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专利名称：远程控制灵敏阀值的金属检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属检测装置，尤其是用于检测输送带物料 中含金属杂物的金属检测装置。
背景技术：
为了避免物料中金属杂物损坏输送设备，输送带通常要配备金属 检测和去除装置，金属检测装置需要进行灵敏阀值调整。如

图1，现有
技术灵敏阀值只能在现场调节，金属检测装置包括物料信息采集端A、 单片机IC1、灵敏阀值本地设置端D、输出控制电路C、指示灯P和显 示屏T。物料数据采集端A包括传感线圈Al、检测电路A2、电流电 压转换电路A3、信号放大电路A4、脉冲形成电路A5和接口电路A6。 灵敏阀值本地设置端D包括至少一个按键，每一个按键对应一个阀值， 灵敏阀值本地设置端D设置在工作现�。�并与单片机IC1连接在一起。 输出控制电路C包括接口电路Cl和驱动电路C2。显示屏T与单片机 IC1连接，显示各种参数和金属物的位置信息，指示灯P也与单片机 IC1连接。单片机IC1上还设置有"看门狗"芯片IC2。
金属检测装置工作时先使用灵敏阀值本地设置端D设置灵敏阀 值，物料数据采集端A的传感线圈Al对通过线圈的金属物产生电流 信号，金属物电流信号经过检测电路A2、电流电压转换电路A3、信 号放大电路A4、脉冲形成电路A5形成金属物数据信号，金属物数据 通过接口电路A6传入单片机IC1，单片机IC1将金属物数据与灵敏阀 值比较，如果金属物数据大于灵敏阀值，单片机IC1输出低电平到输 出控制电路C的接口电路Cl和驱动电路C2，驱动外部的除铁装置C3 工作，如果金属物数据小于灵敏阀值，单片机IC1输出高电平到输出 控制电路C的接口电路Cl和驱动电路C2，外部的除铁装置C3不工现有设置灵敏阀值的方法如下
首先进行物料选择调节，开启输送带机组，让不含金属杂物的物 料通过传感器，调节按键使显示屏显示数值为零；再根据要求调节按 键，直到显示屏上的数值达到规定的范围。然后进行金属灵敏阀值调 节，将需要进行检测的样铁放到物料中通过传感器，此时指示灯亮； 调节按键，使显示屏的读数数值达到一定范围后，指示灯正好能点亮， 这样就完成了灵敏阀值的设定。
这样的调节方式有许多局限第一、金属检测装置灵敏阀值调整 只能在现场调节。第二、每更换一种物料都要重新调节，调节涉及很 多按钮、指示灯、指示仪表，但是由于样铁进入物料的位置和状态不 同，传感器采集的信号会有一定的变化，因此调节需要多次重复性试 验，给调试带来了极大的麻烦，阀值也存在极大的不确定性。第三， 由于每个技术人员的经验不同，调节的设定值也会不同，金属物去除 能力和精确性始终无法统一，影响输送带的运输效率和设备安全。第 四、中央控制室得不到金属检测器及时设置的信息反馈。因此现有技 术金属检测器灵敏阀值调整方法效率较低。

实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种远程控制灵敏阀值的金属检测装 置，实现在中央控制室对现场金属检测装置敏感阀值进行统一控制和 调整，提高生产效率和设备安全性。
本实用新型是这样实现的 一种远程控制灵敏阀值的金属检测装 置，包括设置在工作现场的物料信息采集端、单片机、灵敏阀值本地 设置端、输出控制电路、指示灯和显示屏，该装置还包括远端控制输 入端；
远端控制输入端包括设置在中央控制室的远程设定输入键盘和译 码电路以及设置在工作现场的接口电路，译码电路通过电缆与接口电 路连接，接口电路连入单片机；
