用于操作金屬檢測裝置的方法及裝置制造方法及圖紙

該方法用于操作金屬檢測裝置，該金屬檢測裝置包括具有驅動電路（4）的發射器單元（100），驅動電路（4）通過第一組的兩個驅動開關（61A、62A）交替地將兩個不同的驅動電壓（V0、V1）施加到發射器線圈（101）的第一末端，以及通過第二組的兩個驅動開關（61B、62B）交替地將兩個不同的驅動電壓（V0、V1）施加到發射器線圈（101）的第二末端，發射器線圈（101）耦合到接收器線圈（201），接收器線圈（201）連接到接收器單元（200）的輸入端。產生用于控制第一組的驅動開關（61A、62A）的至少第一波形wA，而且產生用于控制第二組的驅動開關（61B、62B）的至一個第二波形wB，將對應于所選工作頻率的第一波形wA和第二波形wB相對于彼此偏移，以便允許期望的驅動電流IC流經發射器線圈（101）。

【技術實現步驟摘要】
用于操作金屬檢測裝置的方法及裝置
本專利技術涉及一種用于操作金屬檢測裝置的方法以及根據該方法操作的金屬檢測裝置。
技術介紹
金屬檢測裝置被用于檢測食用商品和其它產品中的金屬污染。如在WO02/25318中所記載的，現代的金屬裝置使用包含“平衡線圈系統”的探測頭，該探測頭能夠檢測諸如生鮮產品和冷凍產品之類的各種各樣的產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“平衡線圈”原理工作的金屬檢測裝置典型地包括三個纏繞到非金屬框架上的線圈，每個線圈與其它線圈完全平行。位于中心的發射器線圈被供給產生磁場的高頻電流。在發射器線圈每側的兩個線圈作為接收器線圈。由于兩個接收器線圈是相同的并且被安裝在離發射器線圈相同的距離，所以它們每個都感應到相同的電壓。為了接收當系統平衡時為零的輸出信號，第一接收器線圈與具有相反線圈感應的第二接收器線圈串聯連接。因此，在不存在金屬污染而系統處于平衡的情況下，接收器線圈中感應的具有相同振幅和相反極性的電壓相互抵消。當金屬顆粒穿過線圈設備時，高頻場首先在一個接收器線圈附近被干擾，并且接著在另一個接收器線圈附近被干擾。當金屬顆粒被傳送通過接收器線圈時，每個接收器線圈中感應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果中的該變化可以被處理、放大并且隨后被用于檢測產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彼此分離90°的獨立分量。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“產品功效”。如果產品的相位是已知的，那么可以減小對應的信號矢量。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：污染物、產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。根據測量目標的導電率和導磁率，當各種金屬或產品穿過金屬檢測裝置的線圈時，由各種金屬或產品產生的信號可以被分為兩個分量，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。導電性產品典型地引起具有強電阻分量的信號。通過相位檢測器在不同來源的信號分量的相位之間區分能夠獲得關于產品和污染物的信息。相位檢測器(例如混頻器或模擬乘法器電路)產生表示信號輸入(例如來自接收器線圈的信號)與由發射器單元提供至接收器單元的基準信號之間的相位差的電壓信號。因此，通過選擇基準信號的相位以便與產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的產品信號。如果源自污染物的信號分量的相位不同于產品信號分量的相位，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品信號分量的相位，那么污染物檢測失敗，因為污染物的信號分量與產品信號分量在一起被抑制。因此在已知系統中，發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品信號分量的相位異相。