專利名稱：一種高精度金屬檢測傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種高精度金屬檢測傳感器裝置，是ー種從非金屬的粒狀或塊狀物料中檢出金屬的裝置。
背景技術(shù)：
金屬探測器是ー種金屬檢出設(shè)備，它一般是基于電磁感應(yīng)原理，對混合物品中金屬雜質(zhì)或人體攜帯的金屬物質(zhì)產(chǎn)生感應(yīng)信號，已達(dá)到剔除或報警作用。而在金屬檢測過程中，金屬檢測傳感器起著至關(guān)重要的作用，它直接影響到整個金屬探測器的靈敏度，金屬檢測精度，抗干擾性和穩(wěn)定性等。傳統(tǒng)的金屬檢測傳感器的傳感探頭內(nèi)部分布著三組線圈，三組線圈分別為中央發(fā)射線圈和兩個對等的接收線圈，通過中間的發(fā)射線圈所連接的電磁波發(fā)生器來產(chǎn)生高頻交變磁場，空閑狀態(tài)時兩側(cè)接收線圈的感應(yīng)電壓在磁場未受擾動前相互抵消而達(dá)到平衡狀態(tài)。一旦金屬雜質(zhì)進(jìn)入磁場區(qū)域，磁場被擾動，兩個接收線圈的感應(yīng)電壓就無法抵消，根據(jù)未被抵消的感應(yīng)電壓和探測算法來判斷是否含有金屬異物。這種采用平衡線圈原理的金屬檢測傳感器存在抗干擾性差，穩(wěn)定性弱，容易產(chǎn)生誤動作等缺點。中國專利文獻(xiàn)CN 2815506Y公開的ー種《旋磁式金屬與非金屬分離機》中，提供了一種能將體積相近的金屬與非金屬材料分離的分離機，在一定程度上提高了分離效率減輕了工人的勞動強度，但是這種金屬分離器存在著不足之處首先，只能將體積相近的金屬與非金屬材料分離，無法對微小的金屬顆粒進(jìn)行分離，分離精度不高；其次，只能分離可以被磁條吸引的鐵類金屬，對其他類金屬無法分離，分離效率相對較低。目前，國外在金屬檢測方面已有較為完善的系列產(chǎn)品，如德國S+S金屬探測分離裝置，靈敏度高，可靠性好，但價格及其昂貴。目前，國內(nèi)一些廠家生產(chǎn)的金屬檢測裝置在使用過程中仍然受到許多技術(shù)性問題的困擾，例如，受到物理震動、電壓波動、外界無線電波干擾等影響，測量精度不高，現(xiàn)場干擾太大，測量結(jié)果失真，感知金屬異物的靈敏度可能發(fā)生波動。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決上述不足，提供ー種高精度金屬檢測傳感器裝置。實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是ー種金屬檢測傳感器裝置，其包括內(nèi)筒、檢測線圈、導(dǎo)磁層和電磁屏蔽層，內(nèi)筒外表面中間位置設(shè)有ー凹槽，凹槽內(nèi)繞制有檢測線圈，檢測線圈包括主邊線圈和副邊線圈，主邊線圈繞在內(nèi)筒凹槽內(nèi)，副邊線圈繞制在主邊線圈的外表面，內(nèi)筒外表面即檢測線圈外表面固定有導(dǎo)磁層，導(dǎo)磁層外設(shè)有電磁屏蔽層。上述的金屬檢測傳感器裝置，所述的內(nèi)筒與物料傳輸通道是相通的。上述的金屬檢測傳感器裝置，所述的內(nèi)筒其材料為無規(guī)共聚聚丙烯。上述的金屬檢測傳感器裝置，所述檢測線圈包括主邊線圈和副邊線圈，其都為多股高頻絲包線繞制而成，主邊線圈繞制15 30匝后與一無極性高頻電容C串聯(lián)構(gòu)成LC振蕩電路。上述的金屬檢測傳感器裝置，所述主邊線圈與副邊線圈相互耦合，其不與電路連接；副邊線圈繞制2 3匝后與電路連接，副邊線圈既是電路中正弦波激勵信號的輸入端，也是檢測信號的輸出端。上述的金屬檢測傳感器裝置，所述主邊線圈與一電容串聯(lián)構(gòu)成的LC振蕩電路的諧振頻率為金屬檢測傳感器的固有頻率。上述的金屬檢測傳感器裝置，所述電容為高穩(wěn)定的云母電容。上述的金屬檢測傳感器裝置，所述導(dǎo)磁層是由一種鎳鋅鐵氧體材料制成，它由多個窄矩形體裹在檢測線圈的外表面圍繞ー圈組成。上述的金屬檢測傳感器裝置，所述電磁屏蔽層為空芯鋁殼罩，是ー種金屬屏蔽層。 上述的金屬檢測傳感器裝置，所述電磁屏蔽層接地。本實用新型具有積極的效果(I)本實用新型的金屬檢測傳感器裝置中，內(nèi)筒與物料傳輸通道是相通的，其材料為無規(guī)共聚聚丙烯，此材料韌性強，較高溫度下抗蠕變性能好，并具有較好的抗沖擊性能和優(yōu)異的耐化學(xué)物品腐蝕性能。(2)本實用新型的金屬檢測傳感器裝置中，檢測線圈采用多股高頻絲包線繞制而成，這樣可以去除集膚效應(yīng)的影響。