远程设定输入键盘包括至少一个按键，每一个按键对应一个灵敏 阀值，按下按键后，灵敏阀值信号通过译码电路转化为高低电平的组合，再经过电缆和接口电路传入单片机，物料信息采集端采集的金属 物数据信号传入单片机，单片机将金属物数据与灵敏阀值比较，如果 金属物数据大于灵敏阀值，则单片机驱动外部的除铁装置工作，如果 金属物数据小于灵敏阀值，外部的除铁装置不工作。
本实用新型远程控制灵敏阀值的金属检测装置是先根据以往技术 人员设置灵敏阀值的经验数据设置统一标准，按照输送带上不同物料 分为几类，每一类对应一个灵敏阀值。中央控制室内设有远程设定输 入键盘，包括至少一个按键，每一个按键可以选择一个阀值，每个按 键通过译码电路转为3个高低电平的组合，传送到单片机的输入端口； 灵敏阀值存在单片机内，通过对3个输入端口高低电平的译码选择调 用灵敏阀值；当传感器采集的数据经过处理后变成可被单片机接受的 数值，与灵敏阀值相比较决定启动或关闭除铁装置，这样就完成了远 程调节金属检测装置灵敏阀值的目的。
本实用新型具有以下有益效果本实用新型远程控制灵敏阀值的 金属检测装置根据专业人员所设定的最佳经验数据作为统一标准，再 将这些数据转化为计算机程序存储于计算机中，利用中央控制室内一 键选择来实现远程调节金属检测装置的灵敏阀值调整，以提高和统一 金属检测器对各类物料阀值的准确度和可靠性，避免经验设定的偏差， 减少专业技术人员的劳动强度，提高皮带运输作业效率，保障物料运 输的设备安全性。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。 图1为现有的现场控制灵敏阀值的金属检测装置组成框图； 图2为本实用新型远程控制灵敏阀值的金属检测装置组成框图； 图3为本实用新型远程控制灵敏阀值的金属检测装置电路图。 图中A物料信息采集端，Al传感线圈，A2检测电路，A3电流 电压转换电路，A4信号放大电路，A5脉冲形成电路，A6接口电路， B远端控制输入端，Bl远程设定输入键盘，B2译码电路，B3接口电 路，C输出控制电路，Cl接口电路，C2驱动电路，C3除铁装置，D灵敏阀值本地设置端，IC1单片机，IC2 "看门狗"芯片，Dl发光二 极管，E金属物数据接入点，F扩展功能端口， U10—U15光电耦合器， T显示屏，P指示灯，X、 Y、 Z为远程设定输入点，l一40为单片机端 Pl。
具体实施方式
参见图2、图3， 一种远程控制灵敏阀值的金属检测装置，包括设 置在工作现场的物料数据采集端A、单片机IC1、灵敏阀值本地设置端 D、输出控制电路C、指示灯P和显示屏T，该装置还包括远端控制输 入端B;
远端控制输入端B包括设置在中央控制室的远程设定输入键盘B1 和译码电路B2以及设置在工作现场的接口电路B3，译码电路B2通过 电缆与接口电路B3连接，接口电路B3连入单片机IC1;
远程设定输入键盘B1包括8个按键，每一个按键对应一个灵敏阀 值，按下按键后，灵敏阀值信号通过译码电路B2转化为高低电平的组 合，再经过电缆和接口电路B3传入单片机IC1，物料数据采集端A的 传感线圈Al对通过线圈的金属物产生电流信号，金属物电流信号经过 检测电路A2、电流电压转换电路A3、信号放大电路A4、脉冲形成电 路A5形成金属物数据信号，金属物数据通过接口电路A6传入单片机 IC1，单片机IC1将金属物数据与灵敏阀值比较，如果金属物数据大于 灵敏阀值，单片机IC1输出低电平到输出控制电路C的接口电路Cl 和驱动电路C2，驱动外部的驱动电路C3工作，如果金属物数据小于 灵敏阀值，单片机IC1输出高电平到输出控制电路C的接口电路Cl 和驱动电路C2，外部的驱动电路C3工作不工作；
