專利名稱：輕便的步行通過的金屬探測(cè)器系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及用于安全檢查的步行通過的金屬探測(cè)器，而更具體地涉及輕便的步行通過的金屬探測(cè)器和方法，其帶有可互換的傳感器面板和其它可以迅速地組裝、拆卸及運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)部件。
背景技術(shù)：
通過式金屬探測(cè)器已經(jīng)使用若干年。典型地，步行通過的金屬探測(cè)器包括用來追蹤發(fā)現(xiàn)由企圖進(jìn)入特定區(qū)域人們攜帶的金屬物體的金屬探測(cè)器。對(duì)于現(xiàn)今安全意識(shí)敏感的氣氛這些器件甚至更加重要。
傳統(tǒng)步行通過的金屬探測(cè)器的主要問題在于其笨重和難以在各處移動(dòng)。傳統(tǒng)步行通過的金屬探測(cè)器的另一問題是需要附加的設(shè)備以便使其能夠移動(dòng)。傳統(tǒng)步行通過的金屬探測(cè)器還有另一問題是其電子系統(tǒng)的功率消耗限制探測(cè)器能夠在大于幾小時(shí)的時(shí)間內(nèi)用蓄電池運(yùn)行，而需要用交流電源運(yùn)行或者經(jīng)常重新充電。
雖然這些器件適合于其處理的特殊用途，它們并不適合于作為輕便的步行通過的金屬探測(cè)器(帶有可互換的傳感器面板和其它可以迅速地組裝、拆卸及運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)部件)。在輕便的應(yīng)用中，傳統(tǒng)金屬探測(cè)器的主要問題是其笨重和難以在各處移動(dòng)。一般地說，傳統(tǒng)金屬探測(cè)器過分龐大難以配置在汽車中。如此，他們需要附加設(shè)備以便使其可以移動(dòng)。還有，另一問題是其電子系統(tǒng)的電力消耗限制探測(cè)器可以用蓄電池運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)以上，而需要用交流電源運(yùn)行或者經(jīng)常對(duì)電池充電。
發(fā)明概要由于傳統(tǒng)工藝在已知形式的步行通過的金屬探測(cè)器中存在以上內(nèi)在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種新穎通過式帶有輕便的構(gòu)造所述的金屬探測(cè)器，其中，采用同樣方式迅速組裝、或拆卸和運(yùn)輸。此外，本發(fā)明提供一種探測(cè)系統(tǒng)，通過設(shè)置重載負(fù)荷循環(huán)它能夠在相對(duì)地較長(zhǎng)時(shí)期中運(yùn)行而不需要對(duì)于電池重新充電或者使用交流電源，為在能量方面高效率的輕便的步行通過的金屬探測(cè)器傳遞脈沖電路。
本發(fā)明的一般目的，將在隨后更詳細(xì)描述，是提供一種帶有輕便的構(gòu)造的新穎步行通過的金屬探測(cè)器，它具有以上所述步行通過的金屬探測(cè)器的許多優(yōu)點(diǎn)和許多新穎特征，能夠?qū)е乱环N具有輕便的構(gòu)造的新穎輕便的步行通過的金屬探測(cè)器，它在任何傳統(tǒng)工藝步行通過的金屬探測(cè)器中，無論是單獨(dú)的或者是組合的，均不曾預(yù)期、明了、建議或甚至暗示。
為達(dá)到此目的，本發(fā)明廣泛地提供組合式步行通過的金屬探測(cè)器，包括多個(gè)單獨(dú)的傳感器面板，電氣上互相聯(lián)結(jié)，并且分別沿兩側(cè)上下布置而形成兩側(cè)壁和在頂面結(jié)合兩側(cè)壁的橫向?qū)Ъ?。較佳地，至少設(shè)置一個(gè)聯(lián)結(jié)在側(cè)壁的底座件。
更具體地，本發(fā)明包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)底座件以便錨接一個(gè)包括兩側(cè)壁的拱門，多個(gè)構(gòu)成拱門側(cè)壁的傳感器面板，和一個(gè)連結(jié)并支承拱門側(cè)壁的頂部橫向件。底座件包括與地面接觸的殼體，機(jī)械硬件和促進(jìn)傳感器面板安裝的配件，提供系統(tǒng)動(dòng)力可再充電的電池，和從底座部分發(fā)送信號(hào)到鄰近傳感器面板的電子連接件。傳感器面板包括供傳感器線圈和電子部件安裝構(gòu)造的殼體，機(jī)械硬件和促進(jìn)鄰近面板和/或其它結(jié)構(gòu)件安裝的配件，傳感器線圈繞組，激勵(lì)線圈或處理所接收信號(hào)的電子線路，多色彩LED目標(biāo)指示器，成對(duì)的紅外線發(fā)射和光電二極管以便探測(cè)人員通過探測(cè)器拱門時(shí)的存在和速度，和從傳感器面板發(fā)送信號(hào)到鄰近部分的電子聯(lián)結(jié)件。頂部橫向件由聯(lián)結(jié)和支承拱門側(cè)壁的殼體，機(jī)械硬件及促進(jìn)傳感器面板安裝的配件，提供金屬探測(cè)系統(tǒng)主要處理的電子線路，對(duì)于用戶提供輸入和輸出裝置以便控制和信息顯示，和從傳感器面板發(fā)送信號(hào)到鄰近部分的電子聯(lián)結(jié)件等組成。此外頂部橫向件提供用于移動(dòng)拆開單元的車輛平臺(tái)，其中帶有內(nèi)置的輪子、手柄和支承其它部件的堆放結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明一個(gè)方面，輕便的步行通過的金屬探測(cè)器包括可以互換的傳感器面板，不受裝配位置的限制。
按照本發(fā)明另一方面，各可互換傳感器面板自動(dòng)地由主系統(tǒng)處理器識(shí)別。
