[发明专利]一种基于网格搜索法的物料传送带金属异物定位装置及其定位方法

说明书

本发明公开了一种基于网格搜索法的物料传送带金属异物定位方法。步骤1：计算金属异物在背景磁场激励下在X轴方向产生的磁异常特征信号S(t)；步骤2：基于步骤1的磁异常特征信号S(t)经滤波器函H(t)匹配滤波处理后，再计算各传感器检测到的金属异物磁场能量比值E_r步骤3：利用步骤2检测到的金属异物磁场能量比值E_r，即网格搜索法进行金属异物定位求解。本发明用以解决现有的方法定位精度不高，且都会造成物料浪费的问题。

技术领域

本发明属于金属异物检测与定位领域；具体涉及一种基于网格搜索法的物料传送带金属异物定位装置及其定位方法。

背景技术

现有的传送带金属异物检测及定位方法主要是基于平行线圈的方法，其中包括发射线圈和接收线圈。发射线圈产生一个交变电磁场，也称作一次场。当存在有金属异物时，处于一次场范围内的金属异物将产生磁化场或涡流场，也称为二次场，接收线圈则用于捕捉该二次场的变化。

现有的检测定位装置主要有两种，第一种是采用一个发射线圈和一个接收线圈，该装置只能确定线圈覆盖范围内是否存在金属异物，无法确认金属异物的具体位置，当有金属异物存在时必须对线圈覆盖范围内的物料全部剔除，造成很大的浪费；其二是采用一个发射线圈和多个接收线圈阵列的检测定位装置，该装置对金属异物定位的分辨率受线圈间距影响，虽然可以做到对金属异物的大致定位，但是定位精度不高，故这两种监测定位装置都会造成物料浪费。

发明内容

本发明提供一种基于网格搜索法的物料传送带金属异物定位装置及其定位方法，现有的方法定位精度不高，且都会造成物料浪费的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于网格搜索法的物料传送带金属异物定位装置，所述定位装置包括传送带1、激励线圈2和磁阻传感器3接收阵列，所述传送带1的上方设置激励线圈2，所述传送带1与激励线圈2之间的高度为H，所述激励线圈2底面正中等间隔安放多个磁阻传感器3。

一种基于网格搜索法的物料传送带金属异物定位装置的定位方法，所述定位方法包括以下步骤：

步骤1：计算金属异物在背景磁场激励下在X轴方向产生的磁异常特征信号S(t)；

步骤2：基于步骤1的磁异常特征信号S(t)经滤波器函H(t)匹配滤波处理后，再计算各传感器检测到的金属异物磁场能量比值E_r

步骤3：利用步骤2检测到的金属异物磁场能量比值E_r，即网格搜索法进行金属异物定位求解。

进一步的，所述步骤1具体为，对于矩形激励线圈，在通入稳定的激励电流以后，会在线圈底部中心产生均匀的激励磁场，也即一次背景场B_P(t)，表达式如下，

其中A为激励场幅度，f₀为激励频率，为任意相位；激励频率的选择取决于异物材质，铁磁性金属激励频率为100～200Hz，非铁磁性金属激励频率为10～20KHz；经背景磁场作用后的金属异物可视为磁偶极子，其二次场B_S(t)表示为

其中，μ₀表示真空磁导率，其值为4π×10^-7H/m，r＝[x y z]^T＝r₀+vt＝[vt d -h]^T表示从目标物指向传感器位置的位置矢量，其中为金属异物与传感器最近点的距离；

由于激励线圈平面平行于探测平面，则线圈正下方的激励磁场近似为垂直磁场，即可用m(t)＝[0 0 m_z(t)]表示目标磁化磁矩，