一种基于多级交变磁场的金属探测装置及安检门的制作方法

1.本发明涉及安防安检设施技术领域，尤其涉及一种基于多级交变磁场的金属探测装置及安检门。


背景技术：

2.安检门是一种检测人员有无携带金属物品的探测装置，传统的安检门设置的线圈通常为平衡式线圈结构，即两侧门板内的线圈结构相同，均包括设置在外圈的发射线圈和设置在内圈的接收线圈，如cn201000486y以及cn204405864u公开的结构，检测原理为：当金属物通过电磁场时，通过检测金属物对电场的扰动所产生的电变量信号而实现，但是，由于电场的能量比较强大，当对微小金属物进行检测时，金属物对电场的扰动量很小，从而产生的电变量信号很微弱，信号不容易被识别，发生漏检的风险较高，而在安检安防行业中，漏检事故的发生很可能引发较为严重的安全事故。


技术实现要素：

3.本发明提供一种基于多级交变磁场的金属探测装置及安检门，用以解决现有技术中存在的安检门对微小金属物进行检测时发生漏检的风险较高的问题。
4.第一方面，本发明实施例提供一种基于多级交变磁场的金属探测装置，包括发射绕组、接收绕组和探测单元；
5.所述发射绕组和所述接收绕组沿水平面内的第一方向间隔设置，以在两者之间形成探测区域；
6.所述发射绕组包括多个发射线圈，多个所述发射线圈沿所述第一方向叠加并形成多个发射区块，所述发射区块内的交变磁场为各个所述发射线圈在与所述发射区块相对应的区域内的交变磁场的总和；
7.所述接收绕组用于基于多个所述发射区块内的交变磁场的变化产生感应信号；
8.所述探测单元用于基于所述接收绕组产生的感应信号的变化确定所述探测区域内的金属物信息。
9.上述实施例中，该金属探测装置的发射绕组和接收绕组分别设置在探测区域的两侧，其中，发射绕组包括多个发射线圈，多个发射线圈叠加后形成多个发射区块，每个发射区块内的交变磁场为各个发射线圈在与发射区块相对应的区域内的交变磁场的总和，在发射线圈内通入交变电流后，多个发射区块内的交变磁场构成多级交变磁场，各级交变磁场的磁感应强度得到增强，并使得整个探测区域内交变磁场的分布较均匀，当有微小的金属物通过时，该金属物能够产生较强的电涡流，电涡流激发的磁场可以对探测区域内的原有磁场产生较大的干扰，使得接收绕组在探测区域内的交变磁场发生扰动前后产生的感应信号具有较大的差异，从而可以获得便于监测且信号强度较大的感应信号变化量，进而有利于对微小金属物进行检测，降低漏检的风险。
10.可选的，多个所述发射区块在垂直于所述第一方向的基准平面内的正投影形成多
行多列的矩阵结构，且对称分布在所述基准平面内沿高度方向延伸的中轴线的两侧。
11.上述可选的实施方式中，通过使发射区块在基准平面内的正投影排列成多行多列的矩阵结构，使得在探测区域的高度方向上分布有来自不同的发射区块的交变磁场，并使得在探测区域的行进方向上也分布有来自不同的发射区块的交变磁场。
12.可选的，多个所述发射区块中包括顶发射区块和底发射区块，所述顶发射区块和所述底发射区块对应的磁场强度大于介于所述顶发射区块和所述底发射区块之间的中间发射区块的磁场强度。
13.可选的，所述发射线圈包括导线，所述导线按预设的绕线方式围成一个或多个发射子区块，不同的所述发射线圈中的任意两个所述发射子区块完全重叠、不重叠或部分重叠；
14.具有所述发射子区块的多个所述发射线圈叠加后形成所述发射区块。
15.可选的，多个所述发射线圈中包括第一发射线圈，所述第一发射线圈的数量为一个或多个，所述第一发射线圈覆盖所述探测区域沿高度方向的整个区域；
16.所述第一发射线圈包括多个第一发射子区块，多个所述第一发射子区块沿所述探测区域的高度方向排列设置。
17.上述可选的实施方式中，通过设置第一发射线圈，使得探测区域沿高度方向的整个区域内均分布有交变磁场，并且，第一发射线圈中，由导线绕制形成了多个第一发射子区块，每个第一发射子区块内的磁场强度得到增强，整个区域内的磁场强度也得到增强，且分布较均匀。
18.可选的，多个所述发射线圈中包括第二发射线圈，所述第二发射线圈的数量为一个或多个，所述第二发射线圈覆盖所述探测区域沿高度方向的局部区域；
19.所述第二发射线圈包括一个或多个第二发射子区块。
20.上述可选的实施方式中，通过设置第二发射线圈，可以使得探测区域沿高度方向上的局部区域内的交变磁场得到进一步加强。
21.可选的，所述第二发射线圈中至少有一个覆盖所述探测区域沿高度方向的底部区域，且呈“8”形结构。
22.可选的，多个所述发射线圈中包括第三发射线圈，所述第三发射线圈覆盖所述探测区域沿高度方向的整个区域或局部区域，且所述第三发射线圈包括至少一个呈“∞”形结构的发射单元，所述发射单元包括两个第三发射子区块。
23.上述可选的实施方式中，通过设置第三发射线圈，可以使得当有金属物沿行进方向通过探测区域时，金属物会对沿该方向排列设置的两个发射子区块内的交变磁场产生扰动。
24.可选的，所述第三发射线圈包括沿高度方向间隔设置的多个发射单元，多个所述发射单元位于垂直于所述第一方向的同一平面内，且多个所述发射单元依次串联设置；
25.或者，所述第三发射线圈包括多个发射单元，多个所述发射单元位于垂直于所述第一方向的不同平面内，且多个所述发射单元沿所述第一方向的正投影不重合。
26.第二方面，本发明实施例还提供一种安检门，该安检门包括第一门板、第二门板以及上述任一项技术方案中所述的基于多级交变磁场的金属探测装置；
27.所述第一门板和所述第二门板之间形成安检通道，所述发射绕组设于所述第一门
板，所述接收绕组设于所述第二门板，所述探测区域位于所述安检通道覆盖范围内。
28.上述实施例中，金属探测装置中的发射绕组可以设于第一门板，接收绕组可以设于第二门板，发射绕组在通电后能够激发产生多级交变磁场，各级交变磁场的磁感应强度得到增强，并使得整个探测区域内交变磁场的分布较均匀，当有微小的金属物通过时，该金属物能够产生较强的电涡流，电涡流激发的磁场可以对探测区域内的原有磁场产生较大的干扰，使得接收绕组在探测区域内的交变磁场发生扰动前后产生的感应信号具有较大的差异，从而可以获得便于监测且信号强度较大的感应信号变化量，进而有利于对微小金属物进行检测，降低漏检的风险。
附图说明
29.图1为本发明实施例提供的金属探测装置的结构简图；
30.图2为本发明实施例提供的发射绕组在垂直于第一方向的基准平面内的正投影的结构示意图；
31.图3、图4为本发明实施例提供的两种第一发射线圈在垂直于第一方向的基准平面内的正投影的结构示意图；
32.图5为本发明实施例提供的一种第二发射线圈在垂直于第一方向的基准平面内的正投影的结构示意图；
33.图6、图7为本发明实施例提供的两种第三发射线圈在垂直于第一方向的基准平面内的正投影的结构示意图；
34.图8为本发明实施例提供的一种发射绕组中的各个发射线圈在垂直于第一方向的基准平面内的正投影的结构示意图；
35.图9为本发明实施例提供的另一种发射绕组中的各个发射线圈在垂直于第一方向的基准平面内的正投影的结构示意图；
36.图10为本发明实施例提供的接收绕组在垂直于第一方向的基准平面内的正投影的结构示意图；
37.图11为本发明实施例提供的接收绕组中的各个位置探测线圈在垂直于第一方向的基准平面内的正投影的结构示意图；
38.图12为本发明实施例提供的接收绕组中的各个金属物探测线圈在垂直于第一方向的基准平面内的正投影的结构示意图；
