Металлоискатель

 

Изобретение относится к технике обнаружения скрытых металлсодержащих объектов трубопроводов, кабелей электромагнитными методами. Цель изобретения - повышение надежности выявления объектов и производительности поисковых работ, Металлоискатель. содержит блок приемных антенн, три возбуждающие рамки и две пары приемных рамок, генератор, два приемника сигналов, состоящих из блока симметрирования и двух каналов приема, блок электрической компенсации, избирательный усилитель и блок обработки сигналов . Выходы приемников подключены к блоку сигнализации через схему ИЛИ, при этом последовательное подключение возбуждающих рамок к генератору и избирательных усилителей к блоку электрической компенсации в каждом приемнике осуществляет коммутация. При таком конструктивном выполнении ось чувствительности поочередно меняет направление , а зона наибольшей чувствительности меняет расположение в зависимости от периода коммутации. 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК (я)л G 01 V 3/11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4352791/25 (22) 30.12.87 .(46) 29.02..92. Бюл. М 8 (71) Инженерный центр Всесоюзного научно-исследовательского института по строительству магистральных трубопроводов (72) Ю.M.Màìîíòîâ, И.А.Воблов и В.B.Ìåëüников (53) 550.8 (088.8} (56) Авторское свидетельство СССР . N 1061089, кл. G 01 V 3/11, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 1153690, кл. G 01 Ч 3/11, 1984. (54) МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к технике обнаружения скрытых металлсодержащих объектов трубопроводов, кабелей, электромагнитными методами. Цель изобретения — повышение надежности выявлеИзобретение относится к технике обнаружения металлйческих предметов, например трубопроводов, кабелей.

Цель изобретения — повышение надежности выявления объектов и повышение производительности поисковых работ.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — пространственная схема расположения блока приемопередающих антенн (ППА).

Металлоискатель содержит блок. приемопередающих антенн (ППА) 1, состоящий из первой 2, второй 3 и третьей 4 возбуждающих рамок и четырех приемных рамок 5-8, генератор 9, первый 10 и второй 11 приемники, каждый из которых состоит из блока 12.1. (12.2) симметрирования,первого блока 13.1

„„. Ж „„1716467 А1 ния объектов и производительности поисковых работ. Металлоискатель, содержит блок приемных антенн, три возбуждающие рамки и две пары приемных рамок, генератор, два приемника сигналов, состоящих из блока симметрирования и двух каналов приема, блок электрической компенсации, избирательный усилитель и блок обработки сигналов, Выходы приемников подключены к блоку сигнализации через схему ИЛИ, при этом последовательное. подключение возбуждающих рамок к.генератору и избирательных усилителей к блоку электрической компенсации в каждом приемнике осуществляет коммутация, При таком конструктивном выполнении ось чувствительности поочередно меняет направление, а зона наибольшей чувствительности меняет расположение в зависимости от периода коммутации. 2 ил. (13.2) электрической компенсации, первого избирательного усилителя 14,1 (14,2), первого блока 15.1 (15.2) обработки сигналов, второго блока 16.1 (16.2) электрической компенсации, второго избирательного усилителя 17.1 (17.2).и второго блока 18.1 (18.2) обработки сигналов. Металлоискатель также содержит блок 19 сигнализации, схему ИЛИ 20 и электронный коммутатор 21, содержащий последовательно соединенные генератор 22 сигналов, счетчик 23 по модулю три, дешифратор 24 на три выхода и семь аналоговых ключей 25 — 31.

Первая 5 и вторая 6 приемные рамки, третья 7 и четвертая 8 приемные рамки расположены горизонтально соосно и симметрично относительно возбуждающей рамки 2

1716467 и жестко соединены с ней с помощью штанг

32 и 33, при этом возбуждающая рамка 2 расположена в плоскости, проходящей через вертикальные оси приемных рамок 5—

8; на расстоянии L> от каждой пары приемных рамо к 5 и 6, 7 и 8.

