专利名称：一种智能金属探测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于皮带传送机构的智能金属探测仪，尤其是能在发现金属时进行报警并用液晶显示其结果的金属探测仪。
背景技术：
在发电、食品加工、饲料生产等工业中，物料通过皮带传送进入粉碎机前，需要将铁、铜、铝等金属去除，否则将给粉碎机造成致命的破坏，通常采用除铁器自动去除具有磁性的金属，如铁，而对于铝、铜等这些没有磁性的金属，除铁器就无法去除。或者有的探测装置能探测到金属和报警，但不能显示出结果和累计当天检测出的金属次数，从而不能利用报警次数来判断材料品质的好坏。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种智能金属探测仪，该探测仪不仅能测出皮带传送机上的物料是否含有金属，在传送带的结合部不发出报警信息，而且能把报警信息及累计报警次数用液晶显示出来。本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案一种智能金属探测仪，该智能金属探测仪包括振荡电路、信号处理电路、稳态报警电路、显示控制电路。所述信号处理电路由LF347芯片以及外围电路组成，稳态报警电路由74LS221芯片以及外围电路组成，显示控制电路由AT89C51单片机和液晶显示LCM12832及其外围电路组成，振荡电路由双考毕兹振荡电路组成。所述振荡电路的第一输出端与信号处理电路中的第十电容的正极相接。所述振荡电路的第二个输出端与信号处理电路中的芯片LF347的3IN+管脚连接。所述信号处理电路中的第十电阻与第十一电阻的分压点为TRGl端与稳态报警电路中74LS221芯片的IA管脚连接；所述信号处理电路中的第十七电阻的一端与第十八电阻的一端的连接点与稳态报警电路中74LS221芯片的2CLR管脚连接。所述信号处理电路中的继电器的输出端C接点与D接点分别与显示控制电路中光电耦合器OCl的Collector的E端和F端连接。本实用新型的特征在于采用一个振荡电路寻找金属，通过检测输出电压大小的变化，确定金属存在与否，并通过对单片机的编程控制累计检测到金属的次数，且把有无金属的报警信息及次数用液晶显示出来。本实用新型和已有技术相比所具有益效果在于1.能够对金属进行实时检测，发出报警信息，并且在传送带的结合部不发出报警 fn息ο2.智能金属探测仪的振荡电路、信号处理电路、稳态报警电路均采用硬件电路，结
5构简单、稳定性好、效率高。3.用单片机和液晶显示模块实现结果的累计和显示，提高了系统的智能化程度。
图1为一种智能金属探测仪的原理连接框图；图2为振荡电路原理图；图3为信号处理电路图；图4为稳态报警电路图；图5为显示控制电路图；图6_a为在没有检测到金属与没有传送带的结合部通过时振荡电路的第一输出端输出的波形图。图6_b为只是在检测到金属时振荡电路的第一输出端输出的波形图。图6-c为在没有检测到金属与没有传送带的结合部通过时振荡电路的第二输出端输出的波形图。图6_d为在传送带的结合部通过时振荡电路的第二输出端输出的波形图。
具体实施方式

以下结合附图对实用新型的技术方案进行详细说明一种智能金属探测仪，如图1，该智能金属探测仪包括振荡电路、信号处理电路、 稳态报警电路、显示控制电路。所述信号处理电路由LF347芯片以及外围电路组成，稳态报警电路由74LS221芯片以及外围电路组成，显示控制电路由AT89C51单片机和液晶显示LCM12832及其外围电路组成，振荡电路由双考毕兹振荡电路组成。所述振荡电路的第一输出端A与信号处理电路中的第十电容ClO的正极相接。所述振荡电路的第二输出端B与信号处理电路中的芯片LF347的3IN+管脚连接。所述信号处理电路中的第十电阻RlO与第十一电阻Rll的分压点为TRGl端与稳态报警电路中74LS221芯片的IA管脚连接；所述信号处理电路中的第十七电阻R17的一端与与第十八电阻R18的一端的连接点CLR与稳态报警电路中74LS221芯片的2CLR管脚连接。