显示屏T与单片机IC1连接，显示各种参数和金属物的位置信息。
本实用新型保留了灵敏阀值本地设置端D是为了在远端控制输入 端B出现故障时还可以继续工作，不影响生产。灵敏阀值本地设置端 D包括4按键，每一个按键对应一个阀值，灵敏阀值本地设置端D设 置在工作现�。�并与单片机IC1连接在一起。
单片机IC1上还设置有"看门狗"芯片IC2。单片机IC1型号为W78E58，具有256B数据存储单元E2RAM， 32KB程序存储单元EEPROM， 4个8位输入输出端口 (1/0端口)， 3 个16位定时/计时器，2个外部中断。
"看门狗"芯片IC2型号为X5045，"看门狗"芯片定时器提供独 立的单片机保护机制，当单片机在设定的时间间隔内不能重新启动定 时器，"看门狗"芯片会激活Reset，使单片机复位，该芯片可以有三个 时间间隔可以选择设定，本次选择刷新单片机IC1端口的时间间隔为 0.2s。
驱动电路C2的驱动管选用达林顿管MC1413。
显示屏T为LCD选用HQ2000，它与单片机IC1相连，根据需要 显示当前的数值，并具有背光显示功能，方便夜间使用。
中央控制室内有7个按键S1 — S7组成远程设定输入键盘Bl， 7 个按键组成8个选择设置(7个按键都不按为一个动作设置)。远程设 定输入键盘Bl通过二极管矩阵译码电路B2连接起来至X、 Y、 Z三 个端口， X、 Y、 Z分别连接到光电耦合器U12、 U13、 U14的输入端， U12、 U13、 U14输入端为共阳设置(也可以共阴设置)连接到+24V 电源，光电耦合器U12、 U13、 U14的输出端分别连接到单片机IC1的 输入端口IO、 14、 15;物料数据采集端A完成模数转换后连接到金属 物数据接入点E，经过光电耦合器U10连接到单片机IC1的外部中断 O(INTO)输入端11;扩展功能端口 F通过光电耦合器Ull连接到单片机 IC1的外部中断1(INT1)13，作为备用为其它功能的扩展留有接口；单 片机IC1的I/O端口 1、 2、 3、 4、 9与"看门狗"芯片IC2连接起来， 作为"看门狗"电路的外部设置；单片机IC1输出端口 5通过光电耦 合器U15连接到驱动电路C2达林顿管的输入端，驱动电路C2达林顿 管输出端口连接继电器可以驱动除铁装置C3工作，发光二极管Dl用 来表示驱动电路C2达林顿管的工作状态；单片机IC1的输入端口24、 25、 26、 27连接灵敏阀值本地设置端D的四个按键，用来完成近端阀 值的调节；单片机(IC1)的输出端口 11、 16、 17、 21、 22、 23、 32 一39共同完成显示屏T (LCD)的连接。
在输送带传输物料前，由中央控制室操作人员根据物料的种类选择设定灵敏阀值，单片机IC1的默认阀值为14、 15、 10端口输入0、 0、
0对应的阀值；需要改变阀值时，按远程设定输入键盘B1上的任一开
关Sx (x取值范围l一7)， Sx开关导通，由于二极管单向导通的特性， 经过二极管矩阵译码电路B2将X、 Y、 Z不同端接地，经过光电耦合 器U12、 U13、 U14传送到单片机IC1的输入端口 14 、 15、 10;光电 耦合器完成数字信号的传递功能，输出与输入之间呈一一对应关系。 当单片机IC1输入端的电平为0 +5V时，单片机IC1认为输入值为高 电平l;当单片机(IC1)输入电平为一5V 0时，单片机IC1认为输入 值为低电平0。单片机IC1读取端口数据后按照程序对灵敏阀值进行设 定。按键译码转换对应值见表h
表l:远程设置输入键盘到单片机输入端译码转换表
