Электромагнитный металлоискатель

Сфез Сфветскнх Социал йстнчесинх Рвепубпнк. Кл 01 Ч 3/10 исоедииением заяв рственный ко СССР м нзобрете открытнй тет(53) У ликовано 050479, Бюллетень13 50.8 088. ата опубликования описания 0504,7 72) Авторы иФобретени Ю тебле Шатерников и А,В. Полулех Куйбышевский ордена. Трудового Красного Знамени авиационный институт им. академика С.П.Королев 54 ) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЛО Ь к контроль- и может быть ния и опрелокальных льной формы 5 или слабоасстояа опреависиот расИзобретение относитсяно-измерительной техникеиспользовано для обнаружеделения глубины залеганияметаллических тел произвои размеров в непроводящейпроводящей среде.Известны электромагнитные металлоискатели, предназначенные для определения расстояния до металлических тел.10 Приемная катушка у таких металлоискателей включена в контур задающего генератора. О расстоянии до металлического тела судят по изменению частоты генератора 11 .Зависимость частоты от расстояния до металлического тела будет различна для тел разной формы, Следовательно, указанные металлоискатели позволяют определить расстояние только для тел определенной формы.Известно также электромагнитное устройство для. обнаружения и определения глубины залегания металлических предметов, содержащее генератор синусоидального напряжения, полезадающую катушку индукционного преобразователя, приемные катушки на ферромагнитных стержнях, электрическое компенсирующее устройство, демодуля тор, усилители, индикаторы, Р ние до металлического предмет деляют, используя известную з мость фазы выходного сигналастояния 2 .Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет определить глубину залегания предме- . тов произвольной формы и размера, а также необходимость ручной настройки металлоискателя при определении расстояния до металлических предметов известной формы.Цель предлагаемого изобретения - автоматическое определение расстояния до локального металлического тела произвольной формы и размера.Для этого в металлоискатель, содержащий последовательно включенные генератор синусоидального напряжения, индукционный преобразователь с генераторной и измерительными катушками, электрическое компенсирующее устройство, избирательный усилитель, демодулятор и индикатор дополнительно введены генератор тактовых импульсов два коммутатора, усилитель, запоминающее устройство, схема сравнения, электронный ключ и счетчик импульсов, При этом генератор тактовых импульсов соединен с входами коммутаторови электронным ключом, усилитель включен между генератором синусоидальныхколебаний и управляющим входом электрического компенсатора, а управляющий вход усилителя соединен с выхо,дом одного из коммутаторов, другой коммутатор включен между выходом индукционного преобразователя и входомэлектрического компенсатора. Последовательно соединенные запоминающее устройство, схема сравнения, электронный ключ и счетчик импульсов включены между выходом демодулятораи индикатором. Выход демодулятора дополнительно соединен со схемой сравнения.Измерительные катушки индукционного преобразователя имеют разный диаметр и коаксиально расположены по отношению к полезадающей катушке.Иа чертеже представлена функционнальная схема предлагаемого устройства.Электромагнитный металлоискатель содержит генератор 1 синусоидального напряжения, индукционный преобразователь 2 с генераторной катушкой исистемой измерительных катушек разно 102025 го диаметра, расположенных коаксиально с генераторной, коммутаторы 3 и 4,электрическое компенсирующее устройство 5, усилитель б с дискретным регулированием коэффициента усиления,генератор 7 тактовых импульсов, избирательный усилитель 8, демодулятор9, запоминающее устройство 10, схему 11 сравнения, электронный ключ 12,счетчик 13 импульсов и индикаторноеустройство 14,Принцип действия металлоискателяоснован на том, что положение максимума напряженности электрического 40поля от воздействия локального металлического тела в плоскости полезадающей катушки зависит от расстоянияполезадающей катушки до металлического тела и практически не зависит отформы и размеров тела.