所述信号处理电路中的继电器Jl的输出端C接点与D接点分别与显示控制电路中光电耦合器OCl的Collector的E端和F端连接。所述的振荡电路，如图2，它包括第一至第九电容Cl C9、第一至第三电阻Rl R3、第一滑动变阻器R21、第一至第三电感Ll L3、第一和第二 JFET场效应管(Ql Q2) 以及一个直流电源VCC。上述器件之间的连接如下第一电容Cl的一端与第三电容C3的一端连接，其连接点经第六电容C6连接到第二 JFET场效应管收)的门极，第二 JFET场效应管⑴幻的门极经第二电阻R2接第二JFET 场效应管的源极和接地。第二电容C2的一端与第四电容C4的一端连接，其连接点接经第五电容C5连接到第一 JFET场效应管Oil)的门极，第一 JFET场效应管Oil)的门极经第一电阻Rl接第一 JFET场效应管Oil)的源极和接地。第三、四电容C3、C4的另一端连接地；第一电容Cl的另一端与第一电感Ll的一端和经第七电容C7后连接到第一 JFET场效应管Oil)的漏极和第二电感L2的一端。第二电容C2的另一端经电容C8后连接到第二 JFET场效应管的漏极和第三电感L3的一端。第二电感L2另一端接第三电阻R3的一端、第三电感L3的另一端和第九电容C9 的一端，第九电容C9的另一端接地；第三电阻R3的另一端经第一滑动变阻器R21后接到直流电源Vcc。第三电阻R3的一端与第九电容C9的一端的连接点为振荡电路的第一输出端A ； 第一电感Ll的另一端为振荡电路的第二输出端B。所述的信号处理电路，如图3，它包括芯片LF347、第十至第十二电容ClO C12、 第十四电容C14、第四至第i^一电阻R4 R11、第十三电阻至第十八电阻R13 R18、第二十电阻R20、第二、第三滑动变阻器R22、R23、二极管Dl以及正直流电源+vcc与负直流电
源-VCCo上述器件之间的连接如下第二滑动变阻器R22的一端经第八电阻(R8)、第九电阻R9接地，第二滑动变阻器 R22的另一端与直流电源VREF连接；芯片LF347的IN+管脚与第八电阻R8和第九电阻R9的分压点连接。芯片LF347的OUT管脚与第十电阻RlO的一端及第二十电阻R20的一端连接；第十电阻RlO的另一端经第十一电阻Rll接地，第十电阻RlO的另一端与第十一电阻Rll之间的分压点为TRGl端。芯片LF347的VCC+管脚和第二十电阻R20的另一端、第十六电阻R16的一端、直流电源+VCC连接；第十六电阻R16的另一端和芯片LF347的40UT管脚经第十七电阻R17 和第十八电阻R18接地，第十七电阻R17与第十八电阻(R18)的分压点为CLR信号端。芯片LF347的2IN+管脚经第五电阻R5接地。芯片LF;347的2IN-管脚经第四电阻R4接第十电容ClO的负极；芯片LF!347的 2IN-管脚与第六电阻R6和第十一电容Cll并联后的一端连接。芯片LF347的20UT管脚与第六电阻R6和第十一电容Cll并联后的另一端连接， 并经第七电阻R7、第十二电容C12接地；芯片LF;347的3IN-管脚及30UT管脚与二极管Dl的正极连接；芯片LF;347的管脚VCC-接到直流电源-vcc。芯片LF347的4IN+管脚与第十五电阻R15和第十四电容C14并联后的一端连接， 第十五电阻R15和第十四电容C14并联后的另一端接地；芯片LF347的4IN+管脚与二极管 Dl的负极连接；第三滑动变阻器R23的一端经第十三电阻(R13)、第十四电阻R14接地，第三滑动变阻器R23的另一端与直流电源VREF连接。芯片LF347的4IN-管脚与第十三电阻R13和第十四电阻R14的分压点连接。所述的稳态报警电路，如图4，它包括芯片74LS221、第十二电阻R12、第十九电阻R19、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第十三电容C13、第十五电容C15、NPN型三极管 Q3、常开继电器Jl以及+5V的直流电源。