專利名稱：輕便的步行通過的金屬探測器系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及用于安全檢查的步行通過的金屬探測器，而更具體地涉及輕便的步行通過的金屬探測器和方法，其帶有可互換的傳感器面板和其它可以迅速地組裝、拆卸及運輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)部件。
背景技術(shù)：
通過式金屬探測器已經(jīng)使用若干年。典型地，步行通過的金屬探測器包括用來追蹤發(fā)現(xiàn)由企圖進入特定區(qū)域人們攜帶的金屬物體的金屬探測器。對于現(xiàn)今安全意識敏感的氣氛這些器件甚至更加重要。
傳統(tǒng)步行通過的金屬探測器的主要問題在于其笨重和難以在各處移動。傳統(tǒng)步行通過的金屬探測器的另一問題是需要附加的設(shè)備以便使其能夠移動。傳統(tǒng)步行通過的金屬探測器還有另一問題是其電子系統(tǒng)的功率消耗限制探測器能夠在大于幾小時的時間內(nèi)用蓄電池運行，而需要用交流電源運行或者經(jīng)常重新充電。
雖然這些器件適合于其處理的特殊用途，它們并不適合于作為輕便的步行通過的金屬探測器(帶有可互換的傳感器面板和其它可以迅速地組裝、拆卸及運輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)部件)。在輕便的應用中，傳統(tǒng)金屬探測器的主要問題是其笨重和難以在各處移動。一般地說，傳統(tǒng)金屬探測器過分龐大難以配置在汽車中。如此，他們需要附加設(shè)備以便使其可以移動。還有，另一問題是其電子系統(tǒng)的電力消耗限制探測器可以用蓄電池運行幾個小時以上，而需要用交流電源運行或者經(jīng)常對電池充電。
發(fā)明概要由于傳統(tǒng)工藝在已知形式的步行通過的金屬探測器中存在以上內(nèi)在的缺點，本發(fā)明提供一種新穎通過式帶有輕便的構(gòu)造所述的金屬探測器，其中，采用同樣方式迅速組裝、或拆卸和運輸。此外，本發(fā)明提供一種探測系統(tǒng)，通過設(shè)置重載負荷循環(huán)它能夠在相對地較長時期中運行而不需要對于電池重新充電或者使用交流電源，為在能量方面高效率的輕便的步行通過的金屬探測器傳遞脈沖電路。
本發(fā)明的一般目的，將在隨后更詳細描述，是提供一種帶有輕便的構(gòu)造的新穎步行通過的金屬探測器，它具有以上所述步行通過的金屬探測器的許多優(yōu)點和許多新穎特征，能夠?qū)е乱环N具有輕便的構(gòu)造的新穎輕便的步行通過的金屬探測器，它在任何傳統(tǒng)工藝步行通過的金屬探測器中，無論是單獨的或者是組合的，均不曾預期、明了、建議或甚至暗示。
為達到此目的，本發(fā)明廣泛地提供組合式步行通過的金屬探測器，包括多個單獨的傳感器面板，電氣上互相聯(lián)結(jié)，并且分別沿兩側(cè)上下布置而形成兩側(cè)壁和在頂面結(jié)合兩側(cè)壁的橫向?qū)Ъ?。較佳地，至少設(shè)置一個聯(lián)結(jié)在側(cè)壁的底座件。
更具體地，本發(fā)明包括兩個結(jié)構(gòu)底座件以便錨接一個包括兩側(cè)壁的拱門，多個構(gòu)成拱門側(cè)壁的傳感器面板，和一個連結(jié)并支承拱門側(cè)壁的頂部橫向件。底座件包括與地面接觸的殼體，機械硬件和促進傳感器面板安裝的配件，提供系統(tǒng)動力可再充電的電池，和從底座部分發(fā)送信號到鄰近傳感器面板的電子連接件。傳感器面板包括供傳感器線圈和電子部件安裝構(gòu)造的殼體，機械硬件和促進鄰近面板和/或其它結(jié)構(gòu)件安裝的配件，傳感器線圈繞組，激勵線圈或處理所接收信號的電子線路，多色彩LED目標指示器，成對的紅外線發(fā)射和光電二極管以便探測人員通過探測器拱門時的存在和速度，和從傳感器面板發(fā)送信號到鄰近部分的電子聯(lián)結(jié)件。頂部橫向件由聯(lián)結(jié)和支承拱門側(cè)壁的殼體，機械硬件及促進傳感器面板安裝的配件，提供金屬探測系統(tǒng)主要處理的電子線路，對于用戶提供輸入和輸出裝置以便控制和信息顯示，和從傳感器面板發(fā)送信號到鄰近部分的電子聯(lián)結(jié)件等組成。此外頂部橫向件提供用于移動拆開單元的車輛平臺，其中帶有內(nèi)置的輪子、手柄和支承其它部件的堆放結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明一個方面，輕便的步行通過的金屬探測器包括可以互換的傳感器面板，不受裝配位置的限制。
