专利名称：有色金属检测门的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属检测门，特别是一种能区分有色金属与黑色金属的检测 门。
背景技术：
近年来，随着铜、铝等有色金属价格的攀升，电缆或是其它铜部件的丢失现象日趋 严重。目前，工厂和矿山的动力电缆、照明电缆、通讯电缆等通常为铜质材料，电器设备的 保护地线一般也使用各种截面积的铜质芯线。电缆等铜质材料的丢失，严重影响企业的正 常生产，经济上造成重大损失，例如动力电缆的丢失，影响生产计划的如期完成；通讯电 缆的丢失，导致正常生产调度无法进行等。更重要的是，电缆等有色金属失窃现象，对安全 生产带来极大的安全隐患，例如电器设备的保护地线丢失，随时都有可能发生人身触电事 故，特别是对于煤矿企业，如果产生火花甚至可能引发瓦斯爆炸。由于煤矿井下生产线长， 人员流动范围大，防止铜质电缆的丢失的管理难度更大。然而，目前的安检门的金属检测是针对所有金属，即所有金属通过安检门都可能 会报警。工人随身携带的工具，如扳手、榔头、矿灯、自救器等也都会导致安检门报警。由于 无法区分不同金属，现有的安检门无法用于有色金属的防盗报警。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可以区分有色金属与黑色金属的 有色金属检测门。本实用新型的有色金属检测门包括门框，所述门框包括位于上方的横梁以及从 所述横梁的两端分别向下延伸的两个立柱；设置在所述立柱内侧的多个传感器检测单元， 每个传感器检测单元包括平衡放置的发射线圈和接收线圈；以及一微处理器，所述微处 理器控制所述发射线圈产生磁场信号并控制所述接收线圈接收所述磁场信号，以及根据接 收到的信号的幅度和相位区分有色金属与黑色金属，产生检测信号；设置在所述门框内的 主控机箱，所述主控机箱接收来自所述传感器检测单元的所述检测信号；以及安装在所述 门框上的显示屏，在所述传感器检测单元检测到有色金属时，经所述主控机箱控制以显示 报警信息。所述发射线圈和接收线圈以双D形式放置。所述发射线圈和接收线圈以同心圆形式放置。所述微处理器产生一信号，经过滤波、电压放大、功率放大后加到所述发射线圈上 以产生所述磁场信号，所述接收线圈接收到所述磁场信号后经过选频、放大、滤波、整形输 入到所述微处理器。所述显示屏具有对应于所述每个传感器检测单元的进度条，所述进度条的信号强 弱表示所述有色金属的大小或距离所述传感器检测单元的远近。所述检测门还包括安装在所述显示屏上的喇叭，以在检测到有色金属时由所述主控机箱控制产生报警声音。所述检测门还包括设置在所述立柱上，与所述多个传感器检测单元一一对应以用 于指示报警位置的双色灯条。所述检测门还包括设置在所述立柱内侧用于统计进出所述检测门的人员数量的 红外收发电路。所述检测门还包括设置在所述门框上由所述主控机箱控制的摄像头。所述检测门还包括由所述主控机箱控制的间机控制单元。本实用新型的有色金属检测门不仅可以检测到所有金属，更重要的是可以区分有 色金属与黑色金属。可以仅对检测到的铜、铝等有色金属报警，而对铁或是其它黑色金属不 报警，从而有效解决了对携带工具误报警的问题，真正实现防止铜、铝等有色金属部件或是 电缆的丢失问题。

图1为本实用新型金属检测门的结构示意图。图2为本实用新型金属检测门的电路系统框图。图3为本实用新型金属检测门的主控机箱的框图。图4为本实用新型金属检测门的传感器检测单元的框图。图5为本实用新型传感器检测单元的信号发射和接收电路图。图6为本实用新型金属检测门的主控机箱的电路图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例详细描述本实用新型。图1示出了本实用新型金属检测门的结构示意图，该金属检测门包括一门框7，该 门框7包括上方的横梁8以及从该横梁8的两端分别向下延伸的两个立柱9。主控机箱1 设置在门框7内，其在本实施例中放置在横梁8内，显示屏2安装在门框7上，该显示屏2 为大屏幕LED点阵显示屏，其可安装在横梁8前后两侧面上，以双屏显示，也可只安装在其 中一面上(如本实施例所示)，当然主控机箱1和显示屏2也可设置在该门框7的其他位置 而不限于本实施例所述。在显示屏2上安装有喇叭3。传感器检测单元4安装在立柱9的 内侧上。在本实施例中，在两个立柱9的内侧各设有两个传感器检测单元4，两立柱9上的 传感器检测单元位置相对，形成四防区。该传感器检测单元的数量可根据需要而设定，例如 也可采用六防区等。传感器检测单元4对应位置处的立柱9的前后两侧各装有一排高亮度 双色LED灯条5，与各传感器检测单元一一对应，用于指示报警位置。同时在立柱9的内侧 还装有两组红外收发电路6，用于统计进出人员数量。