皮带输送机金属探测器的信号采集传输装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及金属探测器技术领域，尤其涉及一种皮带输送机金属探测器的信号采集传输装置。
【背景技术】
[0002]金属探测器安装在皮带输送机上，用于检测皮带输送机上散装物料中的金属碎块，并通过机械方式，手动或自动将其从皮带输送机上除去，从而保护下道工序的破碎机、磨机、输送机和其他过程设备免招破坏，保证设备的运行安全。中国专利授权公告号为CN1865952U，授权公告日为2010年10月13日，发明名称为:可存储工业用金属探测器，中国专利授权公告号为CN 201698032U，授权公告日为2011年1月5日，实用新型名称为:一种金属探测器，中国专利授权公告号为CN 204269851U，授权公告日为2015年4月5日，实用新型名称为:金属探测器调校装置；都是采用单片机进行信号采集传输的金属探测器，由于受到单片机自身的处理速度和处理能力的限制，使得整个信号采集传输装置的显示速率低下，无法实现比较复杂的显示内容，另外由于受到单片机输入口、输出口的限制，使得整个系统只能完成有限的信号采集传输功能，由此，存在无法对信号采集传输装置比较复杂的大型金属探测器实施有效信号采集传输。因此，需要一种技术方案解决上述问题。
【发明内容】
[0003]针对以上现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于数字信号处理器DSP和现场可编程门阵列FPGA技术的皮带输送机金属探测器的信号采集传输装置，保证设备运行安全生产的顺利进行。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现:
[0005]—种皮带输送机金属探测器的信号采集传输装置，其特征在于:包括主控芯片DSP、人机界面、存储器EPR0M、发射电路、发射线圈、接收线圈一、接收线圈二、滤波器、放大器、A/D转换、现场可编程门阵列FPGA、电源模块、复位电路、时钟电路；主控芯片DSP分别与人机界面、存储器EPR0M、发射电路、现场可编程门阵列FPGA相连接，发射电路与发射线圈连接，接收线圈与接收电路连接，滤波器分别与接收线圈、放大器相连接，A/D转换分别与放大器、现场可编程门阵列FPGA相连接。
[0006]所述的发射线圈和两个接收线圈均呈矩形布线设置，安装时保证发射线圈和两个接收线圈的轴心位于同一条直线上，发射线圈摆放在两个接收线圈上方的中间位置，两个接收线圈分别位于发射线圈下方的两侧位置，两个接收线圈到发射线圈的上下距离相等，三个线圈空间组成的柱型空间区域、即构成金属探测器的检测区域。
[0007]本实用新型的有益效果是:通过主控芯片DSP控制整个信号采集传输装置工作，相比于现有技术中使用单片机微处理器的探测器有很明显的速度优势，可以将部分控制器件由FPGA来控制，使得主控芯片DSP只负责控制FPGA和一些要求比较高的高速控制芯片，做一些实时性强、速度要求快的任务；另外，相比于单片机微处理器来说，FPGA的输出、输入接口大大增加，这样就可以控制更多的接收信号，完成更多的控制功能；另外还具有金属检测灵敏度高、调节方便灵活的特点，可用于检测最小尺寸的金属碎块为0 1.5mm铁球、Φ2 X 3mm铁棍、1 X 2 X 3mm铁块，特别适用于各种皮带输送机含有金属物的散状物料输送过程中的使用。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的系统组成结构框图；
[0009]图2是本实用新型的主控芯片DSP最小系统示意图；
[0010]图3是本实用新型的发射线圈与接收线圈空间布置示意图；
[0011]图4是本实用新型的接收线圈布线示意图。
[0012]图中:1_主控芯片DSP、2-人机界面、3-存储器EPR0M、4-发射电路、5-发射线圈、
6-接收线圈、7-接收线圈、8-滤波器、9-放大器、10-A/D转换、11_现场可编程门阵列FPGA、12-电源模块、13-复位电路、14-时钟电路。
【具体实施方式】
[0013]下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。