按照本發(fā)明另一方面，各可互換傳感器面板自動地由主系統(tǒng)處理器識別。
按照本發(fā)明還有的方面，輕便的步行通過的金屬探測器在各探測區(qū)域包括多色彩LED，用于指示目標的存在和相對尺寸。
按照本發(fā)明還有另一方面，傳感器面板具有有窗的區(qū)域，用于減少重量，減少風力，和對于通過拱門提供可見性。
按照本發(fā)明還有的方面，金屬探測器為防風雨結(jié)構(gòu)，可以在室外使用。
按照本發(fā)明再有另一方面，輕便的步行通過的金屬探測器可供選擇地用太陽能系統(tǒng)運行，容許在室外連續(xù)使用。
本發(fā)明也提供包括電源的金屬探測線路。至少一個發(fā)送器線路電器聯(lián)結(jié)到電源上而一個發(fā)送線圈電氣聯(lián)結(jié)到發(fā)送器線路。至少設(shè)置一個接收器線圈連同放大器電氣聯(lián)結(jié)到發(fā)送器線路。一個積分器電氣聯(lián)結(jié)到放大器和一個跟蹤/保持線路電氣聯(lián)結(jié)到積分器。一個濾波器電氣連接到跟蹤線路和輸出。
按照本發(fā)明的一方面，濾波器為帶通濾波器。
按照本發(fā)明還有另一方面，發(fā)送器線路包括線圈充電線路。
按照本發(fā)明還有方面，線路包括兩個接收器線圈，各電氣聯(lián)結(jié)到放大器上。
按照本發(fā)明再有另一方面，跟蹤/保持線路具有包括輸入電阻器，積分器電容器，和C-MosSPDT(單刀雙擲)開關(guān)的第一級，和包括兩個無源RC濾波器及一個光放大器緩沖器的第二級。
如此，本發(fā)明提供一種組合式步行通過的金屬探測器，包括多個電氣上互相聯(lián)結(jié)的單獨的傳感器面板，分別沿兩側(cè)上下布置而形成的兩側(cè)壁，和在頂面結(jié)合兩側(cè)壁的頂部橫向件。至少設(shè)置一個聯(lián)結(jié)在側(cè)壁的底座件。各傳感器面板包括部分如以上描述的金屬探測線路，即某些面板包括線路的發(fā)送部分而其它面板包括線路的接收部分。如此，一個側(cè)壁由發(fā)送器面板構(gòu)成而其它面板由接收器或探測器面板構(gòu)成。
在詳細解釋本發(fā)明至少一個實施例以前，應該理解本發(fā)明并不限于在以下描述或在附圖闡明中提出的構(gòu)造細節(jié)和部件布置。本發(fā)明能夠在其它實施例中實現(xiàn)并且以各種方式實施。還有，應該理解在此采用的詞組和名詞只用于描述目的而不應理解為限制性的。
為完成本發(fā)明以上及相關(guān)方面，本發(fā)明可以在附圖中闡明的形式實施，不過應該注意，這些附圖僅供說明而已，并且所闡明的特定構(gòu)造中可以作出各種變化。
附圖簡要說明本發(fā)明的各種其他目的、特征和附帶優(yōu)點，當隨同附圖考慮而更好理解時將能夠被完全賞識，其中同樣的數(shù)字在全部附圖中代表同樣或類似零件，并且其中

圖1為組裝完全的輕便的步行通過的金屬探測器圖；圖2a和2b為分解并準備運輸?shù)妮p便的步行通過的金屬探測器圖；圖3a和3b為單獨傳感器面板一個實施例圖；圖4為底座件一個實施例圖；圖5a和5b為頂部件一個實施例圖；圖6a和6b為發(fā)送器及接收器的各自傳感器面板線路，線圈，和連接器系統(tǒng)實施例的方框圖；圖7為金屬探測器系統(tǒng)一個實施例的方框圖；圖8為低負載循環(huán)，探測線路的詳細方框圖；和圖9為低負載循環(huán)，探測線路的波形圖。
具體的實施方式現(xiàn)在轉(zhuǎn)向?qū)τ趫D紙的描述，其中在各視圖中相似的數(shù)字表示相似的元件，附圖闡明一種具有移動式構(gòu)造的步行通過的金屬探測器和方法，該探測器可以用來迅速地組裝、或拆卸及運輸，并包括兩個錨接拱門的結(jié)構(gòu)底座件、構(gòu)成拱門兩側(cè)的多個傳感器面板、和聯(lián)結(jié)和支承拱門壁部的頂部橫向件。底座件由接觸地面的殼體、機械硬件及促進傳感器面板安裝的配件、提供系統(tǒng)電源的可再充電蓄電池、和從底座部分傳送信號到鄰近傳感器面板的電子連接器組成。傳感器面板由為傳感器線圈及電子元件提供結(jié)構(gòu)的殼體，機械硬件及促進傳感器面板和/或其它結(jié)構(gòu)件安裝的配件，傳感器線圈繞組，提供線圈激勵或處理所接收信號的電子線路，多色彩LED目標指示器，成對的紅外線發(fā)射和光電二極管以便探測人員通過探測器拱門時的存在和速度，和從傳感器面板發(fā)送信號到鄰近部分的電子聯(lián)結(jié)件組成。頂部橫向件由聯(lián)結(jié)和支承拱門側(cè)壁的殼體，機械硬件及促進傳感器面板安裝的配件，提供金屬探測系統(tǒng)主要處理的電子線路，對于用戶提供輸入和輸出裝置以便控制和信息顯示，和從傳感器面板發(fā)送信號到鄰近部分的電子聯(lián)結(jié)件等組成。此外頂部橫向件提供用于移動拆開單元的車輛平臺，其中帶有內(nèi)置的輪子、手柄和支承其它部件的堆放結(jié)構(gòu)。
