金属物体探测定位器设计与制作-文献综述

第1页开题报告（文献综述）1.引言金属探测器被广泛应用于食品、塑料制品和矿物加工以及制药、造纸等行业中,用来检测原料中的废弃金属物料,从而保证产品质量和生产安全1。目前使用的金属探测器一般都是基于电磁检测原理,通过对检测电路中电压、电流或频率中某个物理量的监测来达到探测金属的目的2。金属探测器基本可以分为3类,即差拍式、电感平衡式和能耗式(又称为功率吸收式)3。传统的能耗式检测电路具有电路结构简单,对器件参数要求不严格并且受环境因素影响较小等优点,它将检测电路中电感和电阻的变化归结为电压的变化,并通过检测电压来实现检测目的,但是由于被检测金属或物料的电磁性质差别较大,且电压变化中电感和电阻变化因素不能独立,这给提高检测精度和拓宽使用场合带来限制4。实现高精度检测一直是人们研究的目标,文中基于能耗式金属检测电路,分析了金属物体对检测电路中电压和频率的影响及其变化规律,并提出基于这种变换规律的检测方案,以实现高精度金属检测目的5。2.研究目的与现状2.1.研究目的和意义目前金属探测器在很多地方都会得到应用，全球第一台金属探测器诞生于1960年，步入工业时代最初的金属探测器也主要应用于工矿业，是检查矿产纯度、提高效益的得力帮手。随着社会的发展，犯罪案件的上升。1970年金属探测器被引入一个新的应用领域安全检查，也就是今天我们所使用的金属探测门雏形，它的出现意味着人类对安全的认知已步入一个新纪元6。2.2.研究现状与存在的问题2.2.1.研究现状金属探测仪可以检测隐藏的金属物体,其用途十分广泛,在国防、公安、海关、地质、冶金等部门以及日常生活等领域均有应用7。一个产品的出现带动了一个行业的发展，于是安检这个既陌生又熟悉的行业开始进第2页入市场。40多年过去了，金属探测器经历了几代探测技术的变革，从最初的信号模拟技术到连续波技术直到今天所使用的数字脉冲技术8，金属探测器简单的磁场切割原理被引入多种科学技术成果。无论是灵敏度、分辨率、探测精确度还是工作性能上都有了质的飞跃。应用领域也随着产品质量的提高延伸到了多个行业。70年代随着航空业迅速发展，劫机和危险事件的发生使航空及机场安全逐渐受到重视，于是在机场众多设备中金属探测门扮演着排查违禁物品的重要角色。同样在70年代，由于金属探测门在机场安检中的崭露头角，大型运动会（如奥运会）展览会及政府重要部门的安全保卫工作中开始启用金属探测门作为必不可少的安检仪器。发展到80年代，监狱暴力案件呈直线上升趋势，如何及早有效预防并阻止暴力案件发生成了监狱管理工作中的重中之重，在依靠警员对囚犯加强管理的同时，金属探测门再次成为了美国、英国、比利时等发达国家监狱管理机构必备的安检设备，形成平均每300个囚犯便使用一台金属探测门用于安检；与此同时西方兴起的“寻宝热”，也使手持式、便携式金属探测器得到长足的发展。进入90年代，迅速升温的电子制造业成了这个时代的宠儿，大型的电子公司为了减少产品流失、结束员工与公司之间的尴尬局面，陆续采用金属探测门和手持式金属探测器作为管理员工行为、减少产品流失的利刃9。于是金属探测器又有了它新的角色产品防盗。9.11事件以后，反恐成为国际社会一个重要议题。爆炸案、恐怖活动的猖獗使恐怖分子成了各国安全部门誓要打击的对象。此时国际社会对“安全防范”的认知也被提到一个新的高度。受9.11事件影响，各行各业都加强的保安工作的部署，正是受此影响，金属探测器的应用领域也成功的渗透到其他行业。（如：娱乐场所，公共娱乐场所的治安问题历来是社会各界关注的焦点，也是治安管理工作的难点。据统计，每年娱乐场所恶性打架斗殴事件和刑事案件发案率占60%以上，其作案凶器均是消费者随身带入娱乐场所）然而，此时简单的通道式金属探测门已不能完全满足安检的要求，安保人员需要的是一种能准确判定金属物品藏匿位置的安检产品。于是多区位金属探测技术孕育而生，它的诞生是金属探测器发展历史上的又一次变革，原来单一的磁场分布变成了现在相互叠和而又相对独立的多个磁场，再根据人体工程学原理把门体分为多个区段使之与人体相对应，相应的区段在金属探测门上形成相对的区域，这样金属探测门便拥有了报警查找功能10。2.2.2.存在的主要问题使用金属探测器需要主要哪些问题？(1)、不要在雨天探测，因为仪器本身没有防水功能，电路板如果进水可能会导致短路或者其他方面的故障。(2)、探测头不可受剧烈撞击。第3页(3)、不用的时候要取下电池，因为电池长时间放在仪器内可能会因为漏液而腐蚀电路板。(4)、探测头及仪表箱不可随意拆卸，否则将可能损坏甚至报废。非专业人员不可拆装或维修设备。(5)、长时间不用的时候请放在干燥的地方保存。(6)、如果厂区电压不稳定必须配稳压电源，否则将可能损坏仪器。(7)、传送带必须做好日常清洁，否则将可能影响传送带使用寿命。(8)、搬运过程必须轻拿轻放，不可撞击。(9)、探测头周围不可随意放置杂物。3.课题途径及步骤本课题主要利用步进电机固定角度旋转及导轨小车单向往返运动扫描。当传感器旋转到边界铁丝，传感器采集信息传给单片机，单片机迅速作出判断，从而避免错误指示。步进电机固定角度旋转及导轨小车单向往返运动可实现传感器扫描检测，从而定位玻璃板上的铁丝框内任意一点，当定位指针指定在硬币（或铁圈）边沿之内，单片机发出指令，迅速进行声-光报警指示。课题实施主要分为：资料收集及当前研究现状分析、选择控制芯片、制作模型、实验与仿真等几个阶段。4.问题及措施(1)、问题：对金属探测器的设计比较迷糊，在选取制作方法上没有确定。(2)、拟采取措施：向导师请教，并努力查阅资料，做进一步了解。第4页参考文献1刘慧娟,李志刚.一种基于电压和频率的金属探测方法J.仪器仪表学报,2006,(7).2赵树军,林桐,姜伟.对两种基本金属探测仪的分析J.交通科技与经济,2006,(1).3贺桂芳.一种新型智能金属探测仪的设计J.仪表技术与传感器,2006,(1).4李迎.金属探测仪在选厂物料除铁中的应用J.矿山机械,2006,(5).5文心.人体芯片:并非遥远的梦想J.科学24小时,2002,(6).6李树华,刘跃平,郭改枝.便携式智能金属探测仪的研制J.传感器技术,2005,(1).7赵燕玲.手持式金属探测仪确定食管内不透射线异物J.国外医学.耳鼻咽