图2示出了本实用新型金属检测门的电路系统框图。主控机箱用于控制各传感器 检测单元协调工作，并在传感器检测单元检测到有色金属时，接收来自该传感器检测单元 的报警信息，同时把该报警信息显示在显示屏上。报警信息包括金属种类、金属的大小或是 距离传感器检测单元的远近、报警的传感器检测单元的位置，其中每个传感器检测单元在 显示屏上有对应的一个进度条，进度条的信号强弱表示各传感器检测单元检测到的报警信 号强度，以此表示金属的大小或是距离传感器检测单元的远近。主控机箱同时产生声(喇叭)光(灯条)报警信号以触发喇叭及灯条，还产生相应的控制信号，用于启动触发拍照电 路，驱动安装在门框上的摄像头进行拍照，以及启动关闭闸机信号，关闭通道闸机，使得暂 停人员进出，对可疑人员进行进一步的排查。显示屏还用于显示门状态信息，门状态信息包 括传感器检测单元的个数、每个传感器检测单元是否工作正常，当前时间等。该门状态信息 是主控机箱通过寻址的方式寻找系统中存在的传感器检测单元而获得的。由于每个传感器 检测单元都有唯一的地址编码以标明身份，所以主控机箱根据由传感器检测单元返回的信 息中就可获知系统中存在那些传感器检测单元及其状态。同时，传感器检测单元返回的信 息中还包含有传感器检测单元的报警信息。图3示出了本实用新型金属检测门的主控机箱的框图。主控机箱包括CPU及至外 部各控制单元的接口，是整个系统的核心，它除了要完成显示单元、报警单元以及各外部控 制接口的工作外，其主要工作是协调各传感器检测单元的工作并从传感器检测单元获取检 测信号。主控机箱主要完成以下工作一、上电自检，检测各外部控制单元是否工作正常，包 括1、对各传感器检测单元寻址，通过各传感器检测单元返回的信息，判断系统中传感器检 测单元的数量(四防区还是六防区)，以及各传感器检测单元工作是否正常。如不正常，则 把异常状态显示在显示屏2上；2、触发立柱9上的灯条5闪烁，以判断灯条工作是否正常； 3、触发喇叭3报警一次，测试喇叭是否正常；4、对各控制接口启动一次，判断控制单元是否 工作正常等。二、在系统整个工作过程中持续自动判断各传感器检测单元的状态，例如各传 感器检测单元的通讯是否正常、收发电路是否正常等，并把状态在显示屏显示出来。三、通 过485串行通讯的方式控制各传感器检测单元分时工作，并进行数据交换。四、通过对各传 感器检测单元传来的数据分析、判断，并做相应的动作。比如在检测到某一防区发现有色金 属时，控制门柱9上该传感器检测单元对应位置的LED灯条5红灯闪烁，同时在大屏幕LED 点阵显示屏2上以进度条的方式显示对应位置信号的强弱，以表明该金属的大小或是距离 传感器检测单元的远近，喇叭发出报警声音，触发摄像头进行拍照，关闭间机通道等一系列 报警动作。而当检测到铁等其它非有色金属时，控制门柱9前后两侧对应位置的LED灯条 黄灯闪烁，但显示屏2上没有报警信号及相应的动作，仅起到提醒作用，有金属通过，但该 金属不是有色金属。该主控机箱的电路图具体如图6所示。如图4所示，每个传感器检测单元由两组线圈和微处理器控制下的信号发射和接 收两部分电路组成。由微处理器产生2-20KHZ的信号，并通过滤波整形电路生成相应的正 弦波信号，该正弦波信号经过电压放大、功率放大后加到发射线圈上，产生所需的检测磁场 信号。另外一组线圈作为接收线圈，接收发射线圈产生的磁场信号。通过安排两组线圈放置 位置使得在接收线圈上在附近没有金属时没有信号，即此时处于平衡状态。当传感器检测 单元附近有金属信号时，由于被测金属在变化的磁场中产生涡流，该涡流信号又会产生反 向磁场。反向磁场破坏了接收线圈中原有的平衡状态，从而影响了接收信号的幅度与相位。 接收线圈接收到的微弱信号经过选频、放大、滤波、整形，输入到微处理器，微处理器通过分 析接收到的信号的幅度与相位，并根据幅度与相位的关系从而判断出是有色金属还是非有 色金属。不同的金属对接收信号的幅度和相位的影响是不同的。尤其是有色金属与黑色金 属的区分更加明显。通过调整发射线圈与接收线圈间的位置关系，将两线圈平衡放置(见 图5所示)，可以采用双D形式、同心圆形式或其他形式，使得当有色金属通过时，接收信号 的幅度和相位与被测金属物的距离成反比、与被测金属物的大小成正比；而当有黑色金属通过时，接收信号的幅度与被测金属物的距离成反比、与被测金属物的大小成正比，但接收 信号的相位与被测金属物的距离与大小成正比。微处理器比较接收信号的幅度与相位的关 系，就可判断出是哪种类型的金属及其位置和大小。具体来说，当有色金属接近传感器检测 单元时，传感器检测单元接收信号的幅度增大，相位也同时增大(相位延时增加)，而当有 黑色金属通过时，传感器接收信号幅度增大，但相位减小(相位超前增加)。