一種隱形耳機(jī)探測裝置制造方法
【專利摘要】一種隱形耳機(jī)探測裝置，包括第一磁傳感器、第二磁傳感器，電源按鍵開關(guān)模塊，所述第一磁傳感器、第二磁傳感器通過放大電路連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊連接主控模塊，所述所述第一磁傳感器、第二磁傳感器通過S/R置位復(fù)位電路連接主控模塊，所述主控模塊連接LCD顯示模塊和聲光報(bào)警模塊。本實(shí)用新型敏度高，體積小，可操作性好，誤判率低。且該裝置不受外磁場干擾，探頭不易被強(qiáng)磁場損壞，裝置可靠性好，易于維護(hù)。
【專利說明】一種隱形耳機(jī)探測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種非接觸型探測設(shè)備，尤其是一種隱形耳機(jī)探測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隱形耳機(jī)因其體積小，重量輕，便于隱蔽使用等特點(diǎn)，成為目前考試作弊、非法監(jiān)聽、詐騙等的常用手段。尤其是近年來，將隱形耳機(jī)用于考試作弊的行為日益猖獗，嚴(yán)重破壞考試公平，給考務(wù)工作帶來非常大的困擾。
[0003]隱形耳機(jī)主要有稀土型和電子型兩種:稀土型隱形耳機(jī)主要靠強(qiáng)磁材料，主要是銣鐵硼磁鐵，在音頻磁場的感應(yīng)震動(dòng)來振動(dòng)耳道使佩戴者聽見聲音；電子型耳機(jī)則主要靠線圈在音頻磁場中獲得的感應(yīng)電動(dòng)勢有源驅(qū)動(dòng)瓷片喇叭發(fā)聲。但不管哪種類型的耳機(jī)，其內(nèi)部都含有磁性材料，這些磁性材料的近場磁場強(qiáng)度約在l(T80Gs，在10厘米左右的距離外可衰減到IGs以下(地磁場約在0.5Gs)。目前檢測隱形耳機(jī)的方式主要由如下幾種:
[0004]I)、監(jiān)考人員目測。目測是要求考務(wù)人員在監(jiān)考或巡視期間，通過裸眼觀察考生耳朵內(nèi)是否有明顯異物。由于隱形耳機(jī)體積越來越小，可以直接塞入內(nèi)耳道，目測方法已經(jīng)很難發(fā)現(xiàn)米粒型隱形耳機(jī)。此外，目測方法和監(jiān)考人員的工作態(tài)度、考場的光線強(qiáng)度、考生的著裝或發(fā)飾等都有關(guān)系，這種檢查方法的隨意性大，執(zhí)行效果十分有限。
[0005]2)、使用電磁波探測裝置。傳統(tǒng)的電磁波探測狗設(shè)備能很好地探測到電磁波，當(dāng)攜帶者未開耳機(jī)時(shí)，這種探測裝置無法有效探測。此外，由于電磁波探測狗存在過于靈敏和定位差等問題，很難判定信號(hào)是什么、來自哪里。中國專利《隱形耳機(jī)探測器及探測方法》專利號(hào):200510136083.8，使用有源電磁波發(fā)射后，監(jiān)測反射電磁波信號(hào)，這種方法信噪比低，電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，易受壞境干擾。因此，這兩種監(jiān)測方法的實(shí)用性不強(qiáng)。
[0006]3)、使用金屬探測器無接觸搜身。金屬探測器對一定體積的金屬材料敏感，很容易受檢查對象身上的腰帶扣、鑰匙、發(fā)卡、拉鏈等金屬物影響，產(chǎn)生誤報(bào)。此外，金屬探測器可能很難檢測到微型的設(shè)備，更不可能檢測到隱形的米粒耳機(jī)。這也是目前隱形耳機(jī)泛濫的原因之一。
[0007]4)、簡單的磁敏探測方法。中國專利《隱形耳機(jī)探測器及探測方法》專利號(hào):200510136083.8，提到采用簡單的磁敏開關(guān)電路探測磁場，來判定是否攜帶隱形耳機(jī)。通常磁敏開關(guān)的靈敏度約IOGs左右，如:洛陽創(chuàng)之元科技公司，KGEl-1P通用型磁敏開關(guān)，靈敏度lOGs。而目前的米粒耳機(jī)磁場也在IOGs左右，因此，采用這種方法探測隱形耳機(jī)，只有當(dāng)磁敏開關(guān)接觸米粒耳機(jī)時(shí)才能獲得有效信號(hào)，沒有實(shí)用價(jià)值。單純提高探測裝置的靈敏度，由于受地磁場的影響，也很難有效發(fā)現(xiàn)隨身攜帶的隱形耳機(jī)，誤判的幾率很高。
