专利名称：一种基于电磁传感器的鞋内可疑金属物检测装置与方法
技术领域：
本发明属于电磁传感器技术领域，涉及一种鞋内可疑金属物检测装置及检测方 法。
背景技术：
自美国“9. 11”事件后，世界范围内的恐怖主义活动和暴力犯罪事件频繁发生，其 隐蔽性、突发性、�：π栽嚼丛酱螅蚝娇瞻踩媪傺现氐耐玻窈桨踩觳楣ぷ饕裁� 临着更大的压力和挑战。国内一些航空事件的发生也进一步反映出机场安全检查出现的薄 弱环节，体现出了安全检查在航空安全工作中的核心地位。劫机、贩毒等犯罪活动屡禁不 止，高科技犯罪日益猖獗，对民航安全工作提出了更高的要求。机场相对落后的安检管理手 段已难以适应新的形势的要求。基于以上因素，在机场建立一个安全、稳定、便捷、快速的安全检查模式，为机场安 全检查提供有效的安检手段，对于提高安检水平，有力地打击社会犯罪，维护社会安定，确 保空防安全等具有重大意义。相比于机�。鸪嫡竞推嫡镜陌布炀兔挥心敲囱细窳耍鼋鋈寐每屯ü簧劝� 检门，而鞋子部位的检测是目前安检门的检测盲区，确定鞋内是否藏有手枪、匕首、子弹和 雷管等违禁物品至关重要，需要发明切实可行的技术来补充安检门的不足，并且免除拖鞋 检查所带来的繁琐、费时。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提出一种电磁方法检测鞋内可疑金属 物的装置。本发明采用如下的技术方案一种基于电磁传感器的鞋内可疑金属物检测装置，包括至少一个电磁传感器、信号发生单元、功率放大器、信号采集单元、上位计算机，所述的电磁传感器包括位于同一个 平面上的作为激励线圈的外部线圈和作为接收线圈的内部线圈，所述外部线圈由导线在一 个大矩形框上绕制而成，由导线的两端作为激励输入端；所述内部线圈为两个线圈，包括位 于外部线圈内部的两个并列排布的面积相同的小矩形框，每个小矩形框有两条边分别与另 一个小矩形框的两条边相互平行，另外的四个边也相互平行，一根导线从一个小矩形框上 缠绕一圈后又从另一个小矩形框上按照相同的绕线密度和匝数缠绕一圈，从导线两端引出 检测输出端；两个小矩形框相互平行的四个边中，两个框相邻的一对边绕线方向一致，另外 一对边绕线方向也一致，从而使内部线圈呈差分结构；上位计算机控制信号发生单元发出 的激励信号经过功率放大器后被接在激励输入端，信号采集单元从检测输出端采集接收线 圈的感应信号，其输出被送入上位计算机，由上位计算机根据采集的感应信号判别踩到埋 置该电磁传感器的地板的鞋内有无可疑金属物。每个线圈的绕线匝数介于1-1000之间；绕线直径在0. Olmm-IOmm之间。本发明同时提供一种利用上述装置实现的鞋内可疑金属物检测方法，包括下列步骤a)将一个或一个以上的电磁传感器埋置于待检测地板下面；b)由上位计算机对一个电磁传感器施加激励信号； c)对该电磁传感器进行数据采集得到的检测值被送入上位计算机；d)上位计算机根据采集的感应信号判别踩到埋置该电磁传感器的地板的鞋内有无可疑金属物，当感应信号为零时，判断其上不存在金属物，否则，判断其上存在金属物。本发明的最大优点是装置的结构简单、造价便宜，可以在机场、火车站、监狱、体育 场、涉及贵金属的工矿企业以及其它重要场合、重要人物的安全保卫检查等等场合的地板 上平铺很多这样的传感器。本发明较实用，方便，是最具可行性的鞋内可疑金属物的检测工 具之一。
图1是本发明的基于电磁传感器的检测装置的电路原理框图；图2是本发明采用的电磁传感器的结构示意图。具体实施方法图1是按照本发明实施的一种基于电磁传感器的鞋内可疑金属物检测装置原理 图。电磁传感器可以是一个，也可以由多个构成电磁传感器阵列。以采用一个电磁传感器的 检测装置为例，它由外部线圈1、内部线圈2、信号采集单元、功率放大器和上位计算机六部 分构成。参见图2，一个电磁传感器包括位于同一个平面上的作为激励线圈的外部线圈1和 作为接收线圈的内部线圈2，外部线圈1由导线在一个大矩形框上绕制而成，由导线的两端 作为激励输入端3尺寸1200mmX900mm;内部线圈2为两个线圈，包括位于外部线圈1内部 的两个并列排布的相同尺寸为400mmX400mm的小矩形框，每个小矩形框有两条边分别与 另一个小矩形框的两条边平行，另外的四个边也相互平行，一根导线从一个小矩形框上缠 绕一圈后又从另一个小矩形框上按照相同的绕线密度和匝数缠绕一圈，从导线两端引出检 测输出端4;两个小矩形框相互平行的四个边中，两个框相邻的一对边绕线方向一致，另外 一对边绕线方向也一致，从而使内部线圈2呈差分结构；上位计算机控制信号发生单元发 出的激励信号经过功率放大器后被接在激励输入端3，信号采集单元从检测输出端4采集 接收线圈的感应信号，其输出被送入上位计算机(类似的设计即尺寸扩大或缩小也应当属 于本发明的保护范围，例如，两个小矩形框，只是要求面积相等，可以是不同尺寸的长方形， 而不必是相同的两个正方形框)。