有色金屬檢測門的製作方法

2024-03-24 10:59:05

專利名稱：有色金屬檢測門的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬檢測門，特別是一種能區分有色金屬與黑色金屬的檢測 門。
背景技術：
近年來，隨著銅、鋁等有色金屬價格的攀升，電纜或是其它銅部件的丟失現象日趨 嚴重。目前，工廠和礦山的動力電纜、照明電纜、通訊電纜等通常為銅質材料，電器設備的 保護地線一般也使用各種截面積的銅質芯線。電纜等銅質材料的丟失，嚴重影響企業的正 常生產，經濟上造成重大損失，例如動力電纜的丟失，影響生產計劃的如期完成；通訊電 纜的丟失，導致正常生產調度無法進行等。更重要的是，電纜等有色金屬失竊現象，對安全 生產帶來極大的安全隱患，例如電器設備的保護地線丟失，隨時都有可能發生人身觸電事 故，特別是對於煤礦企業，如果產生火花甚至可能引發瓦斯爆炸。由於煤礦井下生產線長， 人員流動範圍大，防止銅質電纜的丟失的管理難度更大。然而，目前的安檢門的金屬檢測是針對所有金屬，即所有金屬通過安檢門都可能 會報警。工人隨身攜帶的工具，如扳手、榔頭、礦燈、自救器等也都會導致安檢門報警。由於 無法區分不同金屬，現有的安檢門無法用於有色金屬的防盜報警。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種可以區分有色金屬與黑色金屬的 有色金屬檢測門。本實用新型的有色金屬檢測門包括門框，所述門框包括位於上方的橫梁以及從 所述橫梁的兩端分別向下延伸的兩個立柱；設置在所述立柱內側的多個傳感器檢測單元， 每個傳感器檢測單元包括平衡放置的發射線圈和接收線圈；以及一微處理器，所述微處 理器控制所述發射線圈產生磁場信號並控制所述接收線圈接收所述磁場信號，以及根據接 收到的信號的幅度和相位區分有色金屬與黑色金屬，產生檢測信號；設置在所述門框內的 主控機箱，所述主控機箱接收來自所述傳感器檢測單元的所述檢測信號；以及安裝在所述 門框上的顯示屏，在所述傳感器檢測單元檢測到有色金屬時，經所述主控機箱控制以顯示 報警信息。所述發射線圈和接收線圈以雙D形式放置。所述發射線圈和接收線圈以同心圓形式放置。所述微處理器產生一信號，經過濾波、電壓放大、功率放大後加到所述發射線圈上 以產生所述磁場信號，所述接收線圈接收到所述磁場信號後經過選頻、放大、濾波、整形輸 入到所述微處理器。所述顯示屏具有對應於所述每個傳感器檢測單元的進度條，所述進度條的信號強 弱表示所述有色金屬的大小或距離所述傳感器檢測單元的遠近。所述檢測門還包括安裝在所述顯示屏上的喇叭，以在檢測到有色金屬時由所述主控機箱控制產生報警聲音。所述檢測門還包括設置在所述立柱上，與所述多個傳感器檢測單元一一對應以用 於指示報警位置的雙色燈條。所述檢測門還包括設置在所述立柱內側用於統計進出所述檢測門的人員數量的 紅外收發電路。所述檢測門還包括設置在所述門框上由所述主控機箱控制的攝像頭。所述檢測門還包括由所述主控機箱控制的間機控制單元。本實用新型的有色金屬檢測門不僅可以檢測到所有金屬，更重要的是可以區分有 色金屬與黑色金屬。可以僅對檢測到的銅、鋁等有色金屬報警，而對鐵或是其它黑色金屬不 報警，從而有效解決了對攜帶工具誤報警的問題，真正實現防止銅、鋁等有色金屬部件或是 電纜的丟失問題。

