新型智能金属探测仪设计

论文摘要

在烟草、塑料、食品、水泥、造纸、纺织、木材加工等很多行业中,经常会由于在物料中混有金属而导致设备损坏,产品质量下降,影响了正常生产,使得厂家蒙受经济损失。金属检测装置可以很好的解决以上存在的问题。本文研究的金属检测装置,主要应用于烟草行业流水生产线的在线检测,及时准确地检测及剔除金属杂质,保障生产的安全有序进行,提高生产效率。本文主要研究以下几个方面的内容：1.系统方案的设计。通过对检测精度、传输带速度、剔除延时精度这些系统指标的分析,完成了对系统设计参数的推导和标定。通过对金属检测尺寸及传输带速率的分析,确定了目标物体尺寸的识别精度,由此确定了天线工作频率、系统采样信号频率、帧数据长度等系统设计参数。2.金属检测算法的研究。分别采用了同步检波及DFT变换两种金属检测算法,并对两种检测算法的实现效果作了比较。其中,根据金属导电导磁特性,基于DFT算法,实现目标信号幅度和相位的分离提取,以目标信号幅度及相位作为判断金属有无的特征参数,可以有效提高系统的识别精度。3.实验操作平台的搭建。基于工业级计算机,充分利用其强大的运算及显示功能,以VC++6.0作为软件开发平台,实现：包括丰富的参数及信号波形显示,便捷的参数调节,控制硬件机构实现金属的自动剔除,网络通信等功能。实验表明,本文设计的系统可以很好的实现金属的自动检测及剔除功能,操作简单方便,可以检测直径达lmm的不锈钢球。该系统稍经改装即可用于其他生产行业,提高生产效率和产品质量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 课题背景和意义
• 1.3 研究现状与发展趋势
• 1.3.1 目前的技术现状
• 1.3.2 发展趋势
• 1.4 本课题的意义和实现目的
• 1.5 课题主要研究内容与关键技术
• 1.5.1 主要研究内容
• 1.5.2 关键技术
• 1.6 论文结构
• 1.7 本章小结
• 第二章 金属探测理论基础
• 2.1 理论基础
• 2.2 基本金属检测方法
• 2.2.1 基本金属检测电路结构
• 2.2.2 实现手段及基本识别方法
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统指标及方案设计
• 3.1 系统总体方案
• 3.2 系统指标
• 3.3 参数分析及推导
• 3.4 参数讨论
• 3.5 参数实例
• 3.6 本章小结
• 第四章 系统硬件设计
• 4.1 硬件结构
• 4.2 探测单元
• 4.4 信号处理单元
• 4.4.1 发射信号处理单元
• 4.4.2 接收信号处理电路
• 4.5 控制单元
• 4.5.1 计算机
• 4.5.2 数字转换卡
• 4.5.2.1 数模转换器
• 4.5.2.2 模数转换器
• 4.6 本章小结
• 第五章 系统软件设计及算法分析
• 5.1 系统软件结构
• 5.2 数模转换器的设计和控制
• 5.2.1 DA转换的相关要求
• 5.2.2 输出数据的完整性分析
• 5.2.3 设计步骤
• 5.2.4 设计实例
• 5.2.5 编程语句
• 5.2.5.1 初始化函数
• 5.2.5.2 设置函数
• 5.2.5.3 输出函数
• 5.2.6 编程时序
• 5.3 模数转换器的设计和控制
• 5.3.1 相关要求
• 5.3.2 系统运行时序
• 5.3.2.1 双缓存数据采集与处理
• 5.3.2.2 系统运行时序
• 5.3.3 编程语句
• 5.4 检测算法
• 5.4.1 数字同步检波算法
• 5.4.1.1 检波原理
• 5.4.1.2 同步检波方案软件结构
• 5.4.2 离散傅立叶变换识别方案
• 5.4.2.1 离散傅立叶变换方案结构
• 5.4.2.2 离散傅立叶变换的相关模型
• 5.4.2.3 相位计算的相关算法
• 5.4.2.4 运行时序
• 5.4.2.5 两种检测方案的分析与讨论
• 5.5 剔除控制单元
• 5.5.1 延时和剔除时间的调整
• 5.5.2 开机和关机保护
• 5.5.3 外部传送带启动或停止信号的处理
• 5.6 本章小结
• 第六章 实验结果与数据分析
• 6.1 系统实验平台
• 6.2 实验结果分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 作者硕士期间完成的论文