Металлоискатель

 

О П И С А Н И Е ()981918

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Респубпнн (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 03.06.81 (21) 3298298/18-25 (51}Щ Кл

3 т 01 V 3/11 с присоединением заявки.%

Гюсудврстескный квинтет (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень Лт 46 (53) УДК550.837 (088.8) ио делан нзобретеннй н вткрытнй

Дата опубликования описания 17.12.82 (72) Авторы изобретения

Б. И. 10зов, Л. Л. Голосов, Ю. Б. Зархин и Л. И. Фрейдматт -(-Ц()ЗЙ .„

j j3 „:, .; ""- ц

Красноярский политехнический институт 1 ИЫИ01 Я!,. . (71) Заявнтель (54) МЕТЛЛЛОИСКЛТЕЛЬ т0!

5 г!

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть. использовано для обнаружения металлических предметов и частиц в технологических потоках, в частности в качестве чувствительного элемента лотков сепараторов.

Известен металлоискатель, содержащий последовательно соединенные ген ратор многокатушечный индукционный датчик, усилитель синхронный детектор, подключенный опорным входом к выходу генератора, амплитудный дискриминатор и регистратор l1).

Однако указанный метатлоискатель характеризуется низкой точностью определения местоположения движущегося объекта и недостаточной помехоустойчивостью.

11аиболее близким техническим решением к предлагаемому является металло« искатель, содержащий последовательно соединенньи генератор, индукционный датчик, регулируемый аттенюатор, усилитель, синхронный детектор, подключенный опорным входом к выходу генератора, и блок скоростной коррекции, а также интегратор, подключенный между выходом синхронного детектора и управляющим входом регулируемого аттенюатора, и исполнительное устройство, при этом блок скоростной коррекции содержит амплитудный дискриминатор, два блока выделения экстремумов подключенные к выходу амплитудного дискриминатора, R S -триггер, подключенный к выходам блоков выделения экстремумов, два генератора тока, два токовых ключа, подклточенные к выходам соответствующих генераторов тока и управляющими входами к выходам BS -триггера, параллельно включенные зарядный конденсатор, вентиль и блок сравнения, подктпоченные к соединенным выходам токовых ключей (2).

Однако устройство характеризуется недостаточно высокой помехоустойчивоотью, так как в нем не исключена возмож3 98) 9l ность ложных срабатываний исполнитеного устройства, при перемещении металлических предметов вблизи индукционного датчика.

1Лель изобретения - повышение помехо- 5 устойчивости металлоискателя путем селекции объектов по скорости их движения.

Поставленная цель достигается тем, что в металлоискатель, содержащий по- 10 следовательно соединенные генератор, индукционный датчик, регулируемый аттенюатор, усилитель, синхронный детектор, подключенный опорным входом к выходу генератора, и блок скоростной коррек- 35 ции, а также интегратор, подключенный между выходом синхронного детектора и управляющим входом регулируемого аттенюатора, и исполнительное устройство, при этом блок скоростной коррекции со- 2о держит амплитудный дискриминатор, два блока выделения экстремумов, подключенные к выходу амплитудного дискриминатора, ВС -триггер, подключенный к выходам блоков выделения экстремумов, два 25 генератора тока, два токовых ключа, подключенных входами к выходам соответствующих генераторов тока и управляющими входами к выходам R -триггера, параллельно включенные зарядный 5р конденсатор, вентиль и блок сравнения подключенные к соединенным выходам токовых ключей, дополнительно введены последовательно соединенные амплитудный селектор, формирователь импульсов и двухвходовая схема совпадений, причем первый вход амплитудного селектора подключен к выходам токовых ключей, второй вход - к выходу второго блока вы деления экстремумов, а его второй выход - к точке соединения зарядного конденсатора, вентиля и блока сравнения, второй вход двухвходовой схемы совпадения соединен с выходом блока сравнения, а ее выход - с входом исполнительного устройства.

На чертеже приведена структурная схема металлоискателя.

