专利名称：智能型金属探测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及一种金属探测装置，具体是一种用于输送机的智能型金
属探测仪。
技术背景
在烟草、塑料、食品、水泥、造纸、纺织、木材加工等很多行业中，经常会 由于在物料中混有金属而导致设备损坏，产品质量下降，影响了正常生产，使得 厂家蒙受经济损失。为了避免这种情况的发生，很多厂家都使用各种办法从物料 中剔除金属。目前采用的有永久磁铁、电磁铁、金属探测仪等方法。在这些方法 中，永久磁铁和电磁铁都只能对铁磁性的金属有效，而对于非铁磁性的金属(铜， 铝，不锈钢等)无效，只有金属探测仪对所有的金属有效。目前，国外的金属探
测仪开始采用单片机技术，国内的金属探测仪基本还都是采用数字模拟混合集成 电路技术，两者处理原理目前都是采用同步检测原理，虽然考虑到幅度和相位的 影响，但两者输出是合成结果，有相互抵消作用，降低了检测灵敏度。另外，目 前金属检测仪的处理电路采用简单的带通滤波器和尺寸控制门限，检测技术依据 实际混入噪声类型采用合适的抑制电路。这种处理方法难以抵制较为强烈的干 扰，因而难以突破检测极限，使得在生产现场的检测的灵敏度大大降低。
本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种检测灵敏度高、结 构简单的智能型金属探测仪。
本实用新型是通过以下技术方案实现的
智能型金属探测仪，包括有输送机、计算机处理系统和天线阵列，所述输送 机包括有上层支撑架、下层支撑架，其特征在于所述上层支撑架上跨装有箱体， 箱体包括有安装为一体的口部相对的上、下箱体，上、下箱体分别位于上层支撑 架的上、下两侧，下箱体置放在下层支撑架上，上、下箱体间有开孔，上层支撑 架穿过所述的开孔，所述上、下箱体内分别安装有发射、接收天线阵列；所述输 送机上或输送机出料口处安装有卸料装置，卸料装置由计算机处理系统控制。所述的智能型金属探测仪，其特征在于所述的输送机为带式输送机，所述上、 下层支撑架内安装有循环运转的输送带，所述的下层支撑架包括有凹陷段和平直 段，下层支撑架的凹陷段上侧有跨装在上层支撑架上的箱体，箱体包括有安装为 一体的口部相对的上、下箱体，下箱体置放在下层支撑架的凹陷段处，带式输送 机的出料口下侧安装有接料框，接料框两侧的侧板上有开孔，开孔内横穿有转动 轴，转动轴上固定有翻板，翻板可随转动轴的转动而前、后摆动，所述接料框下 端连接有物料通道与金属通道，物料通道与金属通道以挡板为分界边，物料通道、 金属通道下侧安装有接料箱或下一级输送机；所述转动轴上伸出接料框外一端固 定有传动杆，传动杆一侧有气缸，气缸的活塞杆与传动杆铰动连接，所述活塞杆 的伸縮由计算机处理系统控制。
所述的智能型探测仪，其特征在于所述的输送机为带式输送机，所述上、 下层支撑架内安装有循环运转的输送带，所述的下层支撑架包括有凹陷段和平直 段，下层支撑架的凹陷段上侧有跨装在上层支撑架上的箱体，箱体包括有安装为 一体的口部相对的上、下箱体，下箱体置放在下层支撑架的凹陷段处，带式输送 机的出料口侧添加安装一段可正、反转的倒顺带，倒顺带两端分别安装有接料箱 或下一级输送机，所述传输带的正反转由计算机控制系统控制。
所述的智能型探测仪，其特征在于所述的输送机为振动输送机，振动输送 机的料槽上开有卸料 L，所述料槽下铰接有能将卸料孔完全覆盖的翻板，翻板下 固定有传力杆，所述卸料孔一侧有气缸安装在料槽下，气缸的活塞杆与传力杆为 铰动连接，所述卸料孔下有卸料通道，卸料通道下有接料箱；所述活塞杆的伸縮 由计算机处理系统控制。
