一种梯度报警器及其应用的安全检测装置的制作方法

本发明涉及安检领域，特别涉及一种梯度报警器及其应用的安全检测装置。

背景技术：

目前，全世界所采用的针对人身安全防护的检测技术，比如X射线透射成像技术、背散射成像技术、毫米波成像技术等等，都是利用成像显示装置，使人身上的衣服不见，在人体轮廓的映衬下，人身上的钱币、纽扣、钥匙、手表、首饰等明显可见，若是藏匿手枪、炸弹、匕首、毒品等违禁物，更是一览无余。同样的，像行李包类物品也是一样的检测效果。采用成像显示技术，其缺点是需要安检人员目不转睛的盯着显示屏幕，检测效果由安检人员的判定能力决定，所以，安检人员承受着重大的工作压力。

另外，目前使用较早，用的较多的是金属探测器，通过对金属物品的电磁感应发出声光报警，来探测人所携带的金属物。它可以探测出人、包裹和行李内的武器、炸药等有金属成份的物品。其检测方便，精确度高，效果好，但是，只能检测金属成份的物品，无法检测其面积、形状，更无法检测并判定非金属类危险物品。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种梯度报警器及其应用的安全检测装置，可图像显示被检物品形状，识别并排除危险物品；同时，对金属类被检物设有梯度提示的声光报警功能，并且图像的高亮显示，提醒安检人员，实现报警功能。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种梯度报警器，包括图像显示及处理单元、正弦波产生单元、扩流功率放大单元、发射线圈单元、接收线圈单元、升压信号处理单元、AD采样转换单元、报警执行单元；

所述图像显示及处理单元设定报警阈值，并输出频率整定信号；

所述正弦波产生单元，接收图像显示及处理单元输出的频率整定信号，输出正弦波信号；

所述扩流功率放大单元，接收正弦波产生单元输出的正弦波信号，输出大功率的正弦波；

所述发射线圈单元作为载体，接收扩流功率放大单元输出的大功率正弦波信号并输出；

利用发射线圈单元与接收线圈单元的电磁感应作用，所述接收线圈单元作为载体，接收发射线圈辐射出的电磁感应信号，产生含噪声的微弱信号；

所述升压信号处理单元，接收接收线圈单元产生的含噪声的微弱信号，并输出直流信号；

所述AD采样转换单元，接收升压信号处理单元的直流信号，并输出数字信号；所述图像显示及处理单元，接收AD采样转换单元输出的数字信号，输出指示信号给报警执行单元，同时，利用图像显示功能进行图像报警。

进一步的，所述发射线圈单元包括发射线圈，所述接收线圈单元包括两个串联的接收线圈，发射线圈环绕两个串联的接收线圈；

所述升压信号处理单元，包括差分放大电路、第一滤波电路、音频前置放大电路、第二滤波电路、锁相环相敏检波电路、有源低通滤波电路、反向加法电路、峰值保持电路、伺服反馈电路、过零比较电路、平衡输出电路；

所述差分放大电路，接收两个串联的接收线圈输出微弱的含噪声的信号，并输出合并为单路的正弦波信号；

所述第一滤波电路，接收差分放大电路输出的正弦波信号，并输出滤除躁音信号后的正弦波信号；

所述音频前置放大电路，接收第一滤波电路输出的正弦波信号，并将其放大输出；

所述第二滤波电路，接收音频前置放大电路输出的正弦波信号，并再次输出滤除躁音后的正弦波信号；

所述锁相环相敏检波电路，接收第二滤波电路输出的正弦波信号并输出；

所述有源低通滤波电路，接收锁相环相敏检波电路输出的正弦波信号并输 出；

所述反向加法电路，接收有源低通滤波电路输出的正弦波信号，输出直流信号；

所述峰值保持电路，为保持最大直流电压值方便被检测，接收反向加法电路输出的直流信号并输出；

所述伺服反馈电路，为提高直流信号稳定性，接收峰值保持电路输出的直流信号并输出；

所述过零比较电路，为提高直流信号稳定性，接收伺服反馈电路输出的直流信号并输出；

所述平衡输出电路，为提高直流信号稳定性，接收过零比较电路输出的直流信号，输出直流信号给AD采样转换电路。

一种使用所述梯度报警器的安全检测装置，还包括框体、通道装置、发射X射线的射源装置、接收X射线的接收装置，所述框体相对面对应开设有两个通口，所述通道装置置于两个通口内，固定并贯穿框体；

所述射源装置和接收装置位置相对固定在框体内，且射源装置位于通道装置的下方；接收装置位于通道装置的上方，呈L型结构状，其中一面沿着通道装置的一侧固定，另一面平行框体顶部；

所述通道装置包括第一支撑架组、第二支撑架组、皮带轮机构、和位于皮带轮机构下方的非金属板；非金属板固定在框体内；第一支撑架组和第二支撑架组分别固定在框体的两侧；所述皮带轮机构贯穿框体，并固定在第一支撑架组和第二支撑架组上；

