ПРОМЫШЛЕННЫЙ МЕТАЛЛОДЕТЕКТОР ДЛЯ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛИНИЙ Российский патент 2014 года по МПК G01N27/82 

Изобретение относится к производственной промышленности и может быть использовано для обнаружения и локализации металлических предметов в готовой продукции или в сырье.

Уровень техники

Для поиска металлических предметов применяют металлодетекторы, состоящие из передающей и приемной катушек, предназначенных для измерения величины магнитного поля, например изобретение SU 1078384a «Конвейерный металлоискатель», однако достижение высокой чувствительности прибора не всегда возможно, поскольку она ограничена реальной магнитной обстановкой. Сигнал от электромагнитных помех пропорционален площади приемной катушки. Соответственно для уменьшения величины «вредного» сигнала необходимо уменьшить площадь приемной катушки.

Поставленная задача решается:

- использованием нескольких приемных катушек;

- использованием специального алгоритма обработки с учетом сигнала дополнительной катушки, расположенной параллельно передающей.

В рассматриваемом металлодетекторе применены: катушка возбуждения 1, подключенная к генератору переменного тока, которая создает переменное магнитное поле возбуждения, воздействующее на обследуемый объект, перемещающийся сквозь контрольную зону. Приемные катушки 2, расположенные перпендикулярно передающей, внутри нее, для компенсации поля возбуждения от передающей катушки и имеющие меньший, по сравнению с передающей катушкой, размер. Сигналы с приемных катушек поступают на входы усилителя 3 (отдельные для каждой катушки). С выхода усилителя сигнал подается на сумматор 4, где сигнал суммируется с сигналом «компенсации», приходящим с ЦАП 5, позволяющим скомпенсировать сигнал х.х., затем сигнал поступает на АЦП 6.

Данные со всех АЦП, датчика скорости 7 и еще одной приемной катушки, включенной параллельно передающей, а также данные с весов 8 (опционально) подаются на модуль центрального процессора 9, в котором происходит определение присутствия металла или его количества. Также параллельно передающей катушке включена петля калибровки, которая периодически замыкается, что позволяет прибору самостоятельно производить автопроверку и автокалибровку. Также в модуле обработки сигналов 15 присутствуют: полосовой фильтр 10, синхронный детектор 11, перестраиваемый ФНЧ 12, нелинейный перестраиваемый ФВЧ 13, обработчик формы импульса 14. Для управления модулем обработки сигналов используется модуль формирования сигналов управления генерацией и компенсацией 16. Также к модулю центрального процессора подключены: клавиатура 17, индикатор 18, компьютерный интерфейс 19, излучающий элемент 20.

Основным отличием от подобных приборов является:

1. Диаметр приемных катушек гораздо меньше, чем зона контроля, за счет чего наводимые помехи на них гораздо меньше.

2. Наличие автоматической системы компенсации х.х. приемных катушек позволяет исключить трудоемкий процесс настройки датчика, а также исключить влияние «старения» элементной базы за счет постоянной автоподстройки оптимальных параметров.

3. Наличие «петли», представляющей из себя периодически замыкаемую катушку, расположенную параллельно передающей, позволяет прибору самостоятельно производить автопроверку и автокалибровку.

4. Контроль скорости конвейера для изменения параметров обработки сигнала позволяет в значительной мере ослабить влияние помех за счет того, что полезным сигналом признается только сигнал с заданной скоростью изменения.

5. Наличие входа для подключения весов (информация о массе) позволяет программным путем снизить вероятность ложного срабатывания.

6. Программно настраиваемая фаза сигнала позволяет настраивать (отстраивать) прибор по максимуму (минимуму) чувствительности на требуемый металл.

Изобретение относится к производственной промышленности и может быть использовано для обнаружения и локализации металлических предметов в готовой продукции или в сырье. Техническим результатом заявленного изобретения выступает повышение чувствительности металлодетектора и уменьшение влияния внешней электромагнитной обстановки, что влечет уменьшение количества ложных срабатываний. Технический результат достигается благодаря тому, что в промышленном детекторе для конвейерных линий площадь приемных катушек в разы меньше площади «окна» металлодетектора. Сигналы с приемных катушек поступают на входные усилители (отдельные для каждой катушки), с выхода усилителя сигнал подается на сумматор, где он суммируется с сигналом «компенсации», приходящим с ЦАП, который позволяет скомпенсировать сигнал х.х., затем сигнал поступает на АЦП. Данные со всех АЦП, датчика скорости и еще одной приемной катушки, включенной параллельно передающей, а также данные с весов (опционально) подаются на блок центрального процессора, в котором происходит определение присутствия металла. Также параллельно передающей катушке включена петля калибровки, которая периодически замыкается, что позволяет прибору самостоятельно производить автопроверку и автокалибровку. В рассматриваемом металлодетекторе катушка возбуждения, подключенная к генератору переменного тока, создает переменное магнитное поле возбуждения, воздействующее на обследуемый объект, перемещающийся сквозь контрольную зону. 1 ил.

Промышленный металлодетектор для конвейерных линий, состоящий из катушки возбуждения, охватывающей зону контроля, генератора переменного тока, создающего магнитное поле в зоне контроля, приемных катушек, расположенных внутри зоны контроля, перпендикулярно передающей, усилителей, сумматора, ЦАП сигнала компенсации дисбаланса приемных катушек, АЦП, датчика скорости, дополнительной приемной катушки, расположенной параллельно передающей, весов (опционально), модуля центрального процессора, периодически замыкающейся петли калибровки, расположенной параллельно и в плоскости передающей катушки, отличающийся тем, что приемные катушки расположены перпендикулярно передающей, внутри нее (для компенсации поля возбуждения от передающей катушки) и имеют меньший размер (т.е. на них наводится меньше сигнала внешних помех пропорционально уменьшению площади), и так как они расположены перпендикулярно зоне контроля, то находятся параллельно металлическому корпусу датчика, который, являясь дополнительным экраном, дополнительно уменьшает уровень помех, сигнал компенсации х.х. вырабатывается с учетом перераспределения гармоник основной частоты и компенсирует сигнал х.х. с учетом изменяющейся обстановки (климатические, механические изменения) динамически, т.е. без падения чувствительности в режиме реального времени.