Устройство для определения наличия металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ еспуБлик В 7/00,С)БРЕТЕ КСАН АВТОРСТВО БИДЕТЕЛЬСТВ с ф рованном том к пов ин матив до метН тоян ческая апичия ючения схема метал в цепь ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) 4872591/2811,10.9030.08.93. Бюл. В 32 Научно-производственный ценолаевском кораблестроительном 1 . 72) А,Н,Трунов и А.Г.Кулаков6) Авторское свидетельство СССР М 1281869, кл. С 01.В 7/06, 1985. 1 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1 НАЛИ.ЧИЯ МЕТАЛЛА 157) Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к элементам бесконтактной автоматики, преобразующим расстояние до металла в ,электрический сигнал, и может быть исполь.зовано также для определения наличия ме:талла в зоне контроля. С целью повышенияинформативности эа счет измерения расстояния до металла, устройство, содержа-, : щее вихретоковый преобразователь, .; автогенератор, собранный по схеме емкост ной трехточки с колебательным контуром вцепи коллектора, образованным вихретоко, вым преобразователем, резистивной обрат: ной связью в эмиттере, детектор амплитуды Изобретение относится к контольно-из мерительной технике, в частности к эпеме=там бесконтактной автоматйки, ; преобразующим расстояние до металла, вэлектрический сигнал ток, либо падение напряжения, на последовательно соединен: ном резисторе), и может быть использованодля определения наличия металла в зоне контроля, расстояния до металла и опреде: ления его эпектропроводимости при фикси 2колебаний автогенератора, подключенной к коллектору транзистора автогенератора, снабжено стабилизатором амплитуды авто- генератора, подключенным к общему нулю и к выходу токового ключа, к которому параллельно подсоединен токозадающий резистор, причем его параллельное соединение с токовым ключом последовательно включено между источником питания и автогенератором, Вихретоковый преобразователь заполнен магнитной жидкостью и катушка вихревого преобразователя снабжена ферромагнитным сердечником. В качестве полупроводникового стабилизатора использованы последовательно включенные кремниевые эпитаксиальнопланарные диоды, в качестве транзисторов автогенератора и токового ключа - кремниевые транзисторы, а в качестве детектора - германиевый микросплавный диод. К преимуществам устройства относится возможность подключения его двум проводникам на большое расстояние, наличие функциональной зависимости выходного тока от расстояния до металла, не искаженной влиянием формирователя и порогового элемента, 1 з,п.ф-лы, 2 ил,стоянии, например, в прижаости металла состоянии. ль изобретения - повышение ности за счет измерения рас элла.фиг,1 представлена электр устройства для определения ла: на фиг, 2 - схема его подкпитания.Устройство состоит из автогенетора, содержащего транзистор 1, колебательный контур, образованный вихретоковым преобразователем 2 и конденсатором 3 и включенный в коллекторную цепь транзистора 1, резисторов 4 и 5, общей точкой подключенных к базе транзистора 1 и задающих смешение рабочей точки транзистора, резистор б, включенного в эмиттерную цепь транзистора 1 и выполняющего роль отрицательной обратной связи по постоянному току, конденсатора 7, шунтирующего резистор б по переменному току, конденсатора 8, шунтирующего по переменному, току базу транзистора 1 и конденсатора 9, включенного между коллектором и эмиттером транзистора 1 и образующего положительную обратную связь для возникновения генерации колебаний, конденсатора 10, шунтирующего точку соединения транзистора 4 и колебательного контура, состоящего из индуктивности 2 и конденсатора 3 по переменному току на общую точку (корпус), полупроводникового элемента 11 стабилизации амплитуды напряжения авто- генератора на транзисторе 1, подключенного аналогично конденсатору 10, токового кгпоча 12, подключенного одним выводом к общей точке элементов 4, 2, 3, 10, другим выводом к регистрирующей аппаратуре и являющимся выходным выводом устройства, а к управляющему входу токового ключа подключен выход детектора 13 и конденсатор 14, сглаживающий пульсации детектированного напояжения, причем вход детектора 13 подключен к коллектору транзистора 1. Параллельно токовому ключу 12 подключен резистор 15, обеспечивающий начальный ток схемы при полностью закрытом ключе.