專利名稱：金屬檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種使用ー個(gè)或多個(gè)工作頻率的金屬檢測裝置。
背景技術(shù)：
金屬檢測裝置被用于檢測食用商品和其它產(chǎn)品中的金屬污染。如在W002/25318中所記載的，現(xiàn)代的金屬裝置使用包含“平衡線圈系統(tǒng)”的探測頭，該探測頭能夠檢測諸如生鮮產(chǎn)品和冷凍產(chǎn)品之類的各種各樣的產(chǎn)品中的所有的金屬污染類型(包括鐵的、非鐵的和不銹鋼的)。根據(jù)“平衡線圈”原理工作的金屬檢測裝置典型地包括三個(gè)纏繞到非金屬框架上 的線圈，每個(gè)線圈與其它線圈完全平行。位于中心的發(fā)射器線圈被供給產(chǎn)生磁場的高頻電流。在發(fā)射器線圈每側(cè)的兩個(gè)線圈作為接收器線圈。由于兩個(gè)接收器線圈是相同的并且被安裝在離發(fā)射器線圈相同的距離，所以它們每個(gè)都感應(yīng)到相同的電壓。為了接收當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)為零的輸出信號，第一接收器線圈與具有相反線圈感應(yīng)的第二接收器線圈串聯(lián)連接。因此，在不存在金屬污染而系統(tǒng)處于平衡的情況下，接收器線圈中感應(yīng)的具有相同振幅和相反極性的電壓相互抵消。當(dāng)金屬顆粒穿過線圈設(shè)備時(shí)，高頻場首先在一個(gè)接收器線圈附近被干擾，并且接著在另ー個(gè)接收器線圈附近被干擾。當(dāng)金屬顆粒被傳送通過接收器線圈時(shí)，每個(gè)接收器線圈中感應(yīng)的電壓典型地在納伏的范圍中變化。接收器線圈的輸出端的信號中的平衡結(jié)果中的該變化可以被處理、放大并且隨后被用于檢測產(chǎn)品中金屬污染的存在。信號處理通道將接收到的信號分為兩個(gè)彼此分離90°的獨(dú)立分量。合成矢量具有幅值和相位角，其對于被傳送通過線圈的產(chǎn)品和污染物來說是典型的。為了識別金屬污染物，需要除去或減小“產(chǎn)品功效”。如果產(chǎn)品的相位是已知的，那么可以減小對應(yīng)的信號矢量。因此，從信號頻譜消除不希望的信號因此帶來了針對源自污染物的信號的高敏感度。因此，用于從信號頻譜消除不希望的信號的方法利用了以下事實(shí)污染物、產(chǎn)品和其他干擾對磁場具有不同的影響，從而得到的信號的相位不同。根據(jù)測量目標(biāo)的導(dǎo)電率和導(dǎo)磁率，當(dāng)各種金屬或產(chǎn)品穿過金屬檢測裝置的線圈吋，由各種金屬或產(chǎn)品產(chǎn)生的信號可以被分為兩個(gè)分量，即電阻分量和電抗分量。由鐵氧體(ferrite)引起的信號主要是電抗性的，而來自不銹鋼的信號主要是電阻性的。導(dǎo)電性產(chǎn)品典型地引起具有強(qiáng)電阻分量的信號。通過相位檢測器在不同來源的信號分量的相位之間區(qū)分能夠獲得關(guān)于產(chǎn)品和污染物的信息。相位檢測器(例如混頻器或模擬乘法器電路)產(chǎn)生表示信號輸入(例如來自接收器線圈的信號)與由發(fā)射器単元提供至接收器單元的基準(zhǔn)信號之間的相位差的電壓信號。因此，通過選擇基準(zhǔn)信號的相位以便與產(chǎn)品信號分量的相位相一致，從而在相位檢測器輸出端處獲得為零的相位差和對應(yīng)的產(chǎn)品信號。如果源自污染物的信號分量的相位不同于產(chǎn)品信號分量的相位，那么能夠檢測到污染物的信號分量。然而，如果污染物的信號分量的相位接近于產(chǎn)品信號分量的相位，那么污染物檢測失敗，因?yàn)槲廴疚锏男盘柗至颗c產(chǎn)品信號分量在一起被抑制。因此在已知系統(tǒng)中，發(fā)射器的頻率是可選擇的，如此以致金屬污染物的信號分量的相位與產(chǎn)品信號分量的相位異相。GB2423366A公開了ー種金屬檢測裝置，其被設(shè)計(jì)為在至少兩個(gè)不同工作頻率之間切換，以致產(chǎn)品中的任何金屬顆粒將受到不同頻率的掃描。