組裝完成的輕便的步行通過的金屬探測器10包括兩個底座件11及12，頂部橫向件13，和在本實施例中，如圖1所示，6個傳感器面板14-19。下面板14及17機械地安裝和緊固在各自的底座件11及12上。此外，當傳感器面板正確地安裝在底座件上時，就正確地電氣連接而使信號在各部件中通過。下傳感器面板機械地安裝和緊固在中間傳感器器面板15及18上，也提供使信號從部件到部件之間連通的電氣連接。中間傳感器面板也機械地安裝和緊固在上傳感器面板16及19上，也對于各自部件之間提供電氣連接。最后，頂部橫向件13機械地安裝和緊固在各上傳感器面板上，為頂部和各上傳感器面板提供電氣連接。
本行業(yè)熟練人士將理解可以按照希望或需要采用或多或少的面板，尤其視面板的尺寸而定。同樣，可以只有一個延伸在兩側(cè)壁之間的底座件，或者如果下面板設(shè)計成為支承組裝完畢的步行通過的金屬探測器，則可以沒有底座。此外，可以有一個或多個頂部橫向件。
拆卸的輕便的步行通過的金屬探測器顯示在圖2a中，顯示頂部橫向件13作為搬運拆卸單元的搬運平臺。頂部件的內(nèi)在特征包括顯示在圖2b中的輪子41及42和手柄43，以便提供機動性。參照圖2a，當其它部件堆放在其上面時，堆置結(jié)構(gòu)用來對于其它部件提供支承以便運輸(詳細見圖5)。在該實施例中，底座件11-12堆置在頂部橫向件上，而傳感器面板14-19堆置在底座件頂部，其次序并無特別規(guī)定。拆卸的單元然后用捆帶49緊固在一起以便運輸。
傳感器面板14顯示在圖3a和3b中。各傳感器面板包含在頂部51和底部52上的緊固機構(gòu)以便正確地機械安裝在鄰近部件上。各面板也具有顯示在圖3a中頂部53，和顯示在圖3b中底部54的電器連接器，以便使從部件到部件傳遞信號正確接觸。各接收器面板包含兩個多色彩LED55a，b，以便對各目標提供通過完整地組裝的單元傳遞探測信息，顯示在面板邊緣。各面板也包含或者一對紅外線LED59a或者一對光電二極管59b，以便探測通過探測器拱門人員的存在和速度。各傳感器面板在殼體57及58外部具有堆放結(jié)構(gòu)以便使各面板正確地配合，當單元完全地拆卸并堆放而運輸時(參考圖2)。在實施例中各傳感器面板14-19在機械上完全相同。在各傳感器面板內(nèi)，包含電子探測系統(tǒng)，圖6a和6b的實施例即按該系統(tǒng)描述。
底座件12顯示在圖4中。各底座件包含緊固機構(gòu)21及22，使其正確地機械安裝依靠在其上的傳感器面板。各底座件也具有電氣連接器23，以便使底座件和傳感器面板之間的電氣信號傳遞正確接觸。各底座件也包含內(nèi)置可再充電的電池24，再充電連接器25，和調(diào)平機構(gòu)26，以便為完全組裝的單元在不平整的地面上提供物理穩(wěn)定措施。
頂部橫向件13顯示在圖5a和5b中。頂部件包含緊固機構(gòu)31-34以便正確機械安裝在下面的上傳感器面板。頂部件也具有兩個電器連接器35和36，使出入各上傳感器面板的電子信號的傳遞能夠正確接觸。頂部件包含多色彩進入LED37，以便通知將要進入輕便的步行通過的金屬探測器人員何時進入(綠色)和何時等待(紅色)，如圖5a中所示。目標的存在和尺寸由LED條形圖38顯示，如圖5b所示。也提供揚聲器或壓電器件46，以宣告已經(jīng)探測到目標存在的音響警告。通過小鍵盤39和LCD顯示器40對探測器進行控制，如圖5a所示。頂部件包含的內(nèi)置特征包括輪子41和42(顯示在圖5a中)，和手柄43(顯示在圖5b中)，以便提供機動性。此外，還提供堆放結(jié)構(gòu)44和45以便在運輸時支承放置在其上面的其它部件。
電子金屬探測系統(tǒng)的一個實施例顯示在圖6a和6b中。該類型的電子系統(tǒng)包含在傳感器面板內(nèi)部。參照圖6a，發(fā)送器線路61a連接在感應線圈62a上。該線圈將由發(fā)送器線路通電產(chǎn)生能夠影響在線圈附近金屬目標的磁場。還有，一對紅外線LED59將提供紅外線光束使通過發(fā)送器和接收面板之間的目標和其速度受到探測。參照圖6b，接收器線路61b連接在一對感應線圈62b上。當從金屬目標發(fā)出的磁場處于線圈附近時，該線圈對將具有在其中感應產(chǎn)生的電子信號。通過監(jiān)控從發(fā)送器系統(tǒng)發(fā)出的紅外線光束，一對光電二極管59b探測到通過探測器拱門人員的存在和速度。目標的存在由多色彩LED55a、b顯示。在發(fā)送器和接收器系統(tǒng)中，信號均從一個傳感器面板線路通過連接器53和54出入到另一鄰近部件。