39.图13为本发明实施例提供的金属物分别从发射绕组和接收绕组沿第一方向的中间位置、靠近发射绕组的一侧以及靠近接收绕组的一侧通过时，基准线圈的感应信号变化量随时间变化的曲线图；
40.图14为本发明实施例提供的金属物通过具有“∞”形结构的线圈以及具有“o”形结构的线圈时，两个线圈产生的感应电流变化量随时间变化的曲线图；
41.图15为本发明实施例提供的探测区域内有回形针和无回形针时接收绕组内产生的感应电流随时间变化的曲线图；
42.图16为本发明实施例提供的安检门的结构简图；
43.图17为图16中所示出的安检门的爆炸示意图。
44.附图标记：
45.10-发射绕组；11-发射线圈；110-发射区块；110a-顶发射区块；110b-底发射区块；111-第一发射线圈；1110-第一发射子区块；112-第二发射线圈；1120-第二发射子区块；113-第三发射线圈；1130-第三发射子区块；1131-发射单元；
46.20-接收绕组；21-接收线圈；210-感应区块；211-位置探测线圈；2110-位置感应区块；211a-中位探测线圈；211b-端部探测线圈；212-金属物探测线圈；212a-第一金属物探测线圈；212b-第二金属物探测线圈；2121-第一感应子区块；2122-第二感应子区块；
47.30-探测单元；40-探测区域；
48.50-第一门板；51-第一板体；52-第一盖板；
49.60-第二门板；61-第二板体；62-第二盖板；70-安检通道；
50.80a-第一电场屏蔽网；80b-第二电场屏蔽网；
51.80c-第三电场屏蔽网；80d-第四电场屏蔽网；
52.90-横梁。
具体实施方式
53.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
54.本发明提供一种基于多级交变磁场的金属探测装置，用以解决现有技术中存在的采用电场扰动原理对微小金属物进行检测时容易产生漏检的问题。
55.如图1、图2所示，该金属探测装置包括发射绕组10、接收绕组20和探测单元30，其中：发射绕组10和接收绕组20沿水平面内的第一方向间隔设置，以在两者之间形成探测区域40；发射绕组10包括多个发射线圈11，多个发射线圈11沿第一方向叠加并形成多个发射区块110，发射区块110内的交变磁场为各个发射线圈11在与发射区块110相对应的区域内的交变磁场的总和；接收绕组20用于基于多个发射区块110内的交变磁场的变化产生感应信号，这里，感应信号可以指感应电流，也可以指感应电压；探测单元30用于基于接收绕组20产生的感应信号的变化确定探测区域40内的金属物信息。
56.具体而言，该金属探测装置中，如图1所示，发射绕组10和接收绕组20面对面设置，并沿第一方向相间隔，其中，第一方向垂直于发射绕组10和接收绕组20中线圈所在的平面，第一方向也即图1中的x轴方向，发射绕组10和接收绕组20之间的区域形成探测区域40，发射绕组10激发产生的交变磁场通过探测区域40后射向接收绕组20，接收绕组20随着交变磁场的变化产生感应电流i0，若探测区域40内的交变磁场发生扰动，则接收绕组20产生的感应电流也将出现扰动，若将此时的感应电流记为i1，则i1不同于i0，探测单元30基于i1和i0可以获得感应电流变化量δi，相应的，接收绕组20产生的感应电压也会随之变化，并可以获得感应电压变化量δu，感应电流变化量δi、感应电压变化量δu越大，磁场发生扰动的强度越大。当将该金属探测装置应用于安检门时，发射绕组10可以设于安检门的第一门板50，接收绕组20可以设于安检门的第二门板60。
57.值得说明的是，图1中发射绕组10、接收绕组20以具有扁平结构的长方体进行了示例，其主要目的在于展示该金属探测装置的构成以及发射绕组10、接收绕组20之间的相对
位置关系，但不用于表示发射绕组10、接收绕组20的结构，下文中将对发射绕组10和接收绕组20的构成及各个线圈的结构进行详细说明。
58.如图3～图7所示，发射绕组10包括多个沿第一方向叠加设置的发射线圈11，这些发射线圈11相互独立，每个发射线圈11由导线按照预设的缠绕方式绕制形成，其中，导线绕制的起始点和终点可以设置在同一端，这样便于与交流电源连接，导线从起始点开始，沿预设的路径进行走线，最后返回终点，导线可以围成一个或多个发射子区块，导线的路径不同，所形成的发射子区块的面积和个数不同，当导线内通入交变电流时，各发射子区块内的磁感应强度的大小和方向均随时间呈周期性变化，且相较于单一大线圈而言，在相同交变电流的情况下，每个发射子区块的面积缩小，进而产生的磁感应强度得到增强，磁感线分布密度增大。
59.图3～图7、以及图8、图9中所示出的黑色实线表示导线，箭头表示导线的走线方向，不表示电流方向。
60.发射线圈11的数量不限，可以为两个、三个、四个、五个或其它数量，发射线圈11设置在垂直于第一方向的不同平面内，各个发射线圈11不会发生干涉，发射线圈11可以覆盖探测区域40沿高度方向的整个区域，也可以覆盖探测区域40沿高度方向的局部区域，各个发射线圈11中导线的走线路径可以相同也可以不同，如图2所示，发射线圈11沿第一方向叠加后可以形成多个发射区块110，发射区块110由多段导线围成，每个发射区块110内的交变磁场为各个发射线圈11在与发射区块110相对应的区域内的交变磁场的总和，若每个发射区块110内的交变磁场的强弱用磁通量的大小来衡量，则每个发射区块110内的磁通量由各个发射线圈11与该发射区块110相对应的区域面积内的磁通量叠加形成，如此，可以得知每个发射区块110内的磁通量与各发射线圈11通入的交变电流的频率之间的关系，例如，第n个发射区块110内在某一时刻t的磁通量计算公式为：
[0061][0062]
以上公式中，μ为空气的磁导率，m为发射线圈11的序数，ni为第i个发射线圈11在第n个发射区块110位置处的匝数，ii(fi,t)为根据第i个发射线圈11通入的交变电流的频率f计算得到的在t时刻的电流值，sn为第n个发射区块110的面积。
[0063]
需要说明的是，磁通量是标量，考虑到不同的发射线圈11在同一发射区块110处产生的磁感线方向可能不同，若磁感线方向相反，则不同的发射线圈11叠加后磁通量会出现抵消，在计算过程中，可以定义磁感线的方向，例如以垂直于纸面向外为“+”，垂直于纸面向里为
“‑”
，在t时刻，每个发射线圈11在与发射区块110相对应的区域内的磁感线方向通过右手定则判断，最后根据上述公式计算出t时刻每一发射区块110的磁通量的大小以及磁感线的方向。
[0064]
根据上述公式可知，各个发射区块110内通过的磁通量均与发射线圈11中的交变电流的频率存在对应的函数关系，各个发射区块110内的磁感应强度的大小和方向均随时间呈周期性变化。
[0065]
该金属探测装置中，各个发射线圈11在通入交变电流后，可以激发出磁感应强度呈梯度稳定变化的多级交变磁场，各级交变磁场的磁感应强度得到增强，且整个探测区域40内交变磁场分布较均匀，当有微小的金属物通过时，微小的金属物也能够产生较强的电
涡流，电涡流进而产生磁场并对探测区域40内的原有磁场产生较大的干扰，使得接收绕组20在探测区域40内的交变磁场发生扰动前后产生的感应信号具有较大的差异，从而可以获得便于监测且信号强度较大的感应信号变化量，进而有利于对微小金属物进行检测，降低漏检的风险。
