Металлоискатель

 

Сееэ Советских

Сецнвектмческих

Ркпубапк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИЖОМУ Св ТЗЛЬСТВУ оо 798669 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (55)м. f(gg.з (22) Заявлено 220179 (21) 2715 338/18-25 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

О O I Ч 3/10

Государстаеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 23.0131.. Бюллетень Н9 3

Дата опубликования описания 230Х81 (53) УДК 550. 837 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И. В. Шалыгин, 5. В. Богомягков и А. Е, Ольсевич (71) Заявитель (54) ижтлллоискАтжль

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для обнаружения металлических частиц в потоке технологического продукта. S.

Известно устройство для обнаружения металлических включений, содержащее дифференциально-резонансный датчик с обмоткой, имеющей две рамки, генератор частоты с катушкой индук- 10 тивности и усилитель, причем рамки катушки индуктивности генератора расположены симметрично и в одной плоскости с одной иэ рамок датчика (11 .

Недостатком его является низкая $5 помехозащищенность.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решейием, является мвталлоискатель, который содержит последовательно соединенные датчик, ге- 2О нератор, индуктивно-активный мост, детектор, усилитель, релейный блок, блок питания и исполнительное устрой; ство (2) .

Недостатком этого устройства явля-25 ется малая чувствительность и потеря работоспособности при наличии помех, что весьма опасно для ряда произ.водств (например в химической промышленности), так как при прохождении 30 металлического предмета в тот момент, когда релейная схема, запущенная в результате ложного срабать1вания, еще не закончила свою работу по заданной программе, металлоискатель становится нечувствительным к любому металлическому предмету.

Кроме того, иэ-за возможности появления ложных срабатываний .порог срабатывания компараторов в существующих схемах определяется максимальным уровнем шумов, что снижает общую чувствительность мвталлоискателя.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и чувствительности металлоискателя.

Поставленная цель достигается тем, что, в металлоискатель, содержащий последовательно соединенныв датчик с двумя встречно включенными и расположенными в параллельных плоскостях катушками, генератор, детектор, усилитель и исполнительное устройство, дополнительно введены генератор тактовых импульсов, элемент

ИЛИ и двухканальная схема, каждый канал которой содержит последовательно соединенные компаратор, регистр сдвига и элемент И, причем входы компа798669 раторов подключены к выходу усилителя, а их выходы к входам элементов

И противоположных каналов, выходы элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного устройства, а генератор тактовых импульсов соединен с сдвигающими входами регистров сдвига обоих каналов.

Кроме того усилитель металлоискателя выполнен избирательным, а компаратор одного из каналов - инвертирующим.

На чертеже изображена блок-схема металлоискателя.

Металлоискатель содержит последовательно соединенные датчик 1, генератор 2, детектор 3, усилитель 4, к выходу которого подключены входы двух каналов, каждый из которых содержит компаратор 5, регистр 6 сдвига, элемент 7 И. Выходы каналов подклю- 20 чены к входам элемента 8 ИЛИ, выход которого соединен со входом исполнительного устройства 9, причем выход генератора 10 тактовых импульсов подключен к сдвигающим входам 5 регистров б,а выходы компараторов

5 дополнительно соединены со входами элементов 7 И противоположных каналов.

Металлоискатель работает следующим образом.

Случайно попавшие в технологическую массу металлические предметы: вместе с массой проходят последовательно первую и вторую катушки индуктивного датчика 1. Взаимодействие металлического предмета с датчиком приводит к модуляции колебаний генератора 2. Огибающая выделяется детектором 3 и усиливается избирательным усилителем 4. На выходе уси 40 лителя сигнал представляет собой последовательность двух разнополярных импульсов, следукицих один за другим с временем, равным времени движения металлического предмета от первой катушки датчика до второй. Разнополярность импульсов обусловлена тем, что катушки датчика 1 включены встречно, а их магнитные поля сбалансированы для повышения чувствительности. Металлический предмет, проходя датчик 1, нарушает этот баланс.. Возможны два случая: через катушки датчика проходит металлический предмет с магнитной проницаемостью у р 1 (сталь, чугун, желеэо.никелевые сплавы,и т. п.). На выходе усилителя при этом сигнал представляет собой последовательность отрицательного и положительного импульсов. Оба случая возможны, так щ как равна вероятность попадания в контролируемую металлоискателем технологическую массу металлических величин включений черных или цветных металлов. á5

Для обеспечения работоспособности металлоискателя в обоих случаях B него введена двухканальная схема.

