Металлоискатель Советский патент 1984 года по МПК G01V3/08 

Изобретение(относится к устройствам для обнаружения металлических объектов вблизи поверхности Земли и может быть использовано для поиска мелких металлических/ в том числе ферромагнитных предметов. Известно устройство для обнаруже ния мелких металлических предметов вблизи поверхности Земли, которое с держит высокочастотный автогенерато с датчиком, включенным в колебатель ный контур, преобразователь колебаний, частотный дискриминатор, свето вой индикатор и. схему управления гл биной отрицательной обратной связи Cl3. Однако устройство обладает недос таточной чувствительностью к малым металлическим предметам, так как основано на использовании одночасто ного одноконтурного автогенератора, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ме таллоискатель, содержа14ий низкочастотный автогенератор с вихретоковым датчиком, колебательным контуром, соединенным с управляемьзм нелинейным элементом, высокочастотный стабилизированный автогенератор с управляемым колебательным контуром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, которьлй соединен с индуктивным датчиком, пространственно- совмещенным с вихретоковым датчиком, а также амплитудн детектор, частотный детектор, блок деления, преобразователь напряжения в частоту и индикатор. При этом выход низкочастотного :автогенератора соединен с входом амплитудного детектора, выход высокочастотного автогенератора соедине с входом частотного детектора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого нелинейного элемента высокочастотного стабилизи рованного автогенератора С2, Однако известное устройство отли чается недостаточной чувствительностью к надежностью обнаружения малых металлических предметов из-за низкой добротности низкочастотных резонансных контуров. Цель изобретения - повышение чувствительности и надежности обнаружения. Указанная цель достигается тем, что металлоискатель, содержащий низ кочастотный автогенератор с вихретоковым датчиком, колебательным кон туром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, высокочастотный стабилизированный автогенератор с управляемым колебательным кон туром, соединенным с управляемым не линейным элементом, который соедине с индуктивным датчиком, пространственно совмещенным с вихретоковым датчиком, а также амплитудный детектор, частотный детектор, блок деления, преобразователь напряжения в частоту и индикатор, при этом выход низкочастотного автогенератора соединен с входом амплитудного детектора, выход высокочастотного автогенератора соединен с входом частотного детектора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого нелинейного элемента высокочастотного стабилизированного автогенератора, дополнительно содержит второй частотный детектор, при этом колебательный контур низкочастотного автогенератора выполнен в виде образующих замкнутый контур эмиттерного повторителя, управляемого фазовращателя и усилителя, выход которого соединен с вихретоковым датчиком управляющий вход управляемого фазовршцателя соединен с выходом амплитудного детектора, выход низкочастотного автогенератора соединен с входом второго частотного . детектора, выход которого соединен .с управляющим входом нелинейного элемента низкочастотного автогенератора и с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом частотного детектора, а выход через преобразователь напряжения в частоту соединен с входом индикатора, На чертеже представлена функциональная схема металлоискателя а Металлоискатель содержит низкочастотный автогенератор 1, высокочастотный стабилизироЕанный автогенератор 2, амплитудный детектор 3, два частотных детектора 4 и 5, блок б деления, преобразователь 7 напряжения в частоту и индикатор 8, Низкочастотный автогенератор 1 содержит управляемый нелинейный элемент 9, колебательный кбнтур 10, состоящий из усилителя 11, эмиттерного повторителя 12 и управляемого фазовращателя 1.3, и вихретоковый датчик 14, Высокочастотный стабилизированный автогенератор 2 содержит управляемый нелинейный элемент 15, управляемый колебательный контур 16 и индуктивный датчик 17. I Работа металлоискателя заключается в следующем, При появлении металлического неферромагнитного объекта в Поле геометрически совмещенных вихретокового датчика 14 и индуктивного датчика 17 добротность колебательного конту эа 10 низкочастотного автогенератора 1 уменьшается за счет внесенного активного сопротивления, а напряжение на выходе низкочастотного автогенератора 1 уменьшается. На выходе амплитудного детектора 3 выделяется сигнад, который подается на управляющий вход управляемого фазовращателя 13, параметры которого изменяются, что приводит к изменению индуктивного сопротивления колебательного контура 10 и к появлению сигнала на выходе второго частотного детектора 4, Чувствителность аВТогенераторкого измерителя по изменению реактивного параметра контура больше чувствительности вихретокового датчика 14 к внесенному в контур активному оопротив - лению. Поэтому такое управление частотой активного контура обеспечивает повышение чувствительности вихретокового датчика 14 к внесенному активному сопротивлению. Индуктивный датчик 17, соединенный, с управляющим входом управляемого колебательного контура 16 высокочастотного стабилизированного автогенератора 2, реагирует на реактивное внесенное сопротивление. Сигнал выделяется на выходе частотного детектора 5, Реактивная составляющая внесенного сопротивления, связанная с электропроводностью объекта, снижает информативность сигнала высокочастотного стабилизиipOBaHHoro автогенератора 2, Для сведения к минимуму этого фактора-помехи сигнал амплитудного детектора 3 подается на управляющий вход управляемого колебательного контура 16, образуя отрицательную обратную связь от низкочастотного автогенератора 1, Сигнал амплитгудного детектора 3, пропорциональньай электропроводнос и объекта на- низкой частоте, и сигнал частотного детектора 5, пропорциональный реактивной составляющей внееенного сопротивления от объекта, подаются на входы блока 6 деления, на выходе которого образуется сигнал, подобный нормированному внесенному сопротивлению. Сигнал подается на преобразователь 7 напряжения в.

0 частоту и далее на индикатор 8, Использование относительных измерений снижает влияние изменений зазора между датчиком и поверхностью земли при поиске, причем ширина зоны, слабо зависящая от изменения

5 величины зазора, увеличивается при приближении к равенству модулей сигналов амплитудного детектора 3, и частотного детектора 5, Отрицательные обратные связи с выходов

0 этих детекторов на управляемые входы управляемых нелинейных элементов 9, повьаиают стабильность работы устройства.

5

Изобретение, благодаря использованию высокочастотного активного кс/нтура, управляемого сигналом автогенераторного измерителя, пропорциональным электропроводности, и

0 применению двух рабочих частот, двух параметров и относительных измерений обеспечивает повышение чувствительности и надежности обнаружения малых металлических предметов.

МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ, содержащий низкочастотный автогенератор с вихретоковым датчиком, колебательным контуром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, высокочастотный стабилизированный автогенератор с управляемым колебательным контуром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, который соединен с индуктивным датчиком, пространство совмещенным с вихретоковым датчиком, а также амплитудный детектор, блок деления, преобразователь напряжения в частоту и индикатор, при этом выход низкочастотного автогенератора соединен с входом амплитудного детектора, выход высокочастотного автогенератора соединен с входом частотного детектора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого нелинейного элемента высокочастотного стабилизированного автогенератора, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности обнаружения, он содержит второй частотный детектор, при этом колебательный контур низкочастотного автогенератора выполнен в виде образующих замкнутый контур эмиттерного повторителя, управляемого фазовращателя и усилителя, выход которого соединен с вихретоковым датчиком, управляющий вход управляемого фазовращателя соединен с сл выходом амплитудного детектора, выход низкочастотного автогенератора соединен с входом второго частотного детектора, выход которого соединен с управляющим входом нелинейного элемента низкочастотного автогенератора и с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом частотного детектора, а выход через преобразователь напряжения в частоту соединен с входом индикатора. 00 00