專利名稱：一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及金屬檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
金屬探測器(Metal Detector)是一種用于檢測空間或其它物體之中是否混有金屬的檢測儀器。它作為一種重要的檢測設(shè)備，已被廣泛地應(yīng)用于社會生活和工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域。在軍事上，金屬探測器可用于檢測地雷；在考古方面，金屬探測器可用于探測古墓中金銀等貴重金屬、青銅器具和錢幣等；在礦產(chǎn)勘探中，金屬探測器可用于探尋地下金屬礦產(chǎn)；在工業(yè)生產(chǎn)中，金屬探測器用于實時監(jiān)測，可防止在食品和紡織物中存在金屬物質(zhì)等?，F(xiàn)在的金屬探測器，其主要功能仍然是探測金屬的有無，不具備區(qū)分金屬種類的功能。也即，普通的金屬探測器對所有的金屬都會報警，當(dāng)我們只需要對某種特定的金屬進行報警而不對其它金屬報警時，普通的金屬探測器顯得無能為力。例如，在以金屬產(chǎn)品為主的礦場、工廠和作坊等場所，有時候我們需要防止某些人員私自攜帶某種特定的貴重金屬外出。這時，我們需要一種能辨別該貴重金屬的裝置，當(dāng)此類金屬出現(xiàn)在該裝置的探測范圍之內(nèi)時，該裝置進行報警，當(dāng)其它金屬進入范圍之內(nèi)時，不進行報警。這就是具備金屬區(qū)分功能的金屬探測器，它不僅可用于貴重金屬的防盜，也可用于辨別不明金屬等場合。目前金屬探測器的傳感器大多數(shù)為電感式、電容式、磁敏式、電磁場式、電渦流式傳感器，有自己特定的應(yīng)用場合，主要檢測較大游離狀的金屬物質(zhì)，測量精度不高，不能進行在線檢測，也不能根據(jù)檢測對象的不同修改相關(guān)的測量參數(shù)，系統(tǒng)功能較少，尤其是電容式在檢測中受現(xiàn)場干擾太大，測量結(jié)果失真。國內(nèi)金屬探測器的企業(yè)主要生產(chǎn)模擬式金屬探測器，其結(jié)構(gòu)簡單、功能單一，檢測精度也不高。經(jīng)過幾年的發(fā)展，國內(nèi)部分企業(yè)推出了自己的數(shù)字式金屬探測器，其綜合性能相對模擬式己經(jīng)有了大幅度提高，但是技術(shù)上而言他們主要采用單片機的結(jié)構(gòu)，運算速度及精度相對較低。因此，如何將上述技術(shù)問題加以解決，即為本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究方向所在。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的主要目的是提供一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，以有效解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題。為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，其包括—數(shù)字信號處理器，其是一具有多通道串口的主控制器；一 CPLD邏輯器件，其與所述的數(shù)字信號處理器相連；一數(shù)模芯片，其與所述數(shù)字信號處理器相連，所述數(shù)字信號處理器的多通道串口控制所述數(shù)模芯片產(chǎn)生相同的兩路單頻信號；一第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其與CPLD邏輯器件相連，用以將其中一路單頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將此轉(zhuǎn)換信號作為一參考信號；一高功率運算放大器，其與所述的數(shù)模芯片相連，將另一路單頻信號進行放大后加載到一發(fā)射線圈上，在探測區(qū)域產(chǎn)生交變的磁場；一多路接收線圈，其用于接收所述發(fā)射線圈發(fā)射的信號，并將接收的信號通過一放大器進行放大；一第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其與CPLD邏輯器件及所述的多路放大器相耦接，用于將所述放大器放大的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一數(shù)字信號，該數(shù)字信號與所述參考信號通過所述CPLD邏輯器件及數(shù)字信號處理器進行處理。實施時，所述的還包括一串口芯片，其與所述的CPLD邏輯器件相連，用以進行串 口通訊。實施時，還包括一 RAM存儲器，其所述的CPLD邏輯器件相連，用以存儲數(shù)字信號。實施時，還包括一濾波器，其與所述的放大器及所述的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，用以對所述放大器放大的信號進行濾波。實施時，還包括一模擬開關(guān)，其連接于所述的多路接收線圈及所述的放大器。實施時，所述的數(shù)字信號處理器為TMS320C5416。實施時，所述的CPLD邏輯器件為EPM570。實施時，所述的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD9220。實施時，所述的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD9220。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于能夠精確的測量IOg大小的不同種類金屬相位，進而達(dá)到分辨金屬種類和大小的能力，具有較高的精度。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)組成示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖I所示，為本實用新型一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)組成示意圖，本實用新型的一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)包括一數(shù)字信號處理器(DSP) 1，其是一多總線、先進的改進哈佛結(jié)構(gòu)、資源豐富、高速、具有多通道串口的數(shù)字信號處理器，其是本系統(tǒng)的核心，是一具有多通道串口的主控制器，負(fù)責(zé)產(chǎn)生信號、數(shù)據(jù)采集、與上位機進行通信、及提取金屬渦流效應(yīng)的相位信息，其中，所述的數(shù)字信號處理器I可為TMS320C5416。一 CPLD邏輯器件2，其與所述的數(shù)字信號處理器相連1，在本實用新型中，通過CPLD邏輯器件1，使DSPl與其它的外圍器件進行連接，所述的CPLD邏輯器件2可選用EPM570。