所述发射线圈和两个串联的接收线圈均嵌入非金属板的上表面；

所述图像显示及处理单元，包括射源控制器、工控机和显示操作台，射源控制器与工控机相连，均位于框体内，工控机连线外部的显示操作台；

所述报警执行单元包括声光报警器，声光报警器设置于框体上，并连线于工控机。

进一步的，所述非金属板材质为环氧树脂材质或尼龙材质。

进一步的，所述皮带轮机构包括皮带，绷紧皮带的第一滚筒和第二滚筒，所述 皮带贯穿框体；

所述第一支撑架组，包括平形的两个第一支撑杆，第一滚筒的轴两端分别套设在两个第一支撑杆上；所述第二支撑架组，包括平行的两个第二支撑杆，第二滚筒的轴两端分别套设在两个第二支撑杆上；

进一步的，所述通道装置还包括四块档板，所述四块档板分别沿着两个第一支撑杆和两个第二支撑杆的上方固定。

进一步的，所述皮带轮机构还包括第一夹紧滚筒和第二夹紧滚筒；第一夹紧滚筒的轴两端分别套设在两个第一支撑杆上，且位于第一滚筒下方，并抵持皮带外缘；所述第二夹紧滚筒的轴两端分别套设在第二支撑杆上，且位于第二滚筒下方，并抵持皮带外缘。

进一步的，所述非金属板位于皮带内缘，或者位于皮带外缘下方。

进一步的，由所述显示操作台设定梯度报警阈值传达至工控机，由工控机器控制声光报警器显示设定的报警颜色，并鸣笛。

进一步的，所述工控机检测到所设定的梯度报警阈值时，使显示操作台以设定的色彩显示，提示报警。

由以上技术方案可知，本发明的有益效果是：

(1)由显示操作台设定二个或二个以上梯度报警阈值，使其逐渐接近被检金属物截面面积，并且用不同报警颜色显示对应所设定的报警阈值，可由报警颜色判定与被检金属物截面面积相符性的梯度，同时，触发声光报警器鸣笛；另外，利用显示操作台的色彩显示，提示安检人员有可疑被检金属物。

(2)利用X射线透射成像技术，快速透视扫描成像，可测金属和非金属，检测物品种类多，检测全面，检查效率高。

(3)皮带的两侧设有档板，避免放置在皮带上的被检物从皮带两侧滑落。

附图说明

图1为本发明中梯度报警的结构流程图；

图2为图1升压信号处理单元的结构流程图；

图3为应用梯度报警器的安全检测装置结构示意图；；

图4为图3内部结构示意图及连接显示操作台示意图；

图5为皮带轮机构的结构示意图；

图6为发射线圈和接收线圈嵌入非金属板的结构示意图；

图7为发射线圈和接收线圈嵌入非金属板的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，一种梯度报警器，通过对所测金属物截面面积的判定，设定二个或二个以上的梯度报警阈值，使其逐渐接近被检金属物实际截面面积，并触发报警执行单元作出相应的动作提示报警。现对其原理进行解释说明。

一种梯度报警器，包括图像显示及处理单元91、正弦波产生单元92、扩流功率放大单元93、发射线圈单元94、接收线圈单元95、升压信号处理单元96、AD采样转换单元97、报警执行单元98。

其实现方式为：由图像显示及处理单元91设定报警阈值，并输出频率整定信号；

正弦波产生单元92，接收图像显示及处理单元91输出的频率整定信号，输出正弦波信号；

扩流功率放大单元93，接收正弦波产生单元92输出的正弦波信号，输出大功率的正弦波；

发射线圈单元94作为载体，接收扩流功率放大单元93输出的大功率正弦波信号并输出；

利用发射线圈单元94与接收线圈单元95的电磁感应作用，接收线圈单元95作为载体，接收发射线圈94辐射出的电磁感应信号，产生含噪声的微弱信号；

升压信号处理单元96，接收接收线圈单元95产生的含噪声的微弱信号，并输出直流信号；

AD采样转换单元97，接收升压信号处理单元96的直流信号，并输出数字信号；

图像显示及处理单元91，接收AD采样转换单元97输出的数字信号，输出 指示信号给报警执行单元98，同时，利用自身图像显示功能进行图像报警。

如图2所示，其中升压信号处理单元96，包括差分放大电路910、第一滤波电路911、音频前置放大电路912、第二滤波电路913、锁相环相敏检波电路914、有源低通滤波电路915、反向加法电路916、峰值保持电路917、伺服反馈电路918、过零比较电路919、平衡输出电路920；

