基于電感數(shù)字傳感器的金屬探測(cè)儀的原理

　　金屬探測(cè)儀作為一種常見(jiàn)的安全檢查設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生活、工業(yè)生產(chǎn)、軍事等領(lǐng)域。常見(jiàn)的金屬探測(cè)器一般采用霍爾傳感器作為傳感器，但是這種傳感器需要配合較復(fù)雜的硬件電路，如放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路校準(zhǔn)電路等，且誤差較大。

　　基于感測(cè)技術(shù)的電感數(shù)字傳感器LDC1000能夠不接觸目標(biāo)物體而將金屬導(dǎo)體的檢測(cè)信號(hào)數(shù)字化;不需校準(zhǔn)，可直接與控制部件進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而使得外部硬件電路大大簡(jiǎn)化。

　　此外，該傳感器不但能夠檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)是否存在金屬導(dǎo)體，還能夠檢測(cè)目標(biāo)導(dǎo)體與傳感器之間的距離，因此具有精度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)觸點(diǎn)等特點(diǎn)，能夠在灰塵污垢、油污及潮濕環(huán)境中實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體目標(biāo)的低成本、高分辨率的感測(cè)。相比之下，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基于電感數(shù)字傳感器檢測(cè)元件的金屬探測(cè)儀檢測(cè)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)用意義。此外，電感數(shù)字傳感器采用線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，不需要磁體和復(fù)雜的校準(zhǔn)，不使用稀土，因此越為節(jié)能。

　　上述電感數(shù)字傳感器的工作原理（如圖）：

　　依據(jù)電磁場(chǎng)理論，當(dāng)金屬物體置于變化的磁場(chǎng)中時(shí)，金屬導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生一種自閉合感應(yīng)電流，即金屬的渦流效應(yīng)。電感數(shù)字傳感器LDC1000利用電磁感應(yīng)原理，在傳感器自身線圈上加一個(gè)交變電流l1，線圈周?chē)a(chǎn)生交變電磁場(chǎng)H。這時(shí)如果有金屬物體進(jìn)入此電磁場(chǎng)，會(huì)在金屬物體表面產(chǎn)生渦流H2(感應(yīng)電流l2)。渦流電流跟線圈電流方向相反，渦流產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場(chǎng)跟線圈的電磁場(chǎng)方向相反，該渦流是金屬物體種類(lèi)、距離、大小的函數(shù)。

　　當(dāng)在線圈側(cè)并聯(lián)一個(gè)電容在電感上時(shí)，由于金屬探測(cè)儀的并聯(lián)諧振作用能量損耗大大減小，能量只消耗在R和R2'上，因此檢測(cè)出(R1+R2')的損耗就可以間接地檢測(cè)到金屬物體的距離、種類(lèi)等。LDC1000能夠?qū)z測(cè)出的等效電阻直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并送控制部分進(jìn)行處理。