Импульсный вихретоковый металлоискатель

Недостатком известного устройстваявляется влияние температурной и временной нестабильности длительностиимпульса одновибратора и собственногопереходного процесса катушки ВПф , что приводит к появлению ложного сигнала на выходе триггера (схема И), а следовательно, и на выходеблока индикации. Устранить ложныйсигнал, вызванный температурным или,временным дрейфом устройства, можноручной подстройкой длительности импульса одновибратора -Ьо 8, либо регулировкой величины опорного напряжения, подаваемого на второй входкомпаратора. Однако нсобходимостьручной подстройки устройства затрудняет автоматизацию контроля промышленной продукции и сырья в потоке,Цель изобретения - повышение стабильности работы устройства и автоматизация процесса контроля. 20Поставленная цель достигается тем,что импульсный вихретоковый металлоискатель, содержащий генератор импульсов, вихретоковый преобразователь, подключенный к генератору им- дпульсов, блок индикации, последовательно соединенные ограничитель,компаратор, Формирователь и триггер сраздельным запуском, включенные между генератором импульсов и блокоминдикации, источник опорного напряжения, подключенный к второму входукомпаратора и одновибратор, вход которого подключен к генератору импульсов а выход - к второму входу триг 35гера, снабжен двумя инверторами,схемой совпадения, блоком заряда и интегрирующим усилителем, причем входыинверторов,подключены соответственно к выходам формирователя и одновибратора, их выходы подключены к 40входу схемы совпадения, триггер сраздельным запуском, схема совпадения и генератор импульсов подключены через блок заряда с блоком индикации и интегрирующим усилителем, 45выход которого подключен к второмуОходу компаратора,На Фиг. 1 приведена блок-схемапредлагаемого импульсного вихретокового металлоискателя; на фиг. 2электрическая схема блока заряда;нафиг. 3 в . 14 - зпюры напряжений наэлементах блок-схемы в отсутствиеметаллического предмета, на фиг. 15 -26 - то же, при наличии металлического предмета. Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 импульсов, вихретоковый пре образователь 2, ограничитель 3, компаратор 4, формирователь 5, одновибратор 6, инверторы 7 и 8, триггер 9 с раздельным запуском, схему 10 совпадения, блок 11 эаряца, интегрирующий усилитель 12 и блок 13 индикации, схема блока заряда с транзисторами (фиг. 2) имеет ключи 14 - 16 и зарядный конденсатор 17.Устройство работает следующим об. разом.Вихретоковый преобразователь (ВП) 2 питается мощными эондирукщими импульсами тока, Формируеьыми выходным каскадом генератора 1. Форма импульсов напряжения ц- на ка-бп тушке ВП приведена на фиг. 4, Периодичность работы устройства, а также длительность зондирующих импульсов О в, определяется задающим каскадом генератора 1 (фиг. 3); Импульсы напряжения О(П с катушки ВП 2 подаются на ограничитель 3, ограничиваются по максимуму (фиг. 5) и поступают на вход компаратора 4. На второй вход компаратора 4 подается опорное напряжение 00 от стабилизированного источника. В результате на выходе компаратора 4 вырабатывается импульс, напряжения О 0 мя(фиг.б),длительность которого определяется моментами равенства напряженийна входах компаратора. Поскольку сигнал с ВП представляет собой медленно изменяющуюся величину (закон затухания, близкий к экспоненциальному), при малых уровнях опорного напряжения О задний Фронт импульса компаратора 4 получается затянутым (фиг. 6). Для Формирования крутых Фронтов этого импульса к выходу компаратора 4 подключен формирователь 5, с выхода которого сформированный импульс(Фиг, 7) поступает на один йз входов триггера с раздельным запуском 9 и на инвертор 8, На второй вход триггера с раздельным запуском 9 подается импульсодновибратора б (Фиг, 8),запускаемого задним фронтом импульса генератора 1. Кроме того, импульс одновибратора б поступает на вход инвертора 7 и инвертируется (Фиг. 11). Длительность импульса одновибратора 6 выбирается равной или немного мень/ шей длительности импульса Ф на выходе формирователя 5 при отсутствии металла в зоне контроля (Фиг.7).