本發(fā)明涉及傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)體檢測(cè)傳感器。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的金屬傳感器通常通過(guò)激勵(lì)線圈施加特定的激勵(lì)信號(hào)，使激勵(lì)線圈產(chǎn)生特定的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)在導(dǎo)體中產(chǎn)生渦流，渦流引起二次磁場(chǎng)。磁場(chǎng)傳感器感應(yīng)一次磁場(chǎng)與二次磁場(chǎng)疊加的變化即可判斷是否有被測(cè)金屬物體鄰近線圈。

2、現(xiàn)有傳感器對(duì)金屬實(shí)現(xiàn)檢測(cè)靈敏距離不變的方式往往是通過(guò)硬件進(jìn)行震蕩，然后通過(guò)震蕩狀態(tài)與待測(cè)物距離的關(guān)系推斷出檢測(cè)距離，或者通過(guò)算法識(shí)別反饋實(shí)現(xiàn)檢測(cè)距離可變。

3、現(xiàn)有針對(duì)金屬距離檢測(cè)的主要有如下幾種。1)直接測(cè)量式電感傳感器，2)檢測(cè)距離可調(diào)整式電感傳感器，3)具有特殊線圈結(jié)構(gòu)的電感傳感器。

4、1)直接測(cè)量式傳感器。直接測(cè)量式傳感器基于電磁感應(yīng)原理，直接測(cè)量由激勵(lì)線圈和被測(cè)物中渦流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)，并通過(guò)幅值和相位的改變分析出傳感器距離待測(cè)物的距離。

5、2)檢測(cè)距離可調(diào)整式電感傳感器。基于震蕩變壓器原理，當(dāng)待測(cè)物接近時(shí)，產(chǎn)生渦流損耗，改變振蕩器震蕩狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)待測(cè)物距離檢測(cè)。

6、3)具有特殊線圈結(jié)構(gòu)的電感傳感器。該傳感器以多種線圈通過(guò)并聯(lián)或串聯(lián)的方式集中于一塊低膨脹系數(shù)的電路板上，與外置電容形成震蕩的方式工作。這種具有特殊結(jié)構(gòu)的線圈可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種金屬實(shí)現(xiàn)金屬檢測(cè)距離無(wú)衰減。

7、上述現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點(diǎn)：

8、a)基于震蕩原理對(duì)工作環(huán)境以及電路參數(shù)要求較高，難以保證傳感器一致性與泛用性。

9、b)通過(guò)硬件反饋方式工作的傳感器電路復(fù)雜，成本高。

10、c)特殊結(jié)構(gòu)線圈對(duì)工藝要求高，電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，一致性穩(wěn)定性難以保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)體檢測(cè)傳感器，其包括：

2、信號(hào)源，與線圈連接，用于向線圈施加激勵(lì)信號(hào)，以激勵(lì)線圈產(chǎn)生一次磁場(chǎng)；

3、延時(shí)觸發(fā)模塊，與所述信號(hào)源連接，用于檢測(cè)激勵(lì)信號(hào)的邊沿，并在檢測(cè)到邊沿后延遲預(yù)定時(shí)間發(fā)出控制信號(hào)；

4、信號(hào)處理電路，與所述線圈連接，以檢測(cè)所述線圈兩端的電壓；其響應(yīng)于所述控制信號(hào)，用于輸出所述控制信號(hào)時(shí)所述線圈兩端的電壓幅值或控制信號(hào)發(fā)出后預(yù)定周期內(nèi)所述線圈兩端的電壓幅值的積分值，并根據(jù)電壓幅值或積分值判斷鄰近所述線圈的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)是否有被測(cè)金屬物體。

5、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述預(yù)定時(shí)間的時(shí)長(zhǎng)滿足于：當(dāng)所述激勵(lì)信號(hào)的邊沿出現(xiàn)后，經(jīng)過(guò)所述預(yù)定時(shí)間，對(duì)于目標(biāo)材質(zhì)范圍內(nèi)各種材質(zhì)的被測(cè)金屬物體使得所述線圈兩端的電壓幅值或者積分值處于預(yù)定范圍內(nèi)。

6、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述目標(biāo)材質(zhì)范圍包括；304不銹鋼、黃銅、6061鋁合金。

7、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述預(yù)定時(shí)間的時(shí)長(zhǎng)為2.5～7us；對(duì)電壓幅值進(jìn)行積分的預(yù)定周期為0.8～1.6us。