Элементы металлоискателя в первом случае взаимодействуют следующим образом. усиленный сигнал с выхода усилителя 4 попадает на входы двух компараторов 5. Первый положительный импульс, составляющий сигнал от движения металлического предмета через датчик, проходит через компаратор 5, канала А, где оценивается его амплитуда, (уровень чувствительности металлоискателя устанавливается компа- раторами) и подается на счетный вход сдвигающего регистра 6, заполняя несколько его разрядов. Генератор 10 тактовых импульсов обеспечивает задержку поступившего в регистр импульса на время движения его через все разряды. Время задержки С = m †1 где m — число разрядов регистра

ОМ. сдвига, а f †часто тактовых импульсов генератора 10; Задержанный сигнал подается на первый вход логического элемента 7 И этого канала. Второй импульс (отрицательный), составляющий сигнал от движения металлического предмета через вторую катушку датчика, компаратором канала

А не пропускается проходит через инвертируемый комйаратор 5 канала Б и без задержки поступает на второй вход логического элемента 7 И канала А. Так как время задержки первого импульса соответствует времени движения металлического предмета между катушками датчика, то, следовательно, задержанный импульс и второй, составляющий сигнал, на элемент 7 И придут одновременно . На выходе схемы 7 И сформируется импульс, который проходит через элемент 8 ИЛИ и используется для управления исполнительным устройством (звуковая или световая сигнализация, либо механический металлоудалитель).

Первый (положительный) импульс, составляющий сигнал с выхода компаратора 5 канала A направляется и на второй вход элемента 7 И канала Б.

Однако второй (отрицательный) импульс, проходя компаратор 5 канала Б и попав на счетный вход регистра б сдвига канала Б, задерживается в нем на это же время t что исключает совпадение импульсов по каналу Б на элементе 7 И канала Б.

Во втором случае элементы предлагаемого устройства взаимодействуют аналогично, с той лишь разницей, что первый отрицательный импульс инвертируется инвертирукщим компаратором 5 канала Б задерживается в регистре б сдвига и поступает на первый вход элемента 7 И канала Б.

Генератор 10 тактовых импульсов выполнен с регулируемой частотой, 798669 что позволяет устанавливать время задержки равным времени движения металлического предмета в поле датчика

1 для любых скоростей движения через него контролируемых технологический масс в соответствии с условиями конкретного производства.

Необходимым условием срабатывания исполнительного устройства 9 является совпадение задержанного первого импульса и второго составляющего сигнала от .прохождения через датчик металлического предмета.

Ложное срабатывание исполнительного устройства, не соответствующее обнаруженному металлическому предмету, практически исключается, так как вероятность совпадения импульсов, от помехи в любом из каналов крайне мала. Таким образом, двухканальная . схема позволяет уменьшить порог срабатывания компараторов обоих кана- 30 лов, т. е. увеличить чувствительность металлоискателя за счет того, что усиленные усилителем 4 шумы попадают на входы компараторов 5 одновременно, что исключает ложные срабатывания. 2

Формула изобретения ."еталлоискатель, содержащий пос:,.едовательно соединенные датчик с двумя встречно включенными и расположенными в параллельных плоскостях катушками, генератор, детектор, усилитель и исполнительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и чувствительности, в него допол" нительно введены генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ и двухканальная схема, каждый канал которой содержит последовательно соединенныв компаратор, регистр сдвига и элемент

И, причем входы компараторов подключены к выходу усилителя, а их выходык входам элементов И противоположных каналов, выходы элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, вы» ход которого соединен с входом исполнительного устройства, а генератор тактовых импульсов соединен с сдвигающими входами регистров сдвига обоих каналов.

2. Металлоискатель по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что усилитель выполнен избирательным, а компаратор, одного иэ каналов - инвертирующим.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 147153, кл. G Ol V 3/00, 1961.

2. Крицкий Е. Л.иМистер М. Н.

Защита дробилок от попадания металлических предметов. М., Госгортехиз-. дат, 1963, с. 45-47 (прототип).

798669

Составитель В. Майораин

Редактор В. Жиленко Техред A. Ач

Корректор М. Коста

Заказ 10022/58 Тираж 743

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4