涡流传感器金属探测装置)

《涡流传感器金属探测装置)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、传感器技术课程设计成绩评定：传感器技术课程设计题目金属探测器设计传感器技术课程设计摘要金属探测器作为一种最重要的安全检查设备，己被广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域。比如在机场、大型运动会(如奥运会)、展览会等都用金属探测器来对过往人员进行安全检测，以排查行李、包裹及人体夹带的刀具、枪支、弹药等伤害性违禁金属物品;工业部门(包括手表、眼镜、金银首饰、电子等生产含有金属产品的工厂)也使用金属探测器对出入人员进行检测，以防止贵重金属材料的丢失;目前，就连考试也开始启用金属探测器来防止考生利用手机等工具进行作弊。由此可见，金属探测器对工业生产

2、及人身安全起着重要的作用。在国防公安海关地质冶金等部门都有着广泛的应用，它除了用于探测有金属外壳或金属部件的地雷之外，还可以用来探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下的水管和电缆，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体。关键词：涡流效应震荡电路功率放大传感器技术课程设计目录一、设计目的1二、设计任务与要求12.1设计任务12.2设计要求1三、设计步骤及原理分析13.1设计方法13.2设计步骤43.3设计原理分析6四、课程设计小结与体会8五、参考文献8传感器技术课程设计一、设计目的金属探测器是一种专门用来探测金属的仪器，适用于探测木材、塑料和其他

3、非金属中残存的铁钉及其他金属物，探测埋入地下和建筑物中的管道和钢筋，也可以用来检查邮包中隐藏的金属武器，还可以用于工厂企业对金属物品的防窃和海关对走私物品的排查二、设计任务与要求2.1设计任务设计一种可准确探测小范围内是否存在金属物体的电子器件，当金属在靠近探测器时，驱动音响电路发声。当移开金属时，驱动音响电路不发声。2.2设计要求设计一种可探测金属的电子装置——金属探测器，探测器性能要求： 1.工作温度范围：-40℃~+50℃ 2.连续工作时间：一组5号电池可连续工作40h。 3.探测距离大于20cm（金属物体愈大，测距也愈大，对1角硬币的

4、探测距离为20cm）。 4.具有自动回零功能，并可抑制土壤效应。三、设计步骤及原理分析3.1设计方法常见的金属探测器大都是利用金属物体对电磁信号产生涡流效应的原理。探测方法一般有三种。(1)频移识别：利用金属物体使电路电信号频率改变来识别金属物体。(2)场强识别：利用金属对信号产生谐波的场强变化而使振幅随之变化来识别金属物体。(3)相移识别：利用金属对信号产生谐波的相位变化来识别金属物体。 本探测器利用第二种识别方法进行设计。利用探头线圈产生交变电磁场在被测金属物体中感应出涡流，涡流产生反作用于探头，使探头线圈阻抗发生变化，从而使探测器的振荡

5、器振幅也发生变化。该振幅变化量作为探测信号，经过放大变换后转换成音频信号，驱动音响电路发声，音频信号随着被测金属物的大小及距离的变化而变化。将直流电源、振荡器、检波器、前置放大电路、电压-电流变换器、电流-频率变换器依照图3-1所示的顺序，采用直接耦合的方式连接，就构成了完整的金属探测器的原理图其设计的总理框图如图3-1所示：7传感器技术课程设计探头振荡器检波器前置放大器电压电流变换器电流频率变换器稳压电源欠压报警≥1图3-1设计电路总理框图3.2设计步骤3.2.1直流电源及振荡、检波电路设计直流电源及振荡、检波电路：系统稳压电源采用集成三端

6、稳压器CW79L05组成，其输入端接电池（-12V），输出稳压值为-5V。采用变压器耦合正弦波振荡器，二极管VD3和电容C5，组成检波电路，原理图如图3-2-1所示图3-2-1直流电源及振荡7传感器技术课程设计图中，L1、L2、L3和L4为绕在同一磁罐内的四组线圈，当电源接通后，电路产生振荡，其输出电压幅度指数上升至三极管饱和。为防止产生振荡阻塞，须选择合适的匝数比（可取L1:L2=1:5）。R3、C4为射集偏置电路，L5、L6构成探头谐振回路，为提高探测器的灵敏度，要求探头电感线圈有较高的电压，可利用变压器升压来实现，取L1:L2=1:15

7、0。当无金属物体时，振荡器的振荡频率（取L5=3.5mH，C6=0.01μF，则f=26.9kHz）。当金属物体接近探头时，L5的等效电感发生变化，谐振回路L5C6失谐，从而使负载能力很弱的变压器次级L3两端的电压发生明显变化，经取样电感L4及检波电路将此信号转换成直流探测信号输出。由电涡流效应的原理可知，若要完成金属检测，就必须要有一个高频振荡的线圈。在线圈驱动电路中，为获得高频振荡的波形，可以采用外加激励的方式，也可采用正反馈放大器自激励的形式。出于电路简单化的设计便于制作和实现基本无需专用设备的的目的考虑，设计中采用线圈直接耦合自激励的

8、方式，即构成一个互感耦合式振荡器。7传感器技术课程设计3.2.2前置放大电路的设计前置放大电路：前置放大电路用差动输入放大器组成，如图3-2-2图3-2-2前置放大