采用渦流技術的金屬標簽檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及交流磁場測量、電磁檢測技術、渦流檢測技術領域，尤其涉及采用渦流技術的金屬標簽檢測系統。
【背景技術】
[0002]物品信息的感知與采集是物聯網體系的重要組成部分，目前幾種主要的物品識別技術(條碼、RFID、磁條)存在著容易損毀、相對價格較高等問題。而且這些信息記錄技術僅適用于物品生產、存儲和流通等短期使用場合，不能在露天、地下以及野外等潮濕、溫差大、污染等環境下長期使用。
[0003]現有的長期使用的物品信息記錄，如電動機、發動機銘牌、氣體液體存儲罐標簽等物品信息記錄，采用文字或字母在物品的金屬表面刻制，信息量小，不能自動識別。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種采用渦流技術的金屬標簽檢測系統。
[0005]本發明提供了一種采用渦流技術的金屬標簽檢測系統，包括交流信號發生器、以及依次相連的檢測線圈、相位幅度/檢測器、直流偏移/放大器、模/數轉換器以及數字信號處理器，所述交流信號發生器分別與所述檢測線圈和所述相位幅度/檢測器相連，所述檢測線圈纏繞于磁芯外表面；帶有磁芯的檢測線圈在交變電流的激勵下，使金屬板表面感應出漩渦電流，該電流產生的磁場反作用于線圈磁場，當檢測線圈下方出現不同的金屬符號圖案時，線圈兩端電壓產生不同的幅度和相位變化，經幅度/相位檢測器處理、直流偏移和放大后，輸出的信號由模/數轉換器數字化，數字信號處理器對檢測線圈兩端電壓幅度/相位信號進行濾波、特征提取以及分類，實現對金屬符號的自動識別。
[0006]作為本發明的進一步改進，該金屬標簽檢測系統還包括金屬標簽，該金屬標簽包括在金屬物品表面制作的、記錄物品信息的金屬符號，金屬標簽利用金屬符號在金屬物品表面的位置參量和金屬符號參量進行編碼，記錄物品信息。
[0007]作為本發明的進一步改進，金屬標簽的材料是任何金屬材料或導電材料。
[0008]作為本發明的進一步改進，金屬符號由幾種不同的幾何圖案作為基本信息符號，幾何圖案采用圓形、矩形或其它幾何形狀。
[0009]作為本發明的進一步改進，金屬標簽采用二進制或多進制進行信息編碼，記錄物品信息，一種符號代表多進制數中的一個基數；當使用二進制編碼時，使用兩種不同的金屬符號表示信息，以一種符號代表數字0，另一種符號代表數字I。
[0010]作為本發明的進一步改進，不同金屬符號的幾何圖案在金屬板表面的面積和深度影響對金屬符號的判決。
[0011]作為本發明的進一步改進，金屬符號的幾何圖案的深度大于其趨膚深度的2倍以上，趨膚深度根據公式計算，為趨膚深度，為信號角頻率，為金屬導體的磁導率，為金屬導體的電導率。
[0012]作為本發明的進一步改進，金屬符號采用一維或二維方式排列，金屬符號采用等間距或者不等間距排列。
[0013]作為本發明的進一步改進，檢測線圈的截面與金屬符號的面積相當，檢測線圈在金屬符號上方沿著排列方向滑動掃描，使用一個檢測線圈能夠對金屬標簽中多個金屬符號進行檢測。
[0014]本發明的有益效果是:本發明的基于電渦流檢測的金屬標簽檢測系統，屬于非接觸檢測，檢測速度高，易于實現自動化檢測。檢測器靈敏度高，可以實現較高密度的信息記錄。檢測系統體積較小，可以做成便攜式檢測設備。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的原理框圖。
[0016]圖2是本發明的檢測線圈原理框圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1、2所示，本發明公開了一種采用渦流技術的金屬標簽檢測系統，包括交流信號發生器1、以及依次相連的檢測線圈2、相位幅度/檢測器3、直流偏移/放大器4、模/數轉換器5以及數字信號處理器6，所述交流信號發生器I分別與所述檢測線圈2和所述相位幅度/檢測器3相連，所述檢測線圈2纏繞于磁芯8外表面；帶有磁芯8的檢測線圈2在交變電流的激勵下，使金屬板表面感應出漩渦電流，該電流產生的磁場反作用于線圈磁場，當檢測線圈2下方出現不同的金屬符號圖案時，線圈兩端電壓產生不同的幅度和相位變化，經幅度/相位檢測器3處理、直流偏移和放大后，輸出的信號由模/數轉換器5數字化，數字信號處理器6對檢測線圈2兩端電壓幅度/相位信號進行濾波、特征提取以及分類，實現對金屬符號的自動識別。一個線圈的檢測范圍覆蓋一個金屬符號區域，通過在金屬符號9排列方向滑動掃描，可實現一維和二維金屬標簽信息的自動識別。
[0018]該金屬標簽檢測系統還包括金屬標簽7，金屬標簽7為在金屬物品表面或用作標簽的金屬板表面通過刻制(鑄造、沖壓、刻蝕、打制)等方法制成幾何圖案，一種幾何圖案定義為一種金屬符號9，表示多進制數中的一個基數。一組符號在金屬板上以適當間距和位置排列，組成一個數集。金屬標簽7利用金屬符號9在金屬板表面的位置參量和幾何圖案參量進行編碼，記錄物品信息。金屬標簽7的檢測采用電渦流技術實現。
[0019]金屬標簽7的材料是任何金屬材料或導電材料。
[0020]金屬符號9由幾種不同的幾何圖案作為基本信息符號，幾何圖案采用圓形、矩形或其它幾何形狀。
[0021]金屬標簽7采用二進制或多進制進行信息編碼，記錄物品信息，一種符號代表多進制數中的一個基數；當使用二進制編碼時，使用兩種不同的金屬符號表示信息，以一種符號代表數字0，另一種符號代表數字I。
[0022]不同金屬符號9的幾何圖案在金屬板表面的面積和深度影響對金屬符號的判決。
[0023]金屬符號9的幾何圖案的深度大于其趨膚深度的2倍以上，趨膚深度根據公式計算，為趨膚深度，為信號角頻率，為金屬導體的磁導率，為金屬導體的電導率。
[0024]金屬符號9采用一維或二維方式排列，金屬符號采用等間距或者不等間距排列。
[0025]檢測線圈2的截面與金屬符號9的面積相當，檢測線圈2在金屬符號9上方沿著排列方向滑動掃描，使用一個檢測線圈2能夠對金屬標簽7中多個金屬符號9進行檢測。
[0026]—種最簡單的二進制數編碼方案是將沒有刻制圖案的區域看作是一種特殊的符號，代表數字‘I’，任何一種其它符號代表數字‘O’。
[0027]本發明采用交變電壓信號激勵帶有磁芯8的檢測線圈2，在金屬板表面產生感應磁場，該磁場反作用于線圈產生的磁場，影響檢測線圈2兩端的電抗。
[0028]不同的金屬符號9在線圈兩端產生不同的電抗。
[0029]使用幅度/相位檢測器3，通過檢測線圈2兩端電壓幅度和相位，實現對線圈兩端電抗的