专利名称：一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属检测技术领域，特别涉及一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统。
背景技术：
金属探测器(Metal Detector)是一种用于检测空间或其它物体之中是否混有金属的检测仪器。它作为一种重要的检测设备，已被广泛地应用于社会生活和工业生产等诸多领域。在军事上，金属探测器可用于检测地雷；在考古方面，金属探测器可用于探测古墓中金银等贵重金属、青铜器具和钱币等；在矿产勘探中，金属探测器可用于探寻地下金属矿产；在工业生产中，金属探测器用于实时监测，可防止在食品和纺织物中存在金属物质等。现在的金属探测器，其主要功能仍然是探测金属的有无，不具备区分金属种类的功能。也即，普通的金属探测器对所有的金属都会报警，当我们只需要对某种特定的金属进行报警而不对其它金属报警时，普通的金属探测器显得无能为力。例如，在以金属产品为主的矿场、工厂和作坊等场所，有时候我们需要防止某些人员私自携带某种特定的贵重金属外出。这时，我们需要一种能辨别该贵重金属的装置，当此类金属出现在该装置的探测范围之内时，该装置进行报警，当其它金属进入范围之内时，不进行报警。这就是具备金属区分功能的金属探测器，它不仅可用于贵重金属的防盗，也可用于辨别不明金属等场合。目前金属探测器的传感器大多数为电感式、电容式、磁敏式、电磁场式、电涡流式传感器，有自己特定的应用场合，主要检测较大游离状的金属物质，测量精度不高，不能进行在线检测，也不能根据检测对象的不同修改相关的测量参数，系统功能较少，尤其是电容式在检测中受现场干扰太大，测量结果失真。国内金属探测器的企业主要生产模拟式金属探测器，其结构简单、功能单一，检测精度也不高。经过几年的发展，国内部分企业推出了自己的数字式金属探测器，其综合性能相对模拟式己经有了大幅度提高，但是技术上而言他们主要采用单片机的结构，运算速度及精度相对较低。因此，如何将上述技术问题加以解决，即为本领域技术人员的研究方向所在。
发明内容本实用新型的主要目的是提供一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，以有效解决上述现有技术中所存在的问题。为了达到上述目的，本实用新型提供一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，其包括—数字信号处理器，其是一具有多通道串口的主控制器；一 CPLD逻辑器件，其与所述的数字信号处理器相连；一数模芯片，其与所述数字信号处理器相连，所述数字信号处理器的多通道串口控制所述数模芯片产生相同的两路单频信号；一第一模数转换器，其与CPLD逻辑器件相连，用以将其中一路单频信号进行模数转换，并将此转换信号作为一参考信号；一高功率运算放大器，其与所述的数模芯片相连，将另一路单频信号进行放大后加载到一发射线圈上，在探测区域产生交变的磁场；一多路接收线圈，其用于接收所述发射线圈发射的信号，并将接收的信号通过一放大器进行放大；一第二模数转换器，其与CPLD逻辑器件及所述的多路放大器相耦接，用于将所述放大器放大的信号进行模数转换，产生一数字信号，该数字信号与所述参考信号通过所述CPLD逻辑器件及数字信号处理器进行处理。实施时，所述的还包括一串口芯片，其与所述的CPLD逻辑器件相连，用以进行串 口通讯。实施时，还包括一 RAM存储器，其所述的CPLD逻辑器件相连，用以存储数字信号。实施时，还包括一滤波器，其与所述的放大器及所述的第二模数转换器相连，用以对所述放大器放大的信号进行滤波。实施时，还包括一模拟开关，其连接于所述的多路接收线圈及所述的放大器。实施时，所述的数字信号处理器为TMS320C5416。实施时，所述的CPLD逻辑器件为EPM570。实施时，所述的第一模数转换器为AD9220。实施时，所述的第二模数转换器为AD9220。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于能够精确的测量IOg大小的不同种类金属相位，进而达到分辨金属种类和大小的能力，具有较高的精度。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本实用新型一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图I所示，为本实用新型一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统组成示意图，本实用新型的一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统包括一数字信号处理器(DSP) 1，其是一多总线、先进的改进哈佛结构、资源丰富、高速、具有多通道串口的数字信号处理器，其是本系统的核心，是一具有多通道串口的主控制器，负责产生信号、数据采集、与上位机进行通信、及提取金属涡流效应的相位信息，其中，所述的数字信号处理器I可为TMS320C5416。一 CPLD逻辑器件2，其与所述的数字信号处理器相连1，在本实用新型中，通过CPLD逻辑器件1，使DSPl与其它的外围器件进行连接，所述的CPLD逻辑器件2可选用EPM570。