按照本發(fā)明還有的方面，輕便的步行通過的金屬探測(cè)器在各探測(cè)區(qū)域包括多色彩LED，用于指示目標(biāo)的存在和相對(duì)尺寸。
按照本發(fā)明還有另一方面，傳感器面板具有有窗的區(qū)域，用于減少重量，減少風(fēng)力，和對(duì)于通過拱門提供可見性。
按照本發(fā)明還有的方面，金屬探測(cè)器為防風(fēng)雨結(jié)構(gòu)，可以在室外使用。
按照本發(fā)明再有另一方面，輕便的步行通過的金屬探測(cè)器可供選擇地用太陽(yáng)能系統(tǒng)運(yùn)行，容許在室外連續(xù)使用。
本發(fā)明也提供包括電源的金屬探測(cè)線路。至少一個(gè)發(fā)送器線路電器聯(lián)結(jié)到電源上而一個(gè)發(fā)送線圈電氣聯(lián)結(jié)到發(fā)送器線路。至少設(shè)置一個(gè)接收器線圈連同放大器電氣聯(lián)結(jié)到發(fā)送器線路。一個(gè)積分器電氣聯(lián)結(jié)到放大器和一個(gè)跟蹤/保持線路電氣聯(lián)結(jié)到積分器。一個(gè)濾波器電氣連接到跟蹤線路和輸出。
按照本發(fā)明的一方面，濾波器為帶通濾波器。
按照本發(fā)明還有另一方面，發(fā)送器線路包括線圈充電線路。
按照本發(fā)明還有方面，線路包括兩個(gè)接收器線圈，各電氣聯(lián)結(jié)到放大器上。
按照本發(fā)明再有另一方面，跟蹤/保持線路具有包括輸入電阻器，積分器電容器，和C-MosSPDT(單刀雙擲)開關(guān)的第一級(jí)，和包括兩個(gè)無源RC濾波器及一個(gè)光放大器緩沖器的第二級(jí)。
如此，本發(fā)明提供一種組合式步行通過的金屬探測(cè)器，包括多個(gè)電氣上互相聯(lián)結(jié)的單獨(dú)的傳感器面板，分別沿兩側(cè)上下布置而形成的兩側(cè)壁，和在頂面結(jié)合兩側(cè)壁的頂部橫向件。至少設(shè)置一個(gè)聯(lián)結(jié)在側(cè)壁的底座件。各傳感器面板包括部分如以上描述的金屬探測(cè)線路，即某些面板包括線路的發(fā)送部分而其它面板包括線路的接收部分。如此，一個(gè)側(cè)壁由發(fā)送器面板構(gòu)成而其它面板由接收器或探測(cè)器面板構(gòu)成。
在詳細(xì)解釋本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例以前，應(yīng)該理解本發(fā)明并不限于在以下描述或在附圖闡明中提出的構(gòu)造細(xì)節(jié)和部件布置。本發(fā)明能夠在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)并且以各種方式實(shí)施。還有，應(yīng)該理解在此采用的詞組和名詞只用于描述目的而不應(yīng)理解為限制性的。
為完成本發(fā)明以上及相關(guān)方面，本發(fā)明可以在附圖中闡明的形式實(shí)施，不過應(yīng)該注意，這些附圖僅供說明而已，并且所闡明的特定構(gòu)造中可以作出各種變化。
附圖簡(jiǎn)要說明本發(fā)明的各種其他目的、特征和附帶優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)隨同附圖考慮而更好理解時(shí)將能夠被完全賞識(shí)，其中同樣的數(shù)字在全部附圖中代表同樣或類似零件，并且其中

圖1為組裝完全的輕便的步行通過的金屬探測(cè)器圖；圖2a和2b為分解并準(zhǔn)備運(yùn)輸?shù)妮p便的步行通過的金屬探測(cè)器圖；圖3a和3b為單獨(dú)傳感器面板一個(gè)實(shí)施例圖；圖4為底座件一個(gè)實(shí)施例圖；圖5a和5b為頂部件一個(gè)實(shí)施例圖；圖6a和6b為發(fā)送器及接收器的各自傳感器面板線路，線圈，和連接器系統(tǒng)實(shí)施例的方框圖；圖7為金屬探測(cè)器系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖8為低負(fù)載循環(huán)，探測(cè)線路的詳細(xì)方框圖；和圖9為低負(fù)載循環(huán)，探測(cè)線路的波形圖。
具體的實(shí)施方式現(xiàn)在轉(zhuǎn)向?qū)τ趫D紙的描述，其中在各視圖中相似的數(shù)字表示相似的元件，附圖闡明一種具有移動(dòng)式構(gòu)造的步行通過的金屬探測(cè)器和方法，該探測(cè)器可以用來迅速地組裝、或拆卸及運(yùn)輸，并包括兩個(gè)錨接拱門的結(jié)構(gòu)底座件、構(gòu)成拱門兩側(cè)的多個(gè)傳感器面板、和聯(lián)結(jié)和支承拱門壁部的頂部橫向件。底座件由接觸地面的殼體、機(jī)械硬件及促進(jìn)傳感器面板安裝的配件、提供系統(tǒng)電源的可再充電蓄電池、和從底座部分傳送信號(hào)到鄰近傳感器面板的電子連接器組成。傳感器面板由為傳感器線圈及電子元件提供結(jié)構(gòu)的殼體，機(jī)械硬件及促進(jìn)傳感器面板和/或其它結(jié)構(gòu)件安裝的配件，傳感器線圈繞組，提供線圈激勵(lì)或處理所接收信號(hào)的電子線路，多色彩LED目標(biāo)指示器，成對(duì)的紅外線發(fā)射和光電二極管以便探測(cè)人員通過探測(cè)器拱門時(shí)的存在和速度，和從傳感器面板發(fā)送信號(hào)到鄰近部分的電子聯(lián)結(jié)件組成。頂部橫向件由聯(lián)結(jié)和支承拱門側(cè)壁的殼體，機(jī)械硬件及促進(jìn)傳感器面板安裝的配件，提供金屬探測(cè)系統(tǒng)主要處理的電子線路，對(duì)于用戶提供輸入和輸出裝置以便控制和信息顯示，和從傳感器面板發(fā)送信號(hào)到鄰近部分的電子聯(lián)結(jié)件等組成。此外頂部橫向件提供用于移動(dòng)拆開單元的車輛平臺(tái)，其中帶有內(nèi)置的輪子、手柄和支承其它部件的堆放結(jié)構(gòu)。