上述器件之间的连接如下芯片74LS221的IB管脚与1C"II管脚连接后接到+5V的直流电源；芯片74LS221的2Q管脚经第二十四电阻RM接到NPN型三极管Q3的基极；NPN型三极管Q3的集电极经第二十五电阻R25后接到+5V的直流电源；NPN型三极管Q3的发射极经继电器Jl的线圈后接地；芯片74LS221的2Cext管脚接第十五电容C15的负极，第十五电容C15的正极经第十九电阻R19后接到+5V的直流电源和芯片74LS221的21^^(^管脚。芯片74LS221的2A管脚与芯片74LS221的IQ管脚连接。芯片74LS221的2B管脚接+5V的直流电源。芯片74LS221的ICext管脚接第十三电容C13的负极，第十三电容C13的正极经第十二电阻Rl2接+5V的直流电源。芯片74LS221的1REXT/CEXT管脚接第十三电容C13与第十二电阻R12的之间的分压
点ο所述的显示控制电路，如图5，它包括单片机AT89C51、液晶显示模块LCM12832、 光电耦合器0C1、第二十六至第二十八电阻似6 R28、第十六至十八电容C16 C18、晶振 XI、开关K1、直流电源VCC。上述器件之间的连接如下单片机AT89C51的GND管脚接地。单片机AT89C51的X2管脚经第十七电容C17后接地，单片机AT89C51的Xl管脚经第十六电容C16后接地；晶振Xl的一端接单片机AT89C51的Xl管脚，另一端接单片机 AT89C51 的 X2 管脚。单片机AT89C51的I/O 口 Pl. 1管脚接光电耦合器OCl的Collector端，并经第二十六电阻R26接直流电源VCC ；光电耦合器OCl的Emitter端接地；光电耦合器OCl的 Anode端接直流电源VCC ；光电耦合器OCl的Collector端接接E端，F端接地。单片机AT89C51的RST管脚分别与第十八电容C18负极、开关Kl的一端、第二十七电阻R27的一端连接；开关Kl的另一端和第十八电容C18正极连接并接直流电源VCC，第二十七电阻R27的另一端接地。单片机AT89C51的VCC管脚和FA管脚连接后接到直流电源VCC ；单片机AT89C51的五个I/O 口 P2. 0 P2. 4管脚与液晶显示LCMU832的管脚RS、 R/W、E、PSB、RST管脚分别相连。液晶显示LCM12832的VSS管脚与LEDK管脚相连接并接地；液晶显示LCMl2832的LEDA管脚经第二十八电阻R28后，再接入液晶显示 LCMl2832的VDD管脚，并接直流电源VCC。图6-a为在没有检测到金属与传送带的结合部不通过时振荡电路的第一输出端输出的波形图，其波形为零电平。图6_b为在只是检测到金属时振荡电路的第一输出端输出的波形图，只是检测到金属时，其波形为一个负脉冲。[0077]图6-c为在没有检测到金属与没有传送带的结合部经过时振荡电路的第二个输出端输出的波形图，在没有检测到金属与没有传送带的结合部经过时，其波形为标准正弦波。图6_d为在传送带的结合部经过时振荡电路的第二输出端输出的波形图，传送带的结合部经过时其波形为比图6-c标准正弦波幅值减小的正弦波。所述单片机AT89C5通过判断连接I/O 口的电平高低来判断是否有金属，并且累计检测到金属的次数，通过编程控制液晶显示的显示，当检测到有金属时显示有金属的报警信息及累计的次数，在没有检测到金属时显示无金属及当前累计的次数。
权利要求1.一种智能金属探测仪，其特征在于该智能金属探测仪包括振荡电路、信号处理电路、稳态报警电路、显示控制电路； 所述信号处理电路由LF347芯片以及外围电路组成，稳态报警电路由74LS221芯片以及外围电路组成，显示控制电路由AT89C51单片机和液晶显示模块LCM12832及其外围电路组成，振荡电路由双考毕兹振荡电路组成；所述振荡电路的第一输出端㈧与信号处理电路中的第十电容(ClO)的正极相接； 所述振荡电路的第二输出端⑶与信号处理电路中的芯片LF347的3IN+管脚连接； 所述信号处理电路中的第十电阻(RlO)与第十一电阻(Rll)的分压点为TRGl端与稳态报警电路中74LS221芯片的IA管脚连接；所述信号处理电路中的第十七电阻(R17)的一端与第十八电阻(R18)的一端的连接点 (CLR)与稳态报警电路中74LS221芯片的2CLR管脚连接；所述信号处理电路中的继电器(Jl)的输出端C接点与D接点分别与显示控制电路中光电耦合器OCl的Collector的E端和F端连接。