工作頻率快速變化以致于在傳送帶上穿過的任何金屬顆粒將被以兩種或多種不同頻率掃描。如果針對第一工作頻率，由金屬顆粒引起的信號分量接近于產(chǎn)品的信號分量的相位并且因此被掩飾，則假設(shè)針對第二頻率，由金屬顆粒引起的信號分量的相位將不同于產(chǎn)品的信號分量的相位，從而這些信號分量能夠被區(qū)分。通過在許多頻率之間切換，期望一種頻率能提供對于任意金屬類型、尺寸和方向而言適當(dāng)?shù)拿舾卸?。GB2423366A中公開的發(fā)射器的驅(qū)動(dòng)電路包括電可編程邏輯器件和連接到四個(gè)場效應(yīng)晶體管的驅(qū)動(dòng)器，該四個(gè)場效應(yīng)晶體管形成了具有跨接的發(fā)射器線圈的全波橋式電路。·JP2007278719A公開了另ー種金屬檢測裝置，其被設(shè)計(jì)為在至少兩個(gè)不同工作頻率之間切換，以便改善金屬檢測靈敏度。該裝置包括具有放大器的發(fā)射器，該放大器的輸出端連接到變壓器的初級繞組，該變壓器具有連接到發(fā)射器線圈的第一次級繞組和連接到調(diào)諧電容器的第二次級繞組，可通過控制開關(guān)接通或斷開該調(diào)諧電容器。靈敏度不僅僅取決于所選的頻率。重要的是裝置的正確校準(zhǔn)(如US20110074401A1所述)以及接收和信號處理單元的優(yōu)化性能。在JP2007278719A中描述了利用連接到變壓器的電容器的電容調(diào)節(jié)可能變得復(fù)雜，從而導(dǎo)致將不允許達(dá)到最佳靈敏度的限制。另外，變壓器中的損耗對由電容器和變壓器線圈形成的諧振電路有負(fù)面影響。對于GB2423366A，重要的是注意，所應(yīng)用的切換技術(shù)提供了靈活性，但是可能對發(fā)射器信號的質(zhì)量有負(fù)面影響。由于快速信號斷開直接連接到發(fā)射器線圈的晶體管，擾動(dòng)可能特別出現(xiàn)在工作頻率的較大范圍中。因此本發(fā)明是基于以下目的創(chuàng)造ー種改進(jìn)的使用ー種或多種工作頻率的金屬檢測裝置。特別地，本發(fā)明是基于以下目的創(chuàng)造ー種以改進(jìn)的信號靈敏度工作的金屬檢測裝置。更特別地，本發(fā)明是基于以下目的提供ー種具有發(fā)射器的金屬檢測裝置，該發(fā)射器允許具有高信號質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)信號的有效產(chǎn)生并且將具有高信號質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)信號傳送到發(fā)射器線圈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的上述和其它目的由權(quán)利要求I限定的金屬檢測裝置來實(shí)現(xiàn)。以ー種或多種頻率工作的該金屬檢測裝置包括發(fā)射器単元，該發(fā)射器単元將發(fā)射器信號提供給耦合到接收器線圈的發(fā)射器線圈，該接收器線圈連接到接收器單元的輸入端。該發(fā)射器単元包括頻率發(fā)生器，該頻率發(fā)生器將工作頻率提供到放大器級的輸入端，該放大器級的輸出端經(jīng)由變壓器連接到該發(fā)射器線圈。
根據(jù)本發(fā)明，放大器級的輸出端連接到第一抽頭，而該發(fā)射器線圈連接到該變壓器的同一變壓器繞組的第二抽頭，該變壓器在第一抽頭和公共電勢之間具有數(shù)量為n的繞組線圏，以及在第二抽頭和公共電勢之間具有數(shù)量為n+m的繞組線圏。發(fā)射器線圈包括數(shù)量為q的繞組線圈，并且被并聯(lián)連接到電容器，因此形成被調(diào)諧到工作頻率的諧振電路。對變壓器繞組的繞組線圈與發(fā)射器線圈的繞組線圈的比值(n+m)/q進(jìn)行選擇，使得變壓器繞組的電感比發(fā)射器線圈的電感高至少十倍。利用該布置，能夠優(yōu)化地并且獨(dú)立于發(fā)射器単元的其它部分來調(diào)諧由發(fā)射器線圈和ー個(gè)或多個(gè)調(diào)諧電容器組成的諧振電路。由于電感的不同，變壓器與諧振電路去耦合，以允許發(fā)射器的不同部分的單獨(dú)優(yōu)化。可以選擇標(biāo)準(zhǔn)的A類或B類放大器，以提供適當(dāng)電壓范圍內(nèi)(例如20Vpp)的輸出信號?？梢葬槍p小的損耗和電壓轉(zhuǎn)換來優(yōu)化變壓器，而可以針對具有高的Q因子來優(yōu)化諧振電路。用單個(gè)變壓器繞組完成電壓轉(zhuǎn)換，相對于發(fā)射器線圈，該單個(gè)變壓器繞組包括相對更多的繞組線圈，導(dǎo)致了高電感，該高電感實(shí)際上將變壓器從被調(diào)諧的諧振電路去耦合。
