Датчик наличия металлического объекта

3(59, С О илов,госудю ственный номиткт сссрпо делдм изоБ чтений и оп.(рытий(71 ) Ленинградское электромашинастроительное обьединение Электросила" им. С.М, Кирова(53) б 21317.39:531.717(088,8 ) (5 б) 1, Авторское свидетельство СССР 9 .392282, кл. Г 15 С 3/10, 1973.2. Авторское свидетельство СССР Р 894333, кл. С 01, В 7/ОО, 1981 (прототип)54 )(57) ДАТЧИК НАЛИЧИЯ МЕФАЛЛИЧЕСГО ОБЪЕКТА, содержащий иэмерйтельный первичный преобразователь н виде двух электродов, образующих разрядный промежуток, смонтированных в изоляционном корпусе с возможносью перемещения одного .относительного другого, источнцк постоянного напряжения и регистратор, о т л и ч а Й- щ и й с я тем, что, с целью расширен, ния функциональных возможностей, он снабжен эталонным первичным преобразователем, рдин из электродов которого выполнен общим для обоих первичных преобразователей, двумя интегрй 1 рующими кС -цепочками; через которые электроды преобразователей подключены к источникупостоянного напряжения, эталонным и измерительным трактами обработки сигнала, подключенными к соответствующим электродам, состоящими каждый иэ последовательно соединенных делителя, фильтра первой гармоники, формирователя и счетчика, смесителем, входы которого подключены к выходам фильтров перной гармоники, включенными на выходе смесителя последовательно соединенными полосо; ными фильтром и формирователем сигнала биений, выход которого подключен к управляющему входу счетчикаазталон-щ ного тракта, включенными нЫ выходе формирователя эталонного тракта последовательно соединенными интегратором, нуль-органом и индикатором, элементом ИЛИ, входы которого подклю "чены к выходам счетчика эталонного тракта и нуль-органа, а выход - к управляющему входу счетчика измерительного тракта, и Р 5 -триггером, Р-вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 5-вход-к выходу счетчик измерительного тракта, а выход - к входу регистратора.Изобретение относится к измери-.тельной технике и может быть использовано для обнаружения и сортировкиметаллических объектов.Известен датчик наличия металлических деталей, содержащий дна электрода, питающую камеру с выходнымсоплом, приемную камеру с выходнымсоплом, приемную камеру с входнымсоплом источник высокого напряженияУи блок обработки выходного сигнала Г 13.Недостатками этого датчика являются невысокое быстродействие и неширокие функциональные нозможности.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсядатчик наличия металлического объекта, содержащий измерительный первичный преобразователь н ниде двух электродов, образующих разрядный промежуток, смонтированных с воэможностьюперемещения один относительно другого, источник постоянного напряженияи регистратор 2),Недостаток известного датчиканеширокие функциональные возможностивследствие-отсутствия избирательности по отношению к контролируемымобъектам, что не позволяет различатьконтролируемые объекты и случайныеметаллические предметы (например 30стружку), попавшие в зону измерения.Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей датчиканаличия металлических объектов.Поставленная цель достигается тем,3что датчик наличия металлическогообъекта, содержащий измерительныйпервичный преобразователь в видедвух электродов, образующих разрядный промежуток, смонтированных в изо ляционном корпусе с возможностью перемещения одного относительно,цругого, источник постоянного напряженияи регистратор, снабжен эталоннымпервичным преобразователем, один из 45электродов которого выполнен общимдля обоих первичных преобразователей,двумя интегрирующими Рс -цепочками,через которые электроды преобразователей подключены к источнику постоянного напряжения, эталонным и измерительным трактами обработки сигнала,подключенными к соответствующим электродам, состоящими каждый из последовательно соединенных делителя, Фильтра йервой гармоники, формирователя и 55счетчика, смесителем, входы которогоподключены к выходам Фильтров первойгармоники, включенными на выходесмесителя последовательно соединенными полосовым Фильтром и Формирователвм сигнала биений, выход которогоподключен к управляющему входу счетчика эталонного тракта, включеннымина выходе Формирователя эталонноготракта последовательно соединен ными интегратором, нуль-органом и индикатором, элементом ИЛИ, входы которого .одключены к выходам счетчика эталонного тракта и нуль-органа, а выход - к управляющему входу счетчика измерительного тракта, и Р 5 - триггером, Р -вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, 6 -вход - к выходу счетчика измерительного тракта, а выход - к входу регистратора.На чертеже приведена блок-схема датчика наличия металлического объекта.Датчик содержит эталонный и изме", рительный первичные преобразонатели р виде электродов 1 и 2 и общего электрода 3, источник 4 постоянного напряжения, дне интегрирующие Рс -це. почки 5 и 6, через которые источник 4 постоянного напряжения подключен к электродам 1 и 2, эталонный тракт обработки сигнала, состоящий из пос ледовательно соединенных делителя 7, фильтрон 8 первой гармоники, формирователя 9 и счетчика 10, измерительный тракт обработки сигнала, состоящий из последовательно соединенных делителя 11, фильтра 12 первой гармоники, формирователя 13 и счетчика 14, смеситель 15; входы которого подключены к выходам фильтров 8 и 12 первой гармоники, полосовый фильтр 16, включенный на выходе смесителя 15, формирователь 17 сигнала биений, включенный между выходом полосового фильтра 16 и управляющим входом счетчика 10 эталонного тракта, последовательно соединенные интегратор 18, вход которого подключен к выходу формирователя 9, нуль-орган 19 и индика=ор 20, элемент ИЛИ 21, входы которого подключены к ныходам счетчика 10 и нуль-органа 19, Йэ - триггер 22, нходы которого подключены к выходам элемента ИЛИ 21 и счетчика 14, и регистратор 23, включенный на выходе Р 5-триггера 22.