远程设定输入键盘Bl输入译码输出单片机IC1输入SlS2S3S4S5S6S7XYz141510
011111011011
101111101101
110111110110
111011001001
111101丄100100
111110丄010010
111110111111
1111111000000
物料数据采集端A的直流电源转换成高频电流供给传感线圈Al， 形成一高频磁场。当有金属物通过此高频磁场时，金属中产生涡流消 耗了高频磁场的能量使传感线圈Al的高频电流发生变化，大小不同的 金属块引起电流在检测电路A2中的变化不相同，为了采集该数据，需 要将电流信号经过I/V转换电路A3后转变成电压信号，此时的电压信号很微弱，将电压信号在放大回路A4放大后，电压信号经过脉冲形成
电路A5转换，变成有一定频率的脉冲信号，该频率对应了不同体积的 铁块，体积大的金属块形成的频率大于体积小的金属块形成的频率， 经过接口电路A6送到单片机IC1的外部中断端口 0 (INT0)。程序设 定只有上升沿信号才能被认为有效信号(也可以设定下降沿为有效信 号)，单片机IC1接收外部中断端口 0 (INTO)的跳变沿信号后，单片 机IC1进入中断处理对输入脉冲进行计数，并将数值记录下来后， 存放在单片机IC1的E2RAM中。
单片机IC1将存储在E2RAM内的数据与设定的灵敏阀值比较，根 据它们的比较结果将差值分为两档。如果差值大于零，即数据大于设 定灵敏阀值，表明物料中含有金属杂物，单片机IC1会通过输出端口 6 输出低电平，光电耦合器U15导通后，驱动电路C2达林顿管导通(发 光二极管D1亮)，输出端口 OUT为低电平后，继电器吸合，除铁装置 C3开始工作进行除铁。当差值小于零，即数据小于灵敏阀值，表明物 料中不含有金属杂物，单片机IC1输出端口 6输出高电平，不
权利要求1、一种远程控制灵敏阀值的金属检测装置，包括设置在工作现场的物料信息采集端、单片机、灵敏阀值本地设置端、输出控制电路、指示灯和显示屏，其特征在于，该装置还包括远端控制输入端；远端控制输入端包括设置在中央控制室的远程设定输入键盘和译码电路以及设置在工作现场的接口电路，译码电路通过电缆与接口电路连接，接口电路连入单片机；远程设定输入键盘包括至少一个按键，每一个按键对应一个灵敏阀值，按下按键后，灵敏阀值信号通过译码电路转化为高低电平的组合，再经过电缆和接口电路传入单片机，物料信息采集端采集的金属物数据信号传入单片机，单片机将金属物数据与灵敏阀值比较，如果金属物数据大于灵敏阀值，则单片机驱动外部的除铁装置工作，如果金属物数据小于灵敏阀值，外部的除铁装置不工作。
专利摘要本实用新型涉及一种金属检测装置，尤其是用于检测输送带物料中金属杂物的金属检测装置。一种远程控制灵敏阀值的金属检测装置，包括设置在工作现场的物料信息采集端、单片机、灵敏阀值本地设置端、输出控制电路、指示灯和显示屏，该装置还包括远端控制输入端；远端控制输入端包括设置在中央控制室的远程设定输入键盘和译码电路以及设置在工作现场的接口电路，译码电路通过电缆与接口电路连接，接口电路与单片机相连。本实用新型远程控制灵敏阀值的金属检测装置，实现了在中央控制室对现场金属检测装置敏感阀值进行统一控制和调整，提高生产效率和设备安全性。
文档编号G01N27/82GK201251561SQ20082015251
公开日2009年6月3日 申请日期2008年8月29日 优先权日2008年8月29日
发明者吴剑民, 孔利明, 康明厂, 斌 李, 通 江 申请人:宝山钢铁股份有限公司;上海信通机电工程有限公司