利用本發(fā)明的實(shí)施方式，能夠獲得更高的電壓和更高的驅(qū)動(dòng)電流，來用于驅(qū)動(dòng)發(fā)射器線圈。被調(diào)諧的諧振電路的電壓值和電流值可以增大到兩個(gè)或更多的倍數(shù)。同時(shí)，避免了驅(qū)動(dòng)信號的干擾和衰減，從而總體上能夠?qū)崿F(xiàn)靈敏度的顯著增加。優(yōu)選地，單個(gè)變壓器繞組包括第一組抽頭和第二組抽頭，允許選擇被施加到諧振電路的期望電壓?？梢栽谌缦碌难b置中實(shí)施本發(fā)明該裝置僅使用ー種工作頻率；或者該裝置包括可控頻率發(fā)生器，該可控頻率發(fā)生器允許選擇兩種或更多種的工作頻率(優(yōu)選在300kHz到850kHz的范圍內(nèi))。如果金屬檢測裝置被設(shè)計(jì)為工作在兩種或更多種工作頻率，則設(shè)置兩個(gè)或更多個(gè)的調(diào)諧電容器，該兩個(gè)或更多個(gè)的調(diào)諧電容器能夠單獨(dú)或組合地連接到發(fā)射器線圈，以便形成調(diào)諧到所選工作頻率的諧振電路。在優(yōu)選實(shí)施例中，在100:1到2000:1的范圍內(nèi)選擇變壓器繞組的電感與發(fā)射器線圈的電感的比。優(yōu)選地，變壓器繞組的電感和發(fā)射器線圈的電感的比在最低工作頻率的范圍內(nèi)被設(shè)置在100:1到200:1的范圍內(nèi)，并且在最高工作頻率的范圍內(nèi)被設(shè)置在1000:1到2000:1的范圍內(nèi)。因此，在每個(gè)工作領(lǐng)域中，能夠?qū)崿F(xiàn)期望的諧振電路的去耦合。在另外的優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置了控制單元，對該控制單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得能夠從第ー組抽頭中選擇所述第一抽頭，和/或其中能夠從第二組抽頭中選擇所述第二抽頭，從而對于較高工作頻率，增大變壓器繞組的繞組線圈的比值(n+m)/n，并且對于較低工作頻率，減小變壓器繞組的繞組線圈的比值(n+m)/n。對比值(n+m)/n進(jìn)行選擇，從而對于每個(gè)工作頻率，在發(fā)射器線圈兩端產(chǎn)生期望的電壓。優(yōu)選地，對比值(n+m)/n進(jìn)行選擇，使得當(dāng)工作頻率改變時(shí)，流經(jīng)放大器的電流并不顯著變化。對抽頭進(jìn)行選擇，從而當(dāng)發(fā)射器線圈具有期望的電壓時(shí)放大器中的電流處于最優(yōu)值。優(yōu)選地，當(dāng)工作頻率改變時(shí)，放大器的電流與最優(yōu)的放大器電流值偏離不超過10%-20%。在優(yōu)選實(shí)施例中，相比于由變壓器繞組的第一抽頭決定的變壓器繞組的繞組線圈數(shù)量n，由變壓器繞組的第二抽頭決定的變壓器繞組的繞組線圈數(shù)量n+m在工作頻率的頻率范圍的較低端處高了 2到3倍，并且在工作頻率的頻率范圍的較高端處高了 5到15倍。在另外的優(yōu)選實(shí)施例中，變壓器包括具有第一抽頭、第二抽頭和中心抽頭的次級繞組，基準(zhǔn)信號從該次級繞組被提供到設(shè)置在接收器單元中的信號處理單元，該基準(zhǔn)信號用于檢測信號變化，該信號變化是由正穿過發(fā)射器線圈并且穿過被中心抽頭的接收器線圈的分離對稱線圈節(jié)段的產(chǎn)品或污染物誘發(fā)的。