[發明專利]一種金屬材料無損分選方法

在審

• 申請號: 202010588258.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111842205A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 呂富勇;康俊鵬;巫江濤;江鴻;陸升陽;何浩;柳加旺;周家豪;尹伊然
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: B07C5/34
• 分類號: B07C5/34
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱楨榮

1.一種金屬材料無損分選方法，其特征在于，采用金屬材料分選裝置進行分選，金屬材料分選裝置包括探測線圈、微控制器、信號處理模塊、電流源控制模塊和電源；其中，電流源控制模塊與電源、探測線圈、微控制器分別連接，探測線圈、信號處理模塊、微控制器依次順序連接；金屬材料分選裝置進行分選的具體過程如下：

步驟一、設置不同金屬材料和感應電壓示數匹配網絡表，將金屬材料放入探測線圈中，進入下一步；

步驟二、微控制器調節鋸齒脈沖給電流源控制模塊，進入下一步；

步驟三、電流源控制模塊將鋸齒脈沖轉換為線性可控的鋸齒電流，進入下一步；

步驟四、探測線圈在鋸齒電流的作用下產生感應電壓，經信號處理模塊將感應電壓數據采集到微控制器，進入下一步；

步驟五：微控制器用于將感應電壓數據與感應電壓示數匹配網絡表匹配，分選出金屬材料的種類，返回步驟一；感應電壓數據若超過量程，進入步驟二。

2.根據權利要求1所述的一種金屬材料無損分選方法，其特征在于，還包括與微控制器連接的顯示屏，所述顯示屏用于將微控制器采集到的信息顯示出來。

3.根據權利要求1所述的一種金屬材料無損分選方法，其特征在于，所述探測線圈是電感量為300mH激勵線圈，激勵線圈采用螺線管式線圈，用銅絲按同一方向密繞。

4.根據權利要求1所述的一種金屬材料無損分選方法，其特征在于，所述電流源控制模塊包括依次順序連接的模擬開關、負載、運算放大器、直流穩壓電源和三極管；模擬開關用于將微控制器產生的鋸齒脈沖轉換為鋸齒脈沖電壓，經運算放大器放大后，由三極管轉換為線性可控鋸齒電流。

5.根據權利要求1所述的一種金屬材料無損分選方法，其特征在于，所述探測線圈的感應電壓其中L為探測線圈的感應系數，為電流對時間的變化率，當探測線圈中放入不同類型的金屬材料后，探測線圈的感應系數不同，從而通過標定探測線圈的感應電壓來實現不同類型的金屬的分選；

通過微控制器改變電流源控制模塊產生的鋸齒電流的振幅來改變鋸齒電流對時間的變化率來使感應電壓在可測量范圍內。

6.根據權利要求1所述的一種金屬材料無損分選方法，其特征在于，所述探測線圈的感應電壓f為激勵信號頻率,D為探測線圈的直徑,n為探測線圈的匝數，μ_r為鐵磁性材料的相對磁導率，μ_eff為鐵磁性材料的有效磁導率，H_p為激勵磁場強度。

7.根據權利要求1所述的一種金屬材料無損分選方法，其特征在于，當探測線圈通入頻率為f的交流激勵信號時，探測線圈會產生一個軸向的激勵磁場,將金屬材料放入探測線圈中，在激勵磁場的作用下，金屬材料會被磁化，與激勵磁場耦合從而增強了原激勵磁場；金屬材料中的退磁場和材料內部因激勵磁場產生的渦流從而形成的二次磁場之和，不同金屬材料磁導率不同，由于金屬材料的耦合作用，在耦合后的磁場下，探測線圈會產生感應電壓E。

8.根據權利要求1所述的一種金屬材料無損分選方法，其特征在于，微控制器產生消隱控制脈沖來實現前沿消隱，最終通過延時消隱時間確保金屬分選的準確性。

9.根據權利要求1所述的一種金屬材料無損分選方法，其特征在于，所述微控制器采用STC單片機。

10.根據權利要求1所述的一種金屬材料無損分選方法，其特征在于，所述電源為40V直流電源，給電流源控制模塊提供電源。