[發明專利]超薄材料生產流水線的高靈敏度金屬異物檢測探頭及其工作方法和制造方法

在審

• 申請號: 202110138897.4
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112799138A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 李文勝;許文俊;顏慶捷;何炳焜;許志堅;施純裕
• 申請（專利權）人: 福建省麥雅數控科技有限公司
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

1.一種超薄材料生產流水線的高靈敏度金屬異物檢測探頭，其特征在于，包括：信號發生模塊、發射線圈、接收線圈和信號接收模塊；所述發射線圈為螺旋狀，設置在扁平狀絕緣基板的下表面，并連接信號發生模塊；所述接收線圈為對稱設置的兩個形狀大小一致的螺旋狀接收線圈，設置在扁平狀絕緣基板的上表面，并連接信號接收模塊。

2.根據權利要求1所述的超薄材料生產流水線的高靈敏度金屬異物檢測探頭，其特征在于：所述發射線圈和接收線圈嵌入絕緣基板的鏤空凹槽。

3.根據權利要求1所述的超薄材料生產流水線的高靈敏度金屬異物檢測探頭，其特征在于：所述絕緣基板安裝在絕緣材質的外殼內；所述外殼通過旋轉機構安裝在支架上；所述旋轉機構使絕緣基板所在平面360°旋轉或卡位。

4.根據權利要求3所述的超薄材料生產流水線的高靈敏度金屬異物檢測探頭，其特征在于：所述外殼與絕緣基板相垂直的側壁涂有不閉合的金屬粉帶或石墨帶。

5.根據權利要求3所述的超薄材料生產流水線的高靈敏度金屬異物檢測探頭，其特征在于：所述旋轉機構為棘輪結構，使外殼有單向步進循環轉動的自由度，通過彈簧或不平衡杠桿結構實現棘爪的阻尼；所述旋轉機構的外殼帶有扳動桿，轉動扳動桿將棘爪拉開時，使探頭有反向轉動的自由度，放開扳動桿后，棘爪即卡位。

6.根據權利要求3所述的超薄材料生產流水線的高靈敏度金屬異物檢測探頭，其特征在于：所述外殼的上蓋板通過第一插槽與外殼構成連接，所述絕緣基板通過與第一插槽平行的第二插槽與外殼構成連接；主控板、發射驅動板和接收及信號處理板與絕緣基板相對垂直地設置于外殼內部；所述發射驅動板和接收及信號處理板分別與主控板構成電氣連接；所述發射線圈和每一螺旋狀接收線圈的兩端分別引出線連接至發射驅動板和接收及信號處理板。

7.根據權利要求6所述的超薄材料生產流水線的高靈敏度金屬異物檢測探頭，其特征在于：所述主控板上設置有：DSP或MCU、DDS和存儲芯片，主控板輸出信號到發射驅動板，驅動發射線圈發射無線信號；所述接收線圈收到的信號輸入到接收及信號處理板的差分放大器，然后檢波并放大，然后送到主控板的DSP或MCU處理，輸出結果數據至位于外殼外部的UI模塊；所述UI模塊包括：觸摸顯示屏，CPU板，存儲模塊，網絡模塊和串行通信接口，通過串行通信接口與主控板連接。

8.根據權利要求1所述的超薄材料生產流水線的高靈敏度金屬異物檢測探頭的工作方法，其特征在于：所述信號發生模塊產生正弦波，經發射線圈發出；當超薄材料中存在金屬異物時，此金屬異物依次經過兩個接收線圈，使兩個線圈感應電流的差分信號不平衡，當金屬異物由遠及近經過第一個線圈，再由近及經過第二個線圖時，差分信號由弱轉強，由強轉弱，然后反方向由弱轉強，再由強轉弱，產生一個交變信號，從而被信號接收模塊采集獲得。

9.根據權利要求7所述的超薄材料生產流水線的高靈敏度金屬異物檢測探頭的工作方法，其特征在于：所述主控板上的主控模塊產生正弦波，經發射驅動板驅動發射線圈發出200KHZ至600KHZ的頻率，當超薄材料中存在金屬異物時，此金屬異物依次經過兩個接收線圈，使兩個線圈感應電流的差分信號不平衡，當金屬異物由遠及近經過第一個線圈，再由近及遠經過第二個線圈時，差分信號由弱轉強，由強轉弱，然后反方向由弱轉強，再由強轉弱，產生一個交變信號；接收及信號處理板對此信號進行放大、檢波、濾波，然后傳輸到主控模塊的CPU進行處理；所述主控模塊將處理結果的數據通過串口輸出到UI模塊，UI模塊的CPU板接收并處理后，在顯示屏上顯示金屬異物信號強度，如果超過閾值則發出報警聲，并通過網絡模塊發信息給服務器。

10.一種超薄材料生產流水線的高靈敏度金屬異物檢測探頭的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：在外殼的內側壁均涂上導電材料，形成不閉合環狀屏蔽帶；

步驟S2：從外殼上方開口垂直插入發射板，接收及信號處理板以及主控板；

步驟S3：沿從外殼側面上方第二層的槽插入扁平狀絕緣基板；所述扁平狀絕緣基板的上表面對稱設置有兩個形狀大小一致的螺旋狀接收線圈，下表面設置有螺旋狀的發射線圈；

步驟S4：將2條發射線圈延長線插入發射驅動板中焊牢，將4條接收線圈延長線插入接收及信號處理板中焊牢；

步驟S5：安裝主控板與發射線圈和接收線圈之間的插接線；

步驟S6：從外殼側面上方第一層的槽插入上蓋；

步驟S7：從外殼上方垂直插入密封板；

步驟S8：從密封板的通孔或插座引出，安裝主控板與UI模塊之間的串行連接線以及探頭的電源線。