利用該措施，能夠獲得完全與被施加到發(fā)射器線圈的發(fā)射器信號相對應(yīng)的基準(zhǔn)。在另外的優(yōu)選實(shí)施例中，諧振電路的調(diào)諧電容器被直接附著到發(fā)射器線圈的抽頭。以該方式，保持諧振電路緊湊，并且使否則將降低靈敏度的損耗最小化。優(yōu)選地，設(shè)置屏蔽將諧振電路與金屬檢測裝置的電氣部 分或電子部分隔離。例如，變壓器的鐵芯是鐵氧體鐵芯，優(yōu)選地是罐形鐵芯的類型。該類型允許制造出創(chuàng)新的變壓器，該創(chuàng)新的變壓器在主要的實(shí)施例中僅包含圍繞柱形鐵芯轉(zhuǎn)動(dòng)的單個(gè)變壓器繞組。在本申請中，該變壓器展現(xiàn)了而且具有最小插入損耗的優(yōu)選特性。


已經(jīng)陳述了本發(fā)明的ー些目的和優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)結(jié)合附圖考慮下面的具體實(shí)施方式
時(shí)將發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1示出了創(chuàng)新的金屬檢測裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了創(chuàng)新的金屬檢測裝置的框圖，該金屬檢測裝置包括發(fā)射器単元1，具有發(fā)射器線圈21、第一接收器線圈31和第二接收器線圈32的平衡線圈系統(tǒng)，接收器單元4，信號處理單元6以及控制単元5。該控制単元5包括標(biāo)準(zhǔn)接ロ、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，優(yōu)選為鍵盤和監(jiān)視器。圖1還象征性示出了傳送器8，在傳送器8上，可能包括污染物C的產(chǎn)品P被傳送通過發(fā)射器線圈21和接收器線圈31、32。發(fā)射器単元1包括頻率發(fā)生器11，該頻率發(fā)生器11將具有工作頻率fTX的信號提供給功率放大器12的輸入端，功率放大器12例如根據(jù)Α類或Β類標(biāo)準(zhǔn)來工作。優(yōu)選通過第一開關(guān)組14的開關(guān)將功率放大器12的輸出施加到變壓器13的單個(gè)繞組的第一組抽頭141、142、143中的抽頭，該變壓器13的單個(gè)繞組包括第二組抽頭151、152、153、154，并且圍繞鐵芯9轉(zhuǎn)動(dòng)。鐵芯9例如是鐵氧體鐵芯，優(yōu)選是具有柱形鐵芯的罐形鐵芯。發(fā)射器線圈21通過第二開關(guān)組15的開關(guān)連接到第二組抽頭151、152、153、154中的抽頭。另外，調(diào)諧電容器221穩(wěn)固地連接到發(fā)射器線圈21的抽頭，從而形成諧振LC電路，該諧振LC電路被調(diào)諧到金屬檢測裝置的第一工作頻率fTX。通過具有開關(guān)231、232的開關(guān)組23，附加的調(diào)諧電容器222、223能夠并聯(lián)連接到第一調(diào)諧電容器221，以便將諧振電路的諧振頻率調(diào)節(jié)為能夠在頻率發(fā)生器11處選擇的另外的工作頻率fTX。因此，本發(fā)明不僅能夠被應(yīng)用于僅使用ー種工作頻率fTX的裝置，還可以被應(yīng)用于使用ー種或更多種工作頻率fTX(優(yōu)選在300kHz到850kHz的范圍內(nèi))的任何金屬檢測裝置。變壓器繞組131包括在第一組141、142、143中的第一抽頭141與公共電勢之間的數(shù)量為η的繞組線圏，以及在第二組抽頭151、152、153、154中的第一抽頭151與公共電勢之間的數(shù)量為n+m的繞組線圏。發(fā)射器線圈21包括數(shù)量為q的繞組線圏。