Устройство работает следующим образом.При отсутствии металла в зоне преобразователя 2 добротность колебательного контура максимальна. транзисторный авто- генератор имеет максимальную амплитуду колебаний, ограниченную питающим авто- генератор напряжением на стабилизаторе 11. При этом выходное напряжение детектора 13 максимально, токовый ключ 12 открыт и ток, потребляемый устройством, имеет максимум, При приближении металла к катушке 2 добротность колебательного контура снижается, уменьшается амплитуда колебаний в вихоетоковом преобразователе 2, уменьшается напряжение на выходе детектора 13, закрывается токовый ключ 12 и уменьшается ток, потребляемый устройстом. При полом приближении металла амплитуда колебаний преобразователя 12 минимальна, токовый ключ 12 закрыт, а ток,потребляемый устройством, определяетсявеличиной резистора 15, При отдалении откатушки 2 амплитуда колебаний возрастает5 и возрастает ток, потребляемый устройством,Чувствительность автогенератора кприближению металла к катушке 2 зависитот величины резистора обратной связи 6.Сопоставление функциональной зависимости выходного тока от расстояния катушки до металла осуществляетсявзаимосвязью вольтамперн ых характеристик транзистора 1, стабилизатора 11, де 15 тектора 13, токового ключа 12,Устройство 1 б подключают в цепь питания следующим образом (см.фиг. 2). На выходе устанавливают резистор 17, однимвыводом подключенный к источнику пита 20 ния +Оп, другим - к выходу устройства 16 иизмерителю напрякения,При отсутствии металла в зоне преобразователя напряжение на резисторе минимально. С приближением металла к25 преобразователю 2 ток, потребляемый устройством, уменьшается, напряжение на резисторе 17 увеличивается.Устройство может быть использованокак датчик конечных перемещений, измери 30 тель расстояния до металла.Быстродействием устройства определяется емкостью конденсатора 14.В связи с тем, что в устройстве используется вихретаковый преобразователь, со 35 стоящий из катушки с одной обмоткой,устройство может быть выполнено в микроэлектронном исполнении,В примере конкретного выполнения посхеме фиг. 1 стабилизатор амплитуды гене 40 ратора выполнен посредством последовательного включения кремниевыхэпитаксиальных планарных диодов в прямом включении, генератор собран по схемеемкостной трехточки, причем генератор и45 токовый ключ собраны на кремниевых транзисторах, а амплитудный детектор собранна кремниевом микросплавном диоде. Сердечник вихревого преобразователя выполнен из простого феррита, залитого МЖ.50 Формула изобретения1. Устройство для определения наличияметалла, содеркащее автогенератор с колебательным контуром в коллекторной цепитранзистора и резистором в цепи его змитте 55 ра, вихретоковый преоьразователь, вклю=ченный в колебательный контур, иподключенный к коллектору транзистора. детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения информативности за счетизмерения расстояния до металла, оно1837152 л и Составитель И. КесоянМоргентал орректор М. Куль Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 к х в о ш абжено стабилизатором амплитуды нэяжения питания автогенератора, управемым ключом, резистором, включенным раллельно силовой цепи управляемого юча, и емкостью. включенной между выдам детектора и землей, автогенератор полнен по схеме емкостной трехточки, ин вывод управляемого ключа соединен с ной питания автогенератора, второй вывод является выходом устройства, его управляющий вход подключен к выходу детектора, а стабилизатор напряжения питания автогенератора включен между первым вы водом управляемого ключа и землей,2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что вихретоковый преобразователь заполнен магнитной жидкостью,