[0014]如图1所示，本实用新型包括主控芯片DSP1、人机界面2、存储器EPR0M3、发射电路
4、发射线圈5、接收线圈6、接收线圈7、滤波器8、放大器9、A/D转换10、现场可编程门阵列FPGA11、电源模块12、复位电路13、时钟电路14 ;其相互连接关系:主控芯片DSP1分别与人机界面2、存储器EPR0M3、发射电路4、现场可编程门阵列FPGA11相连接，发射电路4与发射线圈4连接，接收线圈6与接收线圈7连接，滤波器8分别于接收线圈7、放大器9相连接，A/D转换10分别于放大器9、现场可编程门阵列FPGA11相连接。
[0015]如图2所示，本实用新型的主控芯片DSP1最小系统包括主控芯片DSP1、存储器EPR0M 3、电源模块12、复位电路13、时钟电路14 ;其相互连接关系:主控芯片DSP 1分别与存储器EPR0M 3、电源模块12、复位电路13、时钟电路14相连接。
[0016]主控芯片DSP1采用TMS320F2812型DSP芯片，使用主控芯片DSP 1控制发射信号的频率，通过发射电路中M0S管的关断控制发射脉冲信号；电源选用了 TPS767D301型供电芯片，是一款双路低压差电源调整器，有单独供电的双路输出，一路为固定输出，双路输出各有一个复位电路15输出；根据数据计算速度的要求选择频率为22.1184MHz的晶体振荡器，为了提高运算速度启用DSP内部的PLL锁相环对时钟电路14加以倍频，为DSP提供精准的时钟信号；DSP的复位引脚上输入低电平信号时，产生一个外部中断信号，使DSP产生复位信号，主控芯片DSP1从存储器EPR0M 3读入数据，用快速傅里叶变换，计算出相应的相位和幅值，与提前设定的阈值比较，完成采样数据的接收和预处理。
[0017]人机界面2包括键盘电路、显示电路两部分，其中显示电路包括IXD液晶显示和LED指示灯两部分组成，均由STC12C5A60S2型单片机控制显示，单片机通过高速同步串行口实现与DSP通信；LED指示灯电路与LCD液晶显示屏配合使用，使显示内容更加简单明了，LCD液晶显示屏能够简单灵活地调节探测器的参数、及时显示检测到的金属块的个数等功能。键盘电路是触摸屏MPI键盘，设有6个按键，分别是复位键、确认键、增值键、减值键、上翻键、下翻键。人机界面2主要由单片机控制，通过与主控芯片DSP1串行通信，接收主控芯片DSP1发送的指令或数据，控制LED指示灯的亮灭或向IXD液晶显示屏发送数据；读取键盘电路数据实时向主控芯片DSP1发送。
[0018]存储器EPR0M 3是型号为M27C1024型芯片，具有较大内存，并且操作简单方便，其使用功能是接收信号经过放大、滤波后进入A/D转换10，将转化好的数据存储到存储器EPR0M 3中；并且主控芯片DSP1的程序也存储在存储器EPR0M 3中。检测系统供电后，将程序从存储器EPR0M 3中调入到主控芯片DSP1，完成初始化后，系统开始工作，A/D转换10将转化好后的数据存入存储器EPR0M 3中，供主控芯片DSP1调用。
[0019]发射电路4的工作原理是有四个M0S管、即场效应晶体管交替工作，M0S管的触发信号由主控芯片DSP1控制，当发射回路不能正常工作，需要保护电路给主控芯片DSP1发送信号，主控芯片DSP1控制报警显示电路中的单片机，报警灯亮和显示屏显示故障。探测器开机，初始化后，主控芯片DSP1发送触发信号给M0S管，发射回路正向导通，停止正向导通；延时，反向导通，停止反向导通。保护电路是一直工作的，发射回路发射一次，保护电路就会检测一次；当发射回路故障时，保护电路就会给主控芯片DSP1发送信号，主控芯片DSP1与报警显示电路中的单片机通信，单片机控制显示屏和LED灯报警。LED灯中的报警指示灯亮，正常指示灯灭，同时显示屏显示故障代码。
[0020]如图3-图4所示，本实用新型的发射线圈5与接收线圈6空间布置示意图和接收线圈6布线示意图，发射线圈5和两个接收线圈6均呈矩形布线设置，安装时保证发射线圈5和两个接收线圈6的轴心位于同一条直线上，发射线圈5摆放在两个接收线圈6上方的中间位置，两个接收线圈6分别位于发射线圈5下方的两侧位置，两个接收线圈6到发射线圈5的上下距离相等，三个线圈空间组成的柱型空间