Устройство для обнаружения металлических частиц в потоке сырья

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик 1>949599 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 050181 (21) 3231363/18-25 с присоединением заявки № " (23) Приоритет

Опубликовано 0708,82 Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 070882 (51)M Кп з а 01 Ч 3/11

Государствениый комитет

СССР по лелам изобретений и открытий

t$3} УДК 550.838 (088.8) В С Васильев Н И Жук И Ф Огороднейчук В Д Остроухов и В.A.Ñëåï÷åíêo с; ,фа ;.- „" (72) Авторы изобретения

Харьковский институт раднсзэлектроники (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ

СИР ЬЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для обнаружения металлических предметов и частиц в потоке технологического сырья, и может быть использовано в устройствах для обнаружения электропроводящих тел в непроводящей или слабопро- водящей среде.

Известны устройства для обнаружения металлических предметов (электромагнитные металлоискатели), содержащие генератор, индукционный преобразователь с геометрической компенсацией трансформаторной электродвижущей силы (ЭДС), усилитель разбаланса и регистрирующее устройство (1).

Такие металлоискатели обладают недостаточной помехозащищенностью и, как следствие, низкой чувствительностью

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для обнаружения металлических частиц, содержащее последовательно соединенные генератор, индукционный датчик и усилитель, а также блок весовой обработки сигналов и индикатор (2 ).

Недостаток известного устройства - наличие в создаваемом поле датчика зон нечувствительности к протяженным металлическим предметам с малыми поперечными размерами (иголки, гвозди, отрезки провода и пр.),которые ориентированы в плоскости приемной рамки. Это обстоятельство приводит к, тому, что в приемной рамке наводится очень слабый сигнал, и на дежность обнаружения таких предметов при указанной ориентации их в пространстве незначительна. Повьваение чувствительности устройства путем увеличения коэффициента усиления усилителей неизбежно приводит к 51 снижению помехоустойчивости.

Цель изобретения - повышение надежности обнаруженйя металлических частиц, увеличение помехоустойчивости и чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обнаружения металлических частиц в потоке сырья, содержащее последовательно соединенные генератор, индукционный датчик и усилитель, а также индика тор, дополнительно введены два усилителя и блок обработки сигнала, а индукционный датчик выполнен иэ трех отдельных секций, ориентированных под разными углами к направ949599 лению движения потока сырья, причем секции индукционного датчика подключены между выходом генератора и входами соответствующих усилителей, выходы которых подключены к входам блока обработки сигнала, а вход 5 индикатора подключен к выходу обработки сигнага..

Усилители выпполнены с возможностью формирования логического сигнала и содержат последовательно соединенные предварительный усилитель, схему компенсации трансформаторной электродвижущей силы (ЭДС ) индукционного датчика, избирательный усилитель, детектор, дифференцирующую цепь и импульсный усилитель.

Кроме того, блок обработки сигнала выполнен на трех ждущих мультивибраторах, шести элементах И и двух элементах ИЛИ, прнчем .выходы усилителей соединены с сигнальными входами ждущих мультивибраторов, запрещающие входы которых через первый элемент ИЛИ и три элемента И также подключены к выходам соответствующих усилителей, при этом вторые входы укаэанных элементов И подключены к выходам соответственно второго, третьего и первого усилителей, первые входы четвертого, пятого и шестого элементов "И" подключены к выходам ждущих мультивибраторов, их вторые входы подключены соответственно к выходам третьего, первого и второго ждущих мультивибраторов, а 35 их выходы — к входам второгб элемента ИЛИ.

На фиг,1 приведена структурная схема устройства обнаружения металлических частиц на фиг.2 — струк- 40 турная схема усилителя-формирователя; на фиг. 3 — временные диаграммы импульсов, получаемых на выходах ждущих мультивибраторов.

Устройство обнаружения металличес-45 ких частиц содержит индукционный датчик 1, выполненный из трех отдельных секций 2-4, ориентированных под разными углами к направлению движения потока сырья, что позволяет исключить50 зону нечувствительности датчика .к вытянутым металлическим частицам, генератор 5, усилители 6-8, блок 9 обработки сигнала, содержащий ждущие мультивибраторы 10-12, имеющие сигнальные и запрещающие входы, шесть элементов И 13-18 и два элемента ИЛИ

19 и 20 и индикатор 21, причем выходы секций 2-4, датчика 1, подключенных к общему генератору 5, соединены с входами соответствующих усилителей 60

6-8, выходы которых соединены с сигнальными входами ждущих мультивибраторов 10-12 и через элементы И 16-18 и элемент ИЛИ 19 с запрещающими входами ждущих мультивибраторов 10-12, выходи 65 которых попарно соединены с входами элементов И 13-15,вырабатывающих сигналы только при наличии сигналов на выходах хотя бы двух мультивибраторов, а выходы элементов И 13-15 через элемент

ЯЗЯМИ 20 соединены с индикатором 21.

Усилители 6-8 (фиг.2) выполнены с возможностью формирования логических сигналов и содержат предваритель ный усилитель 22, схему 23 компенсации транспорматорной ЭДС датчика, избирательный усилитель 24, детектор

25, дифференцирующую цепь 26 и импульсный усилитель 27.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с генератора 5 подается на излучающие катушки каждой секции 2-4 индукционного датчика 1 устройства обнаружения металлических частиц. При наличии металлических частиц или предметов в поле излучающей катушки секции 2 — 4 датчика 1 в приемной катушке этой секции наводится ЭДС полезного сигнала, которая поступает на вход соответствующего усилителя б, 7 или 8, где осуществляется усиление сигнала, дополнительная схемная компенсация остаточного сигнала датчика, детектирование и усиление видеоимпульса.

