[發明專利]一種基于陣列式線圈的金屬物體檢測系統及方法

有效

• 申請號: 202010499432.7
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111580172B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 劉志珍;侯延進;魏小釗;田寒梅
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01V3/11
• 分類號: G01V3/11
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

1.一種基于陣列式線圈的金屬物體檢測系統，其特征在于，包括至少兩個相對設置的檢測面板，每個檢測面板上陣列式的布滿平衡線圈；

在激勵磁場的作用下，根據檢測面板上各個平衡線圈的感應電壓的變化量的大小，判斷金屬物體是否存在以及金屬物體的形狀和位置；兩個相對的檢測面板平行正對設置，且兩個檢測面板上的平衡線圈相互對稱分布；當金屬物體距離兩個檢測面板的距離相同時，兩個檢測面板上對應的平衡線圈的感應電壓相同，判定此時金屬物體位于兩個檢測面板的中間位置；當金屬物體距離兩個檢測面板的距離不相同時，距離近的一側的檢測面板上的平衡線圈的感應電壓大于另一側的檢測面板上對應的平衡線圈的感應電壓，判定此時金屬物體位于檢測區域內靠近一側面板的位置；

所述檢測面板上的激勵線圈獲得激勵電流，當激勵線圈中有激勵電流存在時，在檢測空間產生規律的交變磁場，獲取平衡線圈上的感生電動勢以及相位信息；將檢測到的不同平衡線圈的感應電壓和相位信息進行BP神經網絡算法訓練，用于識別多種輪廓的金屬物體，對不能識別的物體進行告警并將檢測和定位結果指示于預生成的人體模型，利用高頻電磁場的波動性進行檢測成像；

交替激發多種頻率的磁場，根據各個平衡線圈的感應電壓的差值在不同頻率磁場下的變化情況，判斷金屬物體的類型。

2.如權利要求1所述的基于陣列式線圈的金屬物體檢測系統，其特征在于，所述檢測系統還包括紅外檢測傳感器、重力傳感器和處理器，紅外檢測傳感器和重力傳感器用于對進入檢測區域的人體進行測量，將測量數據發送給處理器以生成初步的人體模型。

3.如權利要求1所述的基于陣列式線圈的金屬物體檢測系統，其特征在于，所述陣列式的布滿平衡線圈，具體為按照矩陣的方式將多個平衡線圈依次臨接布置在整個檢測面板上。

4.一組基于陣列式線圈的金屬物體檢測方法，其特征在于，利用權利要求1-3任一項所述的基于陣列式線圈的金屬物體檢測系統，包括以下步驟：

檢測面板上的激勵線圈獲得激勵電流；

在無金屬物體進入時，檢測各個平衡線圈的感應電壓；

根據檢測面板上各個平衡線圈的感應電壓與無金屬物體進入時的感應電壓的差值，判斷是否有金屬物體進入；

根據各個平衡線圈的感應電壓的差值判斷金屬物體的形狀和相對位置。

5.如權利要求4所述的基于陣列式線圈的金屬物體檢測方法，其特征在于，交替激發多種頻率的磁場，根據各個平衡線圈的感應電壓的差值在不同頻率磁場下的變化情況，判斷金屬物體的類型。

6.如權利要求4所述的基于陣列式線圈的金屬物體檢測方法，其特征在于，根據各個平衡線圈的電抗分量的增減情況，判斷金屬物體為鐵磁材料或者非鐵磁材料。

7.如權利要求4所述的基于陣列式線圈的金屬物體檢測方法，其特征在于，在標準狀態下對各個平衡線圈的感應電壓進行采集并存儲作為基準值，正常工作時將實際的輸出電壓與儲存的基準值進行比較來判斷由無金屬物體通過。

8.如權利要求4所述的基于陣列式線圈的金屬物體檢測方法，其特征在于，通過對稱分布的平衡線圈感應電壓的幅值變化來判斷金屬物體的形狀和相對檢測面板的位置；

當檢測到金屬物體時，金屬物體所處位置的平衡線圈感應電壓大于周邊平衡線圈，依據陣列線圈的感應電壓峰值進行金屬物體的形狀識別和定位。

9.如權利要求8所述的基于陣列式線圈的金屬物體檢測方法，其特征在于，當金屬物體距離兩個檢測面板的距離相同時，兩個檢測面板上對應的平衡線圈的感應電壓相同，判定此時金屬物體位于兩個檢測面板的中間位置。

10.如權利要求8所述的基于陣列式線圈的金屬物體檢測方法，其特征在于，當金屬物體距離兩個檢測面板的距離不相同時，距離近的一側的檢測面板上的平衡線圈的感應電壓大于另一側的檢測面板上對應的平衡線圈的感應電壓，判定此時金屬物體位于檢測區域內靠近一側面板的位置。