Устройство для сортировки ферромагнитных изделий

 

Изобретение относится к разделению или сортировке изделий по величине остаточного магнитного потока после их намагничивания и позволяет повысить точность сортировки путем исключения влияния вращения сортируемых изделий на контролируемые параметры. Устройство содержит вертикальный направляющий желоб, источник намагничивающего тока, подключенную к нему намагничивающую катушку, охватывающую направляющий желоб, первую и вторую измерительные катушки, охватывающие желоб и расположенные так, что плоскости их витков ортогональны друг другу, а центры совпадают, последовательно соединенные вычислительный блок и блок сортировки, первый и второй измерительные каналы, имеющие коэффициент передачи К<SB POS="POST">12</SB> и включенные соответственно между первой и второй измерительными катушками и первым и вторым входами вычислительного блока, третью и четвертую катушку, охватывающие желоб, включенные последовательно-встречно, имеющие общий центр с первой и второй катушками и расположенные так, что плоскости их пересечения ортогональны друг другу, третий измерительный канал с коэффициентом передачи К<SB POS="POST">3</SB>=√2/2 К<SB POS="POST">12</SB>, включенный между четвертой катушкой и третьим входом вычислительного блока. Достоверность повышается за счет устранения влияния произвольных вращений движущихся изделий на результат измерения остаточного магнитного потока в них. Производительность повышается за счет реализации возможности сортировки свободно падающих изделий. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 07 С 5 344

t !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4036076/31-12 (22) 17.03.86 (46) 23.09.89. Бюл. № 35 (71) Институт прикладной физики АН БССР (72) С. Г. Сандомирский и М. А. Мельгуй (53) 621.928.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство CC(.Р № 882669, кл. В 07 С 5/344, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИ РОВКИ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к разделению или сортировке изделий по величине остаточного магнитного потока после их намагничивания и позволяет повысить точность сортировки путем исключения влияния вращения сортируемых издел ий на контролируемые параметры. Устройство содержит вертикальный направляющий желоб. источHHK намагничиваюшего тока, подключенную и нему намагничивающую катушку, охватывающую направляющий желоб, первую и вторую измерительные катушки, охватывающие желоб и расположенные так, что плоскости их витков opToãoaàëüíû друг

Изооретение относится к разделению пли сортировке изделий из твердых материалов по их магнитны "vl свойствам. в частности по величине остаточного магнитного потока в изделиях после их намагничивания.

Цель изобретения — повышение точности сортировки путем исключения влияния врагцения сортируемых изделий на контролируемые параметры.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— схема расположения измерительных катушек устройства относительно направляющего

„.,SU,, 1 9133 А 1

2 другу, а центры совпадают, последовательНо соединенные вычислительный блок и блок сортировки, первый и второй измерительные каналы, имеющие коэффициент передачи Ki и включенные соответственно между первой и второй измерительными катушками и первым и вторым входами вычислительного блока, третью и четвертую катушки, охватывающие желоб, включенные последовательно-встречно, имеющие общий центр с первой и второй катушками и расположенные так, что плоскости их пересечения ортогональны друг другу, третий изMåðèòåëьный канал с коэффициентом передачи Кз=-,,2/2 К1>, включенный между четвертой катушкой и третьим входом вычислительного блока. Достоверность повышается за счет устранения влияния произвольных вращений движущихся изделий на результат измерения остаточного магнитного потока в них. Производительность повышается за счет реализации возможности сортировки свободно падающих изделий.

3 ил. желоба; на фиг. 3 — ориентация вектора

Ж остаточного магнитного потока в изделии при прохождении сквозь измерительные катуп.ки во введенной декартовой системе координат.

Устроиство содержит вертика,iьно расположенный направляющий желоб 1, намагничивающую катушку 2, источник 3 намагничиваюшего тока, первую 4, вторую 5, третью

6 и четвертую 7 измерительные катушки, первый 8, второй 9 и третий !О измеритель1 ые кана,)ы, вычпслнтсльны . блок 11 и блок

12 сор.i ировки.

1509133

35.п, >Тъ пз, и< нормалей к плоскостям рас

Устройство работает следующим образом.

Малогабаритное ферромагнитное изделие

13 в процессе своего свободного падения вдоль направляющего желоба 1 проходит сквозь намагничивающую катушку 2 и намагничивается в создаваемом ею магнитном поле.

