专利名称：一种高精度微小颗粒金属检测dds电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，是一种从非金属的粒状或块状物料中检出金属的微弱信号检测电路。
背景技术：
目前金属探测器普遍采用平衡线圈原理来检测各类金属，优点是不仅能检测到铁和不锈钢304等一些既有导磁性又有导电性的金属，还能检测到铜、铝和不锈钢316等非磁性金属。采用此种方法的金属检测机一般检测头内部由三组线圈组成，包括中间的发射线圈及两侧等距离的接收线圈。其工作原理是通过中间的发射线圈所连接的电磁波发生器来产生高频交变磁场，空闲状态时两侧接收线圈的感应电压在磁场未受扰动前相互抵消而达到平衡状态，一旦金属杂质进入磁场区域，磁场被扰动，两个接收线圈的感应电压就无法抵消，根据未被抵消的感应电压和探测算法来判断是否含有金属异物。
传统的金属探测器中电磁波发生器大多采用RC或LC振荡器产生正弦波来作为发射信号，其采用完全模拟电路，虽线路简单，功能易实现，但存在频率精度差、抗干扰能力差，稳定性弱，参数调整困难等诸多缺点，后来使用了锁相环技术，频率精度大大提高，但是工艺复杂，分辨力不高，频率变换和实现计算机程控也不方便。
实用新型内容本实用新型的目的是为了解决上述不足，提供一种高精度微小颗粒金属检测DDS电路。实现本实用新型目的的技术方案是提供一种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，包括电源、偏置放大电路、变压器、检测线圈和反馈电路，采用变压器耦合反馈振荡电路产生正弦波，将检测线圈中主边线圈与一电容串联所构成的LC振荡回路作为选频网络，并将DAC加在反馈回路中，调节正弦波振幅的反馈强度。上述的高精度微小颗粒金属检测DDS电路，所述偏置放大电路是由偏置电路与放大电路连接构成。上述的高精度微小颗粒金属检测DDS电路，所述偏置电路由电阻Rl、R2和R3组成。上述的高精度微小颗粒金属检测DDS电路，所述放大电路由三极管及外围电路组成。上述的高精度微小颗粒金属检测DDS电路，所述检测线圈包括主边线圈与副边线圈，副边线圈绕在主边线圈的外表面。上述的高精度微小颗粒金属检测DDS电路，所述主边线圈不与电路连接，副边线圈与电路连接。上述的高精度微小颗粒金属检测DDS电路，所述变压器初级绕组的一端与偏置放大电路的放大端连接，变压器初级绕组的另一端与正电源连接。[0012]上述的高精度微小颗粒 金属检测DDS电路，所述变压器次级绕组的一端与检测线圈中副边线圈的一端连接后接地，变压器次级绕组的另一端与检测线圈中副边线圈的另ー端连接后接入反馈电路，连接的这点即是金属检测信号的输出端。上述的高精度微小颗粒金属检测DDS电路，所述反馈电路是由单片机控制的DAC数字芯片输出端与两级相串联的运算放大器及外围电路连接后再与偏置放大电路中三极管的发射级相连接。本实用新型具有下述有益效果(I)本实用新型的高精度微小颗粒金属检测DDS电路是采用变压器耦合反馈振荡电路产生正弦波，其振荡频率为检测线圈中主边线圈与一电容相串联所构成的LC振荡回路的固有频率，振荡电路在调整反馈时不影响振荡频率，克服了传统振荡器频率精度比较差，エ艺复杂，分辨カ不高的缺点。(2)本实用新型的高精度微小颗粒金属检测DDS电路中的检测线圈包括主边线圈与副边线圈，主边线圈与副边线圈互相耦合，电路中的正弦波信号馈送到副边线圈后，会在检测线圈腔即物料传输通道内产生交变的高频磁场，当混有金属杂质的物料通过物料传输通道时，其交变磁场会受到扰乱，副边线圈输出的交变电压即金属检测信号就会有一微弱的变化，这种微弱的电压变化信号经电路处理后，就转变成控制机械机构动作的信号，进而检出金属。(3)本实用新型的高精度微小颗粒金属检测DDS电路是结合DAC精确控制交变磁场技术，将DAC加在正弦波振荡电路的反馈回路中，精准的调节振幅的反馈强度，控制振幅处于最佳的灵敏区，克服了交变磁场平衡点调不准的问题，这种独特的采用DAC精确调节磁场反馈深度技术的应用，提高了金属颗粒的检测精度和整个系统的稳定性。
图I高精度微小颗粒金属检测DDS电路图具体实施方式
以下结合附图对本 实用新型的实施方式作进ー步的描述。本实用新型的ー种高精度微小颗粒金属检测DDS电路图如图I所示，包括电源、偏置放大电路、变压器、检测线圈和反馈电路。偏置放大电路中偏置电路由电阻Rl、R2和R3组成，放大电路由三极管Ql及外围电路组成。所述检测线圈包括主边线圈L3与副边线圈L4，主边线圈L3绕制15 30匝后与一无极性电容C3串联构成LC振荡回路，此振荡回路即为电路的选频网络，其不与电路连接，副边线圈L4绕在主边线圈L3的外表面，其绕制2 3匝后与电路连接。电路中的正弦波信号馈送到副边线圈L4后，由于主边线圈L3与副边线圈L4的耦合作用，会在检测线圈腔即物料传输通道内产生交变的高频磁场，当混有金属杂质的物料通过物料传输通道时，其交变磁场会受到扰乱，副边线圈L4输出的交变电压即金属检测信号就会有一微弱的变化，这种微弱的电压变化信号经电路处理后，就转变成控制机械机构动作的信号，进而检出金属。