基于闭合式圆形线圈系统金属探测仪传感器的研究

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1、一：．霸ｔ。：城－．’Ｖ－：争宵山；：．，Ｉ／‘‘．—－片：百，密级：．？＇＊＇保密期限：每ｔ乂爹＼硕±学位论文基于闭合式圆形线圈系统金属探测仪传感器的研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｅｔａｌＤｅｔｅｃｔｏｒＳｅｎｓｏｒＢａｓｅｓｏｎＥｎｃｌｏｓｅｄｉＣｉｒｃｕｌａｒＣｏｉｌＳｙｓｔｅｍ苗学号Ｐ１３２０１０３０姓名吴先球学位类别工学硕±专＾工弓呈领域ｆ电磁场与微波技术指导教师宋开宏副教授完成时间２０１６年５月

2、答辩委员会拍心广，主席签名该（皮－＾．＂―＿■：：；１－．＇＼，＇―‘’ＶＡ■－－，重ｆ把知，．．ｒ，．Ｖ，独创性声明本人声明所呈交的学位论义是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，化不包含为获得室盤左堂或其他教育机构的一学位或证书而使用过的材料。与我同王作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。：学位论文作者签名；吴先签字旧期年主

3、月乂日学位论文版权使用授权书水学位论文作者完全了解安徽大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和趨盘，允许论文被查阅和借，阅。本人授权安徽大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩巧或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）、学位论文作者签名：导顺签名：签字日期：心月日签字日期：心化年ｆ月：日ｌｉ年Ｊ＾摘要随着现代工业的发展，，Ｗ及科学技术的进步信息化和自动化已经渗透到工业、

4、医疗和日常生活中的诸多领域，。在日常生活中食品和药品的安全监测越来一，若有金属混入食品和医药内越被重视，将会给消费者造成定的身体伤害；而一在工业生产线中，若在需要加工的些材料中混有金属，将会对工业仪器造成损伤，从而带来不必要的经济损失。为解决上述问题，需要在食品安全监测Ｗ及工业生产线上引入金属探测仪。金属探测仪是利用电磁感应原理来探测金属的设备，基于圆形线圈的电磁感一应传感器是最常用的种传感器，这种电磁感应传感器是通过互感的变化实现测量的一种装置一。本文基于闭合式圆形平衡线圈模型，设计了种针对生产流水线

5、的金属探测传感器，该传感器能够有效完成对金属杂质的检测，从而保障安全生产的有序进行，本文的主要工作和研究内容如下：１、任意两非共轴圆形线圈之间互感的分析。通过矢量磁位，详细推导出非共轴圆形线圈之间的互感公式，：Ｋｉｍ修正公式指出了Ｋｉｍ公式错误的原因，并通过仿真与Ｎｅｕｍａｎｎ积分公式的计算结果对比，表明Ｋｉｍ修正公式的正确性，同时也证明了Ｋｉｍ修正公式的计算效率远大于Ｎｅｕｍａｎｎ积分公式的计算效率。２、闭合式圆形平衡线圈传感器特性分析。基于闭合式圆形平衡线圈系统金属探测仪传感器的数学模型，分析了激励

6、线圈在空间中的磁场分布，研究了无金属和有金属进入该系统下感应电动势的变化规律。３、闭合式圆形平衡线圈传感器的优化设计。通过分析金属的位置，激励信号的频率Ｗ及不同金属材料对传感器的输出信号的影响，确定了传送带的最佳位置Ｗ及传感器的最佳物理模型。仿真结果表明：基于闭合式圆形平衡线圈的电磁感应传感器，能够有效地对金属进行探测和识别，该传感器达到了预期目标，为提离金属探测仪的探测精度和稳定性提供了理论依据。关键词：金属探测仪；传感器；闭合式圆形线圈；互感；感应电动势ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａ

7、ｃｔＷｉｔｈ化ｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｄｅｍｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄ化ｅｒｏｒ的ｓｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｐｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｏｎ化ｃｈｎｏｌｏｈａｓａｌｒｅａｄｂｅｅｎａｌｉｅｄ化，ｇｙｙｐｐｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｍｅｄｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｍａｎｙａｒｅａｓｏｆｄａｉｌｌｉｆｅ．虹ｄａｉｌｌｉｆｅ，ｔｈｅｙｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｏｆｆｏｏｄｓａｆｅｔａ

8、ｎｄｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓｈａｖｅｂｅｅｎａｔｔａｃｈｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｇｙｐｃｏｎｃｅｒｎｂｅｃａｕｓｅｉｆａｎｍｅｔａｌｉｍｕｒｉｔｉｅｓａｒｅｍｉｘｅｄｉｎｆｏｏｄ