Металлоискатель

Сфеэ Сееетских Сфцнаектмчезих Ркпубапк(22) Заявлено 2201.79 (21) 2715338/18-25 с присоединением заявки йо(23) Приоритет 01 Ч 3/10 Государстаеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(54 ) иетлллоискАтель Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для обнаружения металлических частиц в потоке технологического продукта. 5.Известно устройство для обнаружения металлических включений, содержащее дифференциально-резонансный датчик с обмоткой, имеющей две рамки, генератор частоты с катушкой индук тивности и усилитель, причем рамки катушки индуктивности генератора расположены симметрично и в одной плоскости с одной иэ рамок датчика 1,Недостатком его является низкая 15 помехозащищенность.Наиболее близким к предлагаемому техническим решейием, является мвталлоискатель, который содержит последовательно соединенные датчик, ге нератор, индуктивно-активный мост, детектор, усилитель, релейный блок, блок питания и исполнительное устрой;ство 23Недостатком этого устройства является малая чувствительность и потеря раФотоспособности при наличии помех, что весьма опасно для ряда производств (например в химической промышленности), так как при прохождении 30 металлического предмета в тот момент,когда релейная схема, запущенная врезультате ложного срабать 1 вания, ещене закончила свою работу по заданнойпрограмме, металлоискатель становится нечувствительным к любому металлическому предмету.Кроме того, иэ-за возможности по"явления ложных срабатываний .порогсрабатывания компараторов в существующих схемах определяется максимальным уровнем шумов, что снижаетобщую чувствительность мвталлоискателя.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и чувствительности металлоискателя,Поставленная цель достигаетсятем, что, в металлоискатель, содержащий последовательно соединеннывдатчик с двумя встречно включенными и расположенными в параллельныхплоскостях катушками, генератор, детектор, усилитель и исполнительноеустройство, дополнительно введены ге"нератор тактовых импульсов, элементИЛИ и двухканальная схема, каждый ка"нал которой содержит последовательносоединенные компаратор, регистр сдвига и элемент И, причем входы компа 798 бб 9раторов подключены к выходу усилителя, а их выходы к входам элементов И противоположных каналов, выходы элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного устройства, а генератор тактовых импульсов соединен с сдвигающими входами регистров сдвига обоих каналов.Кроме того усилитель мвталлоискателя выполнен избирательным, а компаратор одного из каналов " инвертирующим.На чертеже изображена блок-схема металлоискатвля.Мвталлоискатель содержит последовательно соединенные датчик 1, гене ф ратор 2, детектор 3, усилитель 4, к выходу которого подключены входы двух каналов, каждый из которых содержит компаратор 5, регистр б сдвига, элемент 7 И. Выходы каналов подклю чены к входам элемента 8 ИЛИ, выход которого соединен со входом исполнительного устройства 9, причем выход генератора 10 тактовых импульсов подключен к сдвигающим входам р 5 регистров б,а выходы компараторов 5 дополнительно соединены со входами элементов 7 И противоположных каналов.Металлоискатель работает следующим образом.Случайно попавшие в технологическую массу металлические предметы: вместе с массой проходят последовательно первую и вторую катушки индуктивного датчика 1. Взаимодействие металлического предмета с датчиком приводит к модуляции колебаний генератора 2. Огибающая выделяется детектором 3 и усиливается избирательным усилителем 4. На выходе уси.40 лителя сигнал представляет собой последовательность двух разнополярных импульсов, следукицих один за другим с временем, равным времени движения металлического предмета от первой катушки датчика до второй. Разнополярность импульсов обусловлена тем, что катушки датчика 1 включены встречно, а их магнитные поля сбалансированы для повышения чувствительности. Металлический предмет, проходя датчик 1, нарушает этот баланс Возможны два случая: через катушки датчика проходит металлический предмет с магнитной проницаемостью ) т 1 (сталь, чугун, желвэо.никелевые сплавы,и т. п.) . На выходе усилителя при этом сигнал представляет собой последовательность отрицательного и положительного импульсов. Оба случая возможны, так щ как равна вероятность попадания в контролируемую металлоискателем технологическую массу металлических величин включений черных или цветных металлов. б 5 Для обеспечения работоспособности металлоискателя в обоих случаях в него введена двухканальная схема.Элементы металлоискателя в первом случае взаимодействуют следующим образом.