[0066]
另外，该金属探测装置中，发射绕组10和接收绕组20分开设置，并位于探测区域40的两侧，发射绕组10激发产生的交变磁场通过探测区域40后射向接收绕组20，接收绕组20可以感应探测区域40内的磁场变化，并且，通过将发射绕组10和接收绕组20分开设置，可以保证发射绕组10和接收绕组20具有足够的安装空间，并可以增大发射绕组10和接收绕组20的线圈密度，提高不同的发射线圈11之间、不同的接收线圈21之间的组合灵活性，如上文所述的，将多个走线路径不同的发射线圈11叠加后可以形成多个发射区块110，从而形成多级交变磁场，使得发射侧的磁感应强度得到增强，磁场的分布也比较均匀，有利于对微小金属物进行检测。
[0067]
而现有技术中，发射绕组10和接收绕组20同侧设置，发射绕组10和接收绕组20的安装空间较小，且通常采用发射绕组10设置在外圈，接收绕组20设置在内圈的组合方式，线圈之间的组合不够灵活，线圈的设置密度也相对较小，发射绕组10通电后产生的磁感应强度分布不均匀，具有中心区域强，由中心区域向四周不断递减的特点，当金属物在磁感应强度分布较弱的区域通过交变磁场时，自身产生的电涡流效应很小，进而反作用于原有交变磁场产生的扰动很微弱，感应信号变化量很小，难以检测识别。
[0068]
在一些实施例中，多个发射区块110在垂直于第一方向的基准平面内的正投影形成多行多列的矩阵结构，且对称分布在基准平面内沿高度方向延伸的中轴线的两侧。
[0069]
如图2所示，发射区块110在基准平面内的正投影紧邻设置，并排列成多行多列，这里，“多行”指至少两行，“多列”指至少两列，如此，在探测区域40的高度方向上均分布有来自不同的发射区块110的交变磁场，并且，在探测区域40的行进方向上也分布有来自不同的发射区块110的交变磁场，当金属物从不同的高度穿过探测区域40时，金属物可以对设置在对应高度及附近的发射区块110内的交变磁场产生扰动，并且，金属物还可以对设置在行进方向上的多个发射区块110内的交变磁场产生扰动。
[0070]
若将第一方向定义为x轴方向，将探测区域40的高度方向定义为z轴方向，将探测区域40的行进方向定义为y轴方向，则基准平面为yz平面，多个发射区块110在基准平面内的正投影沿z轴方向和y轴方向呈矩阵分布，磁场分布较为均匀，且强度得到增强。
[0071]
继续参考图2，该发射绕组10共包括20个发射区块110，这些发射区块110在基准平面内的正投影形成十行、两列的矩阵结构，各个发射区块110的面积可以相等，也可以不等。
[0072]
当地板内的金属物或者安检门顶部的电子元器件内的金属物因例如人体通过而产生上下方向的振动时，金属物会随着振动进入探测区域40内并产生涡电流，从而对探测区域40内的原有磁场产生干扰，进而使接收绕组20产生一个误报的感应信号变化量，这种安检门的误报现象称之为末端效应，导致安检门在末端区域的探测精度降低。
[0073]
为了消除末端效应，可选的，多个发射区块110中包括顶发射区块110a和底发射区块110b，顶发射区块110a和底发射区块110b对应的磁场强度大于介于顶发射区块110a和底发射区块110b之间的中间发射区块110的磁场强度，原理为：利用顶发射区块110a和底发射区块110b内较大的磁场强度加强由于地板内的金属物或安检门顶部的金属物上下方向的
振动在设于对应区域的接收线圈内产生的感应信号变化量，并设定相关阈值，在实际应用过程中，根据接收线圈实际产生的感应信号变化量与设定的相关阈值的大小关系判断是否为地板内的金属物或安检门顶部的金属物产生的干扰，若是，则不进行报警，若不是，则说明已检测到通行人员携带金属物，可以进行报警。
[0074]
由上文可知，该金属探测装置中，发射线圈11包括导线，导线按预设的绕线方式围成一个或多个发射子区块，导线的绕线方式不同，所形成的发射子区块的面积和个数不同，不同的发射线圈11中的任意两个发射子区块沿第一方向的正投影可以完全重叠、不重叠或部分重叠，具有上述发射子区块的多个发射线圈11叠加后可以形成多个发射区块110。
[0075]
现对发射线圈11的结构进行具体介绍，可选的，多个发射线圈11中包括第一发射线圈111，第一发射线圈111的数量为一个或多个，第一发射线圈111覆盖探测区域40沿高度方向的整个区域；第一发射线圈111包括多个第一发射子区块1110，多个第一发射子区块1110沿探测区域40的高度方向排列设置。
[0076]
如图3、图4所示，第一发射线圈111包括导线，导线的起始点和终点均在同一端，例如均设置在顶端，导线以蛇形走线方式向下延伸，在到达起始点的远端后折返，继续以蛇形走线方式向上延伸并到达终点，如此，导线围成了多个第一发射子区块1110，第一发射子区块1110沿探测区域40的高度方向排列设置，当导线内通入交变电流时，各第一发射子区块1110内的磁感应强度的大小和方向均随时间呈周期性变化，且相较于单一大线圈而言，在相同交变电流的情况下，每个第一发射子区块1110的面积缩小，进而产生的磁感应强度得到增强，磁感线分布密度增大。
[0077]
其中，各个第一发射子区块1110的面积可以相等，也可以不等。
[0078]
第一发射线圈111使得探测区域40沿高度方向的整个区域内均分布有交变磁场，并且，第一发射线圈111中，由导线绕制形成了多个第一发射子区块1110，每个第一发射子区块1110内的磁场强度得到增强，整个区域内的磁场强度也得到增强，且分布较均匀。第一发射线圈111的数量可以为一个，也可以为多个，当第一发射线圈111的数量为多个时，导线的走线路径可以相同，也可以不同，如图3、图4所示的两种第一发射线圈111，导线采用了两种不同的走线路径。
[0079]
如图8、图9所示的第四层发射线圈11和第五层发射线圈11，这两层发射线圈11分别采用了图3、图4中所示出的这两种第一发射线圈111，其中，在第四层发射线圈11中，相邻的两个第一发射子区块1110之间的边界位于第五层发射线圈11中的一个第一发射子区块1110内，反之也成立，即在第五层发射线圈11中，相邻的两个第一发射子区块1110之间的边界位于第四层发射线圈11中的一个第一发射子区块1110内，这样，第四层发射线圈11和第五层发射线圈11叠加后在基准平面内的正投影可以形成更多的发射子区块。
[0080]
值得说明的是，第一发射线圈111中，位于顶部和底部的第一发射子区块1110对应的导线匝数可以较多，也就是说，导线在到达底部时，可以多绕制几圈，然后继续向上走线，同理，导线在达到顶部时，也可以多绕制几圈，最后再引出，这样，可以增大顶部区域和底部区域的磁场强度，有利于消除末端效应。
[0081]
例如，第五层发射线圈11中，位于顶部和底部的第一发射子区块1110对应的导线匝数较多，同时，位于顶部和底部的第一发射子区块1110的面积可以较小，这样，避免过多的占用探测区域40沿高度方向的面积，从而不会影响到探测区域40对通行人员所携带的金
属物的正常检测。
[0082]
当然，也可以将第一发射线圈111中各个第一发射子区块1110对应的导线匝数设置为一致，并增加第二发射线圈112，第二发射线圈112仅覆盖探测区域40沿高度方向的局部区域，如顶部区域和底部区域，如图9所示的第六层发射线圈11，第六层发射线圈11属于第二发射线圈112，第六层发射线圈11所包含的发射子区块覆盖探测区域40沿高度方向的顶部区域和底部区域。
