Устройство для обнаружения ферромагнитных частиц в неметаллических предметах Советский патент 1958 года по МПК G01N27/90 

Предлагаемое устройство для обнаружения ферромагнитных частиц в неметаллических предметах или материалах относится к известному типу устройств, состоящих из соленоида, питаемого переменным током и создающего магнитное поле, и искательной катущки, через которую пропускают исследуемый предмет или материал и которая установлена внутри соленоида соосно с ним и составлена из двух включенных встречно секций, расположе 1ных в одной плоскости на разных расстояниях от осп соленоида.

Недостатком подобных известных устройств, является выполнение обеих включенных встречно секций катушки с одинаковым числом витков, что не позволяет иснользовать нулевой (абсолютный) метод измерения, вследствие чего значительно снижается чувствительность устройства, и оно оказывается практически ненриемлимым для обнаружения малых металлических включений.

Особенность предлагаемого устройства, обеспечивающая повышение его чувствительности, состоит в том, что указанные секции искательной катущки, через которую нропускается исследуемый предмет, имеют разные числа витков, обратно пропорциональные площадям, занимаемым обмотками этих секций в илоскости, перпендикулярной к оси катушки с тем, чтобы при отсутствии ферромагнитной частицы напряжение на выходе искательной катущки равнялось нулю.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг- 2 и 3 - сечения прямоугольной искательной катущки.

Устройство представляет собой небольшой конвейер 1, на пути движения которого установлен соленоид 2, создающий переменное магнитное поле (например 50 гц). Внутри соленоида помещена искательная катущка 3. Она представляет собой каркас из пластмассы, внутри которого уложены две секции. Определенное число витков первой секции наматывается по часовой стрелке, затем провод перевязывают ниткой и продолжают наматывать (определенное число витков) против часовой

л 112926

стрелки. Направ.мгние витков первой и второй обмоток не имеет значения; необходимо лнн1ь, чтобы они были намотаны в нротивоноложных направлениях. Расстояние между цечками каркаса должно быть лгинималыю возможн 1 м для уменьшения действия размагиичивающего фактора.

Величина иапряжсния, получающегося на концах искательной катушки 3 в момент нрохождения через нее изделия, содержащего металлическую частицу определенного размера и формы, является оцределителем чувствительности системы- Так как искательная катушка 3 состоит из двух носледовательно включенных, по намотанных в противоположные стороны секций, то напряжение Е па ее концах, является суммой двух напряжений: напряжения EI, которое получается lia первой секции, н напряжения Е,, )ос по.лучается на второй секции.

Под действием переменного магнитного ноля, создаваемого соленоидом 2, в одной еекцин индуктируется напряжение ,, ..... аФ, KD,,. а« 1Гг4 аГ

и во BTOpoii секции - напряжение

f,.w., dt-L- clt

Д,ср и Л с„ - диаметры среднего витка соответственно нерзой к второй секции,

Wi и - число витков первой и второй секций, Ф и Фг - магнитный поток, пронизывающий соответственно, первую и вторую секции,

/С - коэффициент пропорциональности, зависящий от системы единиц.

При отсутствии металлической частицы условие 0, т. е. равновесие (или баланс) в начальном ноложении выполняется при Ei-E.

Помещая искательную катущку в равномерное неременное поле, можно записать, что

.D,

EW. -4откуда, полагая

,-р с ,; . S.-,

W,S, W,S-,.

Это означает, что условие баланса системы будет выполнено, когда произведение числа витков первой секции на площадь нонеречного сечения 5 их будет равно числу витков второй секции, умноженному на площадь поперечного сечения S2.

Проходящая через искательную катущку металлическая частица вызывает изменение магнитного потока, пронизывающего как первую, так и вторую секции. Напряжение, получающееся на концах искательной катушки в этот момент, выражается уравнением:

( IFj - И.,1-.

Таким образом, чем больше разность чис.тами витков первой и второй секций, тем больщее напряжение получается на концах искательной катушки в момент прохождения через пее металлической частицы.

аг

Переменное напряжение fo- возникающее на концах искательной катушки 3 при прохождении через нее изделия 4 с ферромагнитным включением, уеиливается усилителем 5 и ноетунает на выход амплитудного селектора 6.

Амплитудный селектор отрегулирован так, что только нри прохождении металлической частицы через искательную катушку на его выходе появляетея импульс, запускающий моностабильный триггер 7.

Триггер включает электромагнит 8, управляющий откидной планкой 9, установленной на выходе конвейера. При наличии в изделии ферромагнитной частицы откидная планка под действием электромагнита поднимается, и изделие падает в бункер, предназначенный для бракованных изделий стройство позвол5 ет ,|;1вл11вать включения в .м;1териа.1ах и изделиях как в готовом виде, так и в виде полуфабрикатов - в сыпучем материале или в упакованных изделиях. Например, пластмассовые таблетки различной рецептуры, из которых прессуются граммофонные пластинки, могут подвергаться проверке на любом участке технологического процееса.

Предмет изобретения

Устройство для обнаружения ферромагнитных частиц в неметаллнческих предметах или материалах, состоящее из соленоида, питаемого переменным током и создающего магнитное поле, и искательной катушки, через которую пропускают исследуемый предмет или материал и которая установлена внутрн соленонда соосно с ним н составлена из двух включенных встречно секций, расположенных в одной плоскости на разных расстояниях от оси соленоида, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, указанные секции имеют разные числа витков, обратно пропорциональные площадям, занимаемым обмотками этих секций в п.тоскости, перпендикулярной к оси катущки с тем, чтобы при отсутствии ферромагнитной частицы напряжение на выходе искательной катущки равнялось нулро.