Устройство для обнаружения металлических частиц в потоке сырья

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 0708,82 Бюллетень Мо 29Дата опубликования описания 070882 11 М Кп 3 Е 01 Ч 3/11 Государствениый комитет СССР по лелам изобретений и открытий(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕСИР ЬЯ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для обнаруженияметаллических предметов и частиц впотоке технологического сырья, иможет быть использовано в устройствах для обнаружения электропроводящих тел в непроводящей или слабопро-водящей среде.Известны устройства для обнаружения металлических предметовэлектромагнитные металлоискатели), содержащие генератор, индукционный преобраэоватедь с геометрической компенсацией трансформаторной электродвижущей силы (ЭДС), усилитель разбаланса и регистрирующее устройство 13.Такие металлоискатели обладаютнедостаточной помехозащищенностью и,как следствие, низкой чувствительностью,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для обнаруаенияметаллических частиц, содержащеепоследовательно соединенные генератор, индукционный датчик и усилитель,а также блок весовой обработки сигналов и индикатор 2.Недостаток известного устройства - наличие в создаваемом поле датчика зон нечувствительности к протяженным металлическим предметам с малыми поперечными размерами (иголки,гвозди, отрезки провода и пр.),которые ориентированы в плоскости приемной рамки. Это обстоятельство приводит к, тому, что в приемной рамкенаводится очень слабый сигнал, и нафдежность обнаружения таких предметов при указанной ориентации их впространстве незначительна. Повьваение чувствительности устройствапутем увеличения коэффициента усиления усилителей неизбежно приводит к 51 снижению помехоустойчивости.Цель изобретения - повышение надежности обнаруаенйя металлическихчастиц, увеличение помехоустойчивости и чувствительности устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для обнаружения металлических частиц в потокесырья, содераащее последовательносоединенные генератор, индукционныйдатчик и усилитель, а такае индика.тор, дополнительно введены два усилителя и блок обработки сигнала, аиндукционный датчик выполнен иэтрех отдельных секций, ориентированных под разными углами к направ 949599лению движения потока сырья, причемсекции индукционного датчика подключены между выходом генератора ивходами соответствующих усилителей,выходы которых подключены к входамблока обработки сигнала, а вход 5индикатора подключен к выходу обработки сигнага.,Усилители выпполнены с возможностью формирования логическогосигнала и содержат последовательно соединенные предварительный усилитель, схему компенсации трансформаторной электродвижущей силы (ЭДС )индукционного датчика, избирательный усилитель, детектор, дифференцирующую цепь и импульсный усилитель,Кроме того, блок обработки сигналавыполнен на трех ждущих мультивибраторах, шести элементах И и двухэлементах ИЛИ, причем .выходы усилителей соединены с сигнальными входами ждущих мультивибраторов, запрещающие входы которых через первыйэлемент ИЛИ и три элемента И такжеподключены к выходам соответствующихусилителей, при этом вторые входыукаэанных элементов И подключены квыходам соответственно второго,третьего и первого усилителей, первые входы четвертого, пятого и шестого элементов "И" подключены к выходам ждущих мультивибраторов, ихвторые входы подключены соответственно к выходам третьего, первого ивторого ждущих мультивибраторов, а 35их выходы - к входам второгб элемента ИЛИ.На Фиг,1 приведена структурнаясхема устройства обнаружения металлических частиц", на Фиг.2 - структурная схема усилителя-формирователя;на фиг.3 - временные диаграммы импульсов, получаемых на выходах ждущих мультивибраторов.Устройство обнаружения металличес ких частиц содержит индукционный датчик 1, выполненный из трех отдельныхсекций 2-4, ориентированных под разными углами к направлению движенияоока сырья,зону нечувствительности датчика .квытянутым металлическим частицам,генератор 5, усилители 6-8, блок 9обработки сигнала, содержащий ждущиемультивибраторы 10-12, имеющиесигнальные и запрещающие входы, шестьэлементов И 13-18 и два элемента ИЛИ19 и 20 и индикатор 21, причем выходы секций 2-4, датчика 1, подключенныхк общему генератору 5, соединены свходами соответствующих усилителей 6 О6-8, выходы которых соединены с сигнальными входами ждущих мультивибраторов 10-12 и через элементы И 16-18 иэлемент ИЛИ 19 с запрещающими входамиждущих мультивибраторов 10-12, выходи 65 которых попарно соединены с входами элементов И 13-15,вырабатывающих сигналы только при наличии сигналов на выходах хотя бы двух мультивибраторов, авыходы элементов И 13-15 через- элементБАЙИ 20 соединены с индикатором 21.Усилители 6-8 (Фиг,2) выполнены с возможностью формирования логических сигналов и содержат предваритель ный усилитель 22, схему 23 компенсации транспорматорной ЭДС датчика,избирательный усилитель 24, детектор 25, дифференцирующую цепь 26 и импульсный усилитель 27.Устройство работает следующим образом.