[0083]
第二发射线圈112的数量为一个或多个，第二发射线圈112包括由导线围成的一个或多个第二发射子区块1120，与第一发射线圈111不同的是，第二发射线圈112仅覆盖探测区域40沿高度方向的局部区域，第二发射线圈112可以使得探测区域40沿高度方向上的局部区域内的交变磁场得到进一步加强，第一发射线圈111和第二发射线圈112组合后，既可以使得探测区域40沿高度方向上的整个区域内均分布有交变磁场，也可以使得探测区域40沿高度方向上的局部区域内的交变磁场得到进一步加强。
[0084]
第二发射线圈112的结构、数量、位置不限，可选的，第二发射线圈112中至少有一个覆盖探测区域40沿高度方向的底部区域，且呈“8”形结构。图5中示出了一种呈“8”形结构的第二发射线圈112的结构，且图8、图9中的第三层发射线圈11采用了这种发射线圈，该发射线圈对应人体的脚部及小腿区域，可以加强探测区域40这部分内的磁场强度，当通行人员的鞋靴内携带金属物时，金属物可以对这部分内的磁场产生较大的扰动，从而在对应设置的接收线圈21内产生明显的感应信号的变化，从而将金属物检测出来。
[0085]
除了第一发射线圈111和第二发射线圈112外，多个发射线圈11中还可以包括第三发射线圈113，第三发射线圈113覆盖探测区域40沿高度方向的整个区域或局部区域，且第三发射线圈113包括至少一个呈“∞”形结构的发射单元1131，该发射单元1131包括两个第三发射子区块1130。
[0086]
如图6、图7中示出的两种第三发射线圈113，其中，图6所示出的第三发射线圈113包括一个发射单元1131，该发射单元1131由导线绕制成“∞”形结构，且覆盖探测区域40沿高度方向的整个区域，图7所示出的第三发射线圈113包括两个发射单元1131，每个发射单元1131由导线绕制成“∞”形结构，并且，两个发射单元1131中的一者覆盖探测区域40沿高度方向的顶部区域，一者覆盖探测区域40沿高度方向的底部区域。
[0087]
如图8、图9中所示的第二层发射线圈11，第二层发射线圈11采用了图6中所示出的线圈结构，其中，发射单元1131所包含的两个第三发射子区块1130沿y轴方向依次设置，并且，沿z轴方向延伸，这样可以使得金属物从不同的高度通过探测区域40时，均会对沿y轴方向排列设置的两个发射子区块内的交变磁场产生扰动。
[0088]
可选的，第三发射线圈113包括沿高度方向间隔设置的多个发射单元1131，多个发射单元1131位于垂直于第一方向的同一平面内，且多个发射单元1131依次串联设置；或者，第三发射线圈113包括多个发射单元1131，多个发射单元1131位于垂直于第一方向的不同平面内，且多个发射单元1131沿第一方向的正投影不重合。
[0089]
继续参考图8、图9，第一层发射线圈11包括两个发射单元1131，这两个发射单元1131分别对应探测区域40的顶部和底部，同层设置，且串联连接，这里，“串联连接”指多个发射单元1131由同一根导线绕制形成，这两个发射单元1131一方面可以加强顶部区域和底部区域内的磁场强度，另一方面，由于这两个发射单元1131均呈“∞”形结构，因此，当有金
属物从探测区域40的顶部和底部穿过时，均会对沿y轴方向排列设置的两个发射子区块内的交变磁场产生扰动。
[0090]
值得说明的是，该金属探测装置中，以图8、图9为例对发射绕组10所包含的发射线圈11的数量、发射线圈11的结构等进行了具体说明，发射绕组10也不仅限于上述两种设置方式，还可以采用其他的设置方式。
[0091]
另外，在每一层结构中，导线缠绕的匝数不定，例如，可以按照箭头所示的走线路径缠绕一匝、两匝、三匝、四匝等，并且，在每一层结构中，各个发射子区块为矩形结构或近于矩形结构，图8、图9中，为了展示清楚导线的走线路径，部分导线交叉设置，由于导线均具有绝缘层，因此，相交叉的两段导线绝缘。
[0092]
多个发射线圈11中，覆盖区域面积大的发射线圈11的绕线匝数小于覆盖区域面积小的发射线圈11的绕线匝数，例如，图8中，第二层发射线圈11、第四层发射线圈11和第五层发射线圈11绕线4-6匝，第一层发射线圈11和第三层发射线圈11绕线18匝，这样保证了这些发射线圈11叠加形成的发射区块110中，位于两端的多个发射区块110对应的线圈总匝数大于位于中间的多个发射区块110对应的线圈总匝数。
[0093]
该金属探测装置中，对发射绕组10的结构进行了改进，使得发射绕组10可以激发产生多级交变磁场，且整个基准平面内交变磁场分布较均匀，当有微小的金属物通过时，微小的金属物也能够产生较强的电涡流，电涡流进而产生磁场并对探测区域40内的原有磁场产生较大的干扰，如此，接收绕组20内的感应信号的变化强度较大，便于监测与分析，并有利于对微小金属物进行检测。
[0094]
该金属探测装置中，还对接收绕组20的结构进行了改进，接收绕组20包括多个接收线圈21，多个接收线圈21沿第一方向叠置后形成多个感应区块210，多个感应区块210在垂直于第一方向的基准平面内的正投影呈矩阵分布且紧邻设置，每个接收线圈21包含一个或多个感应区块210，每个接收线圈21内的交变磁场为所包含的感应区块210内的交变磁场的总和，每个接收线圈21基于对应区域内的交变磁场的变化产生感应信号。
[0095]
具体而言，如图10、图11、图12所示，接收绕组20包括多个接收线圈21，这些接收线圈21相互独立，每个接收线圈21由导线按照预设的缠绕方式绕制形成，其中，导线绕制的起始点和终点可以设置在同一端，这样便于与外部电路连接，导线从起始点开始，沿预设的路径进行走线，最后返回终点，导线可以围成一个或多个感应子区块，导线的路径不同，所形成的感应子区块的面积和个数不同，每个感应子区块内的交变磁场均会随着探测区域40内与该感应子区块相对应的区域内的交变磁场的变化而变化。
[0096]
为了加强接收线圈21边界处的检测灵敏性，部分接收线圈21可以设于不同的高度，且沿第一方向的正投影部分重叠，以两个接收线圈21为例，可以使得一个接收线圈21的底部边界落入另一个接收线圈21内部，当金属物从与前一个接收线圈21的底部边界等高的位置通过探测区域40时，该金属物的通过高度恰好位于后一个接收线圈21上下边界的高度范围内，如此，该金属物至少可以对后一个接收线圈21接收到的交变磁场产生较大的扰动。
[0097]
接收线圈21的数量不限，可以为两个、三个、四个、五个或其它数量，接收线圈21可以设置在垂直于第一方向的不同平面内，即接收线圈21分层设置，这样，各个接收线圈21不会发生干涉，接收线圈21可以覆盖探测区域40沿高度方向的整个区域，也可以覆盖探测区域40沿高度方向的局部区域，各个接收线圈21中导线的走线路径可以相同也可以不同，并
且，各个接收线圈21由导线绕制形成多个感应子区块，多个接收线圈21沿第一方向叠置后可以形成多个感应区块210，这些感应区块210在垂直于第一方向的基准平面内的正投影呈矩阵分布且紧邻设置，相邻的两个感应区块210不存在间隙，每个感应区块210接收到的磁场取决于发射绕组10在对应区域形成的激励磁场，发射绕组10具体可以通过多个发射线圈11的叠加激发产生多级交变磁场，使得各个感应区块210可以接收到不同的交变磁场。
[0098]
