Металлоискатель

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюэ Советских Социалистических Республик.2 б 01 Ч 3/10 2127058/25 с присоединением заявки осударственныи комите Совета Министров СССРпо делам иэобретенийи открытий юллетень12 3) УД 83 (088.8 иснния 21.04.7, В, Е. Шатерник В. И, Беляков и Куйбышевский ордена Тру авиационный институт ийв, Ю. И, Стеблев, В. В.В. П. Курозаев ового Красного Знамени(54) МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ ные значительной величиной и нетью трансформаторной ЭДС, возвследствие неточности и нестаэлектрической и геометрической 1 и. обусловлен стабильнос ника ющей бильности компенсац Целью изобретения является увеличение чувствительности и стабильности работы металлоискателя. Указанная цель достигается тем, что и выходу предварительного усилителя подключен фазоинверсный усилитель-ограничитель, выход которого через делитель напряжения соединен с узкополосным фильтром, к которому подключены входы фазоинверсного усилителя-ограничителя и избирательного усилителя, а выход избирательного усилителя соединен с входом транзисторного демодулятора с низким уровнем минимального входного ситнала. Транзисторный демодулятор с низким уровнем минимального входного сигнала содержит два транзистора, включенные по схеме с общим эмиттером и общей базой, База второго транзистора соединена через резистор с базой лервого и с выходом избирательного усилителя, а,коллекторы обоих транзисторов подключены к источнику питания через резистор.На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - принципиальная схема транзисторного демоявля ость(61) Дополнительное к ав (22) Заявлено 22,04.75 (2 23) Приоритет43) Опубликовано 30,03.745) Дата опубликования Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения металлических включений в непроводящих и слабопроводящих средах, обнаружения труб,:кабелей и других металлических объектов.Известен электромагнитный металлоискатель, используемый для обнаружения локальных проводящих тел, состоящий из контура катушки возбуждения и набора измерительных катушек, 1 расположенных в плоскости контура внутри него на равных расстояниях друг от друга.Недостатком известного устройства является невысокие чувствительность и стабильность работы.Из известных электромагнитных металло- искателей наиболее близким к изобретению по техническому решению является металло- искатель, содержащий генератор перемещенного напряжения, индукционный преобразователь с геометрически скомпенснрованной трансформаторной ЭДС узел электрической компенсации, запитываемый от задающего генератора, с регулировкой амэтлитуды и фазы выходного напряжения, предварительный избирательный и основной широкополосный усилители, демодулятор и индикатор,Недостатками известного устройства ются низкие чувствительность и стабильн р 160049655 60 65 дулятора с низким уровнем входного напряжения.Предлагаемый металлоискатель содержит генератор переменного напряжения 1, индукционный преобразователь 2 с дифференциально включенными измерительными обмотками, предварительный избирательный усилитель 3, компенсатор переменного тока, состоящий из фазоинверсного усилителя-ограничителя 4, регулируемого делителя напряжения 5 и узкополосного фильтра 6, избирательный усилитель 7, транзисторный демодулятор с низ,ким уровнем, входного сигнала 8, дифференцирующий усилитель 9, усилитель постоянного тока 10 и индикатор 11. Выход избирательного усилителя 7 соединен с базой второго транзистора Т, транзисторного демодулятора 8 (фиг, 2) и через резистор Я 1 с эмиттером первого транзистора Т, тото же типа. Эмиттер второго транзистора Т 2 соединен через резистор Я с базой первото транзистора Т, и общей шинной. Коллекторы обоих транзисторов объединены и подключены к источнику питания через резистор Лз.На вход компенсатора переменного тока поступает сигнал, содержащий нескомпенсированную ЭДС. Фазоинверсный усилитель 4 работает в режиме ограничения входного напряжения, что позволяет устранить зависимость амплитуды компенсирующего напряжения от величины ЭДС, вносимой в индукционный преобразователь 2 искомым металлическим объектом, Величина амплитуды компенсирующего напряжения устанавливается регулируемым делителем напряжения 5, Согласование фазы компенсирующего и. измеряемого напряжений осуществляется автоматически с помощью фазоинверсного усилителя 4. Измеряемое и компенсирующее напряжение поступают на узкополосный фильтр 6, в котором происходит компенсация трансформаторной ЭДС, Высшие гармоники подавляются далее в избирательном усилителе 7.