Цифровой металлообнаружитель

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 930191(23) ПриоритетОпубликовано 230582, Боллетень Й 9 19Дата опубликования описания 23. 05. 82 У) М. Кп. 6 01 Ч 3/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) ЦИФРОВОИ МЕТАЛЛООБНАРУЖИТЕЛЬ 10 15 20 25 30 Изобретение относится к обнаружению металлических тел с использованием магнитного поля и может быть использовано при контроле деталей из диэлектриков, порошков и любых . других материалов, в к 1 оторых нежелательны металлические включения.Известно устройство для обнаружения металлических включений в массе неэлектропроводного материала, которое состоит из чувствительного элемента - датчика, выполненного в виде катушки индуктивности, связанной с контуром генератора, диодного выпрямителя, фильтра, усилителя и исполнительного элемента 1.Недостатком этого устройства является низкая чувствительность вследствие того, что обнаружение металлических включений производят, используя лишь эффект изменения амплитуды выходного сигнала генератора вследствие изменения активного сопротивления катушки датчика при нахождении металлической частицы в зоне обнаружения.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой металлообнаружитель, который содержит датчик, управляемый и неуправляемый генераторы прямоугольных импульсов, схему И, дешифратор, ис" полнительное устройство 2).Недостатком известного устройства также является низкая чувствительность вследствие того, чтообнаружение металлических включений производят, используя лишь эффект изменения частоты выходного сигнала генератора.Цель изобретения - повышение чувствительности цифрового металлообнаружителя.11 оставленная цель достигается тем, что в известное устройство,содержащее датчик, управляемый и неуправляемый генераторы прямоуголь; ных импульсов, схему И, дешифратор, исполнительное устройство, дополнительно введены генератор синусоидального напряжения, аналоговый комь паратор, дискриминатор, детектор, триггер со ечетным входом, цифро; аналоговый преобразователь, основной и дополнительный реверсивные счетчики цифровой компаратор, цифровой задатчик, при этом датчик включен в колебательный контур генератора синусоидального напряжения, выходгенератора синусоидального напряженияподключен к входам детектора и дискриминатора, выход детектора подключен к первому входу аналогового компаратора, выход дискриминатора подключен к входу триггера со счетным 5входом, первому входу схемы И, входам режима работы основного и доУ"полнительного реверсивных счетчиков,выход триггера со счетным входом подключен к второму входу схемы И, выход 10неуправляемого генератора прямоугольных импульсов подключен к счетномувходу дополнительного реверсивногосчетчика, выходы разрядов дополнительного реверсивного счетчика подключены к входам дешифратора, выходы дешифратора подключены к входамцифроаналогового преобразователя,выход схемы И подключен к входамстробирования цифроаналогового пре 0образователя и цифрового компаратора, выод цифроаналогового преобразователя подключен к второму входуаналогового компаратора, выход аналогового компаратора подключен к входу управляемого генератора прямоугольных импульсов, выход которогоподключен к счетному входу основного реверсивного счетчика, выходыразрядов которого подключены к входам цифрового компаратора, входы установки порога цифрового компаратораподключены к выходам цифрового задатчика, выход цифрового компаратораподключен к входу исполнительногоустройства, 35На чертеже представлена схемацифрового металлообнаружителя.Устройство содержит датчик 1,включенный в колебательный контургенератора 2 синусоидального напряжения. Выход генератора 2 синусоидального напряжения подключен ковходу дискриминатора 3, служащегодля выработки импульса перехода через нуль, и через детектор 4, служащий для детектирования несущейчастоты, подключен ко входу аналогового компаратора 5. Выход дискриминатора 3 подключен ко входам ре "фжима работы основного 6 и дополнительного 7 реверсивных счетчиков,а также ко входу триггера со счетным входом 8, между входом и выходомкоторого включена схема И 9, Выходсхемы И.9 подключен ко входу стробирования цифроаналогового преобразователя 10, информационные входы которог через дешифратор 11 подключенык выходам дополнительного реверсивного счетчика 7, к счетному входу которого подключен выход неуправляемогогенератора 12 прямоугольных импульсов, Выход цифроаналогового преобразователя 10 подключен ко второму входу аналогового компаратора 5 дляобразования сигнала порога компа рирования по частоте. Выход аналогового компаратора 5 подключен ко входу управляемого генератора 13 прямоугольных импульсов, выход которого подключен к счетному входу основного реверсивного счетчика б. Выходы основного реверсивного счетчика б подключены кс входам цифрового компаратора 14, входы порога компарирования которого соединены с выходами цифрового задатчика 15, служащего для установки порога срабатывания, а вход стробирования соединен с выходом схемы И. Выход цифрового компаратора 14 подключен ко входу исполнительного устройства 16.