采用涡流技术的金属标签检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及交流磁场测量、电磁检测技术、涡流检测技术领域，尤其涉及采用涡流技术的金属标签检测系统。
【背景技术】
[0002]物品信息的感知与采集是物联网体系的重要组成部分，目前几种主要的物品识别技术(条码、RFID、磁条)存在着容易损毁、相对价格较高等问题。而且这些信息记录技术仅适用于物品生产、存储和流通等短期使用场合，不能在露天、地下以及野外等潮湿、温差大、污染等环境下长期使用。
[0003]现有的长期使用的物品信息记录，如电动机、发动机铭牌、气体液体存储罐标签等物品信息记录，采用文字或字母在物品的金属表面刻制，信息量小，不能自动识别。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种采用涡流技术的金属标签检测系统。
[0005]本发明提供了一种采用涡流技术的金属标签检测系统，包括交流信号发生器、以及依次相连的检测线圈、相位幅度/检测器、直流偏移/放大器、模/数转换器以及数字信号处理器，所述交流信号发生器分别与所述检测线圈和所述相位幅度/检测器相连，所述检测线圈缠绕于磁芯外表面；带有磁芯的检测线圈在交变电流的激励下，使金属板表面感应出漩涡电流，该电流产生的磁场反作用于线圈磁场，当检测线圈下方出现不同的金属符号图案时，线圈两端电压产生不同的幅度和相位变化，经幅度/相位检测器处理、直流偏移和放大后，输出的信号由模/数转换器数字化，数字信号处理器对检测线圈两端电压幅度/相位信号进行滤波、特征提取以及分类，实现对金属符号的自动识别。
[0006]作为本发明的进一步改进，该金属标签检测系统还包括金属标签，该金属标签包括在金属物品表面制作的、记录物品信息的金属符号，金属标签利用金属符号在金属物品表面的位置参量和金属符号参量进行编码，记录物品信息。
[0007]作为本发明的进一步改进，金属标签的材料是任何金属材料或导电材料。
[0008]作为本发明的进一步改进，金属符号由几种不同的几何图案作为基本信息符号，几何图案采用圆形、矩形或其它几何形状。
[0009]作为本发明的进一步改进，金属标签采用二进制或多进制进行信息编码，记录物品信息，一种符号代表多进制数中的一个基数；当使用二进制编码时，使用两种不同的金属符号表示信息，以一种符号代表数字0，另一种符号代表数字I。
[0010]作为本发明的进一步改进，不同金属符号的几何图案在金属板表面的面积和深度影响对金属符号的判决。
[0011]作为本发明的进一步改进，金属符号的几何图案的深度大于其趋肤深度的2倍以上，趋肤深度根据公式计算，为趋肤深度，为信号角频率，为金属导体的磁导率，为金属导体的电导率。
[0012]作为本发明的进一步改进，金属符号采用一维或二维方式排列，金属符号采用等间距或者不等间距排列。
[0013]作为本发明的进一步改进，检测线圈的截面与金属符号的面积相当，检测线圈在金属符号上方沿着排列方向滑动扫描，使用一个检测线圈能够对金属标签中多个金属符号进行检测。
[0014]本发明的有益效果是:本发明的基于电涡流检测的金属标签检测系统，属于非接触检测，检测速度高，易于实现自动化检测。检测器灵敏度高，可以实现较高密度的信息记录。检测系统体积较小，可以做成便携式检测设备。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的原理框图。
[0016]图2是本发明的检测线圈原理框图。
【具体实施方式】
[0017]如图1、2所示，本发明公开了一种采用涡流技术的金属标签检测系统，包括交流信号发生器1、以及依次相连的检测线圈2、相位幅度/检测器3、直流偏移/放大器4、模/数转换器5以及数字信号处理器6，所述交流信号发生器I分别与所述检测线圈2和所述相位幅度/检测器3相连，所述检测线圈2缠绕于磁芯8外表面；带有磁芯8的检测线圈2在交变电流的激励下，使金属板表面感应出漩涡电流，该电流产生的磁场反作用于线圈磁场，当检测线圈2下方出现不同的金属符号图案时，线圈两端电压产生不同的幅度和相位变化，经幅度/相位检测器3处理、直流偏移和放大后，输出的信号由模/数转换器5数字化，数字信号处理器6对检测线圈2两端电压幅度/相位信号进行滤波、特征提取以及分类，实现对金属符号的自动识别。一个线圈的检测范围覆盖一个金属符号区域，通过在金属符号9排列方向滑动扫描，可实现一维和二维金属标签信息的自动识别。
[0018]该金属标签检测系统还包括金属标签7，金属标签7为在金属物品表面或用作标签的金属板表面通过刻制(铸造、冲压、刻蚀、打制)等方法制成几何图案，一种几何图案定义为一种金属符号9，表示多进制数中的一个基数。一组符号在金属板上以适当间距和位置排列，组成一个数集。金属标签7利用金属符号9在金属板表面的位置参量和几何图案参量进行编码，记录物品信息。金属标签7的检测采用电涡流技术实现。
[0019]金属标签7的材料是任何金属材料或导电材料。
[0020]金属符号9由几种不同的几何图案作为基本信息符号，几何图案采用圆形、矩形或其它几何形状。
[0021]金属标签7采用二进制或多进制进行信息编码，记录物品信息，一种符号代表多进制数中的一个基数；当使用二进制编码时，使用两种不同的金属符号表示信息，以一种符号代表数字0，另一种符号代表数字I。
[0022]不同金属符号9的几何图案在金属板表面的面积和深度影响对金属符号的判决。
[0023]金属符号9的几何图案的深度大于其趋肤深度的2倍以上，趋肤深度根据公式计算，为趋肤深度，为信号角频率，为金属导体的磁导率，为金属导体的电导率。
[0024]金属符号9采用一维或二维方式排列，金属符号采用等间距或者不等间距排列。
[0025]检测线圈2的截面与金属符号9的面积相当，检测线圈2在金属符号9上方沿着排列方向滑动扫描，使用一个检测线圈2能够对金属标签7中多个金属符号9进行检测。
[0026]—种最简单的二进制数编码方案是将没有刻制图案的区域看作是一种特殊的符号，代表数字‘I’，任何一种其它符号代表数字‘O’。
[0027]本发明采用交变电压信号激励带有磁芯8的检测线圈2，在金属板表面产生感应磁场，该磁场反作用于线圈产生的磁场，影响检测线圈2两端的电抗。
[0028]不同的金属符号9在线圈两端产生不同的电抗。
[0029]使用幅度/相位检测器3，通过检测线圈2两端电压幅度和相位，实现对线圈两端电抗的