組裝完成的輕便的步行通過的金屬探測(cè)器10包括兩個(gè)底座件11及12，頂部橫向件13，和在本實(shí)施例中，如圖1所示，6個(gè)傳感器面板14-19。下面板14及17機(jī)械地安裝和緊固在各自的底座件11及12上。此外，當(dāng)傳感器面板正確地安裝在底座件上時(shí)，就正確地電氣連接而使信號(hào)在各部件中通過。下傳感器面板機(jī)械地安裝和緊固在中間傳感器器面板15及18上，也提供使信號(hào)從部件到部件之間連通的電氣連接。中間傳感器面板也機(jī)械地安裝和緊固在上傳感器面板16及19上，也對(duì)于各自部件之間提供電氣連接。最后，頂部橫向件13機(jī)械地安裝和緊固在各上傳感器面板上，為頂部和各上傳感器面板提供電氣連接。
本行業(yè)熟練人士將理解可以按照希望或需要采用或多或少的面板，尤其視面板的尺寸而定。同樣，可以只有一個(gè)延伸在兩側(cè)壁之間的底座件，或者如果下面板設(shè)計(jì)成為支承組裝完畢的步行通過的金屬探測(cè)器，則可以沒有底座。此外，可以有一個(gè)或多個(gè)頂部橫向件。
拆卸的輕便的步行通過的金屬探測(cè)器顯示在圖2a中，顯示頂部橫向件13作為搬運(yùn)拆卸單元的搬運(yùn)平臺(tái)。頂部件的內(nèi)在特征包括顯示在圖2b中的輪子41及42和手柄43，以便提供機(jī)動(dòng)性。參照?qǐng)D2a，當(dāng)其它部件堆放在其上面時(shí)，堆置結(jié)構(gòu)用來對(duì)于其它部件提供支承以便運(yùn)輸(詳細(xì)見圖5)。在該實(shí)施例中，底座件11-12堆置在頂部橫向件上，而傳感器面板14-19堆置在底座件頂部，其次序并無特別規(guī)定。拆卸的單元然后用捆帶49緊固在一起以便運(yùn)輸。
傳感器面板14顯示在圖3a和3b中。各傳感器面板包含在頂部51和底部52上的緊固機(jī)構(gòu)以便正確地機(jī)械安裝在鄰近部件上。各面板也具有顯示在圖3a中頂部53，和顯示在圖3b中底部54的電器連接器，以便使從部件到部件傳遞信號(hào)正確接觸。各接收器面板包含兩個(gè)多色彩LED55a，b，以便對(duì)各目標(biāo)提供通過完整地組裝的單元傳遞探測(cè)信息，顯示在面板邊緣。各面板也包含或者一對(duì)紅外線LED59a或者一對(duì)光電二極管59b，以便探測(cè)通過探測(cè)器拱門人員的存在和速度。各傳感器面板在殼體57及58外部具有堆放結(jié)構(gòu)以便使各面板正確地配合，當(dāng)單元完全地拆卸并堆放而運(yùn)輸時(shí)(參考圖2)。在實(shí)施例中各傳感器面板14-19在機(jī)械上完全相同。在各傳感器面板內(nèi)，包含電子探測(cè)系統(tǒng)，圖6a和6b的實(shí)施例即按該系統(tǒng)描述。
底座件12顯示在圖4中。各底座件包含緊固機(jī)構(gòu)21及22，使其正確地機(jī)械安裝依靠在其上的傳感器面板。各底座件也具有電氣連接器23，以便使底座件和傳感器面板之間的電氣信號(hào)傳遞正確接觸。各底座件也包含內(nèi)置可再充電的電池24，再充電連接器25，和調(diào)平機(jī)構(gòu)26，以便為完全組裝的單元在不平整的地面上提供物理穩(wěn)定措施。
頂部橫向件13顯示在圖5a和5b中。頂部件包含緊固機(jī)構(gòu)31-34以便正確機(jī)械安裝在下面的上傳感器面板。頂部件也具有兩個(gè)電器連接器35和36，使出入各上傳感器面板的電子信號(hào)的傳遞能夠正確接觸。頂部件包含多色彩進(jìn)入LED37，以便通知將要進(jìn)入輕便的步行通過的金屬探測(cè)器人員何時(shí)進(jìn)入(綠色)和何時(shí)等待(紅色)，如圖5a中所示。目標(biāo)的存在和尺寸由LED條形圖38顯示，如圖5b所示。也提供揚(yáng)聲器或壓電器件46，以宣告已經(jīng)探測(cè)到目標(biāo)存在的音響警告。通過小鍵盤39和LCD顯示器40對(duì)探測(cè)器進(jìn)行控制，如圖5a所示。頂部件包含的內(nèi)置特征包括輪子41和42(顯示在圖5a中)，和手柄43(顯示在圖5b中)，以便提供機(jī)動(dòng)性。此外，還提供堆放結(jié)構(gòu)44和45以便在運(yùn)輸時(shí)支承放置在其上面的其它部件。
電子金屬探測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例顯示在圖6a和6b中。該類型的電子系統(tǒng)包含在傳感器面板內(nèi)部。參照?qǐng)D6a，發(fā)送器線路61a連接在感應(yīng)線圈62a上。該線圈將由發(fā)送器線路通電產(chǎn)生能夠影響在線圈附近金屬目標(biāo)的磁場(chǎng)。還有，一對(duì)紅外線LED59將提供紅外線光束使通過發(fā)送器和接收面板之間的目標(biāo)和其速度受到探測(cè)。參照?qǐng)D6b，接收器線路61b連接在一對(duì)感應(yīng)線圈62b上。當(dāng)從金屬目標(biāo)發(fā)出的磁場(chǎng)處于線圈附近時(shí)，該線圈對(duì)將具有在其中感應(yīng)產(chǎn)生的電子信號(hào)。通過監(jiān)控從發(fā)送器系統(tǒng)發(fā)出的紅外線光束，一對(duì)光電二極管59b探測(cè)到通過探測(cè)器拱門人員的存在和速度。目標(biāo)的存在由多色彩LED55a、b顯示。在發(fā)送器和接收器系統(tǒng)中，信號(hào)均從一個(gè)傳感器面板線路通過連接器53和54出入到另一鄰近部件。