本实用新型是一种在线金属自动检测和剔除装置，无需人工干预，在计算机 控制下，自动检测，自动剔除。它采用机电一体化技术，全计算机处理、控制， 自动获取物料信息，即时分析数据，判断有无金属，并控制剔除系统对金属加以 自动剔除。
本实用新型涉及天线外观的设计，电磁场技术，计算机处理技术，基于快速 傅立叶变换的频谱和相位分离方法，自适应快速噪声滤除技术，有效的自动剔除 装置等方面。
本实用新型自动连续获取物料信息，判别有无金属，根据金属信号估算出金属体积(重量)，对金属进行定位，得出相应的延时时间，控制剔除装置工作， 准确的将金属剔除。
本实用新型的天线阵列安装在输送机上，天线阵列在物料通过的区域形成一 个似稳电磁场，实时连续获取通过天线电磁场的物料信息，非金属的物料通过时， 不会对电磁场产生影响，当物料中混有金属时则对电磁场产生影响，破坏了电磁 场的稳定，产生一个干扰信号；天线阵列获取的物料信息经过放大后通过A/D 转换送给计算机系统对信息进行分析，无金属时计算机处理系统不给剔除装置发 出指令，有金属时，计算机处理系统通过对金属信号幅度和脉宽的分析，可以估 算出金属的大小，对金属进行定位，并对剔除装置发出指令，控制剔除装置将金 属准确剔除。
本实用新型的天线采用分体安装，分为上下箱体，发射和接收天线分别置于 上下箱体中；安装方便快捷，无需拆开传输带；由于电磁场在发射过程中是有衰 减的，因此接收和发射天线应尽量靠近，保证接收天线能接收到足够强的信号， 以便提高灵敏度；为此，将下箱体穿过传输带的载料面和回程面之间，尽量靠近 载料面，上箱体放于下箱体之上，以螺栓紧固，以使上下箱体靠的最近；上下箱 体间的高度视正常生产的物料流量而定。
本实用新型依据金属杂物的导电和导磁属性、形状和尺寸进行分析研究，对 于指标的建立以及算法的处理提供理论依据，同时建立波形、图形、矢量、频谱 和相关性等监视方式。最终可以为金属探测仪开发，提供一个可持续发展的坚实 基础和实验平台。
本实用新型采用基于快速傅立叶变换的频谱和相位分离的算法，获取幅频特 性和相频特性，在有、无金属状态下比较，分别建立幅度和相位门限阈值，检测 两者的差异，从而避免幅度和相位信息的丢失，提高检测精度和灵敏度。该方法 克服了目前该类设备采用同步检测方法，幅度和相位是合成输出，有相互抵消作 用，使得灵敏度有所降低的缺陷，大大提高了检测的灵敏度。
本实用新型采用了自适应快速噪声滤除技术；目前该类设备采用简单的带通 滤波器和脉冲门限控制方法，受检测环境的影响较大，导致灵敏度下降；本实用 新型依据处理对象和环境，建立噪声抑制方法；在无金属状态下，获取物料和噪 声统计数据，建立物料和噪声模型库；在有金属状态下，依据无金属状态模型，建立金属模型库；最后依据三种类型电磁属性和形状尺寸的自学习算法，基于滤 波器设计理论，并结合小波的快速频带划分方法，建立符合对象的最佳数字滤波 器；此方法可以有效的克服检测环境中的噪声影响，使得灵敏度能够大幅的提高。
此外，本实用新型还具有金属信号记忆功能，该记忆功能有两个方面 一是 连续金属记忆， 一是传输带停机记忆；连续金属记忆指的是，在检测到一个金属 到剔除这个金属这段时间内，如果连续过来多个金属，本实用新型可以将这些金 属信号全部记住，并分别加以处理、剔除；在这里，采用软件模拟的移位寄存器 方法，最多可记忆连_续金属信号数目由软件移位寄存器的位数决定；停机记忆指 的是，当因生产需要，传输带临时停机， 一段时间后又继续运行，这时本实用新 型可以记住传输带上金属所停在的位置，当传输带继续启动后，金属到达剔除装 置时，同样可以把金属有效的加以剔除；这里，采用和传输带控制系统通讯的方 法，接收传输带的启动和停止信号，当传输带停止时，软件模拟的计数器停止计 数，当传输带再次启动时，计数器继续计数。