2.根据权利要求1所述的智能金属探测仪，其特征在于所述的振荡电路包括第一至第九电容(Cl C9)、第一至第三电阻(Rl R3)、第一滑动变阻器(R21)、第一至第三电感(Li L3)、第一和第二 JFET场效应管(Ql Q2)以及一个直流电源VCC;上述器件之间的连接如下第一电容(Cl)的一端与第三电容(O)的一端连接，其连接点经第六电容(C6)连接到第二 JFET场效应管的门极，第二 JFET场效应管的门极经第二电阻(似)接第二 JFET场效应管⑴幻的源极和接地；第二电容(以)的一端与第四电容(C4)的一端连接，其连接点接经第五电容(( )连接到第一 JFET场效应管Oil)的门极，第一 JFET场效应管Oil)的门极经第一电阻(Rl)接第一 JFET场效应管Oil)的源极和接地；第三、四电容(C3、C4)的另一端连接地；第一电容(Cl)的另一端与第一电感(Li)的一端和经第七电容(C7)后连接到第一 JFET场效应管Oil)的漏极和第二电感(U)的一端； 第二电容(以)的另一端经电容(C8)后连接到第二 JFET场效应管的漏极和第三电感(L3)的一端；第二电感(U)另一端接第三电阻(旧)的一端、第三电感(U)的另一端和第九电容 (C9)的一端，第九电容(C9)的另一端接地；第三电阻(旧)的另一端经第一滑动变阻器(R21)后接到直流电源Vcc ； 第三电阻(R3)的一端与第九电容(C9)的一端的连接点为振荡电路的第一输出端㈧； 第一电感(Li)的另一端为振荡电路的第二输出端(B)。
3.根据权利要求1所述的一种智能金属探测仪，其特征在于所述的信号处理电路包括芯片LF347、第十至第十二电容(C10 C12)、第十四电容 (C14)、第四至第^^一电阻(R4 R11)、第十三电阻至第十八电阻(R13 R18)、第二十电阻(R20)、第二、第三滑动变阻器(R22、R23)、二极管(Dl)以及正直流电源+vcc与负直流电源-VCC ；上述器件之间的连接如下第二滑动变阻器(R22)的一端经第八电阻(R8)、第九电阻(R9)接地，第二滑动变阻器 (R22)的另一端与直流电源VREF连接；芯片LF347的IN+管脚与第八电阻(R8)和第九电阻(R9)的分压点连接； 芯片LF347的OUT管脚与第十电阻(RlO)的一端及第二十电阻(R20)的一端连接；第十电阻(RlO)的另一端经第十一电阻(Rll)接地，第十电阻(RlO)的另一端与第十一电阻 (Rll)之间的分压点为TRGl端；芯片LF347的VCC+管脚和第二十电阻(R20)的另一端、第十六电阻(R16)的一端、直流电源+vcc连接；第十六电阻(R16)的另一端和芯片LF347的40UT管脚经第十七电阻(R17) 和第十八电阻(R18)接地，第十七电阻(R17)与第十八电阻(R18)的分压点为CLR信号端； 芯片LF347的2IN+管脚经第五电阻(R5)接地；芯片LF347的2IN-管脚经第四电阻(R4)接第十电容(ClO)的负极；芯片LF347的 2IN-管脚与第六电阻(R6)和第十一电容(Cll)并联后的一端连接；芯片LF347的20UT管脚与第六电阻(R6)和第十一电容(Cll)并联后的另一端连接， 并经第七电阻(R7)、第十二电容(C12)接地；芯片LF;347的3IN-管脚及30UT管脚与二极管(Dl)的正极连接； 芯片LF347的管脚VCC-接到直流电源-VCC ；芯片LF347的4IN+管脚与第十五电阻(R15)和第十四电容(C14)并联后的一端连接， 第十五电阻(R15)和第十四电容(C14)并联后的另一端接地；芯片LF347的4IN+管脚与二极管(Dl)的负极连接；第三滑动变阻器(R23)的一端经第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)接地，第三滑动变阻器(R23)的另一端与直流电源VREF连接；芯片LF347的4IN-管脚与第十三电阻(R13)和第十四电阻(R14)的分压点连接。