一数模芯片3，其用于产生单频信号，与所述数字信号处理器I相连，所述数字信号处理器I的多通道串口控制所述数模芯片3产生相同的两路单频信号，一路单频信号通过一第一模数转换器4进行模数转换，并将此转换信号作为后级信号处理的参考信号，另一路经过一高功率放大器5放大后加载到发射线圈6上，在探测区域产生交变的磁场。一多路接收线圈7，其用于接收所述发射线圈6发射的信号，并将接收的信号通过一放大器8进行放大,产生一放大信号，该放大信号通过一滤波器9进行滤波后,通过一第二模数转换器10进行模数转换，即产生一数字信号，该数字信号与所述参考信号通过所述 CPLD逻辑器件2及数字信号处理器I进行处理，在所述的多路接收线圈7及所述的放大器8之间还可以包括一多路模拟开关11，用于对多路信号进行选择。本实用新型还包括一串口芯片12，其与所述的CPLD逻辑器件2相连，用以进行串口通讯。 本实用新型还包括一 RAM存储器13，其所述的CPLD逻辑器件2相连，用以存储数字信号，本实用新型的数字信号处理部分是通过第二模数转换器10进行模数转换，由CPLD逻辑器件2将采样的信号存入RAM存储器13中，后由数字信号处理器I将RAM存储器13中的数字信号读入内存中，进行数字信号处理提取相位幅值信息，其中所述的第一的模数转换器4及第二模数转换器10均可采用模数转换芯片AD9220。综上所述，本实用新型是一种基于DSP和CPLD架构全数字化的探测金属涡流效应的相位信息的系统，能够精确的测量IOg大小的不同种类金属相位，进而达到分辨金属种类和大小的能力，因此，具有极闻的精度。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，其特征在于，其包括 一数字信号处理器，其是一具有多通道串口的主控制器； 一 CPLD逻辑器件，其与所述的数字信号处理器相连； 一数模芯片，其与所述数字信号处理器相连，所述数字信号处理器的多通道串口控制所述数模芯片产生相同的两路单频信号； 一第一模数转换器，其与CPLD逻辑器件相连，用以将其中一路单频信号进行模数转换，并将此转换信号作为一参考信号； 一高功率运算放大器，其与所述的数模芯片相连，将另一路单频信号进行放大后加载到一发射线圈上，在探测区域产生交变的磁场； 一多路接收线圈，其用于接收所述发射线圈发射的信号，并将接收的信号通过一放大器进行放大； 一第二模数转换器，其与CPLD逻辑器件及所述的放大器相耦接，用于将所述放大器放大的信号进行模数转换，产生一数字信号，该数字信号与所述参考信号通过所述CPLD逻辑器件及数字信号处理器进行处理。
2.根据权利要求I所述的一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，其< >特征在于，所述的还包括一串口芯片，其与所述的CPLD逻辑器件相连，用以进行串口通讯。
3.根据权利要求I所述的一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，其特征在于，还包括一 RAM存储器，其所述的CPLD逻辑器件相连，用以存储数字信号。
4.根据权利要求I所述的一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，其特征在于，还包括一滤波器，其与所述的放大器及所述的第二模数转换器相连，用以对所述放大器放大的信号进行滤波。
5.根据权利要求I所述的一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，其特征在于，还包括一模拟开关，其连接于所述的多路接收线圈及所述的放大器。
6.根据权利要求I所述的一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，其特征在于，所述的数字信号处理器为TMS320C5416。
7.根据权利要求I所述的一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，其特征在于，所述的CPLD逻辑器件为EPM570。
8.根据权利要求I所述的一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，其特征在于，所述的第一模数转换器为AD9220。
9.根据权利要求I所述的一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，其特征在于，所述的第二模数转换器为AD9220。
专利摘要本实用新型公开一种全数字化的金属涡流效应相位探测的信号处理系统，其包括一数字信号处理器，其是一具有多通道串口的主控制器；一CPLD逻辑器件，其与所述的数字信号处理器相连；一数模芯片，其与所述数字信号处理器相连；一两个模数转换器，其与CPLD逻辑器件相连，其一用以将一路单频信号进行模数转换，并将此转换信号作为一参考信号，其二用以将接收信号进行模数转换，并将所得的数字信号传至数字信号处理器用于提取相位信息；一高功率运算放大器，其与所述的数模芯片相连，将其中一路单频信号进行放大后加载到一发射线圈上；一多路接收线圈，其用于接收所述发射线圈发射的信号；本实用新型是一基于DSP的相位系统，精度较高。
文档编号G01V3/11GK202533593SQ20122020479
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者杜少轩, 赵建业, 黄华 申请人:东莞市铜探电子科技有限公司