用于脚部金属违禁物品的探测装置及其检测方法与流程

1.本发明涉及一种电或磁的探测，尤其是涉及用于脚部金属违禁物品的检测装置及其检测方法。


背景技术：

2.现有技术中，金属违禁物品的探测装置又称安检装置。因具有检测隐藏金属物品的功能，已被广泛应用于军事和安检等领域。所述金属违禁物品第探测装置主要应用于机场、地铁站、展会等人流大的公共场所。
3.由于金属违禁物品的探测装置通常采用门框式结构，其探测线圈的构造对脚部金属违禁物品的探测存在缺陷。尤其是，在检测通道的中间位置的电磁场与脚部平面垂直，电磁场作用在脚部平面交弱；因此，对于脚部隐藏的金属检测效果不佳，在检测过程中容易出现漏检现象。为解决脚部漏检问题，专门设计了独立的脚部检测装置，用于与金属检测门配合一起使用。
4.然而，日常生活中，皮鞋的鞋底可能包括有鞋钉或鞋掌等金属。对于这类非危险品，在人流大的场合，如果都会报警势必增加了工作人员的工作量，并大大降低了安检效率。
5.本技术人申请的中国zl2020101471657号发明专利，名称为：“一种金属违禁物品检测装置及其多参数综合判定方法”，公开了一种利用电磁场变化的数字表达式：f=asin(ωt+β)进行分析判断的智能安检装置；其中，a为幅度值，a越大，则表示金属体积越大，反之越小；ω表示相位角，ω的范围，则能确认金属或合金的种类。该专利的设计思想是：根据被检测金属或合金的体积，判断明显不属于枪支、刀具等凶器的金属都给予通过。