Датчик работает следующим образом.Перед началом измерений между электродаьи 1 и 3 эталонного первичного преобразователя устанавливается металлический эталонный объект (не показан), и электроды 1 и 2 устанав ливаются таким образом, чтобы между электродом 1 и эталонным объектом, находящимся в контакте с электродом 3, был устойчивый пробой воздушного промежутка.. При наличии контролируемога объекта между электродами 2 и 3 измерительного первичного преобразователя на выходах Рс-цепочек 5 и б Формируются периодическиеколебания высокого напряжения пилообразной Формы, частота которых занисит от постоянной времени РС -цепочек 5 н б,величины разрядного промежутка междуэлектродами 1 и,2 и поверхностьюэталонного и контролируемого объектов и параметров окружающей среды. Подстройкой резисторов РС -цепочек 5 и 6 осуществляется настройка на выб". ранную для работы частоту эталонного и измерительного трактовПоскольку эталонный объект постоянно находится между электродами 1 и 3, на вход делителя 7 эталонного тракта поступает периодический сигнал, из которого фильтр 8 первой гармоники выделяет гО сигнал синусоидальной формы эталон-, ной частоты, который поступает на вход формирователя 9, е выхода которого прямоуголъные импульсы поступают на вход счетчика 10 эталонного 15 тракта. При прохождении металлическо. гго контролируемого объекта глежду электродами 2 и 3 на выходе РС. - цепочки 6 возникают периодические колебания пилообразной формы вслед стэне периодического пробоя разрядного промежутка, образованного контролируегым объектом и электро. - . - дом 2. Эти колебания через делитель ,11 поступают на вход фильтра 12 пер". 75 вой гармоники измерительного тракта,. на выходе которого формируется сигнал синусоидальной формы измерительной частоты, который, пройдя формирователь 13, поступает на вход счетчика14 измерительного тракта в виде прямоугольных импульсов.Переполнение счетчика 14 вызывает появление на его выходе сигнала, который перебрасывает Р 5 -триггер 22 в положение, когда на его выходе будет сигнал логической "1", поступающий на входе регистратора 23.На выходе смесителя -,15 при этом Формируется сигнал разностной частоты, который через полосовой Фильтр 40 16 поступает на вход формирователя 17, с выхода которого прямоугольные импульсы поступают на управляющий вход счетчика 10, периодически производя его сброс в исходное состоя ние. Переполнения счетчика 10 при этом не происходит. После окончания прохождения контролируемого объекта происходит срыв колебаний на выходе ЯС-цепочки 6 и на вход смесителя 15 5 О перестает поступать сигнал измерительной частоты, что вызывает прекращение поступления импульсов на управляющий вход счетчика 10, в результате чего наступает переполнение 55 счетчика 10, сигнал с выхода которого поступает через:ээлементы ИЛИ на уп; равляющий вход счетчика 14, производя . сброс его показаний, и на Р -вход РВ -триггера 22, в результате чего на выходе триггера появляется сигнал логического "0", который поступаетна вход регистратора 23. Таким образом, регистратор зафиксирует "1"при появлении объекта в зоне измерения н "0" при его выходе иэ этойзоны, если контролируемый объект невыходит по толщине за пределы допуска.В противном случае отклонениеразностной частоты будет слишкомбольшим и полосовой фильтр 16 непропустит сигнал смесителя 15 навход формирователя 17, в. результатечего счетчик 10 переполнится, и через элемент ИЛИ 21 его сигнал поступит на Р -вход РБ-триггера 22, что непозволит перевести Рэ -триггер 22в другое положение по Рэ -входу, нарегистратор 23 в этом случае будетпоступать сигнал логического "0",т. е. регистратор не регистрируетобъекты, толщина которых выходит вапределы допуска. При этом фильтры 8и 12 первой гарглоники выполнены достаточно широкополосными для работыв ди,.газоне изменения частоты пилообразных колебаний, а полоса пропускания полосового Фильтра 16 выбирается с учетом допустимого отклоненияразностной частоты в пределах полядопуска объектов по толщине. Емкостьсчетчика 14 измерительного трактавыбрана таким образом, чтобы переполнение счетчика происходило принакоплении числа импульсов, соответствующего при заданной скорости перемещения контролируемого объекта егоминимальной воэгл жной длине.При длине контролируемого объектаменьше минимально допустимой счетчик14 не успеет переполниться и послеокончания прохождения объекта будетпереведен в исходное состояние импульсом со счетчика 10 при его переполнении. Таким образом, регистратор небудет регистрировать объекты,. длинакоторых меньше допустимой,Изменение параметров окружагзцейсреды вызывает одинаковое изменениечастот пилообразных колебаний, приэтом разностная частота остаетсянеизменной, что позволяет исключитьвлияние параметров окружающей среды.При исчезновении сигналов эталонноготракта нуль-орган 19 .вырабатываетсигнал, осуществляющий через эле-.мент ИЛИ 21 сброс показаний счетчика14 и поступающий на индикатор 20,сигнализирующий об аварийном режимеработы.Изобретение позволяет расширитьфункциональные воэможности датчиканаличия металлического объекта.1065677Составитель В, Николаев Редактор В. Иванова Техреду. Кастелевич Корректор Л, ПатаййЕаш ее жЗаказ 11028/41 Тираж 593 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектнан, 4