參照圖1和以上的簡單描述，說明本發(fā)明主要部件和分部件在物理上互相連接。傳感器面板(參考圖1)堆放在底座件上(參考圖4)。附加的傳感器面板互相堆放在一起，沒有特定的規(guī)則。頂部橫向件(參考圖5)固定在上傳感器面板以便聯(lián)結(jié)和支承拱門。各單獨部件用緊固件機械地連接和用電子連接器電氣地連接在鄰近部件上。機械聯(lián)結(jié)可提供機械穩(wěn)定性，而電子聯(lián)結(jié)可提供到各部件的電子信號通路。
參照圖7，說明本發(fā)明主要部件和分部件在電子方面互相連接。包含在底座件中的可再充電的蓄電池24對金屬探測器系統(tǒng)供應電源。各連接器需要一定數(shù)量的觸頭以便在部件之間傳送電力、接地、和模擬及數(shù)字信號。在圖7所示的實施例中，發(fā)送鏈(顯示在圖左側(cè))在各連接器上需要“m”個觸頭傳遞必需的信號到各發(fā)送器線路61a。如圖6中描述，發(fā)送器線圈62a將被發(fā)送器線路在適當時間通電。傳遞脈沖的時間由微控制器70所控制，該控制器也使用“m”條線中一部分與各發(fā)送器線路通信。這些線中一部分也可以用來對各發(fā)送組合式尋址和識別，使微控制器70自動地識別各發(fā)送器傳感器面板(頂部、中間、或底部)的位置。紅外線LED59a單元發(fā)射的紅外線光束被直接位于拱門通道中接收器組合式所感受。
在圖7右側(cè)，接收鏈使用“n”條線(和部件之間的觸頭)傳遞必需的信號(電源、接地、模擬、和數(shù)字)到各接收器線路61b。這些線中一部分也可以用來對各接收器組合式尋址和識別，使微控制器70自動地識別各接收器傳感器面板(頂部、中間、或底部)的位置。如圖6所描述，當在線圈附近的金屬目標放出磁場時，接收器線圈62b將具有在其中感應的電子信號。
信號被接收器線路61b所處理，并輸送到微控制器70。此外，當從直接位于拱門通道發(fā)送器面板發(fā)出的紅外線光束被通過拱門的物體所阻斷時，光二極管59b將進行探測，并且將該信息傳遞至微控制器。目標信號的存在由各受到影響的部件多色彩LED55a、b顯示。此外，微控制器70也將促使揚聲器46發(fā)出音響警告，和形成信號強度條形圖案顯示38。微控制器70也將控制入口LED37的色彩，它表示探測器的活動狀態(tài)(例如，如果探測器準備接受新的物體進入LED為綠色，如果探測器忙于處理最近的信號為黃色，和如果探測到金屬目標為紅色)。最后。鍵盤39和LCD40容許用戶開關(guān)探測器，并調(diào)節(jié)探測器設(shè)置(例如，靈敏度和容量水平)。該系統(tǒng)可以通過密碼限制未經(jīng)授權(quán)的人員進入探測器的設(shè)置。
如以上所述，本發(fā)明的核心是利用物理和電氣特征的組合而提供步行通過的金屬探測器的可攜帶性。參照圖1，在提供可攜帶性方面探測器的物理特征是各個別部件的堆置設(shè)計。在本實施例中，九個部件通過從底部向上堆置而放置在直立位置上，并用緊固機構(gòu)固定這些部件。
此外，各傳感器面板殼體在物理上完全相同(參見圖3)，因此不必要在任何指定位置規(guī)定具體順序。各個別發(fā)送器傳感器面板可與任何發(fā)送面板互換；同樣，各個別接收面板可與任何接收面板互換。這使常用單元可迅速組裝，因為沒有組裝位置的限制。也容許通過按照需要更換任何面板而迅速修理，由于面板已經(jīng)完全組合式化。
圖1和3顯示傳感器面板構(gòu)造包括有窗的開口(在本實施例中每塊面板為6個)，通過減少個面板重量而改進本發(fā)明的可攜帶性。此外，開口設(shè)計可以減少迎風阻力和在常用單元中提供透明度，以便安全人員更好檢查已經(jīng)由輕便的步行通過的金屬探測器篩選的人們。
圖1中顯示的實施例較佳地為一種堅固的防風雨設(shè)計，可以在室外環(huán)境中方便地使用，包括在雨中或極端溫度下。例如，較佳地，頂部橫向件13用注射模塑的ABS/聚碳酸酯制造，還具有抗紫外線穩(wěn)定性和UL(美國保險商實驗所)認證的阻燃品質(zhì)，并用硅墊片/密封膠密封。面板14-19和底座件11、12較佳地用同樣的ABS/聚碳酸酯材料制造，但不需要密封。由于面板之間的連接器為表面安裝，它們對水形成屏障，如果拆開的單元留置在雨中，可以使雨水不侵入面板。連接器區(qū)域本身51、52較佳地用模塑在面板端部的聯(lián)鎖擋板包圍。擋板有助于防止?jié)姙R的水或雨水進入觸頭而可能損害單元在組裝后運行時的性能。
