時，接收線圈接收產生偏移的檢測信號，與輸入至乘法器的載波信號相乘得到合成信號，該合成信號依次經濾波放大模塊和A/D模塊后得到直流信號，輸入至FPGA模塊，由DSP進行數據處理，獲取可以減少產品效應的信號相位值和濾波放大模塊增益值，保存于人機交互模塊內，DSP根據信號相位值控制FPGA產生載波信號和發射信號，根據濾波放大模塊增益值調整濾波放大模塊的增益。

2.根據權利要求1所述的一種具有參數自動設定功能的金屬探測門，其特征在于，在進行自動設定時，所述的FPGA模塊先后產生兩個正交的載波信號，分別與接收線圈接收到的信號進行相乘，經濾波放大模塊得到兩個直流信號，所述的兩個直流信號通過DSP進行比較后，將較大的直流信號經A/D模塊輸入至FPGA模塊。

3.根據權利要求1所述的一種具有參數自動設定功能的金屬探測門，其特征在于，DSP進行數據處理的具體過程為：

1)獲取直流信號的幅值D，將該直流信號的幅值D與DSP預設的第一閾值V1和第二閾值V2比較，其中，V1＞V2，若D＜V2，則執行步驟2)；若D＞V1，則執行步驟5)；若V2＜D＜V1，則執行步驟6)；

2)將直流信號D與一個小于第二閾值V2的第三閾值V3進行比較，若D＜V3，則執行步驟3)；若V3＜D≤V2，則執行步驟4)；

3)調節濾波放大模塊的增益至最大值，再將直流信號D與第三閾值V3，若此時還存在D＜V3，則將當前的增益值保存于存儲器內，用于控制濾波放大模塊，結束自動設定；若D＞V3，則返回步驟1)；

4)提高濾波放大模塊的增益后返回步驟1)；

5)降低濾波放大模塊的增益后返回步驟1)；

6)調節FPGA模塊所輸出信號的相位，直至直流信號達到極小值，同時保存當前信號相位值。

4.根據權利要求1所述的一種具有參數自動設定功能的金屬探測門，其特征在于，所述的金屬探測門設有多個檢測區域，分別用于檢測目標的不同部位，每個檢測區域設有獨立的發射線圈和接收線圈，所述的接收線圈通過選通開關與DSP連接，通過選通開關對各個接收線圈進行獨立的開關控制。

5.根據權利要求1所述的一種具有參數自動設定功能的金屬探測門，其特征在于，所述的人機交互模塊包括單片機、LED報警燈、存儲器、蜂鳴器、液晶屏和鍵盤，所述的LED報警燈、存儲器、蜂鳴器、液晶屏和鍵盤分別與單片機連接，該單片機連接DSP。

6.根據權利要求5所述的一種具有參數自動設定功能的金屬探測門，其特征在于，所述的單片機和DSP之間采用MAX485串口連接。

7.根據權利要求1所述的一種具有參數自動設定功能的金屬探測門，其特征在于，所述的接收線圈的繞線方式采用差分繞法。

8.根據權利要求1所述的一種具有參數自動設定功能的金屬探測門，其特征在于，所述的FPGA模塊包括DSP通信單元、A/D控制與數據采集單元、D/A控制單元、載波相位控制單元、發射相位控制單元和正弦波產生單元，所述的DSP通信單元分別連接DSP、A/D控制與數據采集單元、載波相位控制單元、發射相位控制單元和正弦波產生單元，所述的載波相位控制單元和發射相位控制單元分別與正弦波產生單元連接，所述的D/A控制單元分別連接正弦波產生單元和D/A模塊，所述的A/D控制與數據采集單元連接A/D模塊；

A/D控制與數據采集單元接收來自A/D模塊的數據，并將該數據通過DSP通信單元發送至DSP進行數據處理，處理得到的相位和頻率信息由DSP通信單元接收，其中頻率信息直接發送至正弦波產生單元，相位信息發送至載波載波相位控制單元和發射相位控制單元，由正弦波產生單元產生對應頻率和相位的正弦波，通過D/A控制單元發送至D/A模塊。