圖1為本實用新型金屬檢測門的結構示意圖。圖2為本實用新型金屬檢測門的電路系統框圖。圖3為本實用新型金屬檢測門的主控機箱的框圖。圖4為本實用新型金屬檢測門的傳感器檢測單元的框圖。圖5為本實用新型傳感器檢測單元的信號發射和接收電路圖。圖6為本實用新型金屬檢測門的主控機箱的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施例詳細描述本實用新型。圖1示出了本實用新型金屬檢測門的結構示意圖，該金屬檢測門包括一門框7，該 門框7包括上方的橫梁8以及從該橫梁8的兩端分別向下延伸的兩個立柱9。主控機箱1 設置在門框7內，其在本實施例中放置在橫梁8內，顯示屏2安裝在門框7上，該顯示屏2 為大屏幕LED點陣顯示屏，其可安裝在橫梁8前後兩側面上，以雙屏顯示，也可只安裝在其 中一面上(如本實施例所示)，當然主控機箱1和顯示屏2也可設置在該門框7的其他位置 而不限於本實施例所述。在顯示屏2上安裝有喇叭3。傳感器檢測單元4安裝在立柱9的 內側上。在本實施例中，在兩個立柱9的內側各設有兩個傳感器檢測單元4，兩立柱9上的 傳感器檢測單元位置相對，形成四防區。該傳感器檢測單元的數量可根據需要而設定，例如 也可採用六防區等。傳感器檢測單元4對應位置處的立柱9的前後兩側各裝有一排高亮度 雙色LED燈條5，與各傳感器檢測單元一一對應，用於指示報警位置。同時在立柱9的內側 還裝有兩組紅外收發電路6，用於統計進出人員數量。圖2示出了本實用新型金屬檢測門的電路系統框圖。主控機箱用於控制各傳感器 檢測單元協調工作，並在傳感器檢測單元檢測到有色金屬時，接收來自該傳感器檢測單元 的報警信息，同時把該報警信息顯示在顯示屏上。報警信息包括金屬種類、金屬的大小或是 距離傳感器檢測單元的遠近、報警的傳感器檢測單元的位置，其中每個傳感器檢測單元在 顯示屏上有對應的一個進度條，進度條的信號強弱表示各傳感器檢測單元檢測到的報警信 號強度，以此表示金屬的大小或是距離傳感器檢測單元的遠近。主控機箱同時產生聲(喇叭)光(燈條)報警信號以觸發喇叭及燈條，還產生相應的控制信號，用於啟動觸發拍照電 路，驅動安裝在門框上的攝像頭進行拍照，以及啟動關閉閘機信號，關閉通道閘機，使得暫 停人員進出，對可疑人員進行進一步的排查。顯示屏還用於顯示門狀態信息，門狀態信息包 括傳感器檢測單元的個數、每個傳感器檢測單元是否工作正常，當前時間等。該門狀態信息 是主控機箱通過尋址的方式尋找系統中存在的傳感器檢測單元而獲得的。由於每個傳感器 檢測單元都有唯一的地址編碼以標明身份，所以主控機箱根據由傳感器檢測單元返回的信 息中就可獲知系統中存在那些傳感器檢測單元及其狀態。同時，傳感器檢測單元返回的信 息中還包含有傳感器檢測單元的報警信息。圖3示出了本實用新型金屬檢測門的主控機箱的框圖。主控機箱包括CPU及至外 部各控制單元的接口，是整個系統的核心，它除了要完成顯示單元、報警單元以及各外部控 制接口的工作外，其主要工作是協調各傳感器檢測單元的工作並從傳感器檢測單元獲取檢 測信號。主控機箱主要完成以下工作一、上電自檢，檢測各外部控制單元是否工作正常，包 括1、對各傳感器檢測單元尋址，通過各傳感器檢測單元返回的信息，判斷系統中傳感器檢 測單元的數量(四防區還是六防區)，以及各傳感器檢測單元工作是否正常。如不正常，則 把異常狀態顯示在顯示屏2上；2、觸發立柱9上的燈條5閃爍，以判斷燈條工作是否正常； 3、觸發喇叭3報警一次，測試喇叭是否正常；4、對各控制接口啟動一次，判斷控制單元是否 工作正常等。二、在系統整個工作過程中持續自動判斷各傳感器檢測單元的狀態，例如各傳 感器檢測單元的通訊是否正常、收發電路是否正常等，並把狀態在顯示屏顯示出來。三、通 過485串行通訊的方式控制各傳感器檢測單元分時工作，並進行數據交換。