4.根据权利要求1所述的智能金属探测仪，其特征在于所述的稳态报警电路包括芯片74LS221、第十二电阻(R12)、第十九电阻(R19)、第二十四电阻(RM)、第二十五电阻(R25)、第十三电容(C13)、第十五电容(C15)、NPN型三极管0^3)、常开继电器(Jl)以及+5V的直流电源； 上述器件之间的连接如下芯片74LS221的IB管脚与IOT管脚连接后接到+5V的直流电源； 芯片74LS221的2Q管脚经第二十四电阻(R24)接到NPN型三极管^!3)的基极；NPN 型三极管的集电极经第二十五电阻(R20后接到+5V的直流电源；NPN型三极管0^3) 的发射极经继电器(Jl)的线圈后接地；芯片74LS221的2Cext管脚与第十五电容(C15)的负极连接； 芯片74LS221的2REXT/CEXT管脚接第十五电容(C15)的正极，并经第十九电阻(R19) 接+5V的直流电源；芯片74LS221的2A管脚与芯片74LS221的IQ管脚连接； 芯片74LS221的2B管脚接+5V的直流电源；芯片74LS221的ICext管脚接第十三电容(C13)的负极并经第十二电阻(R12)接+5V 的直流电源；芯片74LS221的1REXT/CEXT管脚接第十三电容(C13)与第十二电阻(R12)的之间的分压点。
5.根据权利要求1所述的适用于皮带传送机构的智能金属探测仪，其特征在于 所述的显示控制电路包括单片机AT8 9 C51、液晶显示模块LCM128 3 2、光电耦合器 (OCl)、第二十六至第二十八电阻(R26 R28)、第十六至十八电容(C16 C18)、晶振(Xl)、 开关(Kl)、直流电源VCC;上述器件之间的连接如下 单片机AT89C51的GND管脚接地；单片机AT89C51的X2管脚经第十七电容(C17)后接地，单片机AT89C51的Xl管脚经第十六电容(C16)后接地；晶振Xl的一端接单片机AT89C51的Xl管脚，另一端接单片机 AT89C51 的 X2 管脚；单片机AT89C51的I/O 口 Pl. 1管脚接光电耦合器OCl的Collector端，并经第二十六电阻(R26)接直流电源VCC ；光电耦合器OCl的Emitter端接地；光电耦合器OCl的Anode 端接直流电源VCC ；光电耦合器OCl的Collector端接接E端，F端接地；单片机AT89C51的RST管脚分别与第十八电容(C18)负极、开关(Kl)的一端、第二十七电阻(R27)的一端连接；开关(Kl)的另一端和第十八电容(C18)正极连接并接直流电源 VCC，第二十七电阻(R27)的另一端接地；单片机AT89C51的VCC管脚和EA管脚连接后接到直流电源VCC ； 单片机AT89C51的五个1/0 口 P2. 0 P2. 4管脚与液晶显示模块LCM12832的管脚RS、 R/W、E、PSB、RST管脚分别相连；液晶显示模块LCM12832的VSS管脚与LEDK管脚相连接并接地； 液晶显示模块LCM12832的LEDA管脚经第二十八电阻(R28)后，再接入液晶显示模块 LCMl2832的VDD管脚，并接直流电源VCC。
专利摘要本实用新型公开了一种智能金属探测仪，特别涉及一种适用于皮带传送机构的智能金属探测仪，尤其是能在发现金属时进行报警并用液晶显示其结果的金属探测仪，包括振荡电路、信号处理电路、稳态报警电路、显示控制电路。振荡电路的两个输出接入信号处理电路，信号处理电路的输出经过稳态报警电路后接入显示控制电路。本实用新型中的振荡电路和信号处理电路能灵敏的检测到是否有金属及传送带通过，并使稳态报警电路在有金属通过时及时报警，在传送带的结合部不发出报警信息，显示控制电路中通过单片机进行编程控制把不复位时间段内检测到金属的次数进行累加，并控制液晶显示模块在检测过程中显示累计报警次数和当时是否检测到金属的信息。
文档编号G01V3/00GK202204939SQ201120220389
公开日2012年4月25日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者蔡敏, 魏学业 申请人:北京交通大学