本实用新型根据生产线的不同，有多种金属剔除方法， 一是采用翻板机构， 平时翻板翻向一侧，使得物料正常通过到下一级传输带，有金属时，翻板翻向另 一侧，将金属剔除到专门的接料箱中，然后自动翻回到正常位置，这种方法多用 于皮带机； 一是使用翻门机构，平时翻门闭合，当有金属时，翻门打开，将金属 剔除到专门的接料箱中，然后翻门闭合，物料正常通过；这种方法多用于振槽传 输；再一是利用倒顺带，平时倒顺带正转，当有金属信号时，控制其进行一段时 间的反转，将金属剔除，然后再恢复正常运转，这种方法可用于多种传输带。
本实用新型的优点是-
本实用新型安装维护方便；全中文界面，操作简单；以软件代替硬件，大大 降低了故障率；建立了多种监视方式，方便观察各种情况下的信号特征，为金属 探测仪的进一步开发，提供了一个坚实的基础和试验平台;计算机控制自动运行， 无需人工干预；多种处理方式，抑制了噪声的干扰，提高了检测灵敏度；金属记 忆功能，适应实际生产要求，保证了金属的剔除；多种剔除机构，适合各种现场 要求。
图l为实施例一结构示意图。 图2为实施例二结构示意图。
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具体实施方式
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实施例一
智能型金属探测仪，包括有输送机、计算机处理系统和天线阵列，所述输送
机包括有上层支撑架1、下层支撑架2，上、下层支撑架1、 2内安装有循环运转 的输送带，下层支撑架2包括有凹陷段和平直段，下层支撑架2的凹陷段上侧有 跨装在上层支撑架1上的箱体，箱体包括有安装为一体的口部相对的上箱体3、 下箱体4，下箱体4置放在下层支撑架2的凹陷段处，上、下箱体3、 4间有开 孔，所述上层支撑架1穿过所述的开孔，所述上、下箱体3、 4内分别安装有发 射、接收天线阵列；所述输送机的出料口下侧安装有接料框5，接料框5两侧的 侧板上有开孔，开孔内横穿有转动轴，转动轴上固定有翻板6，翻板6可随转动 轴的转动而前、后摆动，所述接料框5下端连接有物料通道7与金属通道8，物 料通道7与金属通道8以翻板6为分界边，物料通道7、金属通道8下侧安装有 接料箱9或下一级输送机10;所述转动轴上伸出接料框外一端固定有传动杆11， 传动杆一侧有气缸12，气缸12的活塞杆与传动杆11铰动连接，所述活塞杆的 伸縮由计算机处理系统控制。 实施例二
智能型金属探测仪，包括有输送机、计算机处理系统和天线阵列，所述输送 机包括有上层支撑架1、下层支撑架2，上、下层支撑架1、 2内安装有循环运转 的输送带，下层支撑架2包括有凹陷段和平直段，下层支撑架2的凹陷段上侧有 跨装在上层支撑架1上的箱体，箱体包括有安装为一体的口部相对的上箱体3、 下箱体4，下箱体4置放在下层支撑架2的凹陷段处，上、下箱体3、 4间有开 孔，所述上层支撑架1穿过所述的开孔，所述上、下箱体3、 4内分别安装有发 射、接收天线阵列；带式输送机的出料口侧添加安装一段可正、反转的倒顺带5， 倒顺带5两端分别安装有接料箱6或下一级输送机，所述传输带5的正反转由计 算机控制系统控制。 实施例三哲酡型贫偶探测仅，包括有服切瓶送机、Tf昇机处埋乐统和大统阵列，所述