通過選擇抽頭141、142、143、151、152、153、154來用于功率放大器12與發(fā)射器線圈21的相互連接,可以在大范圍內(nèi)適當(dāng)選擇傳輸比(transmission ratio)。對初級變壓器繞組131的繞組線圈與發(fā)射器線圈21的繞組線圈的比值(n+m)/q進(jìn)行選擇，使得初級變壓器繞組131的電感至少高于發(fā)射器線圈21的電感十倍。利用對比值(n+m)/q的該選擇以及得到的電感差別，對于變壓器繞組131而言，獲得了高阻抗，而對于合并到諧振電路中的發(fā)射器線圈21而言，獲得低阻杭。因此，變壓器13對諧振電路的影響依然很小。為了避免干擾，進(jìn)一歩利用金屬屏蔽7保護(hù)諧振電路。在優(yōu)選實(shí)施例中，依據(jù)工作頻率fTX，將初級變壓器繞組131的電感與發(fā)射器線圈21的電感的比選擇為在100:1和2000:1之間的范圍內(nèi)。隨著電感的比的增加，能夠獲得諧振電路的最優(yōu)去耦。優(yōu)選地，在可選擇的最低工作頻率fTX的范圍內(nèi)，將初級變壓器繞組131的電感與 發(fā)射器線圈21的電感的比設(shè)置在100:1到200:1的范圍內(nèi)。在最高工作頻率fTX的范圍內(nèi)，將初級變壓器繞組131的電感與發(fā)射器線圈21的電感的比優(yōu)選設(shè)置在1000:1到2000:1的范圍內(nèi)。在典型實(shí)施例中，與由初級變壓器繞組131的第一組抽頭141、142、143的第一抽頭141決定的初級變壓器繞組131的繞組線圈的數(shù)量n相比，由第二組抽頭151、152、153、154的第一抽頭151決定的初級變壓器繞組131的繞組線圈的數(shù)量n+m在工作頻率fTX的頻率范圍的較低端處高了 2到3倍，在工作頻率fTX的頻率范圍的較高端處高了 5到15倍。第一組141、142、143中的第一抽頭141與公共電勢之間的繞組線圈數(shù)量n例如等于5。第二組151、152、153、154中的第一抽頭151與公共電勢之間的繞組線圈數(shù)量％例如等于11。第二組151、152、153、154中的最后ー個(gè)抽頭154與公共電勢之間的繞組線圈數(shù)量mH例如等于33。優(yōu)選地，各個(gè)抽頭151、152、153、154之間的繞組線圈是均勻分布的。例如，第一組抽頭可以被簡化為單個(gè)抽頭141。然而，利用多于ー個(gè)的抽頭141、142、143，顯著增強(qiáng)了選擇適當(dāng)電壓的靈活性。優(yōu)選地，對開關(guān)組14和開關(guān)組15的設(shè)置進(jìn)行選擇，使得對于較高工作頻率fTX，增大初級變壓器繞組(131)的繞組線圈的比值(n+m)/n，而對于較低工作頻率fTX，減小初級變壓器繞組(131)的繞組線圈的比值(n+m)/n。通過該措施，針對每個(gè)工作頻率fTX，可以單獨(dú)調(diào)整發(fā)射器線圈21兩端產(chǎn)生的電壓。在優(yōu)選實(shí)施例中，對開關(guān)組14和開關(guān)組15進(jìn)行致動(dòng)，使得功率放大器12中流動(dòng)的電流與所選的工作頻率fTX無關(guān)地保持大致恒定。因此，功率放大器工作在優(yōu)選的模式下。作為結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了金屬檢測裝置在工作頻率fTX的整個(gè)范圍內(nèi)的穩(wěn)定性能?？梢员苊庹{(diào)節(jié)和自動(dòng)控制、用于調(diào)整接收器增益的閉環(huán)電路、以及由幅值變化以及頻率變化引起的錯(cuò)誤測量結(jié)果。在圖中還示出了初級變壓器繞組131耦接到次級變壓器繞組132，次級變壓器繞組132在第一抽頭1321與第二抽頭1323之間包括中心抽頭1322。次級繞組132兩端出現(xiàn)的電壓被作為基準(zhǔn)信號饋送到信號處理單元6，當(dāng)沒有產(chǎn)品P和/或污染物C穿過平衡線圈系統(tǒng)21、3時(shí)，次級繞組132兩端出現(xiàn)的電壓完全對應(yīng)于接收器線圈3兩端出現(xiàn)的信號。因此，利用基準(zhǔn)信號SKEF，能夠精確檢測由產(chǎn)品P或污染物C誘發(fā)的接收信號的變化。由于基準(zhǔn)信號Skef被鎖相到位于功率放大器12的輸出端處的發(fā)射器信號STX，所以能夠以最高的精確度執(zhí)行信號變化的檢測。避免了可能否則發(fā)生在發(fā)射器電子器件的邏輯模塊中的相位偏移。該創(chuàng)新的金屬檢測裝置包括控制單元5，該控制単元5通過控制線51控制頻率發(fā)生器11，通過控制線52控制開關(guān)組14的設(shè)置，通過控制線53控制開關(guān)組15，并且通過控制線54控制諧振電路的調(diào)諧電容器222、223的開關(guān)231、232。另外，控制單元5通過通信通道60連接到信號處理單元6。