GB2423366A公開了一種金屬檢測裝置，其被設計為在至少兩個不同工作頻率之間切換，以致產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品的信號分量的相位并且因此被掩飾，則假設針對第二頻率，由金屬顆粒引起的信號分量的相位將不同于產品的信號分量的相位，從而這些信號分量能夠被區分。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的敏感度。GB2423366A中公開的發射器的驅動電路包括電可編程邏輯器件和連接到四個場效應晶體管的驅動器，該四個場效應晶體管形成了具有跨接的發射器線圈的全波橋式電路。對于特定的線圈系統，在電可編程邏輯裝置中存儲多個驅動圖(drivemap)，每個驅動圖包含對應該裝置工作的各個預設頻率的開關的開關順序。然后，利用儲存的查找表的幫助，微處理器能夠根據所選擇的工作頻率選擇合適的圖。儲存、更新和選擇用于特定線圈系統的合適的驅動圖需要付出相當大的努力，該努力隨著工作頻率的數量的增加而增大。針對特定應用來調整和優化系統的過程需要更新和增強該驅動圖。如果用戶改變待測產品，并且期望與以往應用所測量的污染物在種類和大小上不同的金屬污染物出現，則需要執行艱辛的優化過程。因此本專利技術是基于以下的目的，即創造一種用于操作使用一種或多種工作頻率的金屬檢測裝置的改進的方法，并且創造一種根據該方法操作的金屬檢測裝置。特別地，本專利技術是基于以下的目的，即創造一種能夠容易、快速并且高精度地適用于應用到特定應用的任何線圈系統的金屬檢測裝置。更特別地，本專利技術的方法應當允許以減小的努力和高的精度來調整被施加到發射器線圈的驅動電流。
技術實現思路
通過本專利技術實施例提供的用于操作金屬檢測的方法和本專利技術實施例提供的金屬檢測裝置來實現本專利技術的上述和其它目的。本專利技術的方法用于操作金屬檢測裝置，該金屬檢測裝置包括具有驅動電路的發射器單元，驅動電路通過第一組的兩個驅動開關交替地將兩個不同的驅動電壓施加到發射器線圈的第一末端，通過第二組的兩個驅動開關交替地將兩個不同的驅動電壓施加到發射器線圈的第二末端，發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。根據本專利技術，產生至少第一波形來用于控制第一組的驅動開關，并且產生至少第二波形來用于控制第二組的驅動開關，將對應于所選工作頻率的第一波形和第二波形相對于彼此偏移，以便允許期望的驅動電流流經發射器線圈。利用本專利技術的教導，能夠容易地生成用于所選的工作頻率并且具有能夠被精確調整的水平的驅動電流。能夠容易地執行改變和調整，從而本專利技術的方法允許不同操作模式之間的快速改變。可以將發射器從工作于第一工作頻率和第一水平的驅動電流改變為工作于第二工作頻率和第二水平的驅動電流。可以實際上在時鐘周期內以具有可選擇分辨率的步驟將驅動電流調整為期望的水平。為了在兩個波形之間獲得需要的相位偏移，僅一個波形需要被移相。優選兩個波形相對于彼此朝相反的方向偏移，以便將驅動電流的相位保持恒定。分別被提供用于第一組驅動開關和第二組驅動開關的兩個波形優選相對于彼此移相180°。在優選實施例中，利用專用的波形單獨地控制每個驅動開關。通過該方式，能夠獲得對驅動電流的最優控制并且避免故障。波形以具有以下步長的步驟偏移，該步長優選為對應于工作頻率的波長除以整數n。最優選地，與波形對應的極性“0”或“1”的節段被偏移，優選在移位寄存器中以一時鐘頻率被循環，通過將整數n乘以工作頻率來獲得該時鐘頻率，從而在移位寄存器的輸出端產生期望的波形。在優選的實施例中，提供節段僅用于半波，并且對節段進行反相來用于第二半波，從而允許使用較短的移位寄存器。離開移位寄存器的節段被應用到反相器，該反相器將具有相反極性的節段應用到該移位寄存器的輸入端。因此，第一半波和第二半波的節段在移位寄存器中以正確的極性循環。建立相應的移位寄存器用于所選的偏移分辨率，而且該相應的移位寄存器以一時鐘頻率計時，該時鐘頻率對應于將整數n乘以工作頻率。