Металлообнаружитель Советский патент 1983 года по МПК G01V3/10 

СП

со

2.Металлообнаружитель по п. 1, отличающийся тем,, что, синхронизатор содержит последовательно соединенные счетчик и дешифратор, причем вход счетчика является входом синхронизатора, а выходы дешифратора являются выходами синхронизатора

3.Металлообнаружитель по п.1,о т личаюцийся тем,что блок избирательной чувствительности содержит лнейные пропускатели,сигнальные и уп1 авляю(аие входы которых являются соответственно сигнальными и управляющими входами блока избирательной чувствительности, а выходы соединены с входами, имеющими заданный коэффициент передачи, суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого является выходом блока избирательной чувствительности, при этом заданный коэффициент передачи С ,входа К суммирующего усилителя рассчитывается по формуле

г ( .к U-Oi TM(Nk),

где GO - чувствительность металлообнаружителяJ

N - число-линейных пропускателей.

1. МЕТАЛЛООБНАРУЖИТЕЛЬ, содержащий задающий генератор, пер вый формирователь, индукционный датчик, последовательно соединенные усилитель, блок избирательной чувствительности, пороговое устройство и исполнительное устройство а также синхронизатор, выходы которого подключены к управлянвдим входам блока избирательной чувствительности, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности, дополнительно содержит второй формирователь и конденсатор, один вывод кото рого подключен к входу индукционного датчика, а другой к выходам первого и второго формирователей, линейный пропускатель, сигнальный вход которого соединен с выходом индукционного датчика, управляющий вход через схему ИЛИ соединен Q с выходами синхронизатора, а выход ® подключен к входу усилителя, и вход (Л синхронизатора подключен к выходу задающего генератора.

1

Изобретение относится к технике обнаружений с использованием электромагнитных полей, создаваекых индукционными катушками и изменяе1«1Х объектом обнаружения, и может быть использовано для селективного обнаружения металлических предметов и частиц в технологических потоках горнодобывающей промышленности, а также в качестве чувствительного эле мента в сепараторах обогатительных фабрик.

Известен метгшлообнаружитель, со держащий последовательно соединённые генератор индукционный датчик, усилитель, детектор, пороговое устройство и исполнительное устройство l .

Однако этот Металлообнаружитель обладает низкой помехозащищенностью и чувствительностью.

Наиболее близким по технической с1гщности к предлагаемому является метгшлообнаружитель, содержгшщй последовательно соединенные задгиощий генератор, формирователь/ индукционный датчик, усилитель, блок избирательной чувствительности, порогово устройство и исполнительное устройство, а также синхронизатор, выходы которого подключены к управляюсщм входам блока избирательной чувствительности, а вход подключен к выходу формирователя. Блок избирательной чувствительности содержит три или более линейных пропускателя, входы которых являются входами блоки избирательной чувствительности и подключены t сигнальные - к выходу уси- лителя, а управляющие - к выхолгм синхрониз атора, и решающее устройство, выход которого является выходом блока избирательной чувствительности

и соединен со входом порогового устройства 2 .

Недостатком известного устройства являе- ся низкая помехоустойчивость к внешним помехам и cotkзтвeнным шумам из-за формирования заданной функции селективности к параметру объекта

.

У(Ь

где у - проводимость объектаj

(U - магнитная проницаемость, L - характерный размер объекта, только за счет обработки в приемной части.

Использование для обработки узких стрббирующих импульсов увеличивает шумовую полосу приемного тракт Возбуждение индукционногодатчика импульсами тока прямоугольной формя вызывает появление значительных по ам17литуде перенапряжений на формирователе, снижает надежность его работы.

Целью изобретения является повытение помехоустойчивости и надежности металлообнаружителя.