Вторая возбуждающая. рамка 3 расположена симметрично относительно первой пары приемных рамок 5 и 6 на расстоянии

Lz в плоскости, проходящей через вертикальную ось этих рамок, и жестко соединена с ними с помощью штанги 34, при этом горизонтальные оси первой 2 и второй 3 возбуждающих рамок составляют между собой угол 60 — 1200.

Третья возбуждающая рамка 4 расположена симметрично относительно второй пары приемных рамок.7 и 8 на расстоянии L2 ,в плоскости, проходящей через вертикальную ось этих рамок, и жестко соединена с ними с помощью штанги 35, при этом горизонтальные оси первой 2 и третьей 4 возбуждающих рамок составляет между собой угол 60 —.1200.

Металлоискатель работает следующим образом.

Электронный коммутатор 21 периодически подключает к генератору 9 возбуждающие рамки 2 — 4 таким образом, что в любой момент времени к генератору 9 подключена только одна из возбуждающих рамок. В исследуемой области создается переменное электромагнитное поле определенной частоты, которое изменяет свою направленность в зависимости от того, какая из возбуждающих рамок 2 — 4 подключена к генератору 9.

Периодичность. коммутации определяется частотой генератора 22 сигналов, которая может быть, например, 0,011, где Т— рабочая частота генератора 9.

Одновременно с подключением воз. буждающей рамки 2 к генератору 9 коммутатор 21 подключает выходы блоков 13,1 и

13.2 компенсации к избирательным усилителям 14,1 и 14.2 в обоих приемниках 10 и

11, выходы блоков 16.1 и 16.2 компенсации отключены от избирательных усилителей

17.1 и 17.2, тем самым в этот момент времени в каждом из приемников 10, 11 работает только первый кэ нэл и риема, образованный блоком компенсации 13.1 (13.2), избирательным усилителем 14.1 (14.2) и блоком

15.1 (15.2) обработки сигналов.

При подключении возбуждающей рамки 3 к генератору 9 коммутатор 21 подключает выход блока 16.1 компенсации к избирательному усилителю 17.1 в первом приемнике 10, тем самым в этот момент времени работает только второй канал приема в первом приемнике 10, образованный блоком 16.1 компенсации, избирательным усилителем 17.1 и блоком 18.1 обработки сигналов.

5 При подключении возбуждающей рамки 4 к генератору 9 коммутатор 21 подключает выход блока 1.6.2 компенсации к избирательному усилителю 17.2 во втором приемнике 11, тем. самым в этот момент

10 времени работает только второй канал приема во втором приемнике 10, образованный блоком 16;2 компенсации, избирательным усилителем 17.2 и блоком 18.2 обработки сигналов.

15 Металлоискатель построен таким образом, что при отсутствии металлических объектов в зоне поиска на входе избирательных усилителей 14.1 (14.2), 17.1 (17.2) обоих при-. емников 10, 11 сигнал рабочей частоты

20 близок к нулю. Это обусловлено геометрической и электрической компенсацией первичного электромагнитного поля.

При наличии металлических объектов в зоне поиска первичное электромагнитное

25 поле, создаваемое одной из возбуждающих рамок 2 — 4, индуцирует в объекте ток; который в свою очередь создает вторичное электромагнитное поле. Это поле индуцирует в приемных рамках 5, 6 или 7, 8 ЭДС, 30 пропорциональную расстоянию от каждой рамки до металлического объекта, а так как зто расстояние разное, то и ЭДС, наведенная в рамках 5, 6 (7, 8) будет разная, поэтому на входе избирательных усилителей появит35 ся сигнал, пропорциональный разности этих ЭДС. Этот сигнал усиливается избирательными усилителями 14.1 (14.2), 17.1 (17.2) и поступает в соответствующий блок

15.1 (15.2), 18.1 (18,2) обработки, который

40 формирует сигнал обнаружения, Сигнал об-. наружения через схему ИЛИ поступает в блок 19 сигнализации, который формирует световой и звуковой сигнал обнаружения.

