[實用新型]異物檢測裝置

有效

• 申請號: 201921489098.6
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN210577962U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 王哲;賀凡波;陸鈞;葛俊杰;馬俊超
• 申請（專利權）人: 北京有感科技有限責任公司
• 主分類號: H02J50/60
• 分類號: H02J50/60;H02J50/12;H02J50/40;B60L53/124
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種異物檢測裝置，包括：傳輸部、發射部和接收部；傳輸部具有多個傳輸單元，每個傳輸單元被配置為至少能與另外一個諧振單元發生電磁感應；以至少一個諧振單元作為起始單元，以至少一個諧振單元作為結束單元，發射部用于使起始單元產生電磁感應，接收部用于檢測所述結束單元的電磁感應。本裝置結構簡單，檢測效果好，適合小體積金屬異物檢測。各個諧振單元之間不需要物理連接，減少制造成本，諧振單元易于替換，降低了維修成本。

技術領域

本實用新型涉及電磁感應的應用領域，尤其涉及一種異物檢測裝置。

背景技術

異物檢測具有非常廣泛的應用場景，例如應用在狹小的工作空間、有輻射等危險的工作環境、大功率無線充電場景等。

以電動汽車的無線充電為例，實現無線充電的設備一般包括了功率發射和接收兩部分，功率發射部分為地端，例如可以設置在地面，接收部分為車端，一般安裝在車輛底部。發射部分包含有功率發射線圈，接收部分包含有功率接收線圈。需要充電時，兩部分對齊，實現充電功能。

無線充電時，其原理可以概述為：由高頻驅動源輸出一定頻率的交變電流施加在功率發射線圈上激勵產生同頻率的電磁場，位于發射線圈上方的功率接收線圈感應耦合到磁場后產生電流，從而實現電能的無線傳輸。

在無線充電過程中如果在功率發射線圈上(也就是發射部分和接收部分之間)存在有金屬異物，會因為磁場在金屬異物上產生渦流效應而導致溫度急劇升高，甚至可能存在引發火災等危險。

在車輛進行無線充電時，如果存在金屬異物，將造成非常嚴重的后果。這里不光是車輛的無線充電，即使是小功率的無線充電，像手機無線充電，同樣也存在這種“金屬異物的安全隱患”，例如有人將信用卡等含有金屬芯片的卡片放在手機背面，充電時直接將手機放到無線充電座上，卡片上的金屬芯片同樣會升溫，引發安全問題。

除了上述例子，在一些如狹小的工作空間、有輻射的工作環境中，也存在需要檢測異物(金屬異物)的情況，發現在這些工作場景中的異物，尤其是金屬異物，就需要特制的設備來實現。

現有技術中，常見的檢測設備可以是攝像頭等取像設備，使用他們進行實時監測金屬異物。或者使用重力傳感器進行重量監控，在重量改變時判斷有金屬異物進入。但是這兩種方法的適用范圍較小、可靠性差，且成本較高。例如充電汽車，在其底盤上安裝攝像頭一方面成本增加，另一方面車底環境不適合攝像頭的工作。

對于無線充電來說，一些公司使用了其他方式進行金屬異物檢測。如公開號為CN103852631A的專利就公開了：通過檢測無線充電器發送端發送的功率和從接收端移動設備接收到功率的差來計算金屬異物損耗的功率，如果該損耗的功率超過某個設定的值，就終止功率傳送，從而防止金屬異物的溫度進一步上升。

可見這種方法是通過功率差的計算實現對金屬異物的檢測，對于小功率產品(例如手機無線充電)來說，其適用性較好。對于小功率產品功率差的檢測方式非常多，且更易實現，例如在發射端和接收端之間設置一個檢測線圈，一旦有金屬異物進入，檢測線圈的電氣參數就會發生改變，實現金屬異物檢測。電氣參數例如可以是Q值(品質參數)，其通常表示在能量存儲和損耗之間關系的指標，并且通常被用作表示諧振電路中的諧振峰值的尖銳度(諧振強度) 的參數。

但對于汽車無線充電這類大功率產品來說，其檢測精度和效果就大打折扣——當大功率產品中混入小體積金屬異物時，例如汽車無線充電時，有硬幣掉入地端和車端之間，硬幣的體積對于整個無線充電系統的功率影響非常有限，該影響可能僅與正常的功率波動相似，很難實現精準檢測。

另外一些檢測方法，可以在檢測金屬異物時通常使用多組檢測線圈，例如公開號為CN105637729A的專利，它具有多個檢測環路，每個檢測環路都通過引線電連接到檢測電路(CN105637729A說明書的72段)。如圖1所示的，就是其一種實施方式，將多個檢測環路1’連接到檢測電路2’上。