结合上文可知，发射绕组10包括多个发射线圈11，多个发射线圈11沿第一方向叠加形成多个发射区块110，每个发射区块110内的交变磁场为各个发射线圈11在与该发射区块110相对应的区域内的交变磁场的总和，不同的发射区块110内的交变磁场可以不相同，发射绕组10在通入交变电流后可以激发产生多级交变磁场，接收绕组20中的感应区块210与发射区块110一一对应，即感应区块210与发射区块110的数量一致，且沿第一方向的正投影可以重合，这样，每个感应区块210内的交变磁场均随着与之相对应的发射区块110内的交变磁场的变化而变化，且不同的感应区块210内的交变磁场可以不相同。
[0099]
每个接收线圈21可以包含一个或多个感应区块210，每个接收线圈21内的交变磁场为所包含的感应区块210内的交变磁场的总和，每个接收线圈21基于对应区域内的交变磁场的变化产生感应信号，这里，感应信号可以指感应电流，也可以指感应电压，以感应电流为例，各接收线圈21在t时刻的感应电流的方向取决于各接收线圈21对应区域内叠加后的磁感线的方向和变化情况。
[0100]
如图10所示，感应区块210在基准平面内紧邻设置，且相邻的两个感应区块210不存在间隙，也就是说，探测区域40沿高度方向上的整个区域均可以被接收线圈21覆盖，不存在未覆盖的区域，每个感应区块210内的磁场均会随着发射绕组10向对应区域发射的磁场的变化而变化，从而影响接收线圈21中产生的感应电流的大小和方向，当金属物从不同高度通过探测区域40时，设置高度与金属物的通过高度较接近的一个或多个接收线圈21内的磁场可以出现较大的扰动，从而产生较明显的感应信号变化，更有利于信号的监控和识别，探测单元30可以基于各个接收线圈21产生的感应信号的变化确定探测区域40内的金属物信息，如此，降低了漏检的风险。
[0101]
在一些实施例中，如图11所示，接收线圈21中包括多个位置探测线圈211，每个位置探测线圈211覆盖探测区域40沿高度方向的局部区域，且多个位置探测线圈211位于不同的高度位置；探测单元30包括位置探测单元(未示出)，位置探测单元用于基于各个位置探测线圈211产生的感应信号的变化确定金属物的位置信息。
[0102]
位置探测线圈211可以设于垂直于第一方向的不同平面内，且各个位置探测线圈211的高度不同，任意两个位置探测线圈211沿第一方向的正投影可以紧邻设置，或部分重叠，或间隔设置，在多个位置探测线圈211的组合下，可以覆盖探测区域40沿高度方向上的整个区域，从而使得金属物从不同的高度经过探测区域40时，均可以根据各个位置探测线圈211产生的感应信号的变化情况判断金属物的位置，一部分位置探测线圈211沿第一方向的正投影可以部分重叠，这样，可以加强位置探测线圈211边界处的检测灵敏性。
[0103]
探测单元30包括位置探测单元，位置探测单元用于基于各个位置探测线圈211产生的感应信号的变化确定金属物的位置信息。当金属物从不同的高度通过探测区域40时，处于不同高度的位置探测线圈211感应到的磁场扰动情况不同，具体可以根据处于不同高度的位置探测线圈211在交变磁场发生扰动前和发生扰动后产生的感应信号的变化判断金
属物的位置，感应信号的变化越大，则对应的位置探测线圈211感应到的磁场扰动越强，金属物的位置与该位置探测线圈211的位置越接近，反之，感应信号的变化越小，则对应的位置探测线圈211感应到的磁场扰动越弱，金属物的位置与该位置探测线圈211的位置距离越远。
[0104]
具体的，位置探测单元包括第一位置探测单元，第一位置探测单元用于确定金属物的高度范围，具体包括：
[0105]
基于各个位置探测线圈211在探测区域40内的交变磁场发生扰动前后产生的感应信号确定感应信号变化量；
[0106]
获取感应信号变化量的峰峰值大于阈值的一个或多个位置探测线圈211；
[0107]
若一个位置探测线圈211对应的感应信号变化量的峰峰值大于阈值，则根据该位置探测线圈211的位置确定金属物的高度范围；
[0108]
若多个位置探测线圈211对应的感应信号变化量的峰峰值均大于阈值，则根据多个位置探测线圈211中所包含的相同的感应区块210的位置确定金属物的高度范围。
[0109]
具体的，第一位置探测单元可以基于各个位置探测线圈211在交变磁场发生扰动前产生的感应信号与各个位置探测线圈211在交变磁场发生扰动后产生的感应信号的差值确定感应信号变化量，感应信号变化量与位置探测线圈211一一对应，感应信号变化量的峰峰值越大，则对应的位置探测线圈211感应到的磁场扰动越强，金属物的通过高度与该位置探测线圈211的高度越接近，反之，感应信号变化量的峰峰值越小，则对应的位置探测线圈211感应到的磁场扰动越弱，金属物的通过高度与该位置探测线圈211的高度距离越远。
[0110]
可以理解的是，在探测区域40内的交变磁场发生扰动前和发生扰动后，位置探测线圈211产生的感应信号均为时间的变化函数，相应的，感应信号变化量也为时间的变化函数，感应信号变化量的峰峰值指波形曲线中波峰与波谷的差值。
[0111]
第一位置探测单元可以获取感应信号变化量的峰峰值大于阈值的一个或多个位置探测线圈211，该一个或多个位置探测线圈211内感应到的磁场扰动较强，金属物的高度与该一个或多个位置探测线圈211的高度较相关。
[0112]
若只有一个位置探测线圈211对应的感应信号变化量的峰峰值大于阈值，则根据该位置探测线圈211的位置可以确定金属物的高度范围，例如，若该位置探测线圈211的中心所处的高度为h0，顶边所处的高度为h1，底边所处的高度为h2，则金属物的高度在h0附近，并介于h1和h2之间。
[0113]
若有多个位置探测线圈211对应的感应信号变化量的峰峰值大于阈值，则根据多个位置探测线圈211中所包含的相同的感应区块210的位置确定出金属物的高度范围。
[0114]
例如，如图11所示出的7个位置探测线圈211，从右至左依次记为第一层位置探测线圈211、第二层位置探测线圈211
……
第七层位置探测线圈211，分别采集这7个位置探测线圈211在探测区域40内的交变磁场发生扰动前和扰动后产生的感应电压(这里，以感应电压为感应信号)，并获取感应电压变化量δu，当感应电压变化量的峰峰值δu
pp
在(0，10]时，将对应的位置探测线圈211感应到的磁场发生扰动的强度标定为弱，当感应电压变化量的峰峰值δu
pp
在(10，20]时，将对应的位置探测线圈211感应到的磁场发生扰动的强度标定为中，当感应电压变化量的峰峰值δu
pp
在(20，50]时，将对应的位置探测线圈211感应到的磁场发生扰动的强度标定为强，上文提及的阈值取20，当金属物r沿虚线方向通过探测区域40
时，从右至左，这7个位置探测线圈211感应到的磁场发生扰动的强度依次为：强、中、中、中、弱、强、弱，也就是说，第一层位置探测线圈211和第六层位置探测线圈211对应的感应电压变化量的峰峰值大于阈值(阈值为20)，金属物r的高度与第一层位置探测线圈211和第六层位置探测线圈211的高度较相关，或者说，金属物r在高度方向(z轴方向)上离两者较接近，而第一层位置探测线圈211和第六层位置探测线圈211在高度方向上部分重叠，包含相同的感应区块210，如图10所示出的第六行的两个感应区块210，则金属物r从这两个感应区块210对应的高度范围内通过，若第六行的两个感应区块210的上下边界对应的高度分别为h3、h4，则该金属物r的高度介于h3和h4之间，如此，进一步缩小了金属物r的高度范围。