四、通過對各傳 感器檢測單元傳來的數據分析、判斷，並做相應的動作。比如在檢測到某一防區發現有色金 屬時，控制門柱9上該傳感器檢測單元對應位置的LED燈條5紅燈閃爍，同時在大屏幕LED 點陣顯示屏2上以進度條的方式顯示對應位置信號的強弱，以表明該金屬的大小或是距離 傳感器檢測單元的遠近，喇叭發出報警聲音，觸發攝像頭進行拍照，關閉間機通道等一系列 報警動作。而當檢測到鐵等其它非有色金屬時，控制門柱9前後兩側對應位置的LED燈條 黃燈閃爍，但顯示屏2上沒有報警信號及相應的動作，僅起到提醒作用，有金屬通過，但該 金屬不是有色金屬。該主控機箱的電路圖具體如圖6所示。如圖4所示，每個傳感器檢測單元由兩組線圈和微處理器控制下的信號發射和接 收兩部分電路組成。由微處理器產生2-20KHZ的信號，並通過濾波整形電路生成相應的正 弦波信號，該正弦波信號經過電壓放大、功率放大後加到發射線圈上，產生所需的檢測磁場 信號。另外一組線圈作為接收線圈，接收發射線圈產生的磁場信號。通過安排兩組線圈放置 位置使得在接收線圈上在附近沒有金屬時沒有信號，即此時處於平衡狀態。當傳感器檢測 單元附近有金屬信號時，由於被測金屬在變化的磁場中產生渦流，該渦流信號又會產生反 向磁場。反向磁場破壞了接收線圈中原有的平衡狀態，從而影響了接收信號的幅度與相位。 接收線圈接收到的微弱信號經過選頻、放大、濾波、整形，輸入到微處理器，微處理器通過分 析接收到的信號的幅度與相位，並根據幅度與相位的關係從而判斷出是有色金屬還是非有 色金屬。不同的金屬對接收信號的幅度和相位的影響是不同的。尤其是有色金屬與黑色金 屬的區分更加明顯。通過調整發射線圈與接收線圈間的位置關係，將兩線圈平衡放置(見 圖5所示)，可以採用雙D形式、同心圓形式或其他形式，使得當有色金屬通過時，接收信號 的幅度和相位與被測金屬物的距離成反比、與被測金屬物的大小成正比；而當有黑色金屬通過時，接收信號的幅度與被測金屬物的距離成反比、與被測金屬物的大小成正比，但接收 信號的相位與被測金屬物的距離與大小成正比。微處理器比較接收信號的幅度與相位的關 系，就可判斷出是哪種類型的金屬及其位置和大小。具體來說，當有色金屬接近傳感器檢測 單元時，傳感器檢測單元接收信號的幅度增大，相位也同時增大(相位延時增加)，而當有 黑色金屬通過時，傳感器接收信號幅度增大，但相位減小(相位超前增加)。因此根據接收 信號的相位與幅度的關係即可判斷出是何種金屬。而根據各傳感器檢測單元的信號強度， 就能判斷出被測金屬物的大小和距離傳感器檢測單元的遠近。比如一塊大的有色金屬與 一塊小的有色金屬通過檢測門時，各傳感器檢測單元檢測到的信號是不同的。每個傳感器 檢測單元負責檢測一定的區域，各傳感器檢測單元的檢測區域之間會有重疊，從而避免漏 檢。因而當有大的金屬物通過檢測門時，可能會有多個傳感器檢測單元同時檢測到該金屬 物。以四防區設置為例，如果是大塊有色金屬從門的正中間通過，則四個傳感器檢測單元同 時檢測到該金屬，由於距離相等，信號強度可能均為5(假如接收信號最強是10，最弱是0)； 而一塊小的有色金屬從門的正中間通過時，雖然可能四個傳感器檢測單元也同時檢測到該 金屬，但由於金屬比較小，因而信號強度也弱，此時信號強度可能均為3。顯然前後兩塊金屬 雖然通過同一位置，但前者的信號強，所以金屬較大，而後者的信號弱，所以金屬較小。而當 金屬不在正中間通過時，必然是距離金屬近的傳感器檢測單元信號強，而距離金屬遠的傳 感器檢測單元信號弱，再結合信號強度可以判斷出該金屬物的相對大小和位置。