В процессе своего дальнейшего движения изделие 13 выходит из зоны действия намагввчивающего поля намагничивающей кагушки 2 и движется (свободно падает)

;,алыне вдоль направляющего желоба 1 в намагниченном состоянии. Величина остаточного магнитного потока в изделии определяет свойства изделия и является критерием для его рассортировки.

В процессе своего движения вдоль направляющего желоба 1 намагниченное контролируемое изделие!3 проходит сквозь измерительные катушки 4 — 7 и индуцирует в них ЭДС, которые поступают на выходы (4) 3

Намагничивающая катушка 2охватывает направляющий желоб 1 и подключена к источнику 3 намагничивающего тока. Первая измерительная катушка 4 охватывает направляющий желоб 1 и расположена в плоскости контура АЗЖБЛ. Вторая измерительная катушка 5 охватывает направляющий желоб 1 и расположена в плоскости контура ГДЕВГ. Третья измерительная катушка 6 охватывает направляющий желоб

1 и расположена в плоскости контура

БДЗВБ. Четвертая измерительная катушка

7 охватывает направляющий желоб 1 и расположена в плоскости контура ЛЕЖГА.

Измерительные катушки 4 — 7 имеют общий центр О и расположены таким образом, ITo плоскость расположения первой измеритслыюй катушки 4 ортогональна плоскости расположения второй измерительной катушки 5, IIJlocKocTb расположения третьей измерительной катушки 6 ортогональна плоскости расположения четвертой измерительной катушки 7. Количества витков в измерительных катушках 4 — 7 одинаковы.

Первая измерительная катушка 4 подключена к входу первого измерительного канала

8, вторая измерительная катушка 5 подключена к входу второго измерительного канала 9. Третья измерительная катушка 6 соединена с четвертой измерительной катушкой 7 последовательно-встречно, т.е. так, что пространственно однородное изменение составляющей магнитного поля, параллельной оси направляющего желоба 1, не вызывает результирующей ЭДС. Четвертая измерительная катушка 7 подключена к входу третьего измерительного канала О. Коэффициент Кв третьего измерительного канала ра "l- l Кз= — Ki >, где kl> — — коэффициент

72

2 передачи первого 8 и второго 9 измерительIll>Ix каналов подключены соответственно к входам вычислительного блока 1.1, выход которого соединен с блоком 12 сортировки.

4 измерительных каналов 8 — 10. Измерительные каналы 8 — 10 осуществляют обработку поступающих на их выходы ЭДС, заключающуюся в интегрировании однополярного импульса индуцированных ЭДС. После прохождения изделия 13 сквозь измерительные катушки 4 — 7 на выходах первого 8, второго 9 и третьего 10 измерительных каналов будут соответственно сигналы

Ul, U, Uq, не зависящие от скорости движения изделий и определяемые только максимальными значениями магнитного потокосцепления изделия 13 и измерительных катушек 4 — 7. Максимальное значение магнитного потокосцепления изделия 13 с измерительными катушками 4 — 7 независимо от ориентации вектора Ж остаточного магнитного потока в изделии 13 относительно измерительных катушек 4 — 7 имеет место при прохождении изделия 13 через общий центр О измерительных катушек 4 — 7.

Пусть центр декартовой системы координат находится в точке О, ось х совпадает с осью направляющего желоба l, ось х совпадает с линией пересечения плоскостей расположения первой измерительной катушки 4 и второй измерительной катушки 5, а ось у совпадает с линией пересечения плоскостей расположения третьей измерительной катушки 6 и четвертой измерительной катушки 7. Пусть вектор Ф остаточного магнитного потока в контролируемом изделии при его прохождении через точку 0 имеет произвольную ориентацию ч= хг+у/+ za. (1)

Определяют, чему в этом случае равны сигналы Ul, U, Ul на выходах измерительных каналов 8 — 10. Единичные векторы положены соответственно первой 4, второй 5, третьей 6 и четвертой 7 измерительных катушек записываются в выбранной системе координат следующим образом:

- 72 - - - Й и =- — (-/+/г); и = — (/+/г); n > ——

2 2

=- — (-/+ и = — - (+/г) —, и>— — >

Проекции г1> l, Ф, Ф;,, Ф., вектора Ф на направления нормалей к плоскости расположения измерительных обмоток 4 — 7 равны

Ф =(Ф nl)= — (-g+z); Ф >=(7> и:) =

V2 + )/2

2 (p+z); 6> (Ф nl) (z л), Ф. — — (<1> п4= — -(z+x) (3) /р

Тогда, учитывая встречное включение третьей 6 и четвертой 7 измерительных катушек и соотношение между коэффициентами передачи измерительных каналов, получают для сигналов Ul, U>, Uç..