Цифровой металлообнаружитель работает следующим образом.В отсутствие металлических включений в зоне обнаружения датчика 1 дополнительный реверсивный счетчик 7 находится в исходном состоянии, соответствующем исходному порогу компарирования на входе аналогового компаратора 5. Основной реверсивный счетчик 6 находится в состоянии счета, меньшем, чем состояние счета, соответствующее коду порога компарирования, установленному на цифровом эадатчике 15, При наличии металлических включений в зоне обнаружения датчика 1 увеличивается активное сопротивление катушки, что влечет уменьшение амплитуды и изменение частоты выходного сигнала генератора 2 синусоидального напряжения, Дискриминатор 3 Формирует импульсы перехода нуля, которые изменяют режим работыдополнительного реверсивного счетчика 7 со сложения на вычитание и обратно. В результате код дополнительного реверсивного счетчика 7 соответствует изменению частоты выходного сигнала генератора 2 синусоидальйого напряжения, Дешифратор 11 и цифроаналоговый преобразователь 10 при изменении частоты формируют сигнал, увеличивающий порог компарирования аналогового компаратора 5, тем самым изменяя .скважность импульсов на выходе аналогового компаратора 5, которые управляют генератором 13 прямоугольных импульсов. В основном реверсивном счетчике б формируется код, соответствующий разности числа импульсов, образующейся при изменении длительности импульсов на выходе аналогового компаратора 5, на которую влияет также амплитуда выходного сигнала генератора 2 сияусоидального напряжения. При превышении числом, записанным в основном реверсивном счетчике б, величины уставки цифрового задатчика 15, цифровой компаратор 14 формирует импульсы, которые запускают исполнительное устройство 16 на период времени,соответствующий изменению частоты иамплитуды выходного сигнала генератора 2 синусоидального напряжения.". - происходит срабатывание устройства. После удаления металлическоговключения из зоны обнаружения основной 6 и дополнительный 7 реверсивныесчетчики возвращаются в исходноесостояние, исполнительное устройство16 отключается.Таким образом, увеличение чувстви,тельности цифрового металлообнаружителя достигается за счет использования обоих эффектов: изменения частоты и изменения амплитуды выходного сигнала генератора при появленииметаллического включения в зоне об Знаружения датчика,Технико-зкономический эффект изобретения заключен в повышении чувствительности обнаружения металлических включений и, как следствие, повышении эффективности и качестваконтроля материалов,Формула изобретенияЦифровой металлообнаружитель, содержащий датчик, управляемый и неуправляемый генераторы прямоугольных импульсов, схему И, дешифратор, исполнительное устройство, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, дополнительно введены генератор синусоидального напряжения, аналоговый компаратор, дискриминатор, детектор,35 триггер со счетным входом, цифроаналоговый преобразователь, основной и дополнительный реверсивные счетчики, цифровой компаратор, цифровой задатчик, при этом датчик включен 4 в колебательный контур генератора синусоидального напряжения, выход генератора синусоидального напряжения подключен к входам детектора идискриминатора, выход детектора подключен к первому входу аналоговогокомпаратора, выход дискриминатораподключен к входу триггера со счет"ным входом, первому входу схемы И,входам режима работы основного и1 дополнительного реверсивных счетчиков, выход триггера со счетным входом подключен к второму входу схемы И, выход неуправляемого генератора прямоугольных импульсов подключен к счетному входу дополнительного реверсивного счетчика, выходы разрядов дополнительного реверсивного счетчика подключены квходам дешифратора, выходы деш 6 фратора подключены к входам цифроаналогового преобразователя, выходсхемы И подключен к входам стробирования цифроаналогового преобразователя и цифрового компаратора, выход цифроаналогового преобразоватепя подключен к второму входу аналогорого компаратора, выходаналоговогосомпаратора подключен к входу управляемого генератора прямоугольных импульсов, выход которого подключен ксчетному входу основного реверсивного счетчика, выходы разрядов которого подключены к входам цифрового компаратора, входы установки порога циФрового компаратора подключены к выходам цифрового задатчикавыход цифрового компаратора подключен к входу исполнительного устройства. Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 103629, кл. С 01 Ч 3/10, опублик,1954.2. Патент США Р 4075563,кл. 324-3, опублик. 1978,(прототип) .930191 Составитель В.ПопадъкоРЕдактор В.Лазаренко Техред 3. Фанта Коррект ятко Заказ 3461/59 Подписное113 4/ Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 719 рственногобретений Ж, Ра ИПИ Госу о делам5, Москв комитета ССС открытий ская наб., д