(3)本實用新型的金屬檢測傳感器裝置中，檢測線圈中的主邊線圈與一無極性高頻電容串聯(lián)構(gòu)成LC振蕩電路，此振蕩電路的諧振頻率即為金屬檢測傳感器的固有頻率,金屬檢測傳感器在此固有頻率下工作時，金屬檢測則處于最佳靈敏區(qū)，提高了檢測精度(4)本實用新型的金屬檢測傳感器裝置中，電路中的正弦波信號饋送到副邊線圈后，由于主邊線圈與副邊線圈的耦合作用，會在檢測線圈腔即物料傳輸通道內(nèi)產(chǎn)生交變的高頻磁場，當(dāng)混有金屬雜質(zhì)的物料通過物料傳輸通道時，其交變磁場會受到擾亂，副邊線圈輸出的交變電壓就會有一微弱的變化，這種微弱的電壓變化信號經(jīng)電路處理后，就轉(zhuǎn)變成控制機械機構(gòu)動作的信號，進(jìn)而將金屬雜質(zhì)分離出來。(5)本實用新型的金屬檢測傳感器裝置中，檢測線圏外固定有采用鎳鋅鐵氧體材料制成的導(dǎo)磁層。軟磁材料鎳鋅鐵氧體，性能非常穩(wěn)定，是ー種具有鐵磁性的金屬氧化物，其電阻率比金屬、合金磁性材料大得多，而且還有較高的介電性質(zhì)、較高的磁導(dǎo)率和較低的傳輸損耗。因此傳感器中的導(dǎo)磁層能更好的聚集交變磁場中的能量，減少渦流損耗。(6)導(dǎo)磁層外設(shè)有電磁屏蔽層，電磁屏蔽層接地，有很好的抗干擾能力。電磁屏蔽層為空芯鋁殼罩，可以抑制外來高頻電磁波的干擾，也可以避免作為干擾源去影響外部設(shè)備，增強了整個系統(tǒng)的可靠性。

圖I為本實用新型金屬檢測傳感器裝置的內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型金屬檢測傳感器裝置的內(nèi)筒上繞有檢測線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型金屬檢測傳感器裝置的內(nèi)筒外表面固定有導(dǎo)磁層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型金屬檢測傳感器裝置的外觀結(jié)構(gòu)示意圖。[0028]附圖標(biāo)號如下I、內(nèi)筒；2、物料傳輸通道；3、凹槽；4、檢測線圈4-1、主邊線圈，4-2、副邊線圈；5、導(dǎo)磁層；6、電磁屏蔽層；7、螺孔；8、防震盒；9、副邊線圈的線端。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。見圖I至圖4，本實用新型的金屬分離器的傳感器裝置包括內(nèi)筒I、檢測線圈4、導(dǎo)磁層5和電磁屏蔽層6。見圖1，內(nèi)筒I與物料傳輸通道2是相通的，由無規(guī)共聚聚丙烯材料制成，為了方便穩(wěn)固檢測線圏，內(nèi)筒外表面中間位置設(shè)有ー凹槽3。 見圖2，檢測線圈4為多股高頻絲包線繞制而成，主邊線圈4-1繞在內(nèi)筒凹槽3內(nèi)，其繞制15 30匝后與一無極性高頻電容C串聯(lián)構(gòu)成LC振蕩電路，電容采用高穩(wěn)定的云母電容，主邊線圈4-1與副邊線圈4-2相互耦合，其不與電路連接；副邊線圈4-2繞在主邊線圈4-1的外表面，其繞制2 3匝后與電路連接，副邊線圈4-2既是電路中正弦波激勵信號的輸入端，也是檢測信號的輸出端。所述主邊線圈4-1與一電容串聯(lián)構(gòu)成的LC振蕩電路的諧振頻率為金屬檢測傳感器的固有頻率，金屬檢測傳感器在此固有頻率下工作時，金屬檢測則處于最佳靈敏區(qū)。金屬檢測傳感器固有頻率的測定方法是在副邊線圈4-2上加上一定頻率的正弦波信號進(jìn)行激勵，同時用示波器觀察副邊線圈4-2輸出的正弦波波形，當(dāng)激勵信號的頻率變化時，示波器上正弦波的幅值也會相應(yīng)變化，當(dāng)正弦波幅值最大時，此時激勵信號的頻率即為金屬檢測傳感器的固有頻率。見圖3，導(dǎo)磁層5是由ー種鎳鋅鐵氧體材料制成，其裹在內(nèi)筒I的外表面，由多個窄矩形體圍繞ー圈組成。為了使鐵氧體能夠更加穩(wěn)固，在檢測線圈4外表面涂上ー層熱熔膠來進(jìn)行固定，然后在鐵氧體的外表面纏繞纖維膠帶再進(jìn)行固定。見圖4，電磁屏蔽層6為空芯鋁殼罩，其設(shè)在導(dǎo)磁層5タト，電磁屏蔽層6接地。電磁屏蔽層6的形狀及其上面的螺孔7是為了方便機械安裝；電磁屏蔽層6上的防震盒8，是存放與主邊線圈4-1所串聯(lián)的無極性高頻電容，并對電容起到穩(wěn)固防震的作用，防震盒8處還引出副邊線圈的線端9，其與系統(tǒng)中電路連接。