具有脚部探测增强安检装置的金属探测门的制作方法

本发明涉及一种利用电磁场的探测，更确切地说，本发明涉及采用感应线圈的，具有脚部探测增强安检装置的金属探测门。

背景技术：

金属探测门又称金属安检门，广泛应用于机场、车站、海关等公共场所。金属探测门主要用于探测被检人员是否带有金属违禁品，如管制刀具、枪械、压力气体罐等，威胁公共安全的物品。现有技术中的，金属探测门的结构如图3所示。通常情况下，所述金属探测门是由左、右两侧板和门头主控箱构成的通道式结构金属探测门。所述金属探测门的左、右两侧门板内部，各安装有三组线圈，分别为：一组发射外线圈、一组发射内线圈、一组接收内线圈。其中，所述发射外线圈沿侧板边缘内侧绕制，该线圈在左、右两侧板内各安装一个绕组。所述发射内线圈组共设有1-8个小线圈，每个小线圈均绕制在各自的骨架上，自上往下地排列在发射外线圈内，且纵向串接。所述接收内线圈组的小线圈的数量与发射内线圈组相同，且缠绕在各自对应的，发射内线圈小线圈的骨架上，且所述接收内线圈各小线圈相互串接。

所述金属安检门的工作机理是：由所述控制电路向发射外线圈和发射内线圈组，各加载一个相位相反的电流信号；其中，发射外线圈产生一个交变磁场；同时，有1-8个小线圈组成的发射内线圈组产生一个相位相反的交变磁场，两个磁场相互抵消，使接收内线圈的电动势为零。当安检门的门道内，有金属物品通过时，该金属物品受两个交变磁场产生影响，在金属表面产生涡流，涡流产生的二次场在接收内线圈内产生感生电压，根据这个感生电压，控制电路能探测出金属物品的存在。所述发射内线圈设置多个，其目的是为了能够比较精确地探测到，金属物品在通道内的大约位置。

所述发射外线圈绕制成一个矩形多匝线圈，其尺寸为接近通道侧板的高和深的矩形线圈。所述矩形线圈的上下两端的横边，分别接近于头顶和脚底；所述矩形线圈的两侧直边，接近侧门板的垂直边缘；使所述矩形线圈构成一个足够大的检测区域。

如此，所述发射外线圈的电流方向参见图1所示，图中：左侧门板的a、b、c、d的箭头表示电流的方向；或另一侧门板的a’、b’、c’、d’的电流方向。由于电流a、b、c、d和a’、b’、c’、d’产生的磁场，在检测门的通道内方向相同。因此，在整个检测通道内的两侧产生一个近似均匀的电磁场。

首先，其中的电流c和c’所产生的磁场，是电流向内的，螺旋磁场；但是，由于线圈位于门板的两侧，在通道内的磁场，两者方向是相反的，尤其在通道中心位置，其磁场相互抵消。因此，电流c和c’产生的磁场，对于通道中心脚部位置并无增强作用。实际上，对于电流a、b和a’、b’产生的水平磁场，在脚底部位仍然主要有一定效果。即：在电流c和c’，以及a、b和a’、b’共同作用下，也有检测一定的检测效果，但其电磁场相对于其它位置是不均匀的。因此，探测脚部的信号弱，不易检测。

其次，由于门体结构的原因，线圈不能紧贴地面，而与地面有一定的距离，导致脚部不能被线圈的电磁场覆盖，脚部的电磁强度较小。

其三，靠近底部线圈产生的磁场，处于空气介质和大地（泥土）介质的交界处，两种介质的磁导率的不一致，导致地面附近的电磁密度的分布的不均匀，造成脚部磁场强度减弱。

综上，上述因素导致金属探测门，在通道中间靠近地面的位置，电磁场减弱。具体表现在探测脚底和内脚踝上的金属物品时，产生的涡流信号变弱，检测效果不佳，容易产生漏报。

现有技术中，为了解决脚部金属的检测问题，有人专门设计了独立的脚底金属探测仪。上述设计不存在线圈的相互干扰，结构相对简单。但是，其安检的流程相对复杂。通常，其安检过程需要分为两步：首先，通过金属探测门的探测；其次，再站上脚部金属探测装置，检测脚下金属。换句话说，进行了两次安检。现有的安检设施，其不足之处是：安检效率低，在大人流量时，极易造成堵塞。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种能用于脚部安检的金属探测门，它安装在探测门内，在被安检人员正常通行而不必停留的情况下就能检测脚部，从而大大提高了通关速度。