參照?qǐng)D1和以上的簡(jiǎn)單描述，說明本發(fā)明主要部件和分部件在物理上互相連接。傳感器面板(參考圖1)堆放在底座件上(參考圖4)。附加的傳感器面板互相堆放在一起，沒有特定的規(guī)則。頂部橫向件(參考圖5)固定在上傳感器面板以便聯(lián)結(jié)和支承拱門。各單獨(dú)部件用緊固件機(jī)械地連接和用電子連接器電氣地連接在鄰近部件上。機(jī)械聯(lián)結(jié)可提供機(jī)械穩(wěn)定性，而電子聯(lián)結(jié)可提供到各部件的電子信號(hào)通路。
參照?qǐng)D7，說明本發(fā)明主要部件和分部件在電子方面互相連接。包含在底座件中的可再充電的蓄電池24對(duì)金屬探測(cè)器系統(tǒng)供應(yīng)電源。各連接器需要一定數(shù)量的觸頭以便在部件之間傳送電力、接地、和模擬及數(shù)字信號(hào)。在圖7所示的實(shí)施例中，發(fā)送鏈(顯示在圖左側(cè))在各連接器上需要“m”個(gè)觸頭傳遞必需的信號(hào)到各發(fā)送器線路61a。如圖6中描述，發(fā)送器線圈62a將被發(fā)送器線路在適當(dāng)時(shí)間通電。傳遞脈沖的時(shí)間由微控制器70所控制，該控制器也使用“m”條線中一部分與各發(fā)送器線路通信。這些線中一部分也可以用來對(duì)各發(fā)送組合式尋址和識(shí)別，使微控制器70自動(dòng)地識(shí)別各發(fā)送器傳感器面板(頂部、中間、或底部)的位置。紅外線LED59a單元發(fā)射的紅外線光束被直接位于拱門通道中接收器組合式所感受。
在圖7右側(cè)，接收鏈?zhǔn)褂谩皀”條線(和部件之間的觸頭)傳遞必需的信號(hào)(電源、接地、模擬、和數(shù)字)到各接收器線路61b。這些線中一部分也可以用來對(duì)各接收器組合式尋址和識(shí)別，使微控制器70自動(dòng)地識(shí)別各接收器傳感器面板(頂部、中間、或底部)的位置。如圖6所描述，當(dāng)在線圈附近的金屬目標(biāo)放出磁場(chǎng)時(shí)，接收器線圈62b將具有在其中感應(yīng)的電子信號(hào)。
信號(hào)被接收器線路61b所處理，并輸送到微控制器70。此外，當(dāng)從直接位于拱門通道發(fā)送器面板發(fā)出的紅外線光束被通過拱門的物體所阻斷時(shí)，光二極管59b將進(jìn)行探測(cè)，并且將該信息傳遞至微控制器。目標(biāo)信號(hào)的存在由各受到影響的部件多色彩LED55a、b顯示。此外，微控制器70也將促使揚(yáng)聲器46發(fā)出音響警告，和形成信號(hào)強(qiáng)度條形圖案顯示38。微控制器70也將控制入口LED37的色彩，它表示探測(cè)器的活動(dòng)狀態(tài)(例如，如果探測(cè)器準(zhǔn)備接受新的物體進(jìn)入LED為綠色，如果探測(cè)器忙于處理最近的信號(hào)為黃色，和如果探測(cè)到金屬目標(biāo)為紅色)。最后。鍵盤39和LCD40容許用戶開關(guān)探測(cè)器，并調(diào)節(jié)探測(cè)器設(shè)置(例如，靈敏度和容量水平)。該系統(tǒng)可以通過密碼限制未經(jīng)授權(quán)的人員進(jìn)入探測(cè)器的設(shè)置。
如以上所述，本發(fā)明的核心是利用物理和電氣特征的組合而提供步行通過的金屬探測(cè)器的可攜帶性。參照?qǐng)D1，在提供可攜帶性方面探測(cè)器的物理特征是各個(gè)別部件的堆置設(shè)計(jì)。在本實(shí)施例中，九個(gè)部件通過從底部向上堆置而放置在直立位置上，并用緊固機(jī)構(gòu)固定這些部件。
此外，各傳感器面板殼體在物理上完全相同(參見圖3)，因此不必要在任何指定位置規(guī)定具體順序。各個(gè)別發(fā)送器傳感器面板可與任何發(fā)送面板互換；同樣，各個(gè)別接收面板可與任何接收面板互換。這使常用單元可迅速組裝，因?yàn)闆]有組裝位置的限制。也容許通過按照需要更換任何面板而迅速修理，由于面板已經(jīng)完全組合式化。
圖1和3顯示傳感器面板構(gòu)造包括有窗的開口(在本實(shí)施例中每塊面板為6個(gè))，通過減少個(gè)面板重量而改進(jìn)本發(fā)明的可攜帶性。此外，開口設(shè)計(jì)可以減少迎風(fēng)阻力和在常用單元中提供透明度，以便安全人員更好檢查已經(jīng)由輕便的步行通過的金屬探測(cè)器篩選的人們。
圖1中顯示的實(shí)施例較佳地為一種堅(jiān)固的防風(fēng)雨設(shè)計(jì)，可以在室外環(huán)境中方便地使用，包括在雨中或極端溫度下。例如，較佳地，頂部橫向件13用注射模塑的ABS/聚碳酸酯制造，還具有抗紫外線穩(wěn)定性和UL(美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)所)認(rèn)證的阻燃品質(zhì)，并用硅墊片/密封膠密封。面板14-19和底座件11、12較佳地用同樣的ABS/聚碳酸酯材料制造，但不需要密封。由于面板之間的連接器為表面安裝，它們對(duì)水形成屏障，如果拆開的單元留置在雨中，可以使雨水不侵入面板。連接器區(qū)域本身51、52較佳地用模塑在面板端部的聯(lián)鎖擋板包圍。擋板有助于防止?jié)姙R的水或雨水進(jìn)入觸頭而可能損害單元在組裝后運(yùn)行時(shí)的性能。