Этот импульс поступает затем на сигнальные входы ждущих мультивибраторов 10-12. Длительности выходных импульсов 4 ждущих мультивибраторов 10-12 (фиг.3) выбираются такими, чтобы перекрыть сумму времени движения (с )частицы на транспортере между наиболее удаленными точками индукционного датчика 1 и времени срабатывания исполнительного устройства СР, подключенного к выходу индикатора 21, т.е. t4> 6+ t

Например, время движения сырья от точки А до точки С определяется расстоянием между этими точками и скоростью движения сырья. Расположение датчиков под разными углами повышает вероятность получения сигналов достаточного уровня, по крайней мере, в двух датчиках при любой ориентации металлических частиц. В этом случае движущаяся частица с любой ориентацией будет пересекать плоскости приемных рамок, по крайней мере, двух секций под некоторым углом и получаемый сигнал будет значительно больше, чем при плоскопа" раллельной ориентации.

При наличии полезных сигналов в секциях индукционного датчика 1 срабатывают соответствующие мультивибраторы. При воздействии на одну из секций датчика 1 помехи ни один из элементов И 13-15 не срабатывает.

Временные уставки ждущих мультивибраторов 10-12 выбираются так, что формируемые мми импульсы взаим949599 но перекрываются. При наличии полезных сигналов минимум в двух секциях датчиков ждущие мультивибраторы 1012 соответственно срабатывают са сдвигом во времени, но благодаря взаимному перекрытию выходных импуль- 5 сов соответствующих ждущих мультивибраторов 10, 11 или 12 во времени обеспечивается надежное срабатывание одного из элементов И 13-15 и индикаторного устройства 21. Поскольку 10 полезные сигналы с выходов усилителей 6-8 действуют в разные моменты времени, то на них элементы И 16-18 не реагируют и на запрещающие входы ждущих мультивибраторов 10-12 сигнал не поступает. Такой мажоритарный принцип способствует повышению помехоустойчивости устройства. Для защиты от помех, действующих одновременно на все секции датчика. (напри- 7П мер, при ударах и вибрациях, при сильных импульсных помехах в сети), служат элементы И 16-18 и элемент

ИЛИ 19. При наличии сигналов от по-, мех, действующих одновременно на выходах хотя бы двух усилителей, появляется сигнал на выходе одного из элементов И 16,17 или 18 и на выходе элемента ИЛИ 19. Этот сигнал поступает одновременно на запрещающие входы всех ждущих мультивибраторов

10-12 и предотвращает их срабатывание.

Применение приемно-усилительного устройства и средств защиты от помех позволяет значительно повысить надежность обнаружения металлических частиц в результате увеличения чувствительности и помехоустойчивости устройства.

Данные предварительных испыта- . 40 ний показали, что в контрольных отрезках испытуемого пластика предлагаемым устройством было обнаруженО

86% всех частиц, а базовым — 35%.

Кроме того, при действии помех во 45 время испытаний, базовый объект давЭ т ложные срабатывания, в то время как предлагаемое устройство в этих же условиях работало устойчивб.

Формула изобретения

1. Авторское свидетельство СССР

9 429395, кл. 6 01 Ч 3/11, 1972.

55. 2. Авторское св детельство СССР 9 688887, кл. G 01 Ч 3/10, 1978.

1, Устройство для обнаружения металлических частиц в потоке сырья, содержащее последовательно соединен ные генератор, индукционный датчик и усилитель, а также индикатор, о т. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности обнаружений металлических частиц, увеличения чувствительности и помехоустойчивости. устройства, в него дополнительно введены два усилителя и блок обработки сигнала, а индукционный датчик выполнен из трех отдельных секций, ориентированных под разными углами к направлению движения потока сырья, причем секции индукционного датчика подключены между выходом генератора и входами соответствующих усилителей, выходы которых подключены к входам блока обработки сигнала, а вход индикатора подключен к выходу блока обработки сигнала.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что усилйтели выполнены с возможностью формирования логического сигнала и содержат последовательно соединенные предварительный усилитель, схему компенсации трансформаторной злектродвижущей силы индукционного датчика, избирательный усилитель, детектор, дифференцирующую цепь и импульсный усилитель.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок обработки сигнала выполнен на трех ждущих мультивибраторах, шести элементах И и двух элементах ИЛИ, причем выходы усилителей соединены с сигнальными входами ждущих мультивибраторов, запрещающие входы которых через первый элемент ИЛИ и три элемента И также подключены к выходам соответствующих усилителей, при этом вторые входы указанных элементов И подключены к выходам соответственно второго, третьего и первого усилителей, первые входы четвертого, пятого и шестого элементов И подключены к выходам ждущих мультивибраторов, их вторые входы подключены соответственно к выходам третьего, первого и второго ждущих мультивибраторов, а их выходы — к входам второго элемента

ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

949599

Составитель В.Майоршин

Техред С.Мигунова Корректор N.Øàðîèí

Редактор И.Ковальчук

Филиал ППП "Патент", r.ухгород, ул,Проектная,4

Заказ 5744/36 Тирах 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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