Напряжение с генератора 5 подается на излучающие катушки каждой секции 2-4 индукционного датчика 1 устройства обнаружения металлических частиц. При наличии металлических частиц или предметов в поле излучающей катушки секции 2 - 4 датчика 1 в приемной катушке этой секции наводится ЭДС полезного сигнала, котораяпоступает на вход соответствующего усилителя б, 7 или 8, где осуществляется усиление сигнала, дополнительная схемная компенсацияостаточного сигнала датчика, детектирование и усиление видеоимпульса. Этот импульс поступает затем насигнальные входы ждущих мультивибраторов 10-12. Длительности выходных импульсов (14) ждущих мульти вибраторов 10-12 (фиг.3) выбираются такими, чтобы перекрыть сумму времени движения (й )частицы на транспортере между наиболее удаленными точками индукционного датчика 1 и Времени срабатывания исполнительного устройства йР, подключенного к выходу индикатора 21, т.е.6+ с ,Например, время движения сырья от точки А до точки С определяется расстоянием между этими точками и скоростью движения сырья. Расположение датчиков под разными угламиповышает вероятность получения сигналов достаточного уровня, по крайней мере, в двух датчиках при любойориентации металлических частиц. Вэтом случае движущаяся частица с любой ориентацией будет пересекать плоскости приемных рамок, по крайней мере, двух секций под некоторым углом и получаемый сигнал будет значительно больше, чу при плоскопа"раллельной ориентации.При наличии полезных сигналов в секциях индукционного датчика 1 срабатывают соответствующие мультивибраторы. При воздействии на однуиз секций датчика 1 пойехи ни один из элементов И 13-15 не срабатывает.Временные уставки ждущих мультивибраторов 10-12 выбираются так,что формируемые мми импульсы взаим949599 содержащее последовательно соединенные генератор, индукционный датчики усилитель, а также индикатор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности обнаруженияметаллических частиц, увеличениячувствительности и помехоустойчивости. устройства, в него дополнительно введены два усилителя и блок обработки сигнала, а индукционный датчик выполнен из трех отдельных секций, ориентированных под разнымиуглами к направлению движения потока сырья, причем секции индукционного датчика подключены между выходомгенератора и входами соответствующих усилителей, выходы которых подключены к входам блока обработки сигнала, а вход индикатора подключенк выходу блока обработки сигнала,2. Устройство по п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что усилйтели выполнены с возможностью формирования логического сигнала и содержат последовательно соединенные предварительный усилитель, схему компенсациитрансформаторной злектродвижущей силы индукционного датчика, избирательный усилитель, детектор, дифференцирующую цепь и импульсный усилитель.3. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок обработки сигнала выполнен на трех ждущих мультивибраторах, шести элементах И и двух элементах ИЛИ, причемвыходы усилителей соединены с сигнальными входами ждущих мультивибраторов,запрещающие входы которых через первый элемент ИЛИ и три элемента Итакже подключены к выходам соответствующих усилителей, при этом вторые входы указанных элементов И подключены к выходам соответственно второго, третьего и первого усилителей,первые входы четвертого, пятого ишестого элементов И подключены квыходам ждущих мультивибраторов, ихвторые входы подключены соответственно к выходам третьего, первого ивторого ждущих мультивибраторов, а ихвыходы - к входам второго элементаИЛИ,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеФормула изобретения 1. Авторское свидетельство СССР9 429395, кл. 6 01 Ч Э/11, 1972.2, Авторское свидетельство СССРВ 688887, кл. 6 01 Ч Э/10, 1978.1 1, Устройство для обнаружения металлических частиц в потоке сырья,но перекрываются. При наличии полезных сигналов минимум в двух секциях датчиков ждущие мультивибраторы 10- 12 соответственно срабатывают са сдвигом во времени, но благодаря взаимному перекрытию выходных импуль сов соответствующих ждущих мультивибраторов 10, 11 или 12 во времени обеспечивается надежное срабатывание одного из элементов И 13-15 и индикаторного устройства 21. Поскольку 10 полезные сигналы с выходов усилителей 6-8 действуют в разные моменты времени, то на них элементы И 16-18 не реагируют и на запрещающие входы ждущих мультивибраторов 10-12 сигнал 15 не поступает. Такой мажоритарный принцип способствует повышению помехоустойчивости устройства. Для защиты от помех, действующих одновременно на все секции датчика. ( напри мер, при ударах и вибрациях, при сильных импульсных помехах в сети), служат элементы И 16-18 и элемент ИЛИ 19. При наличии сигналов от по-, мех, действующих одновременно на выходах хотя бы двух усилителей, появляется сигнал на выходе одного из элементов И 16,17 или 18 и на выходе элемента ИЛИ 19. Этот сигнал поступает одновременно на запрещающие входы всех ждущих мультивибраторов 10-12 и предотвращает их срабатывание.Применение приемно-усилительного устройства и средств защиты от помех позволяет значительно повысить надежность обнаружения металлических частиц в результате увеличения чувствительности и помехоустойчивости устройства.Данные предварительных испыта ний показали, что в контрольных отрезках испытуемого пластика предлагаемым устройством было обнаруженО 86% всех частиц, а базовым - 35. Кроме того, при действии помех во 45 время испытаний, базовый объект давЭ ложные срабатывания, в то время как предлагаемое устройство в этих же условиях работало устойчивб.949599 Составитель В.МайоршинТехред С.Мигунова Корректор И.Шароии Редактор И.Ковальчук филиал ППП фПатент", г.ухгород, ул,Проектная,4 Заказ 5744/Эб Тирах 717 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР,по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Х, Раушская наб., д.4/5