如以前指出，面板半部在其周圍包括企口型設(shè)計(jì)，他們能夠阻礙、但是不能完全阻止?jié)姙R的水或雨水侵入。在可能對(duì)潮濕敏感的面板內(nèi)線路可封裝在密封劑內(nèi)以便抵御可能侵入面板的潮氣。底座件較佳地不包含敏感的電子元件，因此其中沒有需要潮濕保護(hù)的零件。面板和底座較佳地包括泄水孔，可以排出冷凝水或任何其它侵入其中的水。這樣可保護(hù)不能抵御積累在內(nèi)部水分的部件。蓄電池較佳地由制造商密封在塑料中，因此不受潮濕損害。電池接頭一般分開較遠(yuǎn)，并且為低電壓電池，而不致被潑濺的水所短路。較佳的電池類似典型的諸如摩托車電池的專業(yè)電池。
用于接受電池充電器(未示)電纜的再充電連接器插座25較佳地包括整體密封蓋。充電器的內(nèi)部觸頭間距如此之大，以至于對(duì)于12V電壓系統(tǒng)不成為問題，即使其變得潮濕。較佳地，這些插座為制造用來在個(gè)人游艇中使用的紙煙點(diǎn)火器型的插座。
電池充電器較佳地為單獨(dú)的設(shè)備并且較佳地建造成為密封的“nema4X”級(jí)的模鑄鋁盒。進(jìn)出電纜接線用適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的防水電纜扣眼(具有整體應(yīng)力消除)密封。內(nèi)部線路具有獨(dú)立和冗余的無源及有源輸出短路保護(hù)。內(nèi)部變壓器應(yīng)該通過所有國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)安全認(rèn)證，并且在設(shè)計(jì)上限制電源功率，使其不能產(chǎn)生危險(xiǎn)的高功率。
最后，如果在直接陽(yáng)光下使用，其中溫度可能升高到華氏180度，輕便的步行通過的金屬探測(cè)器需要遮蔽以便可靠地操作。否則，可能超過一些標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)電子部件的額定操作溫度。不過在這樣情況下，任何值勤操作者將同樣需要遮蔽陽(yáng)光。部件本身在這樣升高的溫度能夠容易地儲(chǔ)存。如此，單元可以安全地放置在陽(yáng)光下。
參照?qǐng)D2a，顯然部件的組合式化設(shè)計(jì)使本發(fā)明能夠迅速地拆卸和運(yùn)輸。部件可以方便地堆放，其中頂部件形成底座的平臺(tái)，然后堆放面板。此外，在頂部件中設(shè)置輪子和手柄(參見圖5b)，提供一種獨(dú)立自足的運(yùn)輸機(jī)構(gòu)。部件可以在堆置后用帶子捆扎，而拆卸的單元可以滾動(dòng)到其它地點(diǎn)而不需要附加運(yùn)輸設(shè)備。
一旦輕便的步行通過的金屬探測(cè)器在物理上組裝，如圖1所示，探測(cè)系統(tǒng)可以按以下描述操作。控制鍵盤(在圖5a中項(xiàng)目39)用來開啟探測(cè)器。微處理器開始自檢/自診斷程序以便保證所有部件正確地運(yùn)行。自檢的結(jié)果顯示在LCD(圖5a中項(xiàng)目40)上。用戶可以輸入密碼進(jìn)入屏幕菜單，可以在任何時(shí)候?qū)μ綔y(cè)器性能的屬性進(jìn)行修改(諸如對(duì)于目標(biāo)敏感性、目標(biāo)聲響警告的音量)，進(jìn)入統(tǒng)計(jì)信息(諸如發(fā)送計(jì)數(shù)器)。在完成用戶設(shè)置或通電以后，通過提供激勵(lì)信號(hào)到發(fā)送器線圈單元開始探測(cè)，并且同時(shí)監(jiān)控接收器線圈的響應(yīng)和在拱門通道內(nèi)光電接收二極管狀態(tài)。當(dāng)接收器組合式感受到信號(hào)和同時(shí)紅外線光束被通過拱門通道的物體所阻斷時(shí)，就獲得有效的信號(hào)。該有效目標(biāo)可以用各種方式顯示。LED條形圖(圖5b中項(xiàng)目38)可用色彩LED顯示接收到的信號(hào)強(qiáng)度。揚(yáng)聲器或壓電元件(圖5b中項(xiàng)目46)可提供音響警告。在接收器傳感器面板各側(cè)的多色彩LED(在圖3a中的項(xiàng)目55a、b)可顯示探測(cè)到目標(biāo)在拱門中的位置，在組合式區(qū)域(在其中該組合式的接受器電子器件探測(cè)到目標(biāo))中顯出紅色或黃色，并且LED40可顯示警告狀態(tài)的類型。這些成對(duì)的多色彩LED也較佳地顯出探測(cè)信號(hào)的大小，即利用不同的顏色對(duì)應(yīng)于不同的信號(hào)強(qiáng)度(例如，綠色＝未探測(cè)到目標(biāo)，黃色＝探測(cè)到小目標(biāo)，和紅色＝探測(cè)到大目標(biāo))。較佳地，如果已經(jīng)探測(cè)到目標(biāo)，紅色LED通電或發(fā)光而不管目標(biāo)的大小。如果多個(gè)面板同時(shí)探測(cè)到目標(biāo)，黃色LED將較佳地發(fā)光。
本發(fā)明的關(guān)鍵方面為探測(cè)系統(tǒng)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)運(yùn)行而不需要電池充電或者供應(yīng)交流電源的能力。大幅度、低負(fù)載循環(huán)、和下面描述的可以傳遞脈沖電路等特性使該輕便的步行通過的金屬探測(cè)器成為能量方面有效的探測(cè)系統(tǒng)。參照?qǐng)D8中線路方框圖和圖9中對(duì)應(yīng)的波形圖，注意U1和L1各自為發(fā)送器線路和發(fā)送線圈。更具體地，U1為線圈充電線路，在圖9a中所示時(shí)間中，使線圈充電到高電流電平。在回掃時(shí)期(參照?qǐng)D9b)和以后時(shí)期中，合成的接收信號(hào)被積分(圖9c)。參照?qǐng)D8，接收信號(hào)被感應(yīng)進(jìn)入接收器線圈L2和L3，并被U2放大，然后被U3積分。積分器輸出由跟蹤/保持線路U4所俘獲，并由帶通濾波器BPF)過濾而作為接收器輸出提供。在輸出時(shí)，積分器復(fù)位以便進(jìn)行下一采樣循環(huán)；不過，跟蹤/保持線路在需要進(jìn)行另一充電積分-跟蹤循環(huán)以前有一個(gè)長(zhǎng)時(shí)的空載以便更新輸出。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是以小部分相等連續(xù)波激勵(lì)系統(tǒng)消耗功率而提供高電壓激勵(lì)電平的信號(hào)強(qiáng)度。充電和空載時(shí)間之比(負(fù)載循環(huán))可以很小(遠(yuǎn)小于50％)。