[0008]基于上述監(jiān)測方法都存在局限性，為了有效檢測隱形耳機(jī)，急需開發(fā)一種新的探測裝置和方法，且性價(jià)比高，易于操作，能推廣應(yīng)用于考務(wù)現(xiàn)場，有效防止隱形耳機(jī)的濫用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種隱形耳機(jī)探測裝置，敏度高，體積小，可操作性好，誤判率低。且該裝置不受外磁場干擾，探頭不易被強(qiáng)磁場損壞，裝置可靠性好，易于維護(hù)。
[0010]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:一種隱形耳機(jī)探測裝置，包括第一磁傳感器、第二磁傳感器，電源按鍵開關(guān)模塊，所述第一磁傳感器、第二磁傳感器通過放大電路連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊連接主控模塊，所述所述第一磁傳感器、第二磁傳感器通過S/R置位復(fù)位電路連接主控模塊，所述主控模塊連接IXD顯示模塊和聲光報(bào)警模塊。
[0011]所述電源按鍵開關(guān)模塊包括電池、充電電路、按鍵開關(guān)，電池通過充電電路連接按鍵開關(guān)。所述主控模塊為單片機(jī)模塊或者AMR控制模塊。所述聲光報(bào)警模塊包括LED指示燈、揚(yáng)聲器。所述第一磁傳感器、第二磁傳感器安裝在前機(jī)殼、后機(jī)殼構(gòu)成的殼體內(nèi)，所述殼體連接手柄。所述第一磁傳感器、第二磁傳感器為AMR磁阻傳感器。
[0012]本實(shí)用新型一種隱形耳機(jī)探測裝置，利用磁敏技術(shù)，對隱形耳機(jī)進(jìn)行高靈敏度探測，防范隱形耳機(jī)作弊。探測裝置中只使用兩個(gè)高靈敏度的AMR磁阻傳感器，采用差分技術(shù)消除地磁場等的影響，確保探頭能有效監(jiān)測到500 mGs的磁場信號(hào)。AMR磁阻傳感器可以通過大電流置位復(fù)位，有效避免強(qiáng)磁場對探頭的影響。采用簡單的LED指示燈和揚(yáng)聲器分級報(bào)警，并結(jié)合LCD顯示模塊顯示磁場強(qiáng)度和磁源距離，可以大大提高探測的靈活性和可操作性。該探測裝置靈敏度高，體積小，可操作性好，誤判率低，且不受外磁場干擾，探頭不宜被強(qiáng)磁場損壞，儀器可靠性好，易于維護(hù)。
[0013]本實(shí)用新型從磁敏探測的原理出發(fā)，選用高精度AMR磁電轉(zhuǎn)換器件，通過差分技術(shù)消除地磁場等干擾信號(hào)的影響，提高對弱磁場探測的準(zhǔn)確性和可靠性。并采用分級報(bào)警和LCD直觀顯示的方式，輔助人工判斷和定位磁源，使隱形耳機(jī)探測裝置具備良好的可操作性，降低誤判的概率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型隱形耳機(jī)探測裝置電路連接框圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型AMR磁阻傳感器電路原理圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型隱形耳機(jī)探測裝置外部結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0017]圖4為本實(shí)用新型隱形耳機(jī)探測裝置外部結(jié)構(gòu)示意圖二。
[0018]圖5為磁場相對強(qiáng)度與距離的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]一種隱形耳機(jī)探測裝置，包括第一磁傳感器1、第二磁傳感器3，電源按鍵開關(guān)模塊，所述第一磁傳感器1、第二磁傳感器3通過放大電路連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊連接主控模塊，所述所述第一磁傳感器1、第二磁傳感器3通過S/R置位復(fù)位電路連接主控模塊，所述主控模塊連接IXD顯示模塊和聲光報(bào)警模塊。所述電源按鍵開關(guān)模塊包括鋰電池、充電電路、按鍵開關(guān)6，電池通過充電電路連接按鍵開關(guān)，為檢測裝置運(yùn)行提供必要的供電及開關(guān)狀態(tài)切換。所述主控模塊為單片機(jī)模塊或者AMR控制模塊，單片機(jī)采用AT89C51單片機(jī)。