本发明的技术方案是：一种具有脚部探测增强安检的金属探测门，包括左侧门板、右侧门板和门头主控箱构成的通道，所述左侧门板和右侧门板均设有探测线圈，所述探测线圈由一外发射线圈、内发射线圈组、内接收线圈组构成，所述内发射线圈组和内接收线圈组的小线圈数量相等为n个；其特征在于：还包括脚部探测线圈、抗震底座和踏板构成，所述脚部探测线圈安装在抗震底座上，且抗震底座固定在安装位置的地面；所述踏板架扣在抗震底座上，且两者之间设有缝隙，互不接触；所述脚部探测线圈设有偶数个脚部线圈组，每个脚部线圈组包括一外发射线圈、至少一内发射线圈和至少一接收线圈。

所述内发射线圈组和/或内接收线圈组的小线圈数量相等，为n=1-8个。

所述脚部线圈组设有2、4、6或8组。

所述底板的四周边缘与外发射线圈的四周距离是10-30mm。

所述左侧门板上的外发射线圈与右侧门板的外发射线圈的电流方向一致。

所述左侧门板上的外发射线圈和与其相邻的脚部线圈组的电流方向一致；同理，所述右侧门板上的外发射线圈和与其相邻的脚部线圈组的电流方向一致。

本发明的有益技术效果是：本发明的脚部探测增强安检装置的金属探测门，由于设有用于脚部安检装置，且与探测门相邻的脚部线圈组，其电流方向一致，使脚底的磁场方向相同，磁场强度得以加强，如此，当被检人员通行时，如在脚底和脚踝部隐藏的金属物品，将使脚部线圈组的磁场变化，致使脚部接收线圈产生感应电压，门头主控箱就能探测到。由于本发明的金属探测门，安装了脚部探测发射线圈，被检人员正常通行而无需其他配合安检，使原先需要两步检测的过程，省略了一步，从而提高了通关速度。

附图说明

图1是本发明的金属探测门的示意图；

图2是本发明的金属探测门的线圈电流方向示意图；

图3是图1的脚部探测的局部放大图；

图4是图3的脚部线圈电流方向示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明的具有脚部探测增强安检装置的金属探测门，其具体实施例参见附图1-4所示。本实施例具有脚部探测增强安检装置的金属探测门包括5个部分，分别为：左侧门板1、右侧门板2、门头主控箱3、抗震底板4和踏板5。所述抗震底座4和踏板5安装于金属探测门的通道下方，所述踏板5于抗震底座4之上，且与抗震底座之间存在间隙，相互不接触。

本实施例中，本发明的具有脚部探测增强安检装置的金属探测门共有四个线圈组，分别为：左侧门线圈组10、右侧门线圈组20、左侧脚部线圈组41和右侧脚部线圈组42。其中，左脚部线圈41和右脚部线圈42在抗震底座4上。

一、关于左右门侧板的线圈

所述左侧门线圈组10，分别由一个外发射线圈11，一组内发射线圈12、一组内接收线圈13构成。其中：

所示外发射线圈11，安装在左侧门板1内侧，由一个多匝的矩形线圈构成，其尺寸略小于通道侧板的高和深。该矩形线圈的上下两端，分别接近于侧门板的顶部和底部；所述矩形线圈的两侧，接近侧门板的边缘；致使矩形线圈构成一个足够大的检测区域。本实施例的具体结构为：在左侧门板1的内侧，开出一个矩形槽，采用铜丝在该矩形槽内绕制多砸线圈，构成左侧线圈组10，并采用环氧树脂固定。

当然，开矩形槽不是必须的，可以不开槽。例如：直接在门板上绕制。另，可以不用环氧固定线圈，可采用热熔胶等其它胶水固定。

所述内发射线圈组12，在通常情况下，内发射线圈组12由1-8个小线圈串接构成，按照与外发射线圈11相同的绕制方向，本实施例采样6个小线圈串接而成。小线圈数量越多，越能精确探测金属物品在人体的对应位置。所述小线圈可以绕制在一个线圈骨架上，再将线圈骨架嵌入相应的凹槽中；也可以直接将线圈嵌入凹槽中。所述内发射线圈组12与所述外发射线圈11内的电流相位相反，使整个左侧门在无金属材料进入时，电磁场处于平衡状态。

所述内接收线圈组13，内接收线圈与内发射线圈绕组的数量相等，本实施例中内接收小线圈也由6个独立的小接收线圈构成。所述内接收线圈组13与所述内发射线圈组12共同绕制在一个线圈骨架上；或共同直接绕制在一起，并嵌入凹槽中。

所述右侧门线圈组2的具体结构同上，且与左侧门线圈对称设置，其电流方向完全相同。

二、关于脚部线圈

所述左脚部线圈组41，由一外发射线圈411、一内发射线圈412和一内接收线圈413构成。所述内发射线圈412和内接收线圈413共同绕制在一个线圈架上，所述外发射线圈411与内发射线圈412的电流相位相反。