例如，跟蹤/保持線路較佳地包括第一級(jí)，包括輸入電阻器、光放大器、積分器電容器、和C-MosSPDT開關(guān)，和第二級(jí)，包括兩個(gè)無源RC濾波器、另一C-Mos開關(guān)、和光放大緩沖器。也作為例子，線圈充電線路較佳地包括連接跨接在發(fā)送器上電壓供應(yīng)的功率mosfet(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)開關(guān)。當(dāng)該開關(guān)合上時(shí)，線圈充電。立即在關(guān)閉開關(guān)后，高能脈沖由充電線圈在短時(shí)期中產(chǎn)生(例如大約10微秒)。這是因?yàn)樵诔潆娋€圈中儲(chǔ)存的(磁)場(chǎng)被迅速下降而發(fā)生。高電壓齊納二極管強(qiáng)制該高能脈沖的電壓幅度提供受控制的儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量釋放，其規(guī)律為標(biāo)準(zhǔn)公式E＝L(di/dt)，該公式涉及在線圈中電流對(duì)于跨接在其上電壓的變化率。
如此，本發(fā)明提供一種可提供高幅度、低負(fù)載循環(huán)激勵(lì)脈沖的金屬探測(cè)線路，它具有高水平的激勵(lì)信號(hào)，并具有很低能量激勵(lì)信號(hào)的功率經(jīng)濟(jì)性。接收器線路部分收集并處理從相對(duì)較短時(shí)期內(nèi)的信號(hào)，大幅度激勵(lì)脈沖，并在相對(duì)較長(zhǎng)充電和空載時(shí)期中進(jìn)入保持模式。
對(duì)于以上描述，可以體會(huì)到，對(duì)于本發(fā)明尺寸關(guān)系部分的合適性，可以包括尺寸變化、材料、形狀、形式、功能和操作方式、組裝和使用等，對(duì)于本行業(yè)熟練人士十分明顯，所有附圖中闡明和說明書中描述的相等關(guān)系均認(rèn)為包括在本發(fā)明中。
因此，以上所述認(rèn)為僅僅是闡明本發(fā)明的原理。另外，由于無數(shù)變型和變化對(duì)于本行業(yè)熟練人士唾手可得，本發(fā)明不希望限制其所顯示和描述的準(zhǔn)確構(gòu)造和操作，并且相應(yīng)地所有適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)的相等事物均認(rèn)為落入本發(fā)明范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種金屬探測(cè)線路，包括電源；至少一個(gè)發(fā)送器線路，電氣聯(lián)結(jié)在電源上；發(fā)送線圈，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個(gè)發(fā)送器線路上；至少一個(gè)接收器線圈；放大器，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個(gè)接收器線圈上；積分器，電氣聯(lián)結(jié)在放大器上；跟蹤/保持線路，電氣聯(lián)結(jié)在積分器上；和濾波器，電氣連接在跟蹤/保持線路和輸出上。
2.按照權(quán)利要求1所述的線路，其特征在于，濾波器為帶通濾波器。
3.按照權(quán)利要求1所述的線路，其特征在于，發(fā)送器線路包括線圈充電線路。
4.按照權(quán)利要求1所述的線路，其特征在于，包括兩個(gè)接收器線圈，各電氣聯(lián)結(jié)在放大器上。
5.按照權(quán)利要求1所述的線路，其特征在于，跟蹤/保持線路包括第一級(jí)和第二級(jí)，第一級(jí)包括輸入電阻器、光放大器、積分器電容器、和C-Mos SPDT開關(guān)，第二級(jí)包括兩個(gè)無源RC濾波器和光放大器緩沖器。
6.按照權(quán)利要求1所述的線路，其特征在于，電源包括電池、太陽(yáng)能電池、標(biāo)準(zhǔn)交流電源或發(fā)電機(jī)等形式之一的電壓源。
7.一種用于輕便的步行通過的金屬探測(cè)器的金屬探測(cè)線路布置，包括多個(gè)對(duì)面的成對(duì)傳感器面板，各對(duì)傳感器面板所包含的線路部分包括至少一個(gè)發(fā)送器線路，電氣聯(lián)結(jié)在電源上；發(fā)送線圈，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個(gè)發(fā)送器線路上；至少一個(gè)接收器線圈；放大器，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個(gè)接收器線圈上；積分器，電氣聯(lián)結(jié)在放大器上；跟蹤/保持線路，電氣聯(lián)結(jié)在積分器上；和濾波器，電氣聯(lián)結(jié)在跟蹤/保持線路和輸出上。
8.按照權(quán)利要求7所述的線路布置，其特征在于，濾波器為帶通濾波器。
9.按照權(quán)利要求7所述的線路布置，其特征在于，發(fā)送器線路包括線圈充電線路。
10.按照權(quán)利要求7所述的線路布置，其特征在于，各線路部分包括兩個(gè)接收器線圈，各電氣聯(lián)結(jié)在放大器上。