振动输送机包括有上层支撑架l、下层支撑架2，所述上支撑架1跨装有箱体， 箱体包括有安装为一体的口部相对的上箱体3、下箱体4，下箱体4置放在下层 支撑架2的凹陷段处，上、下箱体3、 4间有开孔，所述上层支撑架l穿过所述 的开孔，所述上、下箱体3、 4内分别安装有发射、接收天线阵列；所述振动输 送机的料槽上开有卸料孔，所述料槽下铰接有能将卸料孔完全覆盖的翻板5，翻 板下固定有传力杆6，所述卸料孔一侧有气缸7安装在料槽下，气缸7的活塞杆 与传力杆6为铰动连接，所述卸料孔下有卸料通道8，卸料通道8下有接料箱9; 所述活塞杆的伸縮由计算机处理系统控制。
权利要求1、智能型金属探测仪，包括有输送机、计算机处理系统和天线阵列，所述输送机包括有上层支撑架、下层支撑架，其特征在于所述上层支撑架上跨装有箱体，箱体包括有安装为一体的口部相对的上、下箱体，上、下箱体分别位于上层支撑架的上、下两侧，下箱体置放在下层支撑架上，上、下箱体间有开孔，上层支撑架穿过所述的开孔，所述上、下箱体内分别安装有发射、接收天线阵列；所述输送机上或输送机出料口处安装有卸料装置，卸料装置由计算机处理系统控制。
2、 根据权利要求1所述的智能型金属探测仪，其特征在于所述的输送机为带式 输送机，所述上、下层支撑架内安装有循环运转的输送带，所述的下层支撑 架包括有凹陷段和平直段，下层支撑架的凹陷段上侧有跨装在上层支撑架上 的箱体，箱体包括有安装为一体的口部相对的上、下箱体，下箱体置放在下 层支撑架的凹陷段处，带式输送机的出料口下侧安装有接料框，接料框两侧 的侧板上有开孔，开孔内横穿有转动轴，转动轴上固定有翻板，翻板可随转 动轴的转动而前、后摆动，所述接料框下端连接有物料通道与金属通道，物 料通道与金属通道以挡板为分界边，物料通道、金属通道下侧安装有接料箱 或下一级输送机；所述转动轴上伸出接料框外一端固定有传动杆，传动杆一 侧有气缸，气缸的活塞杆与传动杆铰动连接，所述活塞杆的伸縮由计算机处 理系统控制。
3、 根据权利要求1所述的智能型探测仪，其特征在于所述的输送机为带式输 送机，所述上、下层支撑架内安装有循环运转的输送带，所述的下层支撑架 包括有凹陷段和平直段，下层支撑架的凹陷段上侧有跨装在上层支撑架上的 箱体，箱体包括有安装为一体的口部相对的上、下箱体，下箱体置放在下层 支撑架的凹陷段处，带式输送机的出料口侧添加安装一段可正、反转的倒顺 带，倒顺带两端分别安装有接料箱或下一级输送机，所述传输带的正反转由 计算机控制系统控制。
4、 根据权利要求1所述的智能型探测仪，其特征在于所述的输送机为振动输 送机，振动输送机的料槽上开有卸料孔，所述料槽下铰接有能将卸料孔完全 覆盖的翻板，翻板下固定有传力杆，所述卸料孔一侧有气缸安装在料槽下，气缸的活塞杆与传力杆为铰动连接，所述卸料孔下有卸料通道，卸料通道下 有接料箱；所述活塞杆的伸縮由计算机处理系统控制。
专利摘要本实用新型公开了智能型金属探测仪，包括有输送机、计算机处理系统和天线阵列，输送机包括有上层支撑架、下层支撑架，上层支撑架上跨装有箱体，箱体包括有安装为一体的口部相对的上、下箱体，上、箱体间有开孔，上层支撑架穿过开孔，下箱体置放在下层支撑架上，上、下箱体内分别安装有发射、接收天线阵列；输送机上或输送机出料口处安装有卸料装置，卸料装置由计算机处理系统控制。本实用新型安装维护方便；降低了故障率；方便观察各种情况下的信号特征，为金属探测仪的进一步开发，提供了一个坚实的基础和试验平台；计算机控制自动运行，无需人工干预；抑制了噪声的干扰，提高了检测灵敏度；适应实际生产要求，保证了金属的剔除；多种剔除机构，适合各种现场要求。
文档编号G01N27/72GK201434856SQ20092014289
公开日2010年3月31日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者俞建琪, 博 吴, 吴先良, 冬 孙, 军 明, 勇 杨, 新 王, 王小兵 申请人:合肥安大电子检测设备厂