Электромагнитный способ обнаружения электропроводящих тел

ОП ИСАЙИ ЕИЗОБРЕТЕН ИяК ПАТЕНТУ Йоаа Саветскик Социалистических Реслубликавивиы от патента03 с 1,3 968 ( 235373/22-3 1053/67, Ф аявлено Приоритет 10,1 Ч.1967,нлянди Квинтет ло левам изобретений н открьтнй лрн Совете Ыиннстров СССРДК 621,3 7,.40(03 Ь.8) публиковано 17.17.1973. юллет Дата опубликования описания 13. 1,19 Авторыизобретен ностра нцы тиус и Кейо ипляпдия)т р а н и а 51 ф и 1) в Оутокум пу инляндия). Кай Бертель Фаллермас Варм Заявит ЛЕКТРОМАГНИТНЫй СПОСОБ ОБНАРУ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ТЕЛ Изве провод риала,водност ного по понентстны способы обнаружения электро. ящих тел в массе окружающего мате- имеющего более низкую электропроь, заключающиеся в создании первичля звуковой частоты и измерении комвторичного поля. Предложенный способ отличается тем, что создают первичное поле, изменяощее свое направление и амплитуду так, что, когда тело, которое должно быть обнаружено, проходит через детектор, направление поля совпадает (или почти совпадает) с направлением вихревых токов, наведенных в теле, зависящих от формы тела и ориентации его на конвейере; наблюдают изменения по фазе конпонентэ 1 вторичного поля, вызванные обнаруживаемым телом и окружающей средой, причем фазовый сдвиг компоненты выбирают таким, что наблюдаемая компонента отличается по величине для обнаруживаемого тела и окружающего материала из-за различия их электропроводности; контролируют компоненту вторичного поля, змененнуо вихревыми токами или токами намагничивания, индуцированными в теле и окружающем материале первичным полем. Это позволяет повысить точность обнаружения.Кроме того, наблюдаемая компонента вторичного поля на 90 (или почти на 90) сдвинута по фазе относительно первичного полн.Способ заключается в следующем,При помощи стационарной системы кату.шек создают первичное поле звуковой часто.ты, направление которого является функциейместа. Поэтому если обнаруживаемое телопроходит через детектор, направление поляпо крайней мере в одной точке зоны влияниядетектора имеет то же самое или почти то же10 самое направление, что и направление наиболее благоприятных вихревых токов индукциипли намагничивания в указанном теле незави.симо от его формы, ориентации или положения на конвейере. Далее наблюдают одну илп15 более компонент вторичного поля, произведенного в указанном первичном поле обнару.жпваемым телом и окружаюцей его средои,илн наблюдают величину, пропорциональнуюуказанным компонентам. Наблюдаемые ком 20 поненты сдвинуты по фазе относительно первичного поля, причем величина фазового сдвига выбирается такой, что эти компоненты зависят от размеров обнаруживаемого тела и отокружающей среды из-за различия проводи.25 мостей тела и среды. Затем создают такоидетектор, что если обнаруживаеное тело находится в указанной благоприятной точкепервичного поля, то оно одновременно располагается в благоприятной точке относительно30 сигналов, произведенных частью детектора,60 65 3После этого сравнивают сигналы, пропорциональные сдвинутой по фазе компоненте, с одной (или более) заранее определенной предельной величиной.Для эффективной работы по описываемому способу необходимо, чтобы число сигналов тревоги, вызванных обнаруяиваемым телом, было как можно большим по сравнению с числом сигналов тревоги, вызванных прочими телами и скоплением рудных материалов, в то время как влияние передающего поля, внешних электромагнитных полей и окружающих однородных материалов, двигающихся в направлении движения ленты, должно быть как можно меньшим.Детектор осуществляет указанные принципы следующим образом:контролируется правильная фазовая компонента вторичного электромагнитного поля, вызванная возмущающим телом;выбирается правильная рабочая частота; выбирается наиболее благоприятное для обнаружения тела направление первичного поля;вторичное поле, вызванное обнаруживаемым телом, наблюдается в наиболее благоприятном направлении;катушечная система рассчитывается так, что передаваемое поле не вызывает сигнала в случае рудного материала;выбирается компонента сигнала, имеющая правильную фазу, т. е, соответствующим образом выбирается принцип работы устройства.Вторичное поле, произведенное в переменном электромагнитном поле проводящим телом, может быть разделено на две компоненты, одна из которых находится в фазе с первичным полем (действительная компонента), а другая сдвинута на 90 (мнимая компонента). Вторичное поле может быть представлено в виде действительно мнимых координат на единицу объема тела как функции отношения размеров тела и глубины проникновения или как общее поле в функции частоты, размеров тела и т, д.