11.按照權(quán)利要求7所述的線路布置，其特征在于，跟蹤/保持線路包括第一級(jí)和第二級(jí)，第一級(jí)包括輸入電阻器、光放大器、積分器電容器、和C-Mos SPDT開關(guān)，第二級(jí)包括兩個(gè)無源RC濾波器和光放大器緩沖器。
12.按照權(quán)利要求7所述的線路布置，其特征在于，還包括電源，電源包括電池、太陽(yáng)能電池、標(biāo)準(zhǔn)交流電源或發(fā)電機(jī)等形式之一的至少一個(gè)電壓源。
13.一種組合式步行通過的金屬探測(cè)器，包括多個(gè)單獨(dú)的傳感器面板，成對(duì)地對(duì)面布置，互相電氣聯(lián)結(jié)，并且沿單獨(dú)的兩側(cè)互相重疊布置而形成兩側(cè)壁；和至少一個(gè)頂部橫向件，接合各側(cè)壁；其中各面對(duì)的傳感器面板包括線路部分，線路部分包括至少一個(gè)發(fā)送器線路，電氣聯(lián)結(jié)在電源上；發(fā)送線圈，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個(gè)發(fā)送器線路上；至少一個(gè)接收器線圈；放大器，電氣聯(lián)結(jié)在至少一個(gè)接收器線圈上；積分器，電氣聯(lián)結(jié)在放大器上；跟蹤/保持線路，電氣聯(lián)結(jié)在積分器上；和濾波器，電氣聯(lián)結(jié)在跟蹤/保持線路和輸出上。
14.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，濾波器為帶通濾波器。
15.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，發(fā)送器線路包括線圈充電線路。
16.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各線路部分包括兩個(gè)接收器線圈，各電氣聯(lián)結(jié)在放大器上。
17.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，跟蹤/保持線路包括第一級(jí)和第二級(jí)，第一級(jí)包括輸入電阻器、光放大器、積分器電容器、和C-Mos SPDT開關(guān)，第二級(jí)包括兩個(gè)無源RC濾波器和光放大器緩沖器。
18.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，還包括電源，電源包括電池、太陽(yáng)能電池、標(biāo)準(zhǔn)交流電源或發(fā)電機(jī)等形式之一的至少一個(gè)電壓源。
19.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各面對(duì)的成對(duì)傳感器面板可以互換。
20.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，還包括至少一個(gè)連接在各側(cè)壁上的底座。
21.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，底座包括至少兩個(gè)底座件。
22.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，金屬探測(cè)器包括六個(gè)傳感器面板，各側(cè)壁包括三個(gè)傳感器面板。
23.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各傳感器面板包括有窗的區(qū)域。
24.按照權(quán)利要求23所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各傳感器面板包括防風(fēng)雨構(gòu)造。
25.按照權(quán)利要求13所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，傳感器面板可儲(chǔ)存在頂部橫向件中，并且頂部橫向件包括至少一個(gè)手柄和至少兩個(gè)輪子。
26.一種組合式步行通過的金屬探測(cè)器，包括多個(gè)單獨(dú)的傳感器面板，互相電氣連接，并且沿單獨(dú)的兩側(cè)互相重疊布置而形成兩側(cè)壁；和至少一個(gè)接合各側(cè)壁的頂部橫向件。
27.按照權(quán)利要求26所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各傳感器面板可以互換。
28.按照權(quán)利要求26所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，當(dāng)金屬探測(cè)器拆開時(shí)，傳感器面板可以儲(chǔ)存在頂部橫向件中。
29.按照權(quán)利要求26所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，金屬探測(cè)器包括六個(gè)傳感器面板，各側(cè)壁包括三個(gè)傳感器面板。
30.按照權(quán)利要求26所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各傳感器面板包括有窗的區(qū)域。
31.按照權(quán)利要求30所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各傳感器面板包括防風(fēng)雨構(gòu)造。
32.按照權(quán)利要求26所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，金屬探測(cè)器還包括至少一個(gè)聯(lián)結(jié)在側(cè)壁上的底座件。