[0020]如圖3所示，所述的磁傳感器S/R置位復(fù)位電路由單片機(jī)的I/O輸出口、反相放大器、電流帶(置位復(fù)位電阻)、電容等組成。AMR玻莫合金薄膜磁傳感器在制造過程中通常選定沿著薄膜長度的方向?yàn)檩S，當(dāng)玻莫合金薄膜受到外加磁場作用時(shí)，沿此方向電阻有最大的變化值。當(dāng)受到強(qiáng)磁場干擾時(shí)(大于20高斯)薄膜磁化極性會(huì)受到破壞，傳感器特性也會(huì)改變。針對這一破壞性的磁場，需對敏感元件施加一個(gè)瞬態(tài)的強(qiáng)恢復(fù)磁場來恢復(fù)或保持傳感器特性。這一操作是施加一個(gè)置位或復(fù)位脈沖，通過電流帶(置位復(fù)位電阻，通過脈沖寬度2us、4A左右的大電流)產(chǎn)生強(qiáng)磁場，使橋輸出信號(hào)的極性取決于薄膜內(nèi)部的磁化的方向，并對稱于零磁場的輸出。具體進(jìn)行置位操作時(shí)，單片機(jī)的兩個(gè)I/O 口產(chǎn)生一對高、低反相電平推挽式信號(hào)輸出，經(jīng)過反相放大器放大，提升驅(qū)動(dòng)能力，在第一磁傳感器1、第二磁傳感器3各自的置位復(fù)位電阻上產(chǎn)生4A的正向大電流，電流帶上的強(qiáng)磁場對AMR感應(yīng)帶進(jìn)行置位，消除上次測量的影響；反之，產(chǎn)生反相的復(fù)位電流，進(jìn)行復(fù)位。每次測量時(shí)，以一種倒轉(zhuǎn)的方式改變傳感器輸出極性，即驅(qū)動(dòng)置位脈沖讀一次數(shù)，再驅(qū)動(dòng)復(fù)位脈沖讀一次數(shù)，兩次讀數(shù)相減可消除因溫度漂移和電路參數(shù)漂移等共模信號(hào)造成的影響，從而得出一個(gè)與絕對磁場成正比例的輸出。
[0021]如圖3所示，所述聲光報(bào)警模塊包括LED指示燈4、揚(yáng)聲器5，LED指示燈4、揚(yáng)聲器5通過驅(qū)動(dòng)電路連接主控模塊。用于檢測電信號(hào)并計(jì)算磁場的強(qiáng)度和磁源距離，并通過LED指示燈4及揚(yáng)聲器5、IXD顯示模塊來報(bào)警顯示。所述第一磁傳感器1、第二磁傳感器3安裝在前機(jī)殼2、后機(jī)殼9構(gòu)成的殼體內(nèi)，所述殼體連接手柄10。手柄10設(shè)有電池蓋7，鋰電池通過電池蓋7裝配在手柄10內(nèi)。構(gòu)成手持式隱形耳機(jī)探測裝置。手柄10上還設(shè)有電源充電插頭8。
[0022]如圖3所示，在磁場探測時(shí)，通常磁場隨距離的增加成立方衰減。當(dāng)探測器接近磁源時(shí)，距離越近，磁場信號(hào)越強(qiáng)。對于米粒耳機(jī)等隱形耳機(jī)的內(nèi)部磁源，可以利用方式進(jìn)行計(jì)算。
[0023]一種隱形耳機(jī)的探測方法，包括以下步驟:
[0024]I )、系統(tǒng)上電，主控電路初始化，并對第一 AMR磁傳感器、第二 AMR磁傳感器進(jìn)行置
位/復(fù)位。
[0025]2)、將第一磁傳感器I接近人體約IOcm左右，從上到下移動(dòng)第一磁傳感器1，檢查人體附近的磁場強(qiáng)度是否超過500 mGs ；
[0026]3)、當(dāng)?shù)谝淮艂鞲衅鱅檢測到磁場強(qiáng)度高于500 mGs時(shí)，LED指示燈4亮，將第一磁傳感器I進(jìn)一步貼近人體，觀察LCD顯示模塊上的磁場強(qiáng)度實(shí)測值和磁源距離的變化；
[0027]4)、當(dāng)檢測磁場強(qiáng)度大于IGs時(shí)，揚(yáng)聲器響起，表示在距離第一磁傳感器I探頭IOcm以內(nèi)存在磁源材料。
[0028]5)、根據(jù)IXD顯示模塊上磁場強(qiáng)度和距離值，進(jìn)一步縮小搜索范圍，鎖定磁源位置。
[0029]所述第一磁傳感器1、第二磁傳感器3為AMR磁阻傳感器。為基于玻莫合金薄膜單軸磁傳感器，將磁場強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，靈敏度高于500 mGs ο
[0030]所述第一磁傳感器I用于接近被測目標(biāo)，所述第二磁傳感器3遠(yuǎn)離被測目標(biāo)，通過對第一磁傳感器1、第二磁傳感器3探測信號(hào)經(jīng)過同幅度放大后再進(jìn)行差分處理，即將兩路信號(hào)接入差分放大器的“ + ”引腳和引腳的兩個(gè)輸入端，由放大器對兩路信號(hào)進(jìn)行作差，然后根據(jù)設(shè)定倍率度差分信號(hào)進(jìn)行放大，來消除地磁場的影響，獲得被測目標(biāo)的磁場對應(yīng)的電信號(hào)。[0031]所述S/R置位復(fù)位電路用于產(chǎn)生4A、持續(xù)時(shí)間為2微秒的脈沖信號(hào)，來恢復(fù)和保持第一磁傳感器1、第二磁傳感器3的特性。