如以前指出，面板半部在其周圍包括企口型設(shè)計，他們能夠阻礙、但是不能完全阻止?jié)姙R的水或雨水侵入。在可能對潮濕敏感的面板內(nèi)線路可封裝在密封劑內(nèi)以便抵御可能侵入面板的潮氣。底座件較佳地不包含敏感的電子元件，因此其中沒有需要潮濕保護的零件。面板和底座較佳地包括泄水孔，可以排出冷凝水或任何其它侵入其中的水。這樣可保護不能抵御積累在內(nèi)部水分的部件。蓄電池較佳地由制造商密封在塑料中，因此不受潮濕損害。電池接頭一般分開較遠，并且為低電壓電池，而不致被潑濺的水所短路。較佳的電池類似典型的諸如摩托車電池的專業(yè)電池。
用于接受電池充電器(未示)電纜的再充電連接器插座25較佳地包括整體密封蓋。充電器的內(nèi)部觸頭間距如此之大，以至于對于12V電壓系統(tǒng)不成為問題，即使其變得潮濕。較佳地，這些插座為制造用來在個人游艇中使用的紙煙點火器型的插座。
電池充電器較佳地為單獨的設(shè)備并且較佳地建造成為密封的“nema4X”級的模鑄鋁盒。進出電纜接線用適當標準的防水電纜扣眼(具有整體應力消除)密封。內(nèi)部線路具有獨立和冗余的無源及有源輸出短路保護。內(nèi)部變壓器應該通過所有國際認證機構(gòu)安全認證，并且在設(shè)計上限制電源功率，使其不能產(chǎn)生危險的高功率。
最后，如果在直接陽光下使用，其中溫度可能升高到華氏180度，輕便的步行通過的金屬探測器需要遮蔽以便可靠地操作。否則，可能超過一些標準商業(yè)電子部件的額定操作溫度。不過在這樣情況下，任何值勤操作者將同樣需要遮蔽陽光。部件本身在這樣升高的溫度能夠容易地儲存。如此，單元可以安全地放置在陽光下。
參照圖2a，顯然部件的組合式化設(shè)計使本發(fā)明能夠迅速地拆卸和運輸。部件可以方便地堆放，其中頂部件形成底座的平臺，然后堆放面板。此外，在頂部件中設(shè)置輪子和手柄(參見圖5b)，提供一種獨立自足的運輸機構(gòu)。部件可以在堆置后用帶子捆扎，而拆卸的單元可以滾動到其它地點而不需要附加運輸設(shè)備。
一旦輕便的步行通過的金屬探測器在物理上組裝，如圖1所示，探測系統(tǒng)可以按以下描述操作?？刂奇I盤(在圖5a中項目39)用來開啟探測器。微處理器開始自檢/自診斷程序以便保證所有部件正確地運行。自檢的結(jié)果顯示在LCD(圖5a中項目40)上。用戶可以輸入密碼進入屏幕菜單，可以在任何時候?qū)μ綔y器性能的屬性進行修改(諸如對于目標敏感性、目標聲響警告的音量)，進入統(tǒng)計信息(諸如發(fā)送計數(shù)器)。在完成用戶設(shè)置或通電以后，通過提供激勵信號到發(fā)送器線圈單元開始探測，并且同時監(jiān)控接收器線圈的響應和在拱門通道內(nèi)光電接收二極管狀態(tài)。當接收器組合式感受到信號和同時紅外線光束被通過拱門通道的物體所阻斷時，就獲得有效的信號。該有效目標可以用各種方式顯示。LED條形圖(圖5b中項目38)可用色彩LED顯示接收到的信號強度。揚聲器或壓電元件(圖5b中項目46)可提供音響警告。在接收器傳感器面板各側(cè)的多色彩LED(在圖3a中的項目55a、b)可顯示探測到目標在拱門中的位置，在組合式區(qū)域(在其中該組合式的接受器電子器件探測到目標)中顯出紅色或黃色，并且LED40可顯示警告狀態(tài)的類型。這些成對的多色彩LED也較佳地顯出探測信號的大小，即利用不同的顏色對應于不同的信號強度(例如，綠色＝未探測到目標，黃色＝探測到小目標，和紅色＝探測到大目標)。較佳地，如果已經(jīng)探測到目標，紅色LED通電或發(fā)光而不管目標的大小。如果多個面板同時探測到目標，黃色LED將較佳地發(fā)光。
本發(fā)明的關(guān)鍵方面為探測系統(tǒng)在相當長時間內(nèi)運行而不需要電池充電或者供應交流電源的能力。大幅度、低負載循環(huán)、和下面描述的可以傳遞脈沖電路等特性使該輕便的步行通過的金屬探測器成為能量方面有效的探測系統(tǒng)。參照圖8中線路方框圖和圖9中對應的波形圖，注意U1和L1各自為發(fā)送器線路和發(fā)送線圈。更具體地，U1為線圈充電線路，在圖9a中所示時間中，使線圈充電到高電流電平。在回掃時期(參照圖9b)和以后時期中，合成的接收信號被積分(圖9c)。參照圖8，接收信號被感應進入接收器線圈L2和L3，并被U2放大，然后被U3積分。積分器輸出由跟蹤/保持線路U4所俘獲，并由帶通濾波器BPF)過濾而作為接收器輸出提供。在輸出時，積分器復位以便進行下一采樣循環(huán)；不過，跟蹤/保持線路在需要進行另一充電積分-跟蹤循環(huán)以前有一個長時的空載以便更新輸出。該系統(tǒng)的優(yōu)點是以小部分相等連續(xù)波激勵系統(tǒng)消耗功率而提供高電壓激勵電平的信號強度。充電和空載時間之比(負載循環(huán))可以很小(遠小于50％)。