33.一種組合式步行通過的金屬探測(cè)器，包括底座，包括至少兩個(gè)底座件；至少四個(gè)單獨(dú)并可以互換的傳感器面板，互相電氣聯(lián)結(jié)，并且布置在至少兩個(gè)底座件上形成兩側(cè)壁，各側(cè)壁的底部傳感器面板鄰接至少兩個(gè)底座件中的對(duì)應(yīng)一個(gè)；和接合各側(cè)壁的頂部橫向件。
34.按照權(quán)利要求33所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各傳感器面板包括有窗的區(qū)域。
35.按照權(quán)利要求34所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各傳感器面板包括防風(fēng)雨構(gòu)造。
36.按照權(quán)利要求33所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，傳感器面板可以儲(chǔ)存在頂部橫向件中。
37.一種探測(cè)金屬的方法，該方法包括提供多個(gè)傳感器面板；提供包括至少一個(gè)底座件的底座；提供頂部橫向件；組裝兩個(gè)側(cè)壁，各側(cè)壁包括至少兩個(gè)傳感器面板，使傳感器面板電氣上連通；聯(lián)結(jié)側(cè)壁到底座上；聯(lián)結(jié)側(cè)壁到頂橫向件上而提供一個(gè)組裝完畢的組合式金屬探測(cè)器；提供電力到金屬探測(cè)器中；和使目標(biāo)通過金屬探測(cè)器而被掃描。
38.按照權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，對(duì)電源提供至少一個(gè)電池。
39.按照權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，傳感器面板可儲(chǔ)存在頂部橫向件中。
40.按照權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，電源設(shè)置有太陽(yáng)能系統(tǒng)。
41.一種組合式步行通過的金屬探測(cè)器，包括底座，包括至少一個(gè)底座件；多個(gè)單獨(dú)的傳感器面板，互相電氣聯(lián)結(jié)，并且布置在至少一個(gè)底座件上形成兩側(cè)壁，各側(cè)壁的底部傳感器面板鄰接至少一個(gè)底座件；和接合各側(cè)壁的頂部橫向件。
42.按照權(quán)利要求41所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各傳感器面板可以互換。
43.按照權(quán)利要求41所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，底座包括至少兩個(gè)底座件。
44.按照權(quán)利要求41所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，金屬探測(cè)器包括六個(gè)傳感器面板，各側(cè)壁包括三個(gè)傳感器面板。
45.按照權(quán)利要求41所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各傳感器面板包括有窗的區(qū)域。
46.按照權(quán)利要求45所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，各傳感器面板包括防風(fēng)雨構(gòu)造。
47.按照權(quán)利要求41所述的金屬探測(cè)器，其特征在于，傳感器面板可儲(chǔ)存在頂部橫向件中，和頂部橫向件包括至少一個(gè)手柄和至少兩個(gè)輪子。
全文摘要
一種輕便的步行通過的金屬探測(cè)器具有可以互換的傳感器面板和其它結(jié)構(gòu)件，并可以迅速地組裝、或拆卸和運(yùn)輸。該設(shè)備包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)底座件，用于錨接拱門、多個(gè)用來構(gòu)造拱門側(cè)邊的傳感器面板、和用來聯(lián)接及支承拱門側(cè)壁的頂部橫向件。此外，頂部橫向件提供用于搬運(yùn)拆開單元的車輛平臺(tái)，并帶有內(nèi)置輪子、手柄和支承其它部件的堆放結(jié)構(gòu)。也提供金屬探測(cè)線路，包括電源和對(duì)地連接。至少一個(gè)發(fā)送器線路電氣聯(lián)結(jié)于電源和接地，和一個(gè)發(fā)送線圈電氣聯(lián)結(jié)在發(fā)送器上。至少提供一個(gè)接收器線圈和電氣連接于接收器線圈的放大器。積分器電氣聯(lián)結(jié)于放大器而跟蹤/保持線路電氣聯(lián)結(jié)于積分器。濾波器電氣聯(lián)結(jié)于跟蹤/保持線路和輸出。該線路提供高幅度、低負(fù)載循環(huán)激勵(lì)脈沖，它可使高水平激勵(lì)信號(hào)的靈敏度具有遠(yuǎn)較低能量激勵(lì)信號(hào)的功率經(jīng)濟(jì)性。接收器線路收集和處理相對(duì)短時(shí)的積分信號(hào)、大幅度激勵(lì)脈沖，并在相對(duì)長(zhǎng)的充電和空載時(shí)期內(nèi)進(jìn)入保持模式。
文檔編號(hào)G01V3/10GK1802675SQ200480011452
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2004年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
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