[0032]主控模塊為AT89C51單片機(jī)，用于完成對A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的信號(hào)的采集，計(jì)算并顯示磁場強(qiáng)度和磁源材料距離探頭的距離，并對不同檔位的磁場強(qiáng)度分別進(jìn)行LED指示燈4和揚(yáng)聲器報(bào)警。
[0033]本實(shí)用新型可選用的AMR磁阻傳感器電路原理圖如圖2所示。第一 AMR磁阻傳感器、第二 AMR磁阻傳感器的測量結(jié)果放大后，通過差分放大器進(jìn)行處理，然后通過ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC7710)轉(zhuǎn)換后，采用AT89C51單片機(jī)Pl 口采集數(shù)據(jù)，然后計(jì)算對應(yīng)的磁場強(qiáng)度。由于磁場強(qiáng)度所對應(yīng)的電信號(hào)與電放大器的增益、AMR磁化曲線的工作范圍等相關(guān)，理論關(guān)系相對復(fù)雜。工程中直接采用標(biāo)準(zhǔn)磁強(qiáng)計(jì)來進(jìn)行標(biāo)定，即將磁源放置在在屏蔽筒中，隔離地磁場的影響，在距離磁源的不同位置測量相應(yīng)的磁場強(qiáng)度，進(jìn)行記錄。普通米粒耳機(jī)的磁場標(biāo)定結(jié)果如圖5所示。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以將標(biāo)定距離和磁場強(qiáng)度以表格的形式保存在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，控制系統(tǒng)根據(jù)AD的轉(zhuǎn)換結(jié)果，通過直接查表獲得磁場強(qiáng)度和距離值，并進(jìn)行顯示。
【權(quán)利要求】
1.一種隱形耳機(jī)探測裝置，包括第一磁傳感器(I)、第二磁傳感器(3)，電源按鍵開關(guān)模塊，其特征在于，所述第一磁傳感器(I )、第二磁傳感器(3)通過放大電路連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊連接主控模塊，所述第一磁傳感器(I )、第二磁傳感器(3)通過S/R置位復(fù)位電路連接主控模塊，所述主控模塊連接IXD顯示模塊和聲光報(bào)警模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種隱形耳機(jī)探測裝置，其特征在于，所述電源按鍵開關(guān)模塊包括電池、充電電路、按鍵開關(guān)(6 )，電池通過充電電路連接按鍵開關(guān)(6 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種隱形耳機(jī)探測裝置，其特征在于，所述主控模塊為單片機(jī)模塊或者AMR控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種隱形耳機(jī)探測裝置，其特征在于，所述聲光報(bào)警模塊包括LED指示燈(4)、揚(yáng)聲器(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種隱形耳機(jī)探測裝置，其特征在于，所述第一磁傳感器(I)、第二磁傳感器(3 )安裝在前機(jī)殼(2 )、后機(jī)殼(9 )構(gòu)成的殼體內(nèi)，所述殼體連接手柄(10 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種隱形耳機(jī)探測裝置，其特征在于，所述第一磁傳感器(I)、第二磁傳感器(3)為AMR磁阻傳感器。
【文檔編號(hào)】G01V3/08GK203811817SQ201420244249
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】羅志會(huì), 許云麗, 潘禮慶, 馬雪佳, 徐校明, 肖焱山, 楊先衛(wèi), 黃秀峰, 魯廣鐸, 鄭勝, 曾曙光 申請人:三峽大學(xué)