例如，跟蹤/保持線路較佳地包括第一級，包括輸入電阻器、光放大器、積分器電容器、和C-MosSPDT開關(guān)，和第二級，包括兩個無源RC濾波器、另一C-Mos開關(guān)、和光放大緩沖器。也作為例子，線圈充電線路較佳地包括連接跨接在發(fā)送器上電壓供應的功率mosfet(金屬氧化物半導體場效應晶體管)開關(guān)。當該開關(guān)合上時，線圈充電。立即在關(guān)閉開關(guān)后，高能脈沖由充電線圈在短時期中產(chǎn)生(例如大約10微秒)。這是因為在充電線圈中儲存的(磁)場被迅速下降而發(fā)生。高電壓齊納二極管強制該高能脈沖的電壓幅度提供受控制的儲存磁場能量釋放，其規(guī)律為標準公式E＝L(di/dt)，該公式涉及在線圈中電流對于跨接在其上電壓的變化率。
如此，本發(fā)明提供一種可提供高幅度、低負載循環(huán)激勵脈沖的金屬探測線路，它具有高水平的激勵信號，并具有很低能量激勵信號的功率經(jīng)濟性。接收器線路部分收集并處理從相對較短時期內(nèi)的信號，大幅度激勵脈沖，并在相對較長充電和空載時期中進入保持模式。
對于以上描述，可以體會到，對于本發(fā)明尺寸關(guān)系部分的合適性，可以包括尺寸變化、材料、形狀、形式、功能和操作方式、組裝和使用等，對于本行業(yè)熟練人士十分明顯，所有附圖中闡明和說明書中描述的相等關(guān)系均認為包括在本發(fā)明中。
因此，以上所述認為僅僅是闡明本發(fā)明的原理。另外，由于無數(shù)變型和變化對于本行業(yè)熟練人士唾手可得，本發(fā)明不希望限制其所顯示和描述的準確構(gòu)造和操作，并且相應地所有適當?shù)母倪M的相等事物均認為落入本發(fā)明范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種金屬探測線路，包括電源；至少一個發(fā)送器線路，電氣聯(lián)結(jié)在電源上；發(fā)送線圈，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個發(fā)送器線路上；至少一個接收器線圈；放大器，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個接收器線圈上；積分器，電氣聯(lián)結(jié)在放大器上；跟蹤/保持線路，電氣聯(lián)結(jié)在積分器上；和濾波器，電氣連接在跟蹤/保持線路和輸出上。
2.按照權(quán)利要求1所述的線路，其特征在于，濾波器為帶通濾波器。
3.按照權(quán)利要求1所述的線路，其特征在于，發(fā)送器線路包括線圈充電線路。
4.按照權(quán)利要求1所述的線路，其特征在于，包括兩個接收器線圈，各電氣聯(lián)結(jié)在放大器上。
5.按照權(quán)利要求1所述的線路，其特征在于，跟蹤/保持線路包括第一級和第二級，第一級包括輸入電阻器、光放大器、積分器電容器、和C-Mos SPDT開關(guān)，第二級包括兩個無源RC濾波器和光放大器緩沖器。
6.按照權(quán)利要求1所述的線路，其特征在于，電源包括電池、太陽能電池、標準交流電源或發(fā)電機等形式之一的電壓源。
7.一種用于輕便的步行通過的金屬探測器的金屬探測線路布置，包括多個對面的成對傳感器面板，各對傳感器面板所包含的線路部分包括至少一個發(fā)送器線路，電氣聯(lián)結(jié)在電源上；發(fā)送線圈，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個發(fā)送器線路上；至少一個接收器線圈；放大器，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個接收器線圈上；積分器，電氣聯(lián)結(jié)在放大器上；跟蹤/保持線路，電氣聯(lián)結(jié)在積分器上；和濾波器，電氣聯(lián)結(jié)在跟蹤/保持線路和輸出上。
8.按照權(quán)利要求7所述的線路布置，其特征在于，濾波器為帶通濾波器。
9.按照權(quán)利要求7所述的線路布置，其特征在于，發(fā)送器線路包括線圈充電線路。
10.按照權(quán)利要求7所述的線路布置，其特征在于，各線路部分包括兩個接收器線圈，各電氣聯(lián)結(jié)在放大器上。
