Металлоискатель

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 741216(22) Заявлено 2802.7 Б (21) 2109265/18-25с присоединением заявки Йо 2109517/18-25(51)М. Кл.01 Ч 3/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) МЕЖЛЛОИСКАТЕЛЬ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обнаружения металлических частиц в потоке технологического про-дукта.Известны устройства для обнаружения металлических включений, выполненные по схеме активно-индуктивного моста, два смежных плеча которого образованы катушками индуктивности, соединенными встречно, а два других - активными сопротивлениями (1).Известен также металлоискатель, содержащий источник переменного напряжения, мост переменного тока и реактивный элемент, например, конденсатор, подключенный параллельно мосту, два плеча которого содержат настроенные в резонанс емкость и ин" дуктивность (21 . Данный металлоискатель является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению. 25 Недостатком известных металлоискателей является низкая помехоустойчивость и чувствительность,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и чувствительности, 30Укаэанная цель достигается тем, что в металлоискателе, содержащем источник переменного напряжения, мост переменного тока и реактивный элемент, например, конденсатор, подключенный параллельно мосту, мост переменного тока. образован двумя последовательными контурами из реактивных элементов, в двух смежных плечах которого включены катушки индуктивности с равными индуктивностями, а в двух противоположных - конденсаторы с равными емкостями, причем конденсатор, подключенный параллельно мосту, вместе с мостом образует параллельный колебательный контур, резонансная частота которого равна резонансным частотам последовательных колебательных контуров.На Фиг. 1,изображенаэлектрическая схема металлоискателями на фиг, 2 круговая диаграмма напряжений. Металлоискатель содержит мост переменного тока, в двух смежных плечах которого включены катушки 1 и 2 индуктивности с равными индуктивностями, а в двух противоположных - конденсаторы 3 и 4 с равными емкостями, Катушки 1 и 2 индуктивности с коыден 741216Формула изобретения Металлоискатель, содержащий источник переменного напряжения, мост переменного тока и реактивный элемент,например, конденсатор, подключенныйпараллельно мосту, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,с целью повышения помехоустойчивости и чувствительности, мост переменного тока образован двумя последовательными контурамииз реактивных элементов, в двух смежных плечах которого включены катушкииндуктивности с равными индуктивностями, а в двух противоположных - конденсаторы с оавными емкостями, причем конденсатор, подключенный параллельно мосту, вместе с мостом образует параллельный колебательный контур, резонансная частота которогоравна резонансным частотам последовательных колебательных контуров.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Крицкий Е, А. и Минстер М, Н.Защита дробилок от попадания металлических предметов. М Госгортехиздат, 1963, с, 28-32.2, Авторское свидетельство СССРР 74318, кл. С 01 Ч .3/10, 1947прототип),Ъсаторами 3 и 4 образуют два последовательных колебательных контура. Параллельно мосту подключен конденсатор 5, который вместе с мостом образует параллельный колебательный контур. Вместо конденсатора 5 можно использовать катушку индуктивности. Водну диагональ моста включен источник переменного напряжения б, а другая диагональ подключена к входу регистрирующего прибора 7, выполненного по схеме автогенератора с задержанной обратной связью.Емкости конденсаторов 4 и 5 выбираются одинаковыми из условия равенства резонансных частот Е и, гдерезонансная частота последовательного контура, образованного катушкой индуктивности 1 и конденсатором 3, а Е - резонансная частота последовательного контура, образованного катушкой 2 индуктивности и конденсатором 4, Емкость конденсатора 5выбирается иэ условия Е=1= Езгде Е - резонансная частота параллель 3ного колебательного контура,Металлоискатель работает следующим 5образом.В исходном состоянии мост переменного тока находится в сбалансированном состоянии. При равенстве резонансных частот Е,Ез, частоте переменного напряженйя источника б и высокойдобротности Ь последовательных резонансных контуров, напряжение на катушках 1 и 2 индуктивности в О раэбольше напряжения источника.В связи с тем,что контуры настроены в резонанс с частотой источникапеременного напряжения, при прохождении металлической частицы происходитизменение полного сопротивления катушек 1 и 2 индуктивности, а также 40добротности. Изменения параметровкатушек 1 и 2 индуктивности преобразуются в выходной сигнал в виде двухсоставляющих за счет изменения характеристик параллельного и последовательных резонансных контуров. Внесенные металлической частицей потериухудшают добротность параллельногорезонансного контура. В результатеуменьшается глубина положительной 50обратной связи автогенератора 7 иамплитуда его колебаний, После прохода металлической частицы иэ-заинерционности задержанной обратнойсвязи возникает выброс огибающейнапряжения автогенератора 7. Припространственном разделении катушек 1 и 2 индуктивности влияние металлических частйц сказывается накаждую из катушек 1 и 2 индуктивностив разное время. Это поочередное из- б 0менение параметров катушек индуктивности вызывает разбаланс моста,вследствие чего изменяется амплитудавыходного напряжения автогенератора,Увеличение тока в катушках 1 и 2 65 индуктивности за счет последовательного резонанса приводит к увеличению отношения напряженности поля катушекиндуктивности к полю помехи, а сле.довательно, к повышению помехоустойчивости. Благодаря резонансу в последовательных контурах падение напряже- нияЦ на катушках 1 и 2 индуктивности в Ц раз превышает напряжениеОисточника переменного напряжения. При прохождении металлической частицы ухудшается добротность одного иэ контуров и меняется индуктивность его катушки 1 или 2. В результате расстройки одного из контуров в диагонали моста появляется напряжениеО При этом напряжение в основном определяется величиной фазового сдвига между падениями напряженияО,и О; на катушках индуктивности 1 и 2.При крутой фазовой характеристике резонансных контуров даже незначительное изменение параметров катушек 1,и 2 индуктивности при прохождении металлической частицы приводит к появлению напряжения 0 значительно большего, чем в устройствах без применения явления резонанса. Результаты экспериментальных исследований показали, что чувствительность металлоискателя при диаметре катушек индуктивности около 0,5.мдостигает 0,8 - 1,5 г.741216 2 Составитель А. ЕлкинТехредЖ. Кастелевич Ко Редактор П. Макарев ктор М. Шароши 24/6ЦНИИПИ Гос Т к ПодписноСР ела 3035 5 ос Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Про ная, 4 Г1 арстве изобре а, Жаж 649ного комитета Сений и открытий35, Раушская на