總之，檢測 門檢測金屬是綜合判斷各傳感器檢測單元檢測的信號強度，顯示屏2會通過進度條顯示各 傳感器檢測單元的信號強度來判斷金屬的大小和位置的。微處理器把檢測結果通過485串 口，發送給主控機箱。主控機箱據此做進一步的處理，把結果顯示出來，並做相應的控制動 作，比如是否拍照、是否閃燈，是否關閉閘機等。 以上實施例的描述主要是為了說明本實用新型的基本原理和主要特徵。本實用新 型不局限於上述實施例的描述範圍，在本實用新型所附權利要求書的範圍內，可以做出各 種補充、變更和取代。
權利要求1.一種有色金屬檢測門，其特徵在於，包括門框，所述門框包括位於上方的橫梁以及從所述橫梁的兩端分別向下延伸的兩個立柱；設置在所述立柱內側的多個傳感器檢測單元，每個傳感器檢測單元包括 平衡放置的發射線圈和接收線圈；以及一微處理器，所述微處理器控制所述發射線圈產生磁場信號並控制所述接收線圈接收 所述磁場信號，以及根據接收到的信號的幅度和相位區分有色金屬與黑色金屬，產生檢測 信號；設置在所述門框內的主控機箱，所述主控機箱接收來自所述傳感器檢測單元的所述檢 測信號；以及安裝在所述門框上的顯示屏，在所述傳感器檢測單元檢測到有色金屬時，經所述主控 機箱控制以顯示報警信息。
2.如權利要求1所述的檢測門，其特徵在於，所述發射線圈和接收線圈以雙D形式放置。
3.如權利要求1所述的檢測門，其特徵在於，所述發射線圈和接收線圈以同心圓形式放置。
4.如權利要求1所述的檢測門，其特徵在於，所述微處理器產生一信號，經過濾波、電 壓放大、功率放大後加到所述發射線圈上以產生所述磁場信號，所述接收線圈接收到所述 磁場信號後經過選頻、放大、濾波、整形輸入到所述微處理器。
5.如權利要求1所述的檢測門，其特徵在於，所述顯示屏具有對應於所述每個傳感器 檢測單元的進度條，所述進度條的信號強弱表示所述有色金屬的大小或距離所述傳感器檢 測單元的遠近。
6.如權利要求1所述的檢測門，其特徵在於，所述檢測門還包括安裝在所述顯示屏上 的喇叭，以在檢測到有色金屬時由所述主控機箱控制產生報警聲音。
7.如權利要求1所述的檢測門，其特徵在於，所述檢測門還包括設置在所述立柱上，與 所述多個傳感器檢測單元一一對應以用於指示報警位置的雙色燈條。
8.如權利要求1所述的檢測門，其特徵在於，所述檢測門還包括設置在所述立柱內側 用於統計進出所述檢測門的人員數量的紅外收發電路。
9.如權利要求1所述的檢測門，其特徵在於，所述檢測門還包括設置在所述門框上由 所述主控機箱控制的攝像頭。
10.如權利要求1所述的檢測門，其特徵在於，所述檢測門還包括由所述主控機箱控制 的閘機控制單元。
專利摘要本實用新型涉及一種有色金屬檢測門，包括門框，所述門框包括位於上方的橫梁以及從橫梁的兩端分別向下延伸的兩個立柱；設置在立柱內側的多個傳感器檢測單元，每個傳感器檢測單元包括平衡放置的發射線圈和接收線圈；以及一微處理器，控制所述發射線圈產生磁場信號並控制所述接收線圈接收所述磁場信號，以及根據接收到的信號的幅度和相位區分有色金屬與黑色金屬，產生檢測信號；設置在所述門框內的主控機箱，所述主控機箱接收來自所述傳感器檢測單元的所述檢測信號；以及安裝在所述門框上的顯示屏，在所述傳感器檢測單元檢測到有色金屬時，經所述主控機箱控制以顯示報警信息。採用本實用新型檢測門可有效區分有色金屬與黑色金屬。
文檔編號G01V3/10GK201819994SQ201020551510
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者孟紹鋒 申請人:澳楓(上海)控制技術有限公司