11.按照權(quán)利要求7所述的線路布置，其特征在于，跟蹤/保持線路包括第一級和第二級，第一級包括輸入電阻器、光放大器、積分器電容器、和C-Mos SPDT開關(guān)，第二級包括兩個無源RC濾波器和光放大器緩沖器。
12.按照權(quán)利要求7所述的線路布置，其特征在于，還包括電源，電源包括電池、太陽能電池、標準交流電源或發(fā)電機等形式之一的至少一個電壓源。
13.一種組合式步行通過的金屬探測器，包括多個單獨的傳感器面板，成對地對面布置，互相電氣聯(lián)結(jié)，并且沿單獨的兩側(cè)互相重疊布置而形成兩側(cè)壁；和至少一個頂部橫向件，接合各側(cè)壁；其中各面對的傳感器面板包括線路部分，線路部分包括至少一個發(fā)送器線路，電氣聯(lián)結(jié)在電源上；發(fā)送線圈，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個發(fā)送器線路上；至少一個接收器線圈；放大器，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個接收器線圈上；積分器，電氣聯(lián)結(jié)在放大器上；跟蹤/保持線路，電氣聯(lián)結(jié)在積分器上；和濾波器，電氣聯(lián)結(jié)在跟蹤/保持線路和輸出上。
14.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測器，其特征在于，濾波器為帶通濾波器。
15.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測器，其特征在于，發(fā)送器線路包括線圈充電線路。
16.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測器，其特征在于，各線路部分包括兩個接收器線圈，各電氣聯(lián)結(jié)在放大器上。
17.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測器，其特征在于，跟蹤/保持線路包括第一級和第二級，第一級包括輸入電阻器、光放大器、積分器電容器、和C-Mos SPDT開關(guān)，第二級包括兩個無源RC濾波器和光放大器緩沖器。
18.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測器，其特征在于，還包括電源，電源包括電池、太陽能電池、標準交流電源或發(fā)電機等形式之一的至少一個電壓源。
19.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測器，其特征在于，各面對的成對傳感器面板可以互換。
20.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測器，其特征在于，還包括至少一個連接在各側(cè)壁上的底座。
21.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測器，其特征在于，底座包括至少兩個底座件。
22.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測器，其特征在于，金屬探測器包括六個傳感器面板，各側(cè)壁包括三個傳感器面板。
23.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測器，其特征在于，各傳感器面板包括有窗的區(qū)域。
24.按照權(quán)利要求23所述的金屬探測器，其特征在于，各傳感器面板包括防風雨構(gòu)造。
25.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測器，其特征在于，傳感器面板可儲存在頂部橫向件中，并且頂部橫向件包括至少一個手柄和至少兩個輪子。
26.一種組合式步行通過的金屬探測器，包括多個單獨的傳感器面板，互相電氣連接，并且沿單獨的兩側(cè)互相重疊布置而形成兩側(cè)壁；和至少一個接合各側(cè)壁的頂部橫向件。
27.按照權(quán)利要求26所述的金屬探測器，其特征在于，各傳感器面板可以互換。
28.按照權(quán)利要求26所述的金屬探測器，其特征在于，當金屬探測器拆開時，傳感器面板可以儲存在頂部橫向件中。
29.按照權(quán)利要求26所述的金屬探測器，其特征在于，金屬探測器包括六個傳感器面板，各側(cè)壁包括三個傳感器面板。