根據所應用的工作頻率來選擇所述整數n，從而對于較低的工作頻率，獲得較高的偏移分辨率，而對于較高的工本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于操作金屬檢測裝置的方法，所述金屬檢測裝置包括具有驅動電路（4）的發射器單元（100），所述驅動電路（4）通過第一組的兩個驅動開關（61A、62A）交替地將兩個不同的驅動電壓（V0、V1）施加到發射器線圈（101）的第一末端，以及通過第二組的兩個驅動開關（61B、62B）交替地將所述兩個不同的驅動電壓（V0、V1）施加到所述發射器線圈（101）的第二末端，所述發射器線圈（101）耦合到接收器線圈（201），所述接收器線圈（201）連接到接收器單元（200）的輸入端，所述方法的特征在于：至少產生第一波形wA來用于控制所述第一組的驅動開關（61A、62A），并且至少產生第二波形wB來用于控制所述第二組的驅動開關（61B、62B），將對應于所選工作頻率的所述第一波形wA和所述第二波形wB相對于彼此偏移，以便允許期望的驅動電流IC流經所述發射器線圈（101）。

【技術特征摘要】
2011.09.19 EP 11181768.01.一種用于操作金屬檢測裝置的方法，所述金屬檢測裝置包括具有驅動電路的發射器單元(100)，所述驅動電路通過第一組的兩個驅動開關(61A、62A)交替地將兩個不同的驅動電壓(V0、V1)施加到發射器線圈(101)的第一末端，以及通過第二組的兩個驅動開關(61B、62B)交替地將所述兩個不同的驅動電壓(V0、V1)施加到所述發射器線圈(101)的第二末端，所述發射器線圈(101)耦合到接收器線圈(201)，所述接收器線圈(201)連接到接收器單元(200)的輸入端，所述方法的特征在于：至少產生第一波形wA來用于控制所述第一組的驅動開關(61A、62A)，并且至少產生第二波形wB來用于控制所述第二組的驅動開關(61B、62B)，將對應于所選工作頻率的所述第一波形wA和所述第二波形wB相對于彼此以具有以下長度的步長偏移，以便允許期望的驅動電流IC流經所述發射器線圈(101)：所述長度與所述工作頻率fOP的波長除以整數n相對應。2.根據權利要求1所述的方法，其中，將所述第一組的驅動開關或所述第二組的驅動開關(61A、62A；61B、62B)的所述波形wA或所述波形wB相對于另一波形wB或另一波形wA偏移。3.根據權利要求2所述的方法，其中，將兩個波形wB和wA相對于彼此在相反的方向偏移。4.根據權利要求1或2所述的方法，其中，為了控制每個驅動開關(61A、62A；61B、62B)，產生獨立的波形wA1、wA2和wB1、wB2，并且其中，提供用于所述第一組的驅動開關和所述第二組的驅動開關(61A、62A；61B、62B)的所述波形wA1、wA2和wB1、wB2相對于彼此移相180°，或者所述波形wA1、wA2和wB1、wB2被配置為單獨控制相關的驅動開關(61A；62A；61B；62B)。5.根據權利要求4所述的方法，其中，對與所述波形wA、wB或者所述波形wA1、wA2和wB1、wB2對應的極性為“0”或“1”的節段s1、s0進行偏移，所述節段s1、s0以時鐘頻率fRC在移位寄存器(32A、32B；32A1、32A2、32B1、32B2)中循環，從而在所述移位寄存器(32A、32B；32A1、32A2、32B1、32B2)的輸出端產生期望的波形，通過將整數n乘以工作頻率fOP來得到所述時鐘頻率fRC。6.根據權利要求5所述的方法，其中，針對所述波形wA、wB的半周期或者所述波形wA1、wA2和wB1、wB2的半周期，將節段s1、s0的極性反相，從而允許使用更短的移位寄存器(32A、32B；32A1、32A2、32B1、32B2)，所述更短的移位寄存器僅被提供有所述波形wA、wB的半波或者所述波形wA1、wA2和wB1、wB2的半波。7.根據權利要求1或2所述的方法，其中，提供了以下步驟：只要每個開關組(61A、62A；61B、62B)中的一驅動開關仍然是閉合的，則禁止同一開關組(61A、62A；61B、62B)中的其它驅動開關閉合。8.根據權利要求5所述的方法，其中，使所述控制信號或所述波形wA、wB或所述波形wA1、wA2和wB1、wB2的對驅動開關(61A；62A；61B；62B)進行閉合的前沿延遲，直到相鄰的驅動開關(61A；62A；61B；62B)被關斷。9.根據權利要求8所述的方法，其中，通過計數器(34A；34B)，所述控制信號或所述波形wA、wB或所述波形wA1、wA2和wB1、wB2的用于對驅動開...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S·麥克亞當，
申請(專利權)人：梅特勒托利多安全線有限公司，
類型：發明
國別省市：