усиленный сигнал с выхода усилителя 4 попадает на входы двух компараторов 5. Первый положительный импульс, составляющий сигнал от движения металлического предмета через датчик, проходит через компаратор 5, канала А, где оценивается его амплитуда, (уровень чувствительности металлоискателя устанавливается компа- раторами) и подается на счетный вход сдвигающего регистра б, заполняя несколько его разрядов. Генератор 10 тактовых импульсов обеспечивает задержку поступившего в регистр импульса на время движения его через все разряды. Время задержки С = а в1 где в - число разрядов регистра сдвига, а У в часто тактовых импульсов генератора 10 Задержанный сигнал подается на первый вход логического элемента 7 И этого канала. Второй импульс (отрицательный), составляющий сигнал от движения металлического предмета через вторую катушку датчика, компаратором канала А не пропускается 1 проходит через инвертируемый комйаратор 5 канала Б и без задержки поступает на второй вход логического элемента 7 И канала А. Так как время задержки первого импульса соответствует времени движения металлического предмета между катушками датчика, то, следовательно, задержанный импульс и второй, составляющий сигнал, на элемент 7 И придут одновременно. На выходе схемы 7 И сформируется импульс, который проходит через элемент 8 ИЛИ и используется для управления исполнительным устройством (звуковая или световая сигнализация, либо механический металлоудалитель).Первый (положительный) импульс, составляющий сигнал с выхода компаратора 5 канала А направляется и на второй вход элемента 7 И канала Б.Однако второй (отрицательный) импульс, проходя компаратор 5 канала Б и попав на счетный вход регистра б сдвига канала Б, задерживается в нем на это же время й , что исключает совпадение импульсов по каналу Б на элементе 7 И канала Б.Во втором случае элементы предлагаемого устройства взаимодействуют аналогично, с той лишь разницей, что первый отрицательный импульс инвертируется инвертирующим компаратором 5 канала Б задерживается в регистре б сдвига и поступает на первый вход элемента 7 И канала Б.Генератор 10 тактовых импульсов выполнен с регулируемой частотой,что позволяет устанавливать время задержки равным времени движения металлического предмета в поле датчика 1 для любых скоростей движения через него контролируемых технологический масс в соответствии с условиями конкретного производства.Необходимым условием срабатывания исполнительного устройства 9 является совпадение задержанного первого импульса и второго составляющего сигнала от прохождения через датчик металлического предмета.Ложное срабатывание исполнительного устройства, не соответствующее обнаруженному металлическому предмету, практически исключается, так как вероятность совпадения импульсов, от помехи в любом из каналов крайне мала. Таким образом, двухканальная . схема позволяет уменьшить порог срабатывания компараторов обоих кана лов, т. е, увеличить чувствительность металлоискателя за счет того, что усиленные усилителем 4 шумы попадают на входы компараторов 5 одновременно, что исключает ложные срабатывания. 2формула изобретения1. ,":еталлоискатель, содержащийпос:,.едовательно соединенные датчик сдвумя встречно включенными и расположенными в параллельных плоскостяхкатушками, генератор, детектор, усилитель и исполнительное устройство,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения помехоустойчивости и чувствительности, в него допол"нительно введены генератор тактовыхимпульсов, элемент ИЛИ и двухканальная схема, каждый канал которой содержит последовательно соединеннывкомпаратор, регистр сдвига и элементИ, причем входы компараторов подключены к выходу усилителя, а их выходы "к входам элементов И противоположных каналов, выходы элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, вы"ход которого соединен с входом исполнительного устройства, а генератор тактовых импульсов соединен ссдвигающими входами регистров сдвига обоих каналов2, Металлоискатель по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что усилитель выполнен избирательным, а компаратор . одного иэ каналов - инвертирующим.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 147153, кл. С О Ч 3/00, 1961,2. Крицкий Е. Л.иМистер М. Н.Защита дробилок от попадания металлических предметов. М., Госгортехиз-.дат, 1963, с. 45-47 (прототип).798669 Составитель В. Майоранедактор В. Жиленко Техред А. Ач ректор М. Кост Зак одписно ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектная,фил 10022/58 ВНИИП по 3035, МоГосударс елам изо ва, Жраж 743венного кретений иРаушская тета СС крытийб, д.