同理，所述右脚部线圈组42，由外发射线圈421、内发射线圈422和内接收线圈423构成。所述内发射线圈412和内接收线圈413共同绕制在一个线圈架上，所述外发射线圈421与内发射线圈422的电流相位相反。

所述左脚部线圈组41和所述右脚部线圈组42安装进出方向的轴线对称设置在抗震底板4上。

三、两侧板各线圈和脚部线圈的电流方向

1）左侧板外发射线圈11和右侧板外发线圈21的电流及其方向：

本发明的金属探测门的左侧门1，其外发射线圈11的电流方向，如图1中a、b、c、d所示。右侧板2的外发射线圈21的电流方向，如图1中a’、b’、c’、d’所示。所述发射线圈11和外发射线圈21电流方向保持一致，由电流a、b、c、d和电流a’、b’、c’、d’产生的磁场，在检测门的通道内，其方向是一致的。

2）左侧板1的内发射线圈12和右侧板2的内发射线圈22两者电流及其方向：

本发明的实施例中，所述左侧板1（或右侧板2）的内发射线圈组（12和22）共有六个小线圈串联构成，各小线圈的绕制方向一致，其绕制方向与外发射线圈（11和12）一致。图1中：左侧门的小线圈a1、b1、c1、d1为电流方向，（还图中未画出的a2、b2、c2、d2--a6、b6、c6、d6的电流方向）与外发射线圈的电流方向相反；右侧门的内发射线圈的电流方向同上。如此，左侧板（或右侧板）的磁场相互平衡。

3）左侧板（或右侧板）接收线圈13的感应电流：

当没有金属被检物进入安检门的通道时，所述外发射线圈11和内发射线圈12的电流的相位相反，两者磁场的方向相反，通过调整线圈匝数或是面积，可以使两线圈的磁场在接收线圈中相互抵消，因此接收线圈13（或接收线圈23）的电动势为0。

4）左侧脚部线圈（右侧脚部线圈）的外发射线圈411（421）的电流方向

本实施例中，采用2组脚部线圈组，其结构参见图1所示。所示脚部左侧外发射线圈411（脚部右侧外发射线圈421）的电流方向为e、f、g、h(e’、f’、g’、h’),其中，电流方向h(h’)与左侧门的外发射线圈11的电流方向c(c’)一致，因此该电流产生的磁场对整个探测门的磁场起增强作用。

5）左侧脚部（右侧脚部）的内发射线圈412（内发射线圈422）

所述左侧脚部的内发射线圈412（左侧脚部的内发射线圈422）的电流方向为e1、f1、g1、h1（e1’、f1’、g1’、h1’）,与外发射线圈411（外发射线圈421）电流的方向e、f、g、h(e’、f’、g’、h’)相反。

6）左侧脚部（右侧脚部）的内接收线圈413（内接收线圈423）

当没有金属被检物，由脚部进入安检门的通道时，所述左侧脚部（右侧脚部）的外发射线圈411和内发射线圈412的电流，相位相反，两者磁场的方向相反，相互抵消；因此，左侧脚部（右侧脚部）的内接收线圈413（423）的感应电动势为0。

四、本发明的金属探测门在探测状态下的工作原理：

1、非脚部的探测工作原理

本发明的金属探测门的左（右）侧门的外发射线圈、左（右）侧门的内发射线圈、左（右）侧门的接受线圈与门头主控箱电连接。

当无金属物品入侵时，左（右）侧板的外发射线圈11的电流a、b、c、d产生的磁场，与六个内发射线圈的电流d’、c’、b’、a’所产生的磁场，由于他们的电流相位相反，所有磁场相互抵消，因此六个接收线圈的感应电流为零。

当有金属物品入侵时，金属物品被带人检测通道，两侧的发射线圈内产生平衡磁场被打破，在接收线圈中，从而影响接收线圈的感应电势变化，从而产生电流。门头主控制箱就能探测出有就能探测出金属物品，并报警。

2、脚部的探测工作原理

当没有金属物品随脚部进入时，脚部的外发射线圈411（421）的电流e、f、g、h（h’、g’、f’、e’）产生的磁场，与内发射线圈的电流e1、f1、g1、h1（e1’、f1’、g1’、h1’）所产生的磁场，由于他们的电流相位相反，所有磁场相互抵消。因此,接收线圈的感应电流为零。

当有金属被检物，由脚部进入安检门的通道时，所述左侧脚部（右侧脚部）的外发射线圈411和内发射线圈412的磁场平衡被破坏。因此，左侧脚部（右侧脚部）的内接收线圈413（423）内产生感应电势，门头主控制箱就能探测出有就能探测出金属物品，并报警。