優(yōu)選地，控制單元5包括支持該創(chuàng)新的金屬檢測裝置的自動(dòng)工作的計(jì)算機(jī)程序。
權(quán)利要求
1.ー種金屬檢測裝置，包括發(fā)射器単元(I)，所述發(fā)射器単元(I)將發(fā)射器信號提供到發(fā)射器線圈(21 )，所述發(fā)射器線圈(21)耦合到接收器線圈(3 )，所述接收器線圈(3 )連接到接收器單元(4)的輸入端，所述發(fā)射器単元(I)包括頻率發(fā)生器(11)，所述頻率發(fā)生器(11)將工作頻率(fTX)提供到放大器級(12)的輸入端，所述放大器級(12)的輸出端通過變壓器(13)連接到所述發(fā)射器線圈(21)，其特征在于所述放大器級(12)的輸出端連接到第一抽頭(141 ；142 ;143)，并且所述發(fā)射器線圈(21)連接到所述變壓器(13)的同一初級變壓器繞組(131)的第二抽頭(151 ；152 ；153 ;154)，在所述第一抽頭和公共電勢之間具有數(shù)量為n的繞組線圈，在所述第二抽頭(151 ；152 ；153 ;154)和所述公共電勢之間具有數(shù)量為n+m的繞組線圈，其中，所述發(fā)射器線圈(21)包括數(shù)量為q的繞組線圈，并且被并聯(lián)連接到電容器(221)，因此形成被調(diào)諧到所述工作頻率(fTX)的諧振電路，并且其中，對所述初級變壓器繞組(131)的繞組線圈與所述發(fā)射器線圈(21)的繞組線圈的比值(n+m)/q進(jìn)行選擇，使得所述初級變壓器繞組(131)的電感高于所述發(fā)射器線圈(21)的電感至少十倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬檢測裝置，其中，能夠從第一組抽頭(141；142 ；143)中選擇所述第一抽頭，和/或其中，能夠從連接到具有多個(gè)繞組線圈的所述初級變壓器繞組(131)的第二組抽頭(151 ；152 ；153 ; 154)中選擇所述第二抽頭，以允許在I到15的范圍內(nèi)選擇比值(n+m)/n。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的金屬檢測裝置，其中，設(shè)置了可控頻率發(fā)生器(11)，所述可控頻率發(fā)生器允許選擇兩個(gè)或更多個(gè)的工作頻率(fTX)，所述工作頻率優(yōu)選在300kHz到850kHz的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬檢測裝置，其中，設(shè)置ー個(gè)或多個(gè)調(diào)諧電容器(222；223)，所述ー個(gè)或多個(gè)調(diào)諧電容器(222 ；223)能夠單獨(dú)地或組合地連接到所述發(fā)射器線圈(21)，以便形成被調(diào)諧到所選工作頻率(fTX)的諧振電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的金屬檢測裝置，其中，能夠在100:1到2000:1的范圍內(nèi)選擇所述初級變壓器繞組(131)的電感與所述發(fā)射器線圈(21)的電感的比值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬檢測裝置，其中，對于最低工作頻率(fTX)，所述初級變壓器繞組(131)的所述電感與所述發(fā)射器線圈(21)的所述電感的所述比值被設(shè)置在100:1到200:1的范圍內(nèi)，以及對于最高工作頻率(fTX)，所述初級變壓器繞組(131)的所述電感與所述發(fā)射器線圈(21)的所述電感的所述比值被設(shè)置在1000:1到2000:1的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6之一所述的金屬檢測裝置，其中，設(shè)置了控制單元(5)，對所述控制単元(5)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得能夠從第一組抽頭(141 ；142 ;143)中選擇所述第一抽頭，和/或其中，能夠從第二組抽頭(151 ；152 ；153 ；154)中選擇所述第二抽頭，從而對于較高工作頻率(fTX)，增大所述初級變壓器繞組(131)的所述繞組線圈的所述比值(n+m) /n,而對于較低工作頻率(fTX)，減小所述初級變壓器繞組(131)的所述繞組線圈的所述比值(n+m)/n。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬檢測裝置，其中，能夠針對每個(gè)工作頻率(fTX)選擇所述比值(n+m)/n，使得在發(fā)射器線圈(21)兩端產(chǎn)生期望的電壓，并且對于所選的所有工作頻率(fTX)，在最優(yōu)值處所述放大器(12 )中的電流是近似恒定的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的金屬檢測裝置，與由所述初級變壓器繞組(131)的所述第一抽頭(141 ；142 ；143)決定的所述初級變壓器繞組(131)的繞組線圈的數(shù)量n相比，由所述第二抽頭(151 ；152 ；153 ;154)決定的所述初級變壓器繞組(131)的繞組線圈的數(shù)量n+m在所述工作頻率(fTX)的頻率范圍的較低端處高了 2到3倍，而在所述工作頻率(fTX)的頻率范圍的較高端處高了 5到15倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的金屬檢測裝置，其中，所述變壓器(13)包括次級繞組(132)，所述次級繞組具有第一抽頭(1321 )、第二抽頭(1323)和中心抽頭(1322)，將基準(zhǔn)信號(Skef)從所述次級繞組提供到設(shè)置在所述接收器単元(4)中的信號處理單元(6)，所述基準(zhǔn)信號(Skef)用于檢測由正穿過所述發(fā)射器線圈(21)并且穿過中心抽頭的所述接收器線圈(3)的分離對稱線圈節(jié)段(31、32)的產(chǎn)品(P)或污染物(C)誘發(fā)的信號變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10之一所述的金屬檢測裝置，其中，所述調(diào)諧電容器(221、222、223)直接附著到所述發(fā)射器線圈(21)的所述抽頭。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11之一所述的金屬檢測裝置，其中，所述變壓器包括鐵氧體鐵芯，所述鐵氧體鐵芯優(yōu)選是罐形鐵芯類型(9 )。
全文摘要
金屬檢測裝置包括發(fā)射器單元，發(fā)射器單元將發(fā)射器信號提供到發(fā)射器線圈，發(fā)射器線圈耦合到接收器線圈，接收器線圈連接到接收器單元的輸入端，發(fā)射器單元包括頻率發(fā)生器，頻率發(fā)生器將工作頻率提供到放大器級的輸入端，放大器級的輸出端通過變壓器連接到發(fā)射器線圈。根據(jù)本發(fā)明，放大器級的輸出端連接到第一抽頭，并且發(fā)射器線圈連接到變壓器的同一變壓器繞組的第二抽頭，其中發(fā)射器線圈被并聯(lián)連接到電容器，因此形成被調(diào)諧到工作頻率的諧振電路，并且其中，對變壓器繞組的繞組線圈與發(fā)射器線圈的繞組線圈的比值進(jìn)行選擇，使得變壓器繞組的電感高于發(fā)射器線圈的電感至少十倍。
文檔編號G01V3/11GK102955173SQ20121030091
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者D·G·萊昂 申請人:梅特勒-托利多安全線有限公司