因此根据接收 信号的相位与幅度的关系即可判断出是何种金属。而根据各传感器检测单元的信号强度， 就能判断出被测金属物的大小和距离传感器检测单元的远近。比如一块大的有色金属与 一块小的有色金属通过检测门时，各传感器检测单元检测到的信号是不同的。每个传感器 检测单元负责检测一定的区域，各传感器检测单元的检测区域之间会有重叠，从而避免漏 检。因而当有大的金属物通过检测门时，可能会有多个传感器检测单元同时检测到该金属 物。以四防区设置为例，如果是大块有色金属从门的正中间通过，则四个传感器检测单元同 时检测到该金属，由于距离相等，信号强度可能均为5(假如接收信号最强是10，最弱是0)； 而一块小的有色金属从门的正中间通过时，虽然可能四个传感器检测单元也同时检测到该 金属，但由于金属比较小，因而信号强度也弱，此时信号强度可能均为3。显然前后两块金属 虽然通过同一位置，但前者的信号强，所以金属较大，而后者的信号弱，所以金属较小。而当 金属不在正中间通过时，必然是距离金属近的传感器检测单元信号强，而距离金属远的传 感器检测单元信号弱，再结合信号强度可以判断出该金属物的相对大小和位置。总之，检测 门检测金属是综合判断各传感器检测单元检测的信号强度，显示屏2会通过进度条显示各 传感器检测单元的信号强度来判断金属的大小和位置的。微处理器把检测结果通过485串 口，发送给主控机箱。主控机箱据此做进一步的处理，把结果显示出来，并做相应的控制动 作，比如是否拍照、是否闪灯，是否关闭闸机等。 以上实施例的描述主要是为了说明本实用新型的基本原理和主要特征。本实用新 型不局限于上述实施例的描述范围，在本实用新型所附权利要求书的范围内，可以做出各 种补充、变更和取代。
权利要求1.一种有色金属检测门，其特征在于，包括门框，所述门框包括位于上方的横梁以及从所述横梁的两端分别向下延伸的两个立柱；设置在所述立柱内侧的多个传感器检测单元，每个传感器检测单元包括 平衡放置的发射线圈和接收线圈；以及一微处理器，所述微处理器控制所述发射线圈产生磁场信号并控制所述接收线圈接收 所述磁场信号，以及根据接收到的信号的幅度和相位区分有色金属与黑色金属，产生检测 信号；设置在所述门框内的主控机箱，所述主控机箱接收来自所述传感器检测单元的所述检 测信号；以及安装在所述门框上的显示屏，在所述传感器检测单元检测到有色金属时，经所述主控 机箱控制以显示报警信息。
2.如权利要求1所述的检测门，其特征在于，所述发射线圈和接收线圈以双D形式放置。
3.如权利要求1所述的检测门，其特征在于，所述发射线圈和接收线圈以同心圆形式放置。
4.如权利要求1所述的检测门，其特征在于，所述微处理器产生一信号，经过滤波、电 压放大、功率放大后加到所述发射线圈上以产生所述磁场信号，所述接收线圈接收到所述 磁场信号后经过选频、放大、滤波、整形输入到所述微处理器。
5.如权利要求1所述的检测门，其特征在于，所述显示屏具有对应于所述每个传感器 检测单元的进度条，所述进度条的信号强弱表示所述有色金属的大小或距离所述传感器检 测单元的远近。
6.如权利要求1所述的检测门，其特征在于，所述检测门还包括安装在所述显示屏上 的喇叭，以在检测到有色金属时由所述主控机箱控制产生报警声音。
7.如权利要求1所述的检测门，其特征在于，所述检测门还包括设置在所述立柱上，与 所述多个传感器检测单元一一对应以用于指示报警位置的双色灯条。
8.如权利要求1所述的检测门，其特征在于，所述检测门还包括设置在所述立柱内侧 用于统计进出所述检测门的人员数量的红外收发电路。
9.如权利要求1所述的检测门，其特征在于，所述检测门还包括设置在所述门框上由 所述主控机箱控制的摄像头。
10.如权利要求1所述的检测门，其特征在于，所述检测门还包括由所述主控机箱控制 的闸机控制单元。
专利摘要本实用新型涉及一种有色金属检测门，包括门框，所述门框包括位于上方的横梁以及从横梁的两端分别向下延伸的两个立柱；设置在立柱内侧的多个传感器检测单元，每个传感器检测单元包括平衡放置的发射线圈和接收线圈；以及一微处理器，控制所述发射线圈产生磁场信号并控制所述接收线圈接收所述磁场信号，以及根据接收到的信号的幅度和相位区分有色金属与黑色金属，产生检测信号；设置在所述门框内的主控机箱，所述主控机箱接收来自所述传感器检测单元的所述检测信号；以及安装在所述门框上的显示屏，在所述传感器检测单元检测到有色金属时，经所述主控机箱控制以显示报警信息。采用本实用新型检测门可有效区分有色金属与黑色金属。
文档编号G01V3/10GK201819994SQ201020551510
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者孟绍锋 申请人:澳枫(上海)控制技术有限公司