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)ー步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種高精度金屬檢測傳感器裝置，包括內(nèi)筒(I)、檢測線圈(4)、導(dǎo)磁層(5)和電磁屏蔽層(6)，內(nèi)筒⑴外表面中間位置設(shè)有ー凹槽(3)，凹槽(3)內(nèi)繞制有檢測線圈(4)，檢測線圈⑷包括主邊線圈(4-1)和副邊線圈(4-2)，其特征在于主邊線圈(4-1)繞在內(nèi)筒凹槽⑶內(nèi)，副邊線圈(4-2)繞在主邊線圈(4-1)的外表面；內(nèi)筒⑴外表面即檢測線圈(4)外表面固定有導(dǎo)磁層(5);導(dǎo)磁層(5)外設(shè)有電磁屏蔽層(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高精度金屬檢測傳感器裝置，其特征在于所述內(nèi)筒(I)與物料傳輸通道(2)是相通的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高精度金屬檢測傳感器裝置，其特征在于所述內(nèi)筒(I)材料為無規(guī)共聚聚丙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高精度金屬檢測傳感器裝置，其特征在于所述檢測線圈(4)包括主邊線圈(4-1)和副邊線圈(4-2)，其都為多股高頻絲包線繞制而成，主邊線圈(4-1)繞制15 30匝后與一無極性高頻電容C串聯(lián)構(gòu)成LC振蕩電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高精度金屬檢測傳感器裝置，其特征在于所述主邊線圈(4-1)與副邊線圈(4-2)相互耦合，其不與電路連接；副邊線圈(4-2)繞制2 3匝后與電路連接，副邊線圈(4-2)既是電路中正弦波激勵信號的輸入端，也是檢測信號的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種高精度金屬檢測傳感器裝置，其特征在于所述主邊線圈(4-1)與一電容串聯(lián)構(gòu)成的LC振蕩電路的諧振頻率為金屬檢測傳感器的固有頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種高精度金屬檢測傳感器裝置，其特征在于所述電容為高穩(wěn)定的云母電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高精度金屬檢測傳感器裝置，其特征在于所述導(dǎo)磁層 (5)是由ー種鎳鋅鐵氧體材料制成，它由多個窄矩形體裹在檢測線圈(4)的外表面繞ー圈組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高精度金屬檢測傳感器裝置，其特征在于所述電磁屏蔽層(6)為空芯鋁殼罩，是ー種金屬屏蔽層。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高精度金屬檢測傳感器裝置，其特征在于所述電磁屏蔽層(6)接地。
專利摘要本實用新型公開了一種高精度金屬檢測傳感器裝置，包括內(nèi)筒、檢測線圈、導(dǎo)磁層和電磁屏蔽層，內(nèi)筒外表面中間位置設(shè)有一凹槽，凹槽內(nèi)繞制有檢測線圈，檢測線圈包括主邊線圈和副邊線圈，其特征在于主邊線圈繞在內(nèi)筒凹槽內(nèi)，副邊線圈繞在主邊線圈的外表面；內(nèi)筒外表面即檢測線圈外表面固定有導(dǎo)磁層；導(dǎo)磁層外設(shè)有電磁屏蔽層。本實用新型的高精度金屬檢測傳感器裝置結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾性強，適用于多種金屬檢測及分離設(shè)備，能夠檢測微小鐵類和非鐵類金屬顆粒，如銅、鋁、不銹鋼、合金等，金屬檢測靈敏度高，穩(wěn)定性好，維護(hù)成本低廉。
文檔編號G01V3/11GK202471988SQ20112046192
公開日2012年10月3日 申請日期2011年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月20日
發(fā)明者何國鋒, 葉曉東, 龐海榮, 李開霞, 花加麗, 蔡敏, 駱敏舟 申請人:常州中科煜明科技有限公司, 常州先進(jìn)制造技術(shù)研究所