内部线圈2绕制成面积相同的正方形，形成差分结构，绕 线匝数可以介于1-1000之间；绕线直径可在0. Olmm-IOmm之间。信号发生单元采用直接数 字合成(DDS)芯片AD7008，该芯片可以产生不同幅度和相位的正弦激励信号。激励信号的 幅值和相位可由计算机设置，通过功率放大器放大后加装在激励线圈上。数据采集单元将 采集的感应信号通过模数转换送入上位计算机。由于接收线圈采取差分结构绕制，当接收 传感器上无金属物时，此时感应信号为零；若有金属物则感应信号不为零。上位计算机根据 采集的感应信号判别鞋内有无可疑金属物。本发明基于电磁传感器的旅客鞋内可疑金属物检测装置，传感器绕线匝数可以介 于1-1000之间；绕线直径可在0. Olmm-IOmm之间。
检测方法具体包括以下步骤(1)将这种检测传感器排成阵列，放在检查大厅的地板下面，覆盖范围大，使乘客 不知。(2)上位计算机选通外部线圈作为激励线圈，以内部线圈作为接收线圈，对激励线 圈施加激励信号；(3)对内部电磁传感器进行数据采集，得到检测值，送入上位计算机； (4)上位计算机根据采集的感应信号判别鞋内有无可疑金属物，当接收传感器上 无金属物时，此时感应信号为零；若有金属物则感应信号不为零。
权利要求
一种基于电磁传感器的鞋内可疑金属物的检测装置，包括至少一个电磁传感器、信号发生单元、功率放大器、信号采集单元、上位计算机，所述的电磁传感器包括位于同一个平面上的作为激励线圈的外部线圈和作为接收线圈的内部线圈，所述外部线圈由导线在一个大矩形框上绕制而成，由导线的两端作为激励输入端；所述内部线圈为两个线圈，包括位于外部线圈内部的两个并列排布的面积相同的小矩形框，每个小矩形框有两条边分别与另一个小矩形框的两条边相互平行，另外的四个边也相互平行，一根导线从一个小矩形框上缠绕一圈后又从另一个小矩形框上按照相同的绕线密度和匝数缠绕一圈，从导线两端引出检测输出端；两个小矩形框相互平行的四个边中，两个框相邻的一对边绕线方向一致，另外一对边绕线方向也一致，从而使内部线圈呈差分结构；上位计算机控制信号发生单元发出的激励信号经过功率放大器后被接在激励输入端，信号采集单元从检测输出端采集接收线圈的感应信号，其输出被送入上位计算机，由上位计算机根据采集的感应信号判别踩到埋置该电磁传感器的地板的鞋内有无可疑金属物。
2.根据权利要求1所述的基于电磁传感器的鞋内可疑金属物的检测装置，其特征在 于，每个线圈的绕线匝数可以介于1-1000之间；绕线直径可在0. Olmm-IOmm之间。
3.一种采用权利要求1所述的装置实现的鞋内可疑金属物检测方法，包括下列步骤(1)将一个或一个以上的电磁传感器埋置于待检测地板下面；(2)由上位计算机对一个电磁传感器施加激励信号；(3)对该电磁传感器进行数据采集得到的检测值被送入上位计算机；(4)上位计算机根据采集的感应信号判别踩到埋置该电磁传感器的地板的鞋内有无可 疑金属物，当感应信号为零时，判断其上不存在金属物，否则，判断其上存在金属物。
全文摘要
本发明属于电磁传感器技术领域，涉及一种基于电磁传感器的鞋内可疑金属物检测装置，包括至少一个电磁传感器、信号发生单元、功率放大器、信号采集单元、上位计算机，电磁传感器包括位于同一个平面上的作为激励线圈的外部线圈和作为接收线圈的内部线圈，所述外部线圈由导线在一个大矩形框上绕制而成，由导线的两端作为激励输入端；所述内部线圈为两个线圈，包括位于外部线圈内部的两个并列排布的面积相同的小矩形框，并呈差分结构；上位计算机根据采集的感应信号判别踩到埋置该电磁传感器的地板的鞋内有无可疑金属物。本发明同时提供一种采用上述检测装置实现的鞋内可疑金属物检测方法。本发明较实用，方便，是最具可行性的鞋内可疑金属物的检测工具之一。
文档编号G01V3/10GK101840002SQ201010197728
公开日2010年9月22日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者尹武良, 王奔 申请人:尹武良;王奔
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
