金属检测探头及其参数的标定

论文摘要

在日常生活中,经常会遇到金属探测装置。尤其是在生产过程中,例如选矿造纸、制药等行业,如果在生产的物料中混入了金属杂质,常常可能造成加工设备仪器的损坏,影响生产。金属检测装置可以有效地解决此类问题。本文研究的智能型金属检测装置,主要应用于烟草行业流水生产线的在线检测,能够及时准确地检测和剔除金属杂质,从而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.金属检测探头的天线模型分析。通过运用毕奥-萨伐尔定律的相关知识,先计算出金属探测矩形发射线圈的单边通电导线的磁场分布,进而求出与其对应的一组对边通电导线的磁场分布。然后运用类比原理和叠加原理,求得整个矩形发射线圈总的磁场分布。再运用电磁感应定律,算出金属探测发射线圈个通电导线边对矩形接收线圈所产生感应电动势的数学模型,从而了解整个矩形接收线圈感应电动势产生的原理。2.研究天线探头参数的自动化监控和调整方法。依据智能化金属探测仪探头的测量要求,建立了一个基本硬件接口电路,并采用软件编程实现系统相关参数的分析,包含发射通道和接收通道的分布参数、谐振参数、功率和带宽等。由此实现静态期间的参数测量和调整,以及动态期间监视和控制系统的技术指标实验表明,本文分析的金属检测探头模型,有利于提高金属杂质的识别效果,监控系统可以有效地测量和调整各项天线探头参数,从而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1mm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 金属探测器的简述
• 1.2 金属探测的研究意义
• 1.3 目前的研究现状
• 1.4 未来的发展趋势
• 1.5 本课题的意义
• 1.6 本文结构
• 1.7 本章小结
• 第二章 金属探测理论基础
• 2.1 毕奥-萨伐尔定律
• 2.2 电磁感应定律
• 2.3 金属探测理论
• 2.4 本章小结
• 第三章 金属探头天线单元模型
• 3.1 发射天线模型
• 3.1.1 单根有限长通电导线的磁场分布
• 3.1.2 双根有限长通电导线的磁场分布
• 3.1.3 矩形通电导线的磁场分布
• 3.2 接收天线模型
• 3.2.1 数学模型
• 3.2.2 实验结果
• 3.3 本章小结
• 第四章 自动化监控和调整方法
• 4.1 硬件结构和电路说明
• 4.1.1 硬件结构及其说明
• 4.1.2 电路接口及其说明
• 4.2 测最参数的标定方法
• 4.3 探头分布参数的测量方法
• 4.3.1 探头分布参数的测量原理
• 4.3.2 探头分布参数的测量技术
• 4.3.3 探头分布参数的测量结果
• 4.4 谐振匹配参数的测量方法
• 4.4.1 谐振匹配参数的测量原理
• 4.4.2 谐振匹配参数的测量技术
• 4.4.3 谐振匹配参数的测量结果
• 4.5 传输函数的测量方法
• 4.5.1 传输函数的测量原理
• 4.5.2 传输函数的测量技术
• 4.6 天线、平衡的调整方法
• 4.7 信号的监视和报警
• 4.8 本章小结
• 第五章 实验结果及分析
• 5.1 系统实验平台
• 5.2 实验结果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