U l= EN(z — !/); (/г= Ю(+y); Ьз=

72 T2

2 Z

1509133 б/РЕ>.= (5) Фо/1,)«у.)а ц.)т)/)< тс«и.) где K= Kn,А — число витков в каждой из измерительных катушек 4 — 7.

Сигналы (/|, с/2, Uz с выходов измерительных каналов 8 — -! О поступают на входы вычислительного блока 11, который осуществляет их обработку по алгоритму

Такая функциональная обработка сигналов в блоке 1! может быть осуществлена, например, аналоговым преобразованием сигналов (как в известном устройстве), если сигналы Ui — -U представлены на выходах измерительных каналов 8 — О в виде аналоговых напряжений. В этом случае вычисли | Э тельный блок должен состоять из трех блоков возведения в квадрат, сумматора и блока извлечения квадратного корня (не показаны). Функциональная обработка по алгоритму (5) в вычислительном блоке 1! может быть осуществлена и цифровым преоб- 2Q разованием сигналов, если сигналы Ь -U, представлены на выходах измерительных к3налов в цифровой форме.

Результирующий сигнал Ui . поступает на сортирующий блок 12, сравнивается там с наперед заданным значением порогов годности изделий и является критерием годности изделий при их сортировке сортирующим блоком 12.

Учитывая (4) и (5), получают для результируюгцего сигнала на вь ходе вычислительного блока 11:

U . =)б<ух --|у +z = <ë )Ф | <б) Результирующий сигнал U» пропорционален абсолютной величине вектора <)) оста- точного магнитного потока в l

4 — < . П О этс ч i i p o i! 3 во, 1 ь i! ь . <. в р 3 I« ic i < и я

I! 3 ДЕ. 1 H И l! | «« . 1 В И Ж <> H 1«> l БД О. ) Ь H «I I P li E<. H!< 1щего желоба не сказываются í i рсл.<) ьтатах их сортировки. Изделия можно сортировать )11)H п) оизвольном .«вижении в,«о lh

H31)p3Bляк1п1его желоба, )3 том числе и в слччае их свободного падения.

Устроиство для c<«pTI«p<«F>KH ферромагнитHhlx |;зделий, содержаш p узел ):ода |и изделии с îхватывак)«цей в верxней еl î части катушкой намагничивания и две расположенные в зоне контроля во вз «)«vlHо Hcрпендикулярных плоскостях измерительные катушки, первые выводы которых связаны ч ерез соответствующ:«е измерительн ые I;;I H 3лы с первым и вторым входами вычислительного блока, выходом связанного с исполнитеlhH!>Ix«механизмом. от.)а«аюа(е«<.<) теч. что, с целью новы)пения точности сортировки пуT. xl исключения влияния вращения coðòl руемых изделий н,) контролируемые параметры, оно ичеет две дополнительные измерительные катушки, расположенные Во взаи.)но перпендикулярных плоскостях, причем узел подачи изделий выполНрН в виде полого вертикальчого цилиндр3, охватываемого системой измерительных

K3";ó«HåK, кажда из которых расположена в главкой секуцей пло< кости куба, при этом первь<е вывсды донос)н)«тельнь)х измерительных ка I . шек объсд)«нены, 3 второй !3ывод перв и дополпительной к,|тушки через < оогв< тствующий измер!«тельный к IHал сосдипе)| с третьич вxogoxl вычислI«òåëhíol о блок;|, при этом вторые выводы изчерительных

Кат; HIP)< И В) ОРОй ВЫВОД НтОРОй ДО)|ОЛНИ тельной )«зх)ерительной к;пушк «заземлены.

1509133 (оставитсль I;., û÷àò рова

Редактор Н. Тупицы 1схред И. Верее Корректор В. Кабаний

В 1Гп рыж 542 Под иснос

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина. 101