Наличие компенсатора переменного тока без фазовой подстройки компенсирующего надряжения позволяет значительно повысить степень и стабильность компенсации трансформаторной ЭДС за счет отсутствия рассогласования по фазе между измеряемым и компенсирующим напряжениями.Наличие только амплитудной ретулировки компенсирующего напряжения позволяет в 2 - 3 раза уменьшить флуктуационные изменения разностного напряжения, обусловленные флуктуацией аиплитуды и фазы компенсирующего напряжения, так как наиболее существенное,влияние на величину разностного сигнала отказывают флуктуации фазы компенсирующего напряжения.С выхода избирательного усилителя 7 сигнал поступает на транзисторный демодулятор 8 с низким минимальным уровнем входного напряжения. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Демодуляторы известных металлоискателей допускают уровень входного напряжения не менее 100 - 150 мВ. Транзисторный демодулятор предложенного металлоискателя имеет минимальный уровень входного сигнала порядка 1 - 5 мВ. Демодулятор содержит два транзистора Т, и Т, работающие в режижах усиления с глубокой отрицательной об-. ратной связью и отсечки.Положительная полуволна входного напряжения поступает на транзистор Т работающий по схеме с общей базой. Коэффициент усиления этого каскада определяется отношением Рз/Р. Отрицательная полуволна входного напряжения поступает на транзистор Т 2, работающий по схеме с общим эмиттером. Коэффициент усиления определяется отношением Язф,При условии Я 1=Р, коэффициенты усиления каскадов для обеих полуволн равны, Элементы Я, С образуют фильтр низких частот. Низкий уровень входного сигнала демодулятора обусловлен тем, что транзисторы работают в усилительном, режиме. Поэтому минимальный уровень входного напряжения демодулятора предлагаемого металлоискателя ниже, чем у известных демодуляторов примерно в р раз 1 р - коэффициент усиления транзистора по току).Высоцкая стабильность работы демодулятора обеспечивается наличием глубокой отрицательной обратной связи. Совмещение функций усилителя и выпрямителя обеспечивает высокий коэффициент передачи демодулятора. С выхода демодулятора 8 сигнал поступает на дифференцирующий усилитель 9, служащий для компенсации долговременного дрейфа выходного оигнала индукционного преобразователя, обусловленного изменением условий окружающей среды: температуры, влажности и т. п.Использование компенсатора переменного тока с одной лишь амплитудной регулировкой напряжения и транзисторного демодулятора с низким минимальным уровнем входного напряжения выгодно отличает предлагаемый металлоискатель от известных устройств и позволяет значительно улучшить характеристики прибора по сравнению с прототипом,Чувствительность прибора повышается в 2 - 2,5 раза. Повышается стабильность работы металлоискателя; уменьшается количество ложных срабатываний; снижаются требования к индукционному преобразователю; всключается точная настройка преобразователя на нуль.Предлагаемое устройство имеет простую настройку с помощью компенсатора переменного тока с одной регулировкой (по амплитуде). Простота и высокая надежность металлоискателя обеспечивает удобство его эксплуатации.Малые габариты и вес позволяют создавать переносные металлоискатели.Формула изобретения 1. Металлоиокатель, содержащий генератор переменного напряжения, индукционный преобразователь, узел электрической компенсации, запитываемый от задающего генератора, с регулировкой амплитуды и фазы выходного напряжения, предварительный избирательный усилитель, демодулятор и индикатор, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и стабильности работы прибора, к выходу предварительного избирательного усилителя подключен фазоинверсный усилитель-ограничитель, выход которого 5 через делитель напряжения соединен с узкополосным фильтром, причем к указанному фильтру подключены входы фазоинверсного усилителя-ограничителя и избирательного усилителя, а выход лоследнего соединен со 10 входом транзисторного демодулятора.