[0115]
位置探测单元除了可以判断金属物的高度范围之外，还可以判断金属物更靠近接收绕组20，还是更靠近发射绕组10，可选的，位置探测单元还包括第二位置探测单元，第二位置探测单元具体用于：
[0116]
基于各个位置探测线圈211在探测区域40内的交变磁场发生扰动前后产生的感应信号确定感应信号变化量；
[0117]
获取感应信号变化量的峰峰值最大的一个位置探测线圈211作为基准线圈，并获取该基准线圈对应的感应信号变化量随时间变化的实际曲线图；
[0118]
获取预先存储的该基准线圈对应的感应信号变化量随时间变化的基准曲线图；
[0119]
根据实际曲线图与基准曲线图的相位差判断金属物与探测区域40沿高度方向延伸的中位线的相对位置关系；
[0120]
其中，基准曲线图为标定的金属物从与基准线圈的中心等高的位置且从发射绕组10和接收绕组20沿第一方向的中间位置通过时，感应信号变化量随时间变化的曲线图。
[0121]
感应信号变化量的峰峰值最大的一个位置探测线圈211感应到的磁场扰动的强度最大，金属物的通过高度与该位置探测线圈211的高度最接近，因此，可以将该位置探测线圈211确定为基准线圈。
[0122]
若使标定的金属物r0从与基准线圈的中心等高的位置且从发射绕组10和接收绕组20沿第一方向的中间位置通过，则可以获得基准线圈的感应信号变化量随时间变化的曲线图，将该曲线图定义为基准曲线图，该基准曲线图如图13中的曲线p0所示，而当实际的金属物r从探测区域40内靠近发射绕组10的一侧通过或靠近接收绕组20的一侧通过时，感应信号变化量随时间变化的实际曲线图如图13中的曲线p1、p2所示，实际曲线图与基准曲线图具有相位差，实际曲线图p1中的首个波峰相对于基准曲线图p0中的首个波峰超前，则金属物r从探测区域40内靠近发射绕组10的一侧通过，实际曲线图p2中的首个波峰相对于基准曲线图p0中的首个波峰滞后，则金属物从探测区域40内靠近接收绕组20的一侧通过。
[0123]
如上文所示，位置探测线圈211覆盖探测区域40沿高度方向的局部区域，且各个位置探测线圈211位于不同的高度位置，可选的，位置探测线圈211包括第一组和第二组，第一组中的位置探测线圈211在探测区域40的高度方向紧邻设置；第二组中的位置探测线圈211覆盖探测区域40沿高度方向的局部加强区域，并与第一组中的位置探测线圈211沿第一方向层叠设置。
[0124]
在一些实施例中，接收绕组20共包括七个位置探测线圈211，这七个位置探测线圈211沿第一方向层叠设置，依次为第一层位置探测线圈211、第二层位置探测线圈211
……
第七层位置探测线圈211，图11中，这七个位置探测线圈211从右至左依次排列，从而清楚地展
示了各个位置探测线圈211的结构以及不同位置探测线圈211之间的相对位置关系，其中，第四层位置探测线圈211至第七层位置探测线圈211为第一组，这四个位置探测线圈211在探测区域40的高度方向紧邻设置，并覆盖探测区域40沿高度方向的整个区域；第一层位置探测线圈211至第三层位置探测线圈211为第二组，这三个位置探测线圈211各自覆盖探测区域40沿高度方向的局部区域，其中，第一层位置探测线圈211分别与第四层位置探测线圈211和第六层位置探测线圈211沿第一方向的正投影部分重叠，第二层位置探测线圈211与第七层位置探测线圈211沿第一方向的正投影部分重叠，第三层位置探测线圈211与第五层位置探测线圈211沿第一方向的正投影部分重叠。
[0125]
第一组中的各个位置探测线圈211均由导线绕制形成“∞”形结构，如第四层位置探测线圈211、第五层位置探测线圈211、第六层位置探测线圈211、第七层位置探测线圈211，且这几个位置探测线圈211沿第一方向叠置后覆盖探测区域40沿高度方向的整个区域，以其中的一个位置探测线圈211为例，当金属物通过探测区域40时，金属物自身产生的电涡流效应会对呈“∞”形结构的位置探测线圈211接收到的交变磁场产生扰动，而“∞”形结构的位置探测线圈211对应的感应信号变化量较大，更有利于信号检测。
[0126]
如图14中的(a)、(b)两条曲线，这两条曲线示出了两种不同结构的线圈对应的感应电流变化量随时间变化的曲线图，其中，曲线(a)为具有“∞”形结构的线圈对应的感应电流变化量随时间变化的曲线图，曲线(b)为具有“o”形结构的线圈对应的感应电流变化量随时间变化的曲线图，在这两种线圈的面积相等的情况下，当金属物r在相同时间t1内沿这两种线圈的中线通过时，金属物r对磁场产生的扰动能量是相同的，在曲线(a)和曲线(b)中可理解为阴影部分的面积相同，即y1＝y2，可以看出，曲线(a)中的感应电流变化量的峰值明显大于曲线(b)中的感应电流变化量的峰值，也就是说，具有“∞”形结构的线圈会产生更强的磁变量信号，更有利于信号检测，不仅如此，曲线(a)中的感应电流变化量的方向呈周期性变化，据此可以判断金属物r的行进方向，如此，进一步提升了金属探测装置的实用性。
[0127]
在一些实施例中，第二组中包括中位探测线圈211a，中位探测线圈211a与人体的中位区域相对应，且中位探测线圈211a与第一组中紧邻设置的两个位置探测线圈211沿第一方向上的正投影部分重叠；和/或，第二组中还包括至少一个端部探测线圈211b，端部探测线圈211b覆盖探测区域40沿高度方向的端部。
[0128]
中位探测线圈211a与人体的中位区域相对应，也即与人体的腰部和髋部位置相对应，这是因为，人体的腰部及髋部位置容易携带金属物，通过使中位探测线圈211a与第一组中紧邻设置的两个位置探测线圈211沿第一方向上的正投影部分重叠，可以加强这一区域的检测。如图11所示，第一层位置探测线圈211为中位探测线圈211a，第一层位置探测线圈211分别与第四层位置探测线圈211、第六层位置探测线圈211沿第一方向上的正投影部分重叠，第四层位置探测线圈211和第六层位置探测线圈211沿第一方向上的正投影紧邻设置，这样，第四层位置探测线圈211的底部边界和第六层位置探测线圈211的顶部边界可以落入第一层位置探测线圈211内，如此，当金属物r从上述边界处通过探测区域40内，至少可以对第一层位置探测线圈211接收到的交变磁场产生较大的扰动，从而提高边界位置的检测灵敏性。
[0129]
中位探测线圈211a可以为“∞”形结构，从而当有金属物通过对应区域时，中位探测线圈211a能够产生更强的磁变量信号，便于信号检测。
[0130]
第二层位置探测线圈211和第三层位置探测线圈211属于端部探测线圈211b，其中，第二层位置探测线圈211覆盖探测区域40沿高度方向的底部区域，第三层位置探测线圈211覆盖探测区域40沿高度方向的顶部区域，当地板内的金属物或者安检门顶部的电子元器件内的金属物因例如人体通过而产生上下方向的振动时，金属物会随着振动进入探测区域40内并产生电涡流，从而对底部区域和顶部区域内的原有磁场产生干扰，此时，至少可以获得第二层位置探测线圈211和第三层位置探测线圈211的感应信号变化量，通过设定相关阈值，在实际应用过程中，根据第二层位置探测线圈211和第三层位置探测线圈211实际产生的感应信号变化量与设定的相关阈值的大小关系判断是否为地板内的金属物或安检门顶部的金属物产生的干扰，若是，则不进行报警，若不是，则说明已检测到通行人员携带金属物，可以进行报警，如此，有利于消除末端效应。