Металлоискатель содержит последовательно соединенный генератор 1, индукционный датчик 2, регулируемый аттенюатор 3, усилитель 4, синхронный детектор 5, опорный вход которого сое» динен с выходом генератора 1, и амплитудный дискриминатор 6, интегратор 7, вход которого соединен с выходом синхронного детектора 5, а выход — с управляющим входом регулируемого аттеню8 ф атора 3, Р5 -триггер 8, первое 9 и второе 10 устройства выделения экстрегtyмов, входы которых соединены с выходом амплитудного дискриминатора 6, е выходы - со входами RS -триггера 8, первый

11 и второй 12 генераторы тока, первый 13 и второй 14 токовые ключи, зарядный конденсатор 15 и вентиль 16, по одному выводу которых заземлено, а также последовательно соединенные блок

1 7 сравнения, двухвходовая схема 1 8 совпадения и исполнительное устройство

19, причем входы первого l 3 и второго

14 токовых ключей подключешя соответственно к выходам первого 11 и второго

12 генераторов тока, управляющие входык входам RS -триггера 8, а выходы— к точке соединения зарядного конденсатора 15, вентиля 16 и блока 17 сравнения. Кроме того, в металлоискатель вхо дят последовательно соединеннъ е амплитудный селектор 20, первый вход которого подключен к выходам первого 13 и второго 14 токовых ключей, а второй— к выходу второго устройства выделения экстремумов 10, формирователь 21 импульсов и двухвходовая схема 1 8 совпадений, соединенная вторым входом с выходом блока 17 сравнения и выходом с исполнительным устройством 19.

Металлоискатель работает следующим образом.

Индукционный датчик 2, возбуждаемый генератором 1, выдает сигнал„ который, пройдя последовательно регулируемый аттенюатор 3, усатитель 4, синхронный детектор 5, усиливается, детектируется и поступает на вход амплитудного дискриминатора 6, а также через интегратор 7 - на управляющий вход регулируемого аттенюатора 3.

Интегратор 7 пропускает на управляющий вход регулируемого аттенюатора Злишь медленные изменения сигнала,не связанные с прохождением через индукционный датчик

2 обнаруживаемых объектов, движущихся с заданной скоростью, чем обеспечивается компенсация указанных сигналов при сохранении чувствительности металлоискателя к искомым объектам, При перемещении объекта внутри индукционного датчика 2 сигнал на выходе синхронного детекторе 5 нарастает до максимального значения, начинает уменьшаться, меняет знак, вновь достигает экстремума, после чего стремится к нулю.

Сигналы достаточной амплитуды, превышающие уровень порога амплитудного

5 дискриминатора 6, поступают на входы устройств 0 и 10 выделения экстремумов. В момент прохождения сигнала че рез максимум устройство 9 выделения экстремума вырабатывает импульс, опро- 5 кидывающий R5-триггер 8 и подключающий генератор 1 1 тока через токовый ключ 13 к зарядному конденсатору 15, обеспечивая заряд последнего. При прохождении отрицательной полуволны устройство 10 выделения экстремума вырабатывает импульс в момент прохождения. сигналом экстремума. Этот импульс приводит R5 -триггер 8 в исходное состояние, закрывает токовый ключ 13 и подключает генератор 12 тока. к зарядному конденсатору 15 через токовый ключ 14. Конденсатор 15 начинает перезаряжаться током генератора 12 тока. В момент достижения напряжения на заряд- 20 ном конденсаторе 15 нуля срабатывает блок 1 7 сравнения, запуская при наличии разрешающего сигнала на втором входе двухвходовой схемы 18. совпадения исполнительное устройство 19. После того, как напряжение на зарядном конденсаторе 1 5 достигнет уровня открывания вентиля 16, перезаряд прекращается и схема возвращается в исходное состоя ние.