30.按照權(quán)利要求26所述的金屬探測器，其特征在于，各傳感器面板包括有窗的區(qū)域。
31.按照權(quán)利要求30所述的金屬探測器，其特征在于，各傳感器面板包括防風雨構(gòu)造。
32.按照權(quán)利要求26所述的金屬探測器，其特征在于，金屬探測器還包括至少一個聯(lián)結(jié)在側(cè)壁上的底座件。
33.一種組合式步行通過的金屬探測器，包括底座，包括至少兩個底座件；至少四個單獨并可以互換的傳感器面板，互相電氣聯(lián)結(jié)，并且布置在至少兩個底座件上形成兩側(cè)壁，各側(cè)壁的底部傳感器面板鄰接至少兩個底座件中的對應一個；和接合各側(cè)壁的頂部橫向件。
34.按照權(quán)利要求33所述的金屬探測器，其特征在于，各傳感器面板包括有窗的區(qū)域。
35.按照權(quán)利要求34所述的金屬探測器，其特征在于，各傳感器面板包括防風雨構(gòu)造。
36.按照權(quán)利要求33所述的金屬探測器，其特征在于，傳感器面板可以儲存在頂部橫向件中。
37.一種探測金屬的方法，該方法包括提供多個傳感器面板；提供包括至少一個底座件的底座；提供頂部橫向件；組裝兩個側(cè)壁，各側(cè)壁包括至少兩個傳感器面板，使傳感器面板電氣上連通；聯(lián)結(jié)側(cè)壁到底座上；聯(lián)結(jié)側(cè)壁到頂橫向件上而提供一個組裝完畢的組合式金屬探測器；提供電力到金屬探測器中；和使目標通過金屬探測器而被掃描。
38.按照權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，對電源提供至少一個電池。
39.按照權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，傳感器面板可儲存在頂部橫向件中。
40.按照權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，電源設(shè)置有太陽能系統(tǒng)。
41.一種組合式步行通過的金屬探測器，包括底座，包括至少一個底座件；多個單獨的傳感器面板，互相電氣聯(lián)結(jié)，并且布置在至少一個底座件上形成兩側(cè)壁，各側(cè)壁的底部傳感器面板鄰接至少一個底座件；和接合各側(cè)壁的頂部橫向件。
42.按照權(quán)利要求41所述的金屬探測器，其特征在于，各傳感器面板可以互換。
43.按照權(quán)利要求41所述的金屬探測器，其特征在于，底座包括至少兩個底座件。
44.按照權(quán)利要求41所述的金屬探測器，其特征在于，金屬探測器包括六個傳感器面板，各側(cè)壁包括三個傳感器面板。
45.按照權(quán)利要求41所述的金屬探測器，其特征在于，各傳感器面板包括有窗的區(qū)域。
46.按照權(quán)利要求45所述的金屬探測器，其特征在于，各傳感器面板包括防風雨構(gòu)造。
47.按照權(quán)利要求41所述的金屬探測器，其特征在于，傳感器面板可儲存在頂部橫向件中，和頂部橫向件包括至少一個手柄和至少兩個輪子。
全文摘要
一種輕便的步行通過的金屬探測器具有可以互換的傳感器面板和其它結(jié)構(gòu)件，并可以迅速地組裝、或拆卸和運輸。該設(shè)備包括兩個結(jié)構(gòu)底座件，用于錨接拱門、多個用來構(gòu)造拱門側(cè)邊的傳感器面板、和用來聯(lián)接及支承拱門側(cè)壁的頂部橫向件。此外，頂部橫向件提供用于搬運拆開單元的車輛平臺，并帶有內(nèi)置輪子、手柄和支承其它部件的堆放結(jié)構(gòu)。也提供金屬探測線路，包括電源和對地連接。至少一個發(fā)送器線路電氣聯(lián)結(jié)于電源和接地，和一個發(fā)送線圈電氣聯(lián)結(jié)在發(fā)送器上。至少提供一個接收器線圈和電氣連接于接收器線圈的放大器。積分器電氣聯(lián)結(jié)于放大器而跟蹤/保持線路電氣聯(lián)結(jié)于積分器。濾波器電氣聯(lián)結(jié)于跟蹤/保持線路和輸出。該線路提供高幅度、低負載循環(huán)激勵脈沖，它可使高水平激勵信號的靈敏度具有遠較低能量激勵信號的功率經(jīng)濟性。接收器線路收集和處理相對短時的積分信號、大幅度激勵脈沖，并在相對長的充電和空載時期內(nèi)進入保持模式。
文檔編號G01V3/10GK1802675SQ200480011452
公開日2006年7月12日 申請日期2004年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
發(fā)明者J·卡斯爾, M·E·瓊斯 申請人:費舍研究實驗室