[0131]
端部探测线圈211b具体可以为“8”形结构。
[0132]
在一些实施例中，多个位置探测线圈211叠置形成多个位置感应区块2110，多个位置感应区块2110在垂直于第一方向的基准平面内的正投影形成多行多列的矩阵结构，且对称分布在基准平面内沿高度方向延伸的中轴线的两侧。
[0133]
这里，位置感应区块2110为上述感应区块210中的一种，特指由位置探测线圈211叠置形成的感应区块210。
[0134]
如图10所示，位置感应区块2110在基准平面内的正投影紧邻设置，并排列成多行多列，这里，“多行”指至少两行，“多列”指至少两列，如此，位置感应区块2110可以随着发射绕组10向对应区域内发射的交变磁场的变化而变化，当金属物从不同的高度穿过探测区域40时，沿高度方向上设置的多个位置感应区块2110内的交变磁场将出现扰动，并且，沿金属物的行进方向上设置的多个位置感应区块2110内的交变磁场也将出现扰动，从而影响对应的接收线圈21内的感应电流的大小和方向。
[0135]
一并参考图10、图11，位置探测线圈211共形成了20个位置感应区块2110，这些位置感应区块2110在基准平面内的正投影形成十行、两列的矩阵结构，各个位置感应区块2110的面积可以相等，也可以不等。
[0136]
该金属探测装置中，接收绕组20还包括层叠设置的多个金属物探测线圈212，且金属物探测线圈212覆盖探测区域40沿高度方向上的整个区域，并且，探测单元30还包括金属物探测单元，金属物探测单元用于基于金属物探测线圈212产生的感应信号的变化确定探测区域40内是否有金属物通过。
[0137]
由上文可知，位置探测线圈211覆盖探测区域40沿高度方向的局部区域，且各个位置探测线圈211的高度不同，当金属物从探测区域40经过时，不同高度的位置探测线圈211感应到的磁场扰动的强度是不同的，有强弱之分，并且，位置探测线圈211的面积较小，仅可以感应到局部的磁场扰动，而不同于位置探测线圈211的是，金属物探测线圈212可以覆盖探测区域40沿高度方向的整个区域，金属物探测线圈212的面积较大，当金属物从探测区域40经过时，金属物探测线圈212可以在金属物的高度位置及其附近较大区域内感应到磁场的扰动，感应信号的变化较明显，因此，当有金属物通过探测区域40内，检测比较灵敏。
[0138]
在一些实施例中，金属物探测线圈212至少包括沿第一方向层叠设置的第一金属物探测线圈212a和第二金属物探测线圈212b，其中：第一金属物探测线圈212a包括由导线绕制形成的多个第一感应子区块2121，多个第一感应区块210沿探测区域40的高度方向排
列；第二金属物探测线圈212b包括由导线绕制形成的多个第二感应子区块2122，多个第二感应子区块2122沿探测区域40的高度方向排列；并且，相邻的两个第一感应子区块2121之间的边界沿第一方向的正投影位于第二感应子区块2122沿第一方向的正投影内。
[0139]
这是因为，以任意一个感应子区块为例，当金属物的通过高度离该感应子区块的中心高度越接近时，感应子区块内的磁场扰动越大，反之，当金属物r的通过高度离感应子区块的中心高度越远时，感应子区块内的磁场扰动越小，而如图12所示，相邻的两个第一感应子区块2121之间的边界沿第一方向的正投影位于第二感应子区块2122沿第一方向的正投影内，同理，相邻的两个第二感应子区块2122之间的边界沿第一方向的正投影位于第一感应子区块2121沿第一方向的正投影内，这样，当金属物从与第一感应子区块2121的边界等高的位置通过探测区域40时，该金属物的通过高度恰好位于一个第二感应子区块2122的上下边界的高度范围内，因此，至少该第二感应子区块2122内的磁场扰动较大，从而影响第二金属物探测线圈212b内感应电流变化量的大小和方向，反之也成立。
[0140]
值得说明的是，该金属探测装置中，以图11、图12为例对接收绕组20中接收线圈21的数量、接收线圈21的结构等进行了具体说明，接收绕组20也不仅限于上述设置方式，还可以采用其他的设置方式。
[0141]
另外，图11、图12中所示出的黑色实线表示导线，箭头表示导线的走线方向，不表示电流方向，并且，在每一层结构中，导线缠绕的圈数不定，例如，可以按照箭头所示的走线路径缠绕两圈、三圈、四圈等，同时，在每一层结构中，各个子区块为矩形结构或近于矩形结构，图11、图12中，为了展示清楚导线的走线路径，部分导线交叉设置，由于导线均具有绝缘层，因此，相交叉的两段导线绝缘。
[0142]
该金属探测装置中，可以实现对微小金属物的检测，当微小的金属物通过探测区域40时，相对于交变电场而言，微小金属物可以对交变磁场产生较明显的扰动，使得接收绕组20在交变磁场发生扰动前后产生的感应信号具有较大的差异，从而可以获得便于监测且信号强度较大的感应信号变化量，进而有利于对微小金属物进行检测，降低漏检的风险。以长度为2cm的回形针为例，如图15所示，当将回形针放入探测区域40后，接收绕组20产生的感应电流随时间变化的曲线图如图15中的实线s1所示，当探测区域40内无回形针时，接收绕组20产生的感应电流随时间变化的曲线图如图15中的虚线s0所示，两条曲线具有明显的差异，也就是说，感应电流的变化容易检测和识别，因此，当通行人员携带如回形针这样的微小金属物通过探测区域40时，比较容易被检测出来。
[0143]
基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种安检门，如图16、图17所示，该安检门包括第一门板50、第二门板60以及上述任一项技术方案的基于分区感应的金属探测装置，其中，第一门板50和第二门板60之间形成安检通道70，发射绕组10设于第一门板50，接收绕组20设于第二门板60，探测区域40位于安检通道70的覆盖范围内。
[0144]
该安检门中，探测区域40沿高度方向上的整个区域均可以被接收线圈21覆盖，不存在未覆盖的区域，当金属物从不同高度通过探测区域40时，设置高度与金属物的通过高度较接近的一个或多个接收线圈21内的磁场可以出现较大的扰动，从而产生较明显的感应信号变化，便于监控和识别，如此，降低了漏检的风险。
[0145]
根据麦克斯韦电磁理论可知，发射绕组10通电后在其周围激发产生电磁场，电磁场包括内在联系、相互依存的电场和磁场，为了利用发射绕组10激发产生的磁场进行检测，
安检门设置有第一电场屏蔽网80a，第一电场屏蔽网80a与发射绕组10设于同一门板，并位于发射绕组10朝向接收绕组20的一侧，这样，第一电场屏蔽网80a可以限制发射绕组10激发产生的电场线进入安检通道70内，以在安检通道70内屏蔽交变电场，同时还能使发射绕组10激发产生的交变磁场穿过，从而在安检通道70内可以得到较为纯净的磁场，这样，当微小的金属物通过安检通道70时，相对于交变电场而言，微小金属物可以对交变磁场产生较明显的扰动，使得接收绕组20在交变磁场发生扰动前后产生的感应信号具有较大的差异，从而可以获得便于监测且信号强度较大的感应信号变化量，进而有利于对微小金属物进行检测，降低漏检的风险。
[0146]