Указанная цель достигается тем, что Металлообнаружитель, содержащий задающий генератор, первый формирователь, индукционный д атчик, последовательно оеединеянце усилитель, блок избирательной чувствительности пороговое устройство и исполнительное устройство, а также синхронизатор, выходы которого подключены к управляющим вхоягш блока избиратель мЬй чувствительности, дополнительно введены второй формирователь и конденсатор, один вывод которого подключен к входу индукционного датчика, а другой - к выходам первого и второго формирователей, линейный пропускатель, сигнальный вход которого соединен с выходоминдукционного датчика, управляющий вход через схему ИЛИ соединен с выходами синхронизатора, а выход подключен к входу усилителя, вхо;ц синхронизатор подключен к выходу задающего генера.тора.. Кроме того, синхронизатор содержит последовательно соединенные счетчик и дешифратор, причем вход счетчика является входом синхрони.затора, выходы дешифратора являются выходами синхронизатора. Кроме того, блок избирательной чувствительности содержит линейные. пропускатели, сигнальные и управляювие входы которых являются соответственно сигнальньош и управляющими входс1ми блока избирательной чувствительности, а выходы соединен со входгши, имеющими заданный коэффициент передачи, суммирующего усилителя, выход которого соединен со входом интегратора, выход которого является выходом блока избирательно чувствительности. Кроме того, коэффициент передачи С входа К суммирующего усилителя определяется по формуле (..ketl.N , где GO - чувствительность металло обнаружителя; N - число линейных пропускателей. Введение в металлообнаружитель дополнительньис элементов и связей позволяет при той же избирательной чувствительности к объектам с зада ными значениями параметров Т зна чительно повысить помехоустойчивос по отношению к помёхгм электромагнитного типа. Это обеспечивается предварительной селекцией обьектов за счет свойстц сигнала .возбуждения датчика ийтегрирования сигнгш в блоке избирательной чувствительности, уменьшения числа каналов в блоке избирательной чувствительнос что снижает подавление полезного сигнала за счет взаимной компенсац в различных каналах, по сравнению узкими стробирующими импульсами обеспечивает сужение эффективной ш мовой полосы. Использование возбуждающего сиг исша в форме однопериодного отрезка синусоиды позволяет при той же энергии сигнгша возбуждения, что и в известном,увеличить величину отк лика от полезного объекта, что так же способствует повышению помехоус тойчивости. Кроме того, выбранная форма сигнала снижает перенапряжения, возникающие на„ключевьис элеме Tax формирователей, повышает надежность их работы. На чертеже представлена структурная схема металлообнаружителя. Металлообнаружитель содержит последовательно соединенные задающие генератор 1 и синхронизатор 2, первый 3 и второй 4 формирователи, последовательно соединенные конденсатор 5, один из выводов которого подключен к выходам первого 3 и второго 4 формирователей, индукционный датчик 6, линейный пропускатель 7, усилитель 8, блок избирательной чувствительности 9, пороговое устройство 10, и исполнительное устройство 11, а также схему ИЛИ 12, выход которой соединен с управляющим входом линейногр пропускателя 7, причем выходы синхронизатора 2 соединены с yпpaвляюlaи 4и входс1ми первого 3 и второго 4 формирователей, входагли блока избирательной чувствительности 9, а также с входами схемы ИЛИ 12. Синхронизатор 2 содержит последовательно соединенные счетчик 13, вход которого является входом синхронизатора 2 и соединен с выходом задгимцего генератора 1, и дешифратор 14, выходы которого являются выходами синхронизатора 2 и подключены к управляющим входам первого 3 и второго 4 формирователей, входами блока 9 избирательной чувствительности,а также входами схемы ИЛИ 12. ; Блок 9 избирательной чувствительности содержит N линейных пропускателей 15, сигнальные входы которых являются входами блока 9 избирательной чувствительности и подключены к выходу усилителя 8, а управляющие. к выходам синхронизатора 2, а также последовательно соединенные суымирукмций усилитель 16, входы которого соединены с выходами блока 15 линейных пропускателей, и интегратор 17, выход которого является выходом блока 9 избирательной чувствительности и подключен к входу порогового устройства 10. . Металлообнаружитель работает следующим образом. На вход счетчика 13 поступает непрерывная последовательность импульсов с частотой fgr вырабатываемая задающим генератором 1. Возможные состояния сметчика i3 преобразуются дешифратором 14, на выходах которого поочередно появляются импульсы с длительностью to , 1/fo- Первые два импульса используются для возбуждения индукционного, датчика 6, импульсыс 4-го по fN+U используются Для обеспечения избирательной чувствительности в приемной части металлоискателя. При появлении импульса на первом выходе дешифратора 14 формирователь

3 подключает колебательный контур, образованный конденсатором 5 и катушкой индукционного датчика б и настроенный на частоту f, к уровню напряжения + UQ.

При появлении импульса на втором выходе дешифратора 14 формирователь 3 закрывается, а колебательный контур окатывается подключенным к напряжению - UQ через формирователь 4. В результате через катушку индукционного датчика 6 протекает ток возбуждения в форме отрезка синусоиды длительностью в один период. На протяжении последукидих (N+2) отрезков времени оба формирователя 3 и 4 закрыты и возбуждающий ток в индукционный датчик 6 не подается.

Линейный пропускатель 7 открывается спустя время tg после окончания импульса возбуждающего тока и передает вторичный сигнал с индукционного датчика, связанный с наличием в зоне чувствительности проводящего объекта, на усилитель 8 и далее на блок 9 избирательной чувствительности. Линейные пррпускатели 15 поочередно открываются на время, равное tp и пропускают сигнал, усиленный усилителем 8, на соответствуюсций вход, суммирующего усилителя 16, ас его выхода на интегратор 17.

При превышении выходным сигналом блока 9 избирательной чувствительности заданного порога порогового устройства 10 срабатывает исполнительное устройство 11, отсекая порцию продукта с обнаруженным проводящим объектом.

Использование для возбуждения индукционного датчика 6 тока в форме отрезка синусоиды длительностью в один период обеспечивает .получение

вторичного сигнала с индукциониг.гт) датчика 6 вида

-2to/l

1-е

Ult lJ-Vi,

ITc to

in t:

где D - амплитуда возбуждающего тока)

К - коэффициент , и - параметр объекта tp.- длительность импульса на

выходе дешифратора 14. Селективность металлообнаружйтеля к объектам с заданной величиной параметра Ъ- обеспечивается блоком избирательной чувствительности, реализующим функцию

N И)

u(t)LcJ u(irOdt :JKeKi-:X

К Ч J. 4t lo -оkif

to «t

te °ii-e- °/)«-

Использование возбуждающего сигнала в форме однопериодного отрезка синусоиды позволяет произвести предварительную селекцию объектов по величине , что исключает возможность перегрузки приемного тракта.

Включение в состав метгшлообнаружителя дополнительного линейного пропускателя между выходом индукционного датчика и входом усилителя

позволяет снизить требования к коэффициентам подавления пропускателей в закрытом состояни.и, что делает их работу более належкой, упрсяцает настройку металлообнаружителя и его

обслуживание, повышает помехоустойчивость металлоискателя и его надежность.