Таким образом, при отсутствии металлических предметов в зоне контроля на выходе триггера с раздельным запуском 9 импульс напряжения О,фОн или отсутствует (при равенстве длительностей импульсов одновибратора С 08 и формирователяФр ), либо имеет минимальную длительность, равную Фф (фиг. 9). В том случае, если длительность импульса одновибраторав результате температурного или временного дрейфа оказывается больше длительности импульса Формирователя , выходной импульс фцфц , появляется на выходе схемы 10 совпадения (Фиг. 12), на входы которой подаются проинвертированные импульсы с формирователя 5 и одновибратора б (Фиг. 10 и 11)Сигнал определенной длительностиили нО, появляющийся на выходе триггерас раздельным запуском или схемы 10 совпадения подается на блок 11 заряда и открывает соответствующий ключ 14 или 16 (фиг, 3). Величина напРЯжениЯ заРЯда Оз (с) конденсатора 17 пропорциональна длительности импульса сигналайь чО или 7 а в .и благодаря большой постоянной времени разряда запоминается до следующего такта измерения (фиг, 13 и 14), Полярность напряжения на конденсаторе 17 положительна - при подаче на ключ 14 импульса ,ц с выхода триггера с раэдельЪи, о15 ным запуском 9 нли отрицательна - прн подаче на ключ 16 импульса п,Я со схемы 10 совпадения.В результате на вход интегрирующего усилителя 12 и блока 13 индикации подается практически постоянное напряжение О(с), пропорциональное длительности импульса сигнала,Во избежание шунтирования конденсатора заряда блок индикации и ин тегрирующий усилитель должны иметь высокие входные сопротивления. Перед началом очередногр такта измерения ,конденсатор 17,разряжается путем подачи импульса Ццс выхода задаю- З щего каскада генератора 1 на транзисторный ключ 15, шунтирующий конденсатор 17. С выхода интегрирующего усилителя 12, имеющего большую постоянную времени (несколько секунд), сигнал постуйает на второй вход компаратора 4, где суммируется с опор" . ным напряжением ООП, Таким образом, при появлении на выходе блока 11 заряда напряжения той или иной полярности, вызванного температурным или 40 временным дрейфом длительности импульса одновибратора, или собственной постоянной времени катушки ВП, появляется сигнал на выходе интегрирующего усилителя, который вызывает изменение уровня опорного напряжения на входе компаратора, а следовательно, и изменение длительности импульса ф формирователя 5. В резуль тате происходит самобалансировка тракта и сигнал на выходе блока заРяда равен нулю.При появлении металлического предмета в зоне контроля, длительность импульса Хп переходного процесса на катушке ВП увеличивается (Фиг. 16), что вызывает появление сигнала положительной полярности.на выходе блока заряда. Учитывая то, что время на". хождения металлического предмета в поле ВП при контролЕ в технологическом потоке либо при сканировании ВП над поверхностью объекта меньше постоянной времени интегрирующего уси" лителя, полезный сигнал не компенсируется и регистрируется блоком индикации (Фиг. 15-26).Таким образом, импульсный вихретоковый металлоискатель позволяет автоматизировать процесс контроля, что увеличивает производительность труда.Формула изобретенияИмпульсный вихретоковый металло- искатель по авт. св. Р 748319, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности работы -н автоматизации процесса контроля,он дополнительно снабжен двумя инверторами, схемой совпадения, блоком заряда и интегрирующим усилителем, причем входы инверторов подключены соответственно к выходам Формирователя и одновибратора, их выходы подключены к входу :хемы совпадения, триггер с раздельным запуском, схема совпадения и генератор импульсов соединены через блок заряда с блоком индикации и интегрирукщим усилителем, выход которого подключен к второму входу компаратораИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 748319, кл. 6 01 Ч 3/10, 1978/5 иал ДЛП "Патент", г. ужгород, ул. Проект ОиИ Фи. ИИюх ъ"Я дала й Составитель В. МаЯоршинПовхан Техред Ж. Кастелевич Корректор В. Сииицка 01/б 5 Тираж 732ВНИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и откры113035, Москва, Ж, Раушская