В зависимости от конкретного назначе45 ния металлоискателя угол между горизонтальными оСями первой и второй возбуждающих рамок, а также первой и третьей. возбуждающих рамок может быть различным, но любой угол из выбранного

50 интервала 60 — 120 обеспечивает высокую надежность выявления коммуникаций, так как угол между коммуникацией и одной из возбуждающих рамок всегда. будет меньше

60, что.обеспечивает достаточный уровень

55 наводимого сигнала в коммуникации.

-Формула изобретения

Металлоискатель, содержащий блок приемопередающих антенн (ППА), включающий жестко соединенные между собой возбуждающую рамку и две пары идентич1716467 ных горизонтальных соосных приемных ра- каждый из приемников металлоискателя мок, расположенных симметрично по атно- введены подключенный к блоку симметришению, к возбуждающей рамке, а рованиявторойблокэлектрическойкампенвозбуждающая рамка расположена в пло- сации, опорный вход которого подключен к скости, проходящей через оси приемных:ра.- 5 генератору, второй избирательный усилимок, генератор, первый и второй приемник тель, соединенный с вторым блоком обрасигналов, каждый из которых включает блок. ботки сигналов, причем .выходы вторых симметрирования, соединенный с первым: блоков обработки сигналов соединены с блоком компенсации, опорный вход которо- блоком сигнализации через:схему ИЛИ, кро осоединенсгенератором„первыйизбирЖель.- 10 ме тога, в металлоискатель введен элект° ° °

ыйусилитель, соединенныйс первымблоком ран н ый коммутатор, содержащий бработки сигналов, причем сигнально@ .. последовательно:соединенные генератор дифференциальные входы первого и вторф- сигналов, счетчик.по:модулю.три, дешифра- го приемников, катарине являются входами тор на три выхода и семь аналоговых клгоблоковсимметрирования,соединеныс;при- 15 чей, при этом первый, :второй и третий емными рамками соответственно nepeoA и: ключи соединены с.первйм выходом дешифвторой пар, а выходы блоков. обработки сиг- ратора; четвертый и-пятый ключисоединены налов через схему ИЛИ соединены с:.блоком . c вторым выходом дешифратора, шестой и сигнализации; о т.л и.ч а ю шийся тем, что, седьмой ключи соединены с третьим выхос целью повышения надежности выявления. 20:дом дешифратора, причем через первый и обьектов и производительности поисковых: второй ключи подключены первые избира- работ,онсодержитвторуюитретью:во%уж- тельные усилйтели к. первым блокам ком; дающие рамки, причем вторая возбуждаю- пенсации в обоих приемниКах, через третий щая рамка жестко соединена с блоком.ППА ключ подключейа первая возбуждающая и установлена симметрично по отношейиа 25 рамка к генератору,. через четвертый ключ к приемным рамкам первой пэры, причем подключен второй избирательный. усиливитки второй-возбуждающей рамки лажат.в тель к второму блоку компенсации в первом плоскости, проходящей через вертикаль-, приемнике; через пятый.;ключ подключена ную ось приемных рамок первой пары:, -а: вторая возбуждающая рамка к.генератору, горизонтальные оси первой и второй;воэ- 30 черезшестой ключ подключенвторойизбибуждающих рамок составляют между собой рательный усилитель к второму блоку ком.угол 60-120,третья возбуждающая рамка пенсации во втором приемнике, а через установлена аналогично второй tio отиоае-. седьмой ключ подключена третья возбужданию к второй паре приемных катушек а в ющая рамка к генератору.

171б467

171.6467.

Составитель А.Мягков, Редактор Т.Лазоренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т,Малец

Заказ 611 Тираж, . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский, комбинат ."Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 1Î!