В соответствии с законом индукции для лучшей работы выбирается максимальная частота. Наибольшее отношение размеров наибольшего тела в материале к наименьшему, которое еще можно обнаруи(ить, достигается в случае, когда это отношение становится независящим от частоты. Таким образом, верхний предел рабочей частоты определяется из наибольшей величины тела на глубину проникновения, при которой указанная зависимость еще имеет место (по крайней мере приблизительно). Начертив прямую, параллельную действительной оси из точки, представляющей рабочую частоту кривой общего поля окружающего материала, устанавливаот, что она пересекает частотную кривую соответствующего металлического тела в точке, дающей размер наименьшего тела, которое еще можно обнаружить,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На практике формы обнаруживаемых тел и тел рудных материалов отличаются друг от друга, Каждой форме и материалу соответствует определенная кривая. Обнаружение будет наиоолее эффективным, если использовать от мнимой компоненты. Выбор основывается на кривых, полученных экспериментально или теоретически, для окрун(ающего материала, который вызывает наибольшую мнимую компоненту, и для размеров обнаруяиваемого тела, которое вызывает наименьшую мнимую компоненту, так как эти формы или материал являются постоянными.Кривые 1 и 2 соответствуют различным размерам (см. фиг. 1 и 2). Для ясности кривая окружающего материала закруглена от действительной оси сильнее, чем это имеет место в действительности. Дугой 3 круга отмечен наибольший сигнал, который может быть подан в усилитель без появления нелинейности.Коэффициент усиления регулируется так, что точка Л общего сигнала, соответствующая наибольшему из существующих тел рудиого материала или скопления рудных тел, попадает в указанную окружность. Дуга АС делится на две части, после чего через центральную точку и начало О проводится прямая 4, Кроме того, через точки Л и С параллельно прямой 4 проводятся прямые б и б. Компонента, перпендикулярная основной или фазовой прямой 4, выбирается в качестве контрольной компоненты, для которой составляющая, вызванная окружающим материалом, всегда остается слева от прямой 5, Детектор делается таким, что обнаруживаются все тела, компонента которых с выбранной фазой достигает правой стороны прямой 5 (так называемый сигнал тревоги). Точка Р соответствует наименьшему телу, которое еще может быть обнаруяено,Могут быть обнарукены и более мелкие тела, если линия (тревожный предел) повернута относительно точки А так, что она пересекает мнимую ось ближе к нулевой точке, чем это показано на фиг. 1. Точка пересечения фазовой линии сдвигается соответственно вправо, в силу чего обнаруживаемая компонента больше отклоняется от мнимой компоненты (см. фиг. 2). В этом случае сигналы, за(люченные между действительной осью и левым тревожным пределом (прямая 6), производятся отдельными рудными телами и скоплениями, а число тревог, вызванных ими, может быть уменьшено выбором подходящего принципа работы устройства. Предмет изобретения 1. Электромагнитный способ обнаружения электропроводящих тел в массе окружающего материала, имеющего более низкую электропроводность, заключающийся в создании первичного поля звуковой частоты и измерении компонент вторичного поля. отличаюи 4 ий377993 Составитель И. ТитоваТехред Е, Борисова Редактор Н, Корченко Корректор М. Гарцевич Заказ 2194,3 Изд.1507 Тираж 602 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 ся тем, что, с целью повышения точности обнаружения, создают первичное поле, изменяющее свое направление и амплитуду так, что, когда тело, которое должно быть обнаружено, проходит через детектор, направление поля совпадает (или почти совпадает) с направлегзием вихревых токов, наведенных в теле, не зависящих от формы тела и ориентации его на конвейере, наблюдают изменения по фазе компоненты вторичного поля, вызванные обнаружпваемым телом и окружающей средой, причем фазовый сдвиг компоненты выбирают таким, что наблюдаемая компонента от- личается по величине для обнаруживаемого тела и окружающего материала из-за различия их электропроводности, и контролируют 5 компоненту вторичного поля, измененную вихревыми токами или токами намагничивания, пндуцированными в теле и окружающем материале первичным полем,2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что 10 наблюдаемая компонента вторичного поля на90 (или почти на 90) сдвинута по фазе отвосительно первичного поля.