Максимальное напряжение на зарядном конденсаторе 15 в момент опрокидывания R5 -триггера 8 равно

3 0

Остах М. с >

35 где 3 — величина зарядного тока генератора l 1;

С вЂ” емкость зарядного конденсатора;

l0 — расстояние между плоскостями, о соответствующими экстремаль-. ным значениям сигнала;

U — скорость движения объекта.

Бремя разряда конденсатора 15 до

45 нулевого уровня может быть определено из выражения с max

Р где эр — величина разрядного тока генератора 12 тока.

Таким образом, при наличии разрешаю щего сигнала на втором входе двухвходовой схемы 1 8 совпадения исполнительное устройство 19 срабатывает в момент времени, когда объект пройдет расстояние 1 е=ч = е,, 3

18 6 от плоскости датчика 2 ° соответствующей второму экстремуму сигнала, причем это расстояние не зависит от величины скорости движения объекта.

Амплитудный селектор 20 в момент времени, соответствующий второму экстре муму сигнала, сравнивает величину максимального напряжения Ос max на зарядном конденсаторе 15 с заданными величинами порогов 0„,„„и 0„,д„при выполнении условия

Kclx с тостах п11 и

1П на своем первом выходе формирует сит нал, запускающий формирователь 21 импульсов. Последний выдает на второй вход двухвходовой схемы 18 совладения разрешающий сигнал, причем длительность разрешающего сигнала выбирается несколько большей, чем максимально возможное при допустимых скоростях движения объекта время tZ.

Если в момент времени, соответствующий второму экстремуму сигнала, величина

U „ не удовлетворяет условию

"и ах c max min разрешающий сигнал не формируется, а на втором выходе амплитудного селектора 20 формируется сигнал разряжающий зарядный конденсатор 15 и возвращающий металлоискатель в исходное состояние.

Величины напряжений порогов И „„„

n U,x выбираются из соотношения о тлях Ь1n где Ч„„; „и Ч„,с,„«минимальная и максимальная скорости движения объектов.

Введение дополнительных элементов в металлоискатель позволяет повысить его помехоустойчивость за счет исключения возможности ложных срабатываний при перемещении металлических предметов вблизи индукционного датчика, если скорость перемещения последних отлична от возможных скоростей движения искомых объектов.

Формула изобретения

Металлоискатель, содержащий последовательно соединенные генератор, индукционный датчик, регулируемый аттенюатор, усилитель, сикхронный детектор, подклю«ченный опорным входом к выходу генера7 981 тора, и блок скоростной коррекции, а также интегратор, подключенный между выходом синхронного детектора и управляющим входом регулируемого аттенюатора, и исполнительное устройство, при этом блок скоростной коррекции содержит амплитудный дискриминатор, два блока выделения экстремумов, подключенные к выходу амплитудного дискриминатора, Р »триггер, подключенный к выходам блоков выделения экстремумов, два генератора тока, два токовых ключа, подключенных входами к выходам соответствующих генераторов тока и управляющими входами - к выходам RS -триггера, параллельно включенные зарядный конденсатор, вентиль.и блок сравнения, подключенные к соединенным выходам токо: выхключей, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоуотойчивости путем селекции искомых объектов по скорости их движения, в него дополнительно введены последовательно соединенные амплитудный селектор, формирователь импульсов и двухвхоцовая схема совпадений, причем первый вход амплитудного селектора подключен к выходам токовых ключей, второй вход — к выходу второго блока выделения экстремумов, а его второй выход - к точке coe динения зарядного конденсатора, вентиля

10 и блока сравнения, второй вход двухвходовой схемы совпадения соединен с выходом блока сравнения, а ее выход — с входом исполнительного устройства.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кошарский Б.Д. и др. Автоматизация обогатительных фабрик. N., "Недра",, 1966, с. 101-102.

20 2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2977305/18-25, кл. G 01 V 3/11, 1980 (прототип).

98! 918

Составитель В. Майоршин

Редактор Н. Киштулинеи Техред М.Напь Корректор И. Ватрушкина

Заказ 9703/64 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственнога комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП HaTeHT, r. Ужгород, ул. Проектная, 4