Устройство работает следующим образом,Генератор 1 синусоидального напряжения имеет два выхода. С одного изних напряжение подается на генераторную катушку индукционного преобразователя 2, С другого выхода снимается напряжение, необходимое для формирования сигнала, компенсирующего величину ЭДС прямого поля в измерительных катушках преобразователя 2. Измерительные катушки индукционногопреобразователя 2 последовательноподключаются к компенсирующему устройству 5 через коммутатор 3. Коммутаторы 3 и 4 управляются импульсами,поступающими с генератора 7 тактовыхимпульсов. Указанные импульсы определяют последовательность подключенияизмерительных обмоток преобразователя 85 2 к электрическому компенсирующему устройству 5 и синхронное дискретное изменение коэффициента усилйтеля б. Изменение коэффициента усиления усилителя б происходит в соответствии с изменением величины ЭДС прямого поля, наводимой в коммутируемых измерительных катушках преобразователя 2, В компенсирующем устройстве 5 происходит компенсация ЭДС прямого поля, наводимой в подключаемой к устройству 5 измерительной катушке индукционного преобразователя 2. Иаличие усилителя б с дискретным регулированием коэффициента усиления и коммутатора 4, синхронизированного работой коммутатора 3 импульсами, вырабатываемыми генератором 7 тактовых импульсов, позволяет автоматически производить компенсацию ЭДС прямого поля, наводимой в коммутируемых измерительных катушках преобразователя 2. С выхода компенсационного устройства 5 напряжение, вносимое искомым металлическим телом в соответствующую измерительную катушку преобразователя 2, после усиления в избирательном усилителе 8 через демодулятор 9, поступает на запоминающее устройство 10 и на схему 11 сравнения. Схема 11 сравнения обеспечивает сравнение величин вносимых напряжений 1)п и Цп, снимаемых .с (и+1) - ой и п-ой измерительных катушек преобразователя 2. С выхода схемы 11 сравнения величина разности )и, - О) поступает на электронный ключ 12 в качестве управляющего напряжения. В момент времени, соответствующий экстремуму (максимуму) вносимого напряжения, величина разности (1)п,- 1)п) меняет знак. Таким образом импульс, сформированный в момент экстремума вносимого напряжения, закрывает электронный ключ 12. До этого момента ключ 12 был открыт и пропускал тактовые импульсы от генератора 7 на счетчик 13 импульсов. Следовательно, на счетчик 13 импульсов поступают импульсы, число которых пропорционально номеру измерительной катушки, соответствующей максимуму вносимого напряжения (или величине радиуса этой катушки) . Выходной сигнал счетчика 13 поступает на индикаторное устройство 14, проградуированное в единицах измеряемого расстояния от плоскости индукционного преобразователя 2 до искомого металлического объекта.Предлагаемый электромагнитный металлоискатель имеет следующие преимущества: позволяет определить расстояние до локального металлического тела произвольной формы и размера в непроводящей или слабопроводящей среде отсутствует ручная регулировка и настройка устройства в процессе эксплуатации; позволяет производить избирательный поиск металлических6560 12 Формула изобретения Составитель Л. ВоскобойниковРедактор Б. Павлов Техред Л,Алферова Корректор М.Ряшко Заказ 1512/37 Тираж 696 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 7-35, Раушская наб., д. /4/5 Филиал ИПП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 объектов, залегающих на определеннойглубине,Электромагнитный металлоискатель, содержащий последовательно включенные генератор синусоидального напряжейия, индукционный преобразователь с генераторной и измерительными катушками, электрическое компенсирующее устройство, избирательный усилитель, демодулятор и индикатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью автоматического определения расстояния до локального металлического тела произвольной формы и размеров, он дополнительно содержит генератор тактовых импульсов, два коммутатора, усилитель, запоминающее устройство, схему сравнения, электронный ключ и счетчик импульсов, причем генератор тактовых импульсов соединен свходами коммутаторов и электроннымключом, усилитель включен между генератором синусоидальных колебаний иуправляющим входом электрическогокомпенсатора, а управляющий вход 5 усилителя соединен с выходом одногоиз коммутаторов, другой коммутаторвключен между выходом индукционногопреобразователя и входом электрического компенсатора; последовательно О соединенные запоминающее устройство,схема сравнения, электронный ключ исчетчик импульсов включены между выходом демодулятора и индикато;ом,при этом выход демодулятора дополнительно соединен со схемой сравнения.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9368471, кл. С 01 В 7/17, 1973.2, Авторское свидетельство СССР9171483, кл. С 01 Ч 3/10, 1963.