变压器T的初级绕组LI与次级绕组L2分别如图I所示，变压器T初级绕组LI的一端与偏置放大电路放大端连接，另一端与正电源连接；变压器T次级绕组L2的一端与检测线圈中副边线圈L4的一端连接后接地，变压器T次级绕组L2的另一端与检测线圈中副边线圈L4的另一端连接后接入反馈电路。 所述反馈电路由单片机控制的DAC数字芯片输出端与两级相串联的运算放大器及外围电路连接后再与偏置放大电路中三极管Ql的发射级相连接。DAC数字芯片是高精度的数模转换器，单片机的串行外设接ロ SPI与DAC数字芯片的片选引脚E5、时钟引脚CLK和数据输入引脚SRI连接，系统开机后，在没有金属通过检测线圈腔吋，DDS电路的输出端output输出的正弦波经全波整流电路与放大电路转变为直流电压信号后被采样到单片机，再经单片机分析处理，通过串行外设接ロ SPI把控制数据传输给DAC数字芯片，最后DAC数字芯片的输出信号经两级运算放大电路及外围电路处理后，反馈回正弦波振荡电路中，这样就可以精准的调节正弦波振幅的反馈强度，使金属检测处于最佳灵敏区。一旦有金属靠近或通过检测线圈腔时，检测线圈中副边线圈L4的两端会产生极微小的电压变化，由于DAC的精确控制，系统能够准确的检测到这种微小的电压变化，使后续的信号处理与金属检出工作更加可靠有效。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进ー步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.ー种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，包括电源、偏置放大电路、变压器、检测线圈和反馈电路，其特征在于采用变压器耦合反馈振荡电路产生正弦波，将检测线圈中主边线圈与一电容串联所构成的LC振荡回路作为选频网络，并将DAC加在反馈回路中，调节正弦波振幅的反馈强度。
2.根据权利要求I所述的ー种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，其特征在于所述的偏置放大电路是由偏置电路与放大电路连接构成。
3.根据权利要求2所述的ー种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，其特征在于所述的偏置电路由电阻Rl、R2和R3组成。
4.根据权利要求2所述的ー种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，其特征在于所述的放大电路由三极管及外围电路组成。
5.根据权利要求I所述的ー种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，其特征在于所述的检测线圈包括主边线圈与副边线圈，副边线圈绕在主边线圈的外表面。
6.根据权利要求5所述的ー种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，其特征在于所述的主边线圈不与电路连接，副边线圈与电路连接。
7.根据权利要求I所述的ー种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，其特征在于所述的变压器初级绕组的一端与偏置放大电路的放大端连接，变压器初级绕组的另一端与正电源连接。
8.根据权利要求I或者5所述的ー种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，其特征在干所述的变压器次级绕组的一端与检测线圈中副边线圈的一端连接后接地，变压器次级绕组的另一端与检测线圈中副边线圈的另一端连接后接入反馈电路，连接的这点即是金属检测信号的输出端。
9.根据权利要求I所述的ー种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，其特征在于所述反馈电路是由单片机控制的DAC数字芯片输出端与两级相串联的运算放大器及外围电路连接后再与偏置放大电路中三极管的发射级相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种高精度微小颗粒金属检测DDS电路，其包括电源、偏置放大电路、变压器、检测线圈和反馈电路，采用变压器耦合反馈振荡电路产生正弦波，将检测线圈中主边线圈与一电容串联所构成的LC振荡回路作为选频网络，并将DAC加在反馈回路中，精准的调节正弦波振幅的反馈强度，检测线圈还包括主边线圈与副边线圈，主边线圈不与电路连接，副边线圈绕制在主边线圈的外表面，其与电路连接；反馈电路是由单片机控制的DAC数字芯片输出端与两级相串联的运算放大器及外围电路连接后再与偏置放大电路中三极管的发射级相连接。本实用新型的高精度微小颗粒金属检测DDS电路抗干扰能力强，金属检测处于最佳灵敏区，检测精度高，稳定性好。
文档编号G01N27/82GK202393739SQ20112046199
公开日2012年8月22日 申请日期2011年11月20日 优先权日2011年11月20日
发明者叶晓东, 李开霞, 芮晴波, 花加丽, 蔡敏, 赵江海, 骆敏舟 申请人:常州先进制造技术研究所