8、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述激勵(lì)信號(hào)為方波或者脈沖波；所述延時(shí)觸發(fā)模塊在上升沿或下降沿發(fā)送所述控制信號(hào)。

9、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述線圈為高電感線圈。

10、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述信號(hào)處理電路包括依次連接的電壓跟隨模塊、濾波模塊、放大電路以及積分電路。

11、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述積分電路與所述放大電路之間設(shè)置有濾波電路。

12、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

13、a)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)。

14、b)傳感器距離待測(cè)物的距離遠(yuǎn)近對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響不大，可適應(yīng)多種導(dǎo)電率差異比較大的被測(cè)金屬物體。

15、c)非諧振方式工作，對(duì)方波或脈沖的周期穩(wěn)定性要求不高，可以直接使用rc振蕩電路實(shí)現(xiàn)激勵(lì)源。

16、d)檢測(cè)頻率高，本發(fā)明的傳感器可以單周期內(nèi)完成檢測(cè)，檢測(cè)頻率取決于提取特征的時(shí)間，意味著傳感器響應(yīng)速率可以很高，接近mhz。

17、e)電壓提取方式多樣化，如單點(diǎn)電壓提取，區(qū)域電壓積分提取，且提取方法不需要繁雜的數(shù)據(jù)處理。

18、f)單線圈工作，分析簡(jiǎn)單，不需要考慮雙線圈的相對(duì)位置關(guān)系。

技術(shù)特征：

1.一種金屬檢測(cè)傳感器，其特征在于包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬檢測(cè)傳感器，其特征在于：所述預(yù)定時(shí)間的時(shí)長(zhǎng)滿足于：當(dāng)所述激勵(lì)信號(hào)的邊沿出現(xiàn)后，經(jīng)過(guò)所述預(yù)定時(shí)間，對(duì)于目標(biāo)材質(zhì)范圍內(nèi)各種材質(zhì)的被測(cè)金屬物體使得所述線圈兩端的電壓幅值或者積分值處于預(yù)定范圍內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬檢測(cè)傳感器，其特征在于：所述目標(biāo)材質(zhì)范圍包括；304不銹鋼、黃銅、6061鋁合金。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬檢測(cè)傳感器，其特征在于：所述預(yù)定時(shí)間的時(shí)長(zhǎng)為2.5～7us；對(duì)電壓幅值進(jìn)行積分的預(yù)定周期為0.8～1.6us。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬檢測(cè)傳感器，其特征在于：所述激勵(lì)信號(hào)為方波或者脈沖波；所述延時(shí)觸發(fā)模塊在上升沿或下降沿發(fā)送所述控制信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬檢測(cè)傳感器，其特征在于：所述線圈為高電感線圈。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬檢測(cè)傳感器，其特征在于：所述信號(hào)處理電路包括依次連接的電壓跟隨模塊、濾波模塊、放大電路以及積分電路。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種金屬檢測(cè)傳感器，其特征在于：所述積分電路與所述放大電路之間設(shè)置有濾波電路。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種金屬檢測(cè)傳感器，其包括：信號(hào)源，與線圈連接，用于向線圈施加激勵(lì)信號(hào)，以激勵(lì)線圈產(chǎn)生一次磁場(chǎng)；延時(shí)觸發(fā)模塊，與所述信號(hào)源連接，用于檢測(cè)激勵(lì)信號(hào)的邊沿，并在檢測(cè)到邊沿后延遲預(yù)定時(shí)間發(fā)出控制信號(hào)；信號(hào)處理電路，與所述線圈連接，以檢測(cè)所述線圈兩端的電壓；其響應(yīng)于所述控制信號(hào)，用于輸出所述控制信號(hào)時(shí)所述線圈兩端的電壓幅值或控制信號(hào)發(fā)出后預(yù)定周期內(nèi)所述線圈兩端的電壓幅值的積分值，并根據(jù)電壓幅值或積分值判斷鄰近所述線圈的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)是否有被測(cè)金屬物體。該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)。檢測(cè)結(jié)果對(duì)部分待測(cè)物的電導(dǎo)率不敏感，可適應(yīng)多種材質(zhì)的被測(cè)金屬物體。

技術(shù)研發(fā)人員：許永童,謝勇,姜春華,吳施慶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海蘭寶傳感科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19