差分放大电路910，接收两个串联的接收线圈95输出微弱的含噪声的信号，并输出合并为单路的正弦波信号；

第一滤波电路911，接收差分放大电路910输出的正弦波信号，并输出滤除躁音信号后的正弦波信号；

音频前置放大电路912，接收第一滤波电路911输出的正弦波信号，并将其放大输出；

第二滤波电路913，接收音频前置放大电路912输出的正弦波信号，并再次输出滤除躁音后的正弦波信号；

锁相环相敏检波电路914，接收第二滤波电路913输出的正弦波信号并输出；

有源低通滤波电路915，接收锁相环相敏检波电路914输出的正弦波信号并输出；

反向加法电路916，接收有源低通滤波电路915输出的正弦波信号，输出直流信号；

峰值保持电路917，为保持最大直流电压值方便被检测，接收反向加法电路916输出的直流信号并输出；

伺服反馈电路918，为提高直流信号稳定性，接收峰值保持电路917输出的直流信号并输出；

过零比较电路919，为提高直流信号稳定性，接收伺服反馈电路918输出的直流信号并输出；

平衡输出电路920，为提高直流信号稳定性，接收过零比较电路919输出的直流信号，输出直流信号给AD采样转换电路。

结合上述梯度报警器的原理，现对应用上述报警器的安全检测装置作具体 说明。

如图3、4、5所示，一种使用梯度报警器的安全检测装置，还包括封闭的框体1、通道装置2、发射X射线的射源装置3、接收X射线的接收装置4、射源控制器5、工控机6、声光报警器7、显示操作台8。

其中，上述图像显示及处理单元91即包括射源控制器5、工控机6、显示操作台8；上述报警执行单元98包括声光报警器7。

所述框体1相对面对应开设有两个通口11和12，所述通道装置2置于两个通口11和12内，固定并贯穿框体1；两个通口11和12处还分别固设有铅皮帘111和121，使铅皮帘111和121垂至通道装置1上。铅皮帘111和121因含铅具有隔离X射线的作用，使射源装置3发射X射源不会辐射到框体1外，另外，铅皮帘111和121因其材质较软，可使通道上的物品依然可穿越铅皮帘111和121。

射源装置3和接收装置4均固定在框体1内，且射源装置3位于通道装置2的下方；接收装置4位于通道装置2的上方，且呈L型结构状，其中一面41沿着通道装置2的一侧固定，另一面42平行于框体1顶部。其中，框体1内固设有固定杆43，接收装置4的面41倚靠固定杆43，并通过固定块44，使接收装置4的面41固定在固定杆43上。

上述可知，射源装置3和接收装置4应位置相对，使接收装置4能接收到射源装置3发射并穿过通道装置2的X射线。声光报警器7设置在框体上1顶部，并连线于工控机6。射源控制器5连线工控机6，均位于框体1内，工控机6连线外部的显示操作台8。

通道装置2包括四块档板20、第一支撑架组21、第二支撑架组22、皮带轮机构23和位于皮带轮机构23下方的非金属板24，非金属板24固定在框体1内。

皮带轮机构23包括皮带231、第一滚筒232、第二滚筒233、第一夹紧滚筒234和第二夹紧滚筒235，第一滚筒232和第二滚筒233绷紧在皮带231内缘两端，皮带231贯穿框体1。

第一支撑架组21和第二支撑架组22分别固定在框体1的两侧；第一支撑 架组21包括平形的两个第一支撑杆211，第一滚筒232的轴两端分别套设在两个第一支撑杆211上，使第一滚筒232可在两个第一支撑杆211上转动。

第二支撑架组22包括平行的两个第二支撑杆221，第二滚筒233的轴两端分别套设在两个第二支撑杆221上，使第二滚筒233可在第二支撑杆221上转动。四块档板20分别固定在两个第一支撑杆211和第二支撑杆221上，使放置在皮带231上的物品不会从皮带231两侧滑落。第一滚筒232和第二滚筒233中任一个可作主动滚筒连接动力装置，另一个作为从动滚筒。

另外，第一夹紧滚筒234的轴两端分别套设在两个第一支撑杆211上，且位于第一滚筒232下方，并抵持皮带231外缘；第二夹紧滚筒235的轴两端分别套设在两个第二支撑杆221上，且位于第二滚筒233下方，并抵持皮带外缘。

第一夹紧滚筒234和第二夹紧滚筒235均可转动，且用于夹紧皮带231，使皮带231不会在长时间使用后导致松驰，影响皮带231输送功能。

其中，非金属板24置于皮带231外缘下方，作为另一种方式，非金属板24也可置于皮带231内缘中间。

如图6、7所示，非金属板24表面嵌入有接收线圈241和两个串联的发射线圈242，接收线圈241环绕两个发射线圈242。由上述可知，发射线圈单元94包括两个串连的发射线圈242，接收线圈单元95包括接收线圈241。非金属板24材质为环氧树脂材质或尼龙材质，比较结实耐用。上述图6、7中所示为接收线圈241和两个发射线圈242在非金属板24上的两种不同的排布方式。

如上所述，一种应用上述梯度报警器的安全检测装置，可实现如下两种功能：

(1)利用X射线透射成像技术，由射源装置3发射X射线穿过皮带231及皮带231上的被检物品，并辐射至接收装置4上，由显示操作台8透视成像显示，判定是否携带金属和非金属危险物品。

(2)首先通过对被检金属物截面面积的判定，然后，通过在显示操作台8上设定二个或二个以上报警阈值，使其逐渐接近被检金属物截面面积，用不同报警颜色显示对应设定的报警阈值，可由报警颜色判定与被检金属物截面面积相符性的梯度，同时，触发声光报警器7鸣笛；另外，利用显示操作台8色彩 显示，提示安检人员有可疑被检金属物。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。