一數(shù)模芯片3，其用于產(chǎn)生單頻信號，與所述數(shù)字信號處理器I相連，所述數(shù)字信號處理器I的多通道串口控制所述數(shù)模芯片3產(chǎn)生相同的兩路單頻信號，一路單頻信號通過一第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器4進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將此轉(zhuǎn)換信號作為后級信號處理的參考信號，另一路經(jīng)過一高功率放大器5放大后加載到發(fā)射線圈6上，在探測區(qū)域產(chǎn)生交變的磁場。一多路接收線圈7，其用于接收所述發(fā)射線圈6發(fā)射的信號，并將接收的信號通過一放大器8進行放大,產(chǎn)生一放大信號，該放大信號通過一濾波器9進行濾波后,通過一第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器10進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，即產(chǎn)生一數(shù)字信號，該數(shù)字信號與所述參考信號通過所述 CPLD邏輯器件2及數(shù)字信號處理器I進行處理，在所述的多路接收線圈7及所述的放大器8之間還可以包括一多路模擬開關(guān)11，用于對多路信號進行選擇。本實用新型還包括一串口芯片12，其與所述的CPLD邏輯器件2相連，用以進行串口通訊。 本實用新型還包括一 RAM存儲器13，其所述的CPLD邏輯器件2相連，用以存儲數(shù)字信號，本實用新型的數(shù)字信號處理部分是通過第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器10進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，由CPLD邏輯器件2將采樣的信號存入RAM存儲器13中，后由數(shù)字信號處理器I將RAM存儲器13中的數(shù)字信號讀入內(nèi)存中，進行數(shù)字信號處理提取相位幅值信息，其中所述的第一的模數(shù)轉(zhuǎn)換器4及第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器10均可采用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD9220。綜上所述，本實用新型是一種基于DSP和CPLD架構(gòu)全數(shù)字化的探測金屬渦流效應(yīng)的相位信息的系統(tǒng)，能夠精確的測量IOg大小的不同種類金屬相位，進而達(dá)到分辨金屬種類和大小的能力，因此，具有極聞的精度。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，其特征在于，其包括 一數(shù)字信號處理器，其是一具有多通道串口的主控制器； 一 CPLD邏輯器件，其與所述的數(shù)字信號處理器相連； 一數(shù)模芯片，其與所述數(shù)字信號處理器相連，所述數(shù)字信號處理器的多通道串口控制所述數(shù)模芯片產(chǎn)生相同的兩路單頻信號； 一第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其與CPLD邏輯器件相連，用以將其中一路單頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將此轉(zhuǎn)換信號作為一參考信號； 一高功率運算放大器，其與所述的數(shù)模芯片相連，將另一路單頻信號進行放大后加載到一發(fā)射線圈上，在探測區(qū)域產(chǎn)生交變的磁場； 一多路接收線圈，其用于接收所述發(fā)射線圈發(fā)射的信號，并將接收的信號通過一放大器進行放大； 一第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其與CPLD邏輯器件及所述的放大器相耦接，用于將所述放大器放大的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一數(shù)字信號，該數(shù)字信號與所述參考信號通過所述CPLD邏輯器件及數(shù)字信號處理器進行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，其< >特征在于，所述的還包括一串口芯片，其與所述的CPLD邏輯器件相連，用以進行串口通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括一 RAM存儲器，其所述的CPLD邏輯器件相連，用以存儲數(shù)字信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括一濾波器，其與所述的放大器及所述的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，用以對所述放大器放大的信號進行濾波。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括一模擬開關(guān)，其連接于所述的多路接收線圈及所述的放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)字信號處理器為TMS320C5416。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的CPLD邏輯器件為EPM570。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD9220。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD9220。
專利摘要本實用新型公開一種全數(shù)字化的金屬渦流效應(yīng)相位探測的信號處理系統(tǒng)，其包括一數(shù)字信號處理器，其是一具有多通道串口的主控制器；一CPLD邏輯器件，其與所述的數(shù)字信號處理器相連；一數(shù)模芯片，其與所述數(shù)字信號處理器相連；一兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其與CPLD邏輯器件相連，其一用以將一路單頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將此轉(zhuǎn)換信號作為一參考信號，其二用以將接收信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將所得的數(shù)字信號傳至數(shù)字信號處理器用于提取相位信息；一高功率運算放大器，其與所述的數(shù)模芯片相連，將其中一路單頻信號進行放大后加載到一發(fā)射線圈上；一多路接收線圈，其用于接收所述發(fā)射線圈發(fā)射的信號；本實用新型是一基于DSP的相位系統(tǒng)，精度較高。
文檔編號G01V3/11GK202533593SQ20122020479
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者杜少軒, 趙建業(yè), 黃華 申請人:東莞市銅探電子科技有限公司