Датчик наличия металла
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Республмк
G О1 0 9/04 с присоединением заявки ¹вЂ”
3еоударстееимый комитет (28) Приоритет по лелем изобретений к открытий (53) УДК621 31 44 (088.8) Опубликовано 23.10.81. Бюллетень № 39
Jl,ата опубликования описания 23.10.81 (54) ДАТЧИК НАЛИЧИЯ Ml. .ÒËËËA
Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процессами для определения наличия металла в заданной точке пространства или определения взаимного положения металлических тел.
Наиболее близким к предлагаемому является датчик наличия металла, имеющий генератор высокочастотных колебаний, выполненный на транзисторе, чувствительный элемент, представляющий собой катушку колебательного контура с разомкнутым магнитопроводом, эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе и служащий для уменьшения влияния последующих частей схемы на работу генератора, схема выпрямления, пороговое устройство; Подключение эмиттерного повторителя к генератору осуществляется с помощью обмотки связи (1).
При отсутствии металла в зоне действия чувствительного элемента высокочаетотные колебания через эмиттерный повторитель и схему выпрямления воздействуют на пороговое устройство и удерживают его в первом устойчивом состоянии.
Прн внесении металла в зоне действия чувст- вительного элемента возрастают потери в колебательном контуре, что приводит к срыву
5 генерации и, как следствие, переключению порогового устройства во второе устоичивое состояние.
Недостатками этого датчика являются низкая чувствительность и нетехнологичность настройки
10 зоны срабатывания.
Недостаточная чувствительность объясняется тем, что подключение эмиттерного повторителя к высокочастотному генератору осуществляется через обмотку связи, что снижает добротность
15 колебательного контура за счет шунтирования входным сопротивлением эмиттерного повторителя, а также тем, что принятым способом регулировки зоны срабатывания в процессе изготовления, при котором для каждого кон20 кретного датчика в контур вносится дозирован. нос затухание (полоска алюминиевой фольги, накладываемая определенным образом на разомкнутую часть магнитопровода катушки
875215 колебательного контура), что также снижает добротность контура. Снижение добротности контура не позволяет получить максимально возможную чувствительность.
Нетехнологичность настройки зоны срабатывания заключается в том, что регулировка положения алюминиевой фольги осуществляется до установки чувствительного элемента в корпус датчика (не гарантируется сохранение зоны срабатывания после размещения чувствительного элемента в корпусе датчика) и отсутствует возможность дополнительной настройки зоны срабатывания после установки чувствительного элемента в корпус датчика.
Цель изобретения — повышение чувствительности датчика.
Поставленная цель достигается тем, что в датчик наличия металла, содержащий генератор высокочастотных колебаний на транзисторе с чувствительным элементом, выполненным в виде катушки индуктивности с разомкнутым магнитопроводом, подключенным к коллектору транзистора, эмиттерный повторитель, выход которого подключен к последовательно соединенным блоку выпрямления и пороговому элементу, дополйительно введен переменный резистор, включенный в эмиттерную цепь транзистора генератора, эмиттер которого подключен ко входу эмиттерного повторителя.
На чертеже изображена принципиальная. электрическая схема предлагаемого датчика наличия металла.
В датчике имеется генератор высокочастотных колебаний, выполненный на транзисторе 1, в эмиттерную цепь которого включен дополнительный переменный резистор 2, чувствительный элемент 3, представляющий собой катушку колебательного контура 1 с разомкнутым магнитопроводом, эмиттерный повторитель, выпол. ненный на транзисторе 4 и подключенный к эмиттеру транзистора 1, схема 5 выпрямления и пороговый элемент 6.
Датчик работает следующим образом.
При отсутствии металла в зоне действия чувствительного элемента 3 высокочастотные колебания через эмиттерный повторитель и схему 5 выпрямления действуют на пороговый элемент 6 и удерживают его в первом устойчивом состоянии.
При внесении металла в зону действия чувствительного элемента 3 возрастают потери в колебательном контуре, что приводит к срыву генерации и, как следствие, переключению порогового элемента 5 во второе устойчивое состояние.
Регулировка чувствительности датчика осуществляется путем изменения коэффициента
4 усиления в цепи положительной обратной связи генератора высокочастотных колебаний на транзисторе 1.
Для этого изменяют величину дополнительного переменного резистора 2, включенного в эмиттерную цепь транзистора 1 генератора высокочастотных колебаний.
Принципиальное отличие предлагаемого датчика от известного заключается в том, что приняты меры, чтобы конструктивно возможная добротность контура (Я = 200 — 250 ед.) в составе датчика была минимально снижена.
Это достигается как за счет рационального построения схемы (подключение эмиттерного повторителя не посредством катушки связи, а к эмиттерному резистору 7), так и за счет предлагаемого способа регулировки чувствитель ности (изменение усиления в цепи положительной обратной связи с помощью резистора 2), а не предварительным внесением дозированного затухания, при котором добротность контура
40 — 50 ед, как это имеет место в известном устройстве.
Имея первоначально высокую добротность, колебательный контур имеет более острую реакцию на внесение металла, что и выражено в увеличении чувствительности устройства до
35 мм (вместо 16 мм в известном устройстве) при использовании магнитопровода тех же размеров, что и в известном устройстве, а настройка чувствительности с помощью переменного
-.езистора является безусловно более технолоJ гичной, тонкой и точной по сравнению со способом изменения положения полоски фольги.
Формула изобретения
Датчик наличия металла, содержащий генератор высокочастотных колебаний на транзисторе
40 с чувствительным элементом,. выполненным в виде катушки индуктивности с разомкнутым магнитопроводом, подключенным к коллекто- . ру транзистора, эмиттерный повторитель, выход которого подключен к последовательно
4s соединенным блоку выпрямления и пороговому элементу, отличающий ся тем,что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введен переменный резистор, включенный в эмиттерную цепь транзистора генератора, эмиттер которого подключен ко входу эмиттерного повторителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Механизация и автоматизация производства, № 3, 1973, с. 20-21, 875215
Редактор В. Еремеева
Тираж 705 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 9319/66
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель Г. Семенова
Техред М.Голинка Корректор У. Пономаренко