具体设置时，第一电场屏蔽网80a沿第一方向的正投影覆盖发射绕组10沿第一方向的正投影，这样，发射绕组10激发产生的射向安检通道70的电场线可以较大程度地被第一电场屏蔽网80a屏蔽，降低电场的干扰。另外，还可以将第一电场屏蔽网80a接地设置，从而为电场在任意方向上的穿透提供强有力的屏障。
[0147]
第一电场屏蔽网80a为金属丝形成的网格状结构，金属丝的材料可以为金、银、铜、铝中的至少一种，或者其他的金属材料、合金材料，考虑到铜的成本低、电导率高、寿命长，可以选择铜丝来制备第一电场屏蔽网80a；金属丝的横截面积可以为圆形，直径取大于等于0.07mm且小于等于1.0mm的任意数值，例如，金属丝的直径可以为0.07mm、0.08mm、0.1mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm。
[0148]
一般来说，屏蔽网的目数越多，网眼越细，对电场的衰减越多，而考虑到磁场的穿过率，第一电场屏蔽网80a的目数可以取大于等于2且小于等于14的数值，例如，第一电场屏蔽网80a的目数可以取2、4、6、8、10、12、14，或其他数值。
[0149]
第一电场屏蔽网80a的网眼可以为正方形或菱形。
[0150]
为了进一步降低电场对金属检测的影响，该安检门还包括第二电场屏蔽网80b，第二电场屏蔽网80b设于第一门板50，且第二电场屏蔽网80b至少部分位于发射绕组10背离接收绕组20的一侧，第二电场屏蔽网80b用于屏蔽外界环境中射向接收绕组20和安检通道70的电场线，如此，进一步提升了安检门在复杂环境中的抗干扰性。
[0151]
如图17所示，发射绕组10朝向接收绕组20的一侧和背离接收绕组20的一侧分别设置有第一电场屏蔽网80a和第二电场屏蔽网80b，在一些实施例中，第一电场屏蔽网80a和第二电场屏蔽网80b可以连接并包覆发射绕组10，从而在发射绕组10的周围形成稳定的屏蔽结构，同时，在第一电场屏蔽网80a接地的情况下，第二电场屏蔽网80b也可以实现接地，从而更好地屏蔽电场线。
[0152]
在一些实施例中，该安检门还包括第三电场屏蔽网80c，第三电场屏蔽网80c设于第二门板60，且第三电场屏蔽网80c至少部分位于接收绕组20朝向发射绕组10的一侧，第三电场屏蔽网80c用于屏蔽发射绕组10和外界环境射向接收绕组20的电场线。
[0153]
第三电场屏蔽网80c可以防止外界电场对接收绕组20进行干扰，提高了安检门在复杂环境中的抗干扰性，使得后端系统可以探测到更为细弱的信号变化，从而有利于提高金属探测的灵敏度。
[0154]
另外，该安检门还可以包括第四电场屏蔽网80d，第四电场屏蔽网80d设于第二门板60，且第四电场屏蔽网80d至少部分位于接收绕组20背离发射绕组10的一侧，第四电场屏蔽网80d用于屏蔽外界环境中射向接收绕组20和安检通道70的电场线。第四电场屏蔽网80d
也可以防止外界电场对接收绕组20进行干扰，提高了安检门在复杂环境中的抗干扰性，使得后端系统可以探测到更为细弱的信号变化，从而有利于提高金属探测的灵敏度。
[0155]
具体设置时，第三电场屏蔽网80c和第四电场屏蔽网80d可以连接并包覆接收绕组20，从而在接收绕组20的周围形成稳定的电场屏蔽网，以抵抗外界环境各个方向对接收绕组20的干扰。
[0156]
电场屏蔽主要考虑反射损耗，上述各个电场屏蔽网可以采用高电导率的屏蔽材料来进行电场信号的衰减，基于成本、电导率、寿命等各个方面的考虑，铜是最好的选择，其中，铜或锡铜编织的屏蔽网在衰减电场的同时，可以使高达90％的入射磁场通过，对磁场的衰减较弱。
[0157]
上述各个电场屏蔽网可以选择目数为10，直径为0.5mm的铜网，从而对电场实现较好的屏蔽效果，并在较大程度上允许磁场穿过。
[0158]
电场衰减的程度如下述公式：
[0159][0160]
其中：b为屏蔽网的网眼宽度；f为需屏蔽的电磁场中的电场频率(激发场交流电频率)，f＜fc，fc为屏蔽网的截止频率，fc＝1.5
×
108/b。
[0161]
安检门的最高工作频率设置为50khz，因此，选取10目、直径为0.5mm的铜网作为屏蔽网时，对电场的屏蔽可高达120lg3db，约57db左右。
[0162]
在相同情况下磁场的屏蔽效果如下述公式：
[0163]
sh＝10lg(h0/hi)≈20lg(1+μrd/2b)
[0164]
其中，μr为屏蔽材料的相对磁导率；d为屏蔽层厚度，即铜丝直径；b为屏蔽网的网眼宽度。
[0165]
由上述公式可得，目数为10目，直径为0.5mm的铜网对磁场的屏蔽约为1db(μr取1.0)，由此可见，该铜网对磁场基本无衰减。
[0166]
就门板的结构而言，如图17所示，第一门板50包括第一板体51和第一盖板52，且第一盖板52朝向安检通道70设置，第一板体51和第一盖板52盖合形成容纳空间，发射绕组10和第一电场屏蔽网80a设于容纳空间内。第一盖板52与第一板体51可以通过紧固件连接或卡接，这样，第一盖板52可以拆卸，并且，第一盖板52拆卸后，可以在朝向安检通道70的一侧形成较大的开口，如此，便于内部组件的检修，第一盖板52在盖合后，可以将第一电场屏蔽网80a和发射绕组10封装在内部空间，避免第一电场屏蔽网80a和发射绕组10裸露。
[0167]
在第一门板50还设置有第二电场屏蔽网80b的情况下，第二电场屏蔽网80b也设于第一盖板52和第一板体51盖合形成的容纳空间内。
[0168]
同理，如图17所示，第二门板60包括第二板体61和第二盖板62，且第二盖板62朝向安检通道70设置，第二盖板62和第二板体61盖合形成容纳空间，接收绕组20、第三电场屏蔽网80c、第四电场屏蔽网80d可以设于容纳空间内，同时，第二盖板62也具有便于检修和避免内部组件裸露的效果。
[0169]
在一些实施例中，第一电场屏蔽网80a和/或发射绕组10通过胶水粘接于第一门板50，且第一电场屏蔽网80a和发射绕组10沿第一方向间隙设置。
[0170]
第一门板50较薄，内部空间较小，采用胶水将第一电场屏蔽网80a和/或发射绕组
10粘接于第一门板50，可以适应狭小的操作空间，并且，胶水具有绝缘性能，可以在第一电场屏蔽网80a与第一门板50之间以及发射绕组10与第一门板50之间起到绝缘的作用。
[0171]
同时，第一电场屏蔽网80a和发射绕组10沿第一方向间隙设置，两者不发生接触，这是因为，发射绕组10的发射线圈11与第一电场屏蔽网80a长时间的接触摩擦可能会造成发射线圈11表面的绝缘涂层磨损，使得线路裸露，进而容易发生电连接。
[0172]
另外，在第一门板50内设置有第二电场屏蔽网80b的情况下，第二电场屏蔽网80b也可以采用胶水粘接于第一门板50，并且，第二电场屏蔽网80b与发射绕组10沿第一方向间隙设置，以避免两者发生电连接。
[0173]
同理，参考上述设置方式，第三电场屏蔽网80c、第四电场屏蔽网80d、接收绕组20可以通过胶水粘接于第二门板60，且第三电场屏蔽网80c与接收绕组20间隙设置，第四电场屏蔽网80d与接收绕组20间隙设置。
[0174]
在安检门中，如图16、17所示，还包括横梁90，横梁90设于第一门板50和第二门板60的顶部，并与第一门板50和第二门板60共同围成门字形结构。
[0175]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。