技术实现要素：

6.本发明解决要的技术问题是：根据脚部检测的结构特点，利用多参数综合判定的方法；智能判段金属种类和材质大小，判断是否是违禁物品。
7.本发明目的之一是提供一种用于脚部金属违禁物品的探测装置,以解决现有安检装置对脚部的检测，容易漏检的技术问题。
8.本发明目的之一的技术方案是这样实现的，一种用于脚部金属违禁物品的探测装置，包括安检基板，所述安检基板上设有线圈骨架和线圈组；其特征在于：所述线圈骨架分为大线圈骨架和小线圈骨架，小线圈骨架位于大线圈骨架内。所述线圈组由发射线圈、校准线圈、发射线圈和接收线圈构成，所述发射线圈和校准线圈构成大线圈组，分别绕制在大线圈骨架上；发射线圈和接收线圈构成小线圈组，分别绕制在小线圈骨架上；所述发射线圈和发射线圈的电流方向相反，所述发射线圈的作用是使发射线圈在接收线圈的感应电流为零。
9.所述大线圈组为一个，设置在左脚小线圈组和右脚小线圈组外。
10.所述大线圈组为两个，分别设置在左脚小线圈组和右脚小线圈组外。
11.所述小线圈组分别设有左脚小线圈组和右脚小线圈组两个。
12.所述发射线圈、校准线圈、发射线圈和接收线圈置于同一平面。
13.所述发射线圈或接收线圈为双数，且发射线圈和接收线圈数量相等。
14.本发明目的之二是提供一种脚部金属探测装置的探测方法，用于解决针对安检门安检时，根据被检测金属或合金的体积，判断明显不属于枪支、刀具等凶器的金属都给予通过。
15.本发明目的之二的技术方案是这样实现的，一种用于脚部金属探测装置的探测方法，其特征在于，检测步骤为：s1: 起动，自动检测,并预设判别条件对比参数；s2: 检测双脚是否踏入或跨入安检区域；s3: 金属安检装置对人体脚部进行安检；s4: 进入条件对比判断识别；s5: 判断1，双脚是否都没有金属信号，如都没有，则转s11；否则进入s6。
16.s6: 判断2，双脚是否都具有金属信号，如否，则仅有一脚具有金属信号，则转s9。如是则进入s7；s7: 判断3，双脚都有金属信号，是否存在双脚金属信号大小不一致或金属材质不一致，如是则转s9,否则转s8；s8: 判断4，双脚有大小和材质一致的金属物品，判断物品的大小是否超过设定的阈值，如是，则转s10;如否，则不报警显示，转s11；s9: 双脚金属信号不一致，则示警“人体携带违禁金属物品”；结束返回s2；s10 双脚金属信号一致，则示警“人体携带物品金属”；结束返回s2；s11: 双脚没有金属，则“人体未携带金属物品”；结束返回s2；本发明针对脚部进行安检，其有益效果是：被安检人员无需专门停留，只要脚部从线圈的上踏过或正常跨过，即可探测出是否携带金属。并且，根据应用场合的需要设置参数，能自动识别是否有违禁金属物品，或违禁金属物品的种类，违禁金属物品的体积大小；并判断该违禁物品是否有危险。大大提高了安检效率，适用于人流大的场合。
附图说明
17.图1为本发明的用于脚部金属探测装置的线圈结构第一实施例示意图；图2为本发明的用于脚部金属探测装置的线圈结构第二实施例示意图；图3为本发明的脚部探测装置原理图；图4为本发明的脚部探测装置工作流程图；图中：发射线圈1、校准线圈2、发射线圈3、接收线圈4。
18.具体实施方式：为了更好地说明本发明的目的、结构及功能，以下结合本发明的附图和实施例，对本发明作进一步地描述。
19.本发明的一种用于脚部金属探测装置，主要用于对脚部或鞋底的安全检测装置。对于非危险品，不会报警；对于危险品则能自动报警，属于一种智能报警系统。本发明用于脚部金属探测装置的关键是：金属探测装置的线圈结构，其涉及智能判别的方法，具体实施
例和方法如下：实施例1：参见图1所示，本发明包括设置在同一平面上的发射线圈1、校准线圈2、发射线圈3和接收线圈4。上述线圈均绕制在安装基板的线圈骨架组上。所述线圈骨架组分为大线圈骨架和小线圈骨架上。
20.本实施例的线圈结构为：所述发射线圈1为一大线圈，绕制在大线圈骨架上，用于产生检测磁场；所述校准线圈2绕制在发射线圈1的同一骨架上。所述校准线圈2仅在启动时，用于对检测参考点进行校准，主要用于自动校准检测装置的精度。
21.两组对称设置的分别为左脚小线圈组和右脚小线圈组的线圈组并列排在大线圈内。所述左脚小线圈（或右脚小线圈组）由发射线圈3和接收线圈4构成，所述发射线圈3和接收线圈4绕制在同一小线圈骨架上。
22.所述发射线圈3的电流i 3
与发射线圈1的电流i
1 方向相反，用于抵消发射线圈1发射的磁场。
23.当无金属物随脚部进入检测磁场（静态）时，两个并列的发射线圈3的电流产生的磁场与所述一个发射线圈1电流产生的磁场相互抵消。此时，接收线圈4的感应电动势为零。
24.如果发射线圈1或两个发射线圈3之间存在加工误差，可以通过调节发射线圈3的砸数，或增减发射线圈3的面积，来调节其磁通量，使静态时接收线圈4的电流为零。
25.另外，也可在大线圈中增设一个补偿线圈，通过调节补偿线圈的电流大小，使接收线圈4的感应电流为零，以达到提高检测精度之目的。
26.当有金属物随脚部进入检测磁场（动态）时，只要其中一个接收线圈4的磁场产生变化，所述整个平衡磁场遭到破坏，所述接收线圈4内产生感应电势。其中， 两个接收线圈4感应的电流大小有可能不同，根据两侧电流的大小，就可以判断两只脚部是否具有金属物品以及金属物品的大小及材质的种类。并且，通过主机的软件，对金属物品的种类、大小和体积自动判断出其中的左脚和/或右脚是否有违禁物品，并报警。
27.实施例2：本发明另一种实施列参见图2所示，本实施例的一种用于脚部金属探测装置的结构，包括设置在同一平面上的发射线圈1、校准线圈2、发射线圈3和接收线圈4。上述线圈均绕制在同一平面的安装基板的线圈骨架组上；所述安装基板上设有两个相同的并列对称设置的大线圈组，所述大线圈组为长圆形。 所述大线圈组内，还设有至少2n个小线圈，n=1，2
…
n个小线圈，本实施例中n=1，即：有两个小线圈组构成。
28.所述大线圈组由大线圈骨架，以及分别绕制在大线圈骨架上的发射线圈1和校准线圈2构成。所述发射线圈1用于向检测区域发射电磁场；所述校准线圈2平时不用，当本检测装置起动时，利用软件自动检测纯金属的基准值，用于自动校准检测装置，以提高检测装置的精度。
29.所述小线圈组由小线圈骨架以及绕制在小线圈骨架上的发射线圈3和接收线圈4构成。所述发射线圈3电流i3的相位与所述发射线圈1的电流i4方向相反,用于平衡发射线圈1发射的磁场，使整个检测装置的线圈组的磁场为零。
30.当无金属物随脚部进入检测磁场（静态）时，两个单独的发射线圈1与各自的发射线圈3的发射电流产生平衡磁场，构成独立的左、右脚的检测磁场。当所述发射线圈1的磁场
与发射线圈3的磁场相互抵消时，接收线圈4的感应电动势为零。
31.如果发射线圈1或发射线圈3存在加工误差，可以通过调节发射线圈b3的砸数，或增减发射线圈b3的面积，来调节其磁通量，使静态时接收线圈4的感应电流为零，以提高检测精度。
32.另外，也可在大线圈中增设一个补偿线圈，通过调节补偿线圈的电流大小，使接收线圈4的电流为零，以达到提高检测精度之目的。
33.本发明的优点是：小线圈组与大线圈组一一配对，能提供左右脚的独立检测精度。
34.当有金属物随脚部进入检测磁场（动态）时，左右脚独立检测，能提供独立检测的精度，且两个接收线圈4之间的感应电流干扰很小，不影响检测结果。主机可以单独对探出有金属物品种类、大小和体积，通过软件自动判断出左脚和/或右脚是否有违禁物品，并报警。
35.本发明的脚部金属探测装置的探测方法，其检测步骤为：s1: 起动，自动检测,并预设判别条件对比参数；s2: 检测双脚是否踏入或跨入安检区域；s3: 金属安检装置对人体脚部进行安检；s4: 进入条件对比判断识别；s5: 判断1，双脚是否都没有金属信号，如都没有，则转s11；否则进入s6；s6: 判断2，双脚是否都具有金属信号，如否，则仅有一脚具有金属信号，则转s9。如是则进入s7；s7: 判断3，双脚都有金属信号，是否存在双脚金属信号大小不一致或金属材质不一致，如是则转s9,否则转s8；s8: 判断4，双脚有大小和材质一致的金属物品，判断物品的大小是否超过设定的阈值，如是，则转s10;如否，则不报警显示，转s11；s9: 双脚金属信号不一致，则示警“人体携带违禁金属物品”；结束返回s2；s10 双脚金属信号一致，则示警“人体携带物品金属”；结束返回s2；s11: 双脚没有金属，则“人体未携带金属物品”；结束返回s2。