Металлоискатель Советский патент 1987 года по МПК G01V3/11 

113

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для обнаружения металлических предметов и частиц, движущихся относительно устройства, и может быть использовано в качестве самородкоулав- ливателя на транспортерах драг, в технологических потоках обогатительных фабрик.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости металлоис- кателя путем устранения влияния амплитудной нестабильности генератора. На фиг. 1 изображена структурная схема металлоискателя; на фиг. 2 - структурная схема измерител с отношений.

Металлоискатель содержит последовательно соединенные генератор 1, многокатушечный индукционный датчик 2, усилитель 3, синхронный детектор 4, опорный вход которого соединен с дополнительным выходом генератора 1, блок 5 нормирования сигнала, первый амплитудный дискриминатор 6, эле мент 7 управляемой задержки, схему 8 сброса и пиковый дискриминатор 9, выход которого соединен с управляющим входом элемента 7 управляемой задержки, регистратор 10, вход которого соединен с выходом элемента 7 управляемой задержки, второй амплитудный дискриминатор 11, вход которого соединен с выходом блока 5 нормирования сигнала, а выход - с сигнальным входом пикового дискриминатора 9, второй вход блока 5 нормирования сигнала соединен с выходом генератора 1. Блок 5 нормирования сигнала содержит измеритель 12 отношения, первый вход которого является перв1 1м входом блока 5 нормирования сигнала, а его выход - выходом блока 5, и последовательно соединенные буферный блок 13 и амплитудный детектор 14, выход которого соединен с вторым входом измерителя 12 отношения, а вход буферного блока 13 является вторым входом блока 5 нормирования сигнала. Измеритель 12 отношения состоит из дифференцисшьного усилителя 15, неинвертирующий вход которого является, первым входом, а выход - выходом измерителя 12 отношния, и аналогового перемножителя 16 первый вход которого соединен с выходом ди|Ьференциального усилителя 1 выход соединен с инвертируюп им входом усилителя 15, а второй вход явл

919 .2

ется вторым входом измерителя 12 отношения .

Устройство работает следующим образом.

5 Индукционньй датчик 2 возбуждается напряжением генератора 1. Сигнал, возникающий при прохожде«ии металлического объекта через индукционный датчик, усиливается усилителем 3,

0 детектируется синхронным детектором 4 и поступает на первый вход блока 5 нормирования сигнала,, на второй его вход поступает напряжение с выхода генератора 1., которое, пройдя через

15 буферный каскад 13, преобразующий его по амплитуде и развязьшающий по постоянному току от выхода генератора 1, детектируется амплитудным детектором 14. Постоянное или медленно

0 меняющееся по величине напряжение на выходе амплитудного детектора 14 - бых А.А пропорционал.ьно амплитуде выходного напряжения генератора 1 .

25

и 61,|Х л.д kv UreH ,

где постоянный коэффициент, учитывающий коэффициенты передачи буферного каскада 13 и ам- 30,. плитудного детектора 14;

- выходное напряжение генератора.

Выходное напряжение синхронного детектора 4 может быть 35 описано выражением

и

8ЫХ с. Д

kn-U

ген

где kjj- коэффициент, учитывающий пос- тоянные преобразования датчика 2, коэффициенты передачи усилителя 3 и синхронного детектора 4, а также размер, проводимость и форму металлического предмета, возмущающего по- ле в датчике.

Измеритель 12 отношения осуществляет операцию деления сигнала

вых с. А сигнал U g.x л.А При этом его выходное напряжение оказы- вается пропорционально отношению

и.О

и с. Д

и

ЬЫХ Д.

lie k.

и не зависит от величины амплитуды В1 гходного напряжения генератора.

Сигнал на выходе синхронного детектора в отсутствии металлического объекта равен нулю. При попадании в

зону чувствительности металлического предмета на выходе синхронного детектора возникает сигнал, который нарастает по амплитуде, достигает максимума, затем, уменьшаясь по амплитуде, переходит через ноль, нарастает до некоторого отрицательного значения и далее, убывая по амплитуде, стремится к нулю. При нормальной регулировке сигнал симметричен относительно нулевой линии и амплитуда его зависит от размеров, проводимости и формы металлического предмета. Амплитудный дискриминатор 11 срабатывает при превышении сигналом порогового напряжения и„ор -i При этом пиковый дискриминатор 9 на своем выходе запоминает напряжение U, равное разности между Uppp и максимальной амплитудой сигнала Это напряжение определяет время задержки элемента 7 управляемой задержки. Дискриминатор 6 вырабатывает импульс напряжения при пересечении напряжением сигнала порога 2- Этот импульс, задержанный элементом 7 управляемой задержки, поступает на регистратор 10 и вызывает срабатывание отсекателя, удаляющего металлический объект. Указанньш импульс че- рез схему 8 сброса обнуляет пиковый дискриминатор 9. подготавливая схему к следующему срабатыванию. При нестабильности амплитуды выходного напряжения генератора 1 может возникнуть ситуация, когда амплитуда сигнала искажается, при этом время задержки элемента 7 управляемой задержки не соответствует требуемому, и возможен пропуск объекта. Однако этого в устройстве не происходит, так как измеритель 12 отношения, на Первый вход которого подается проде- тектированный детектором 14 сигнал генератора 1, согласованный по уровню .и развязанный по постоянному току буферным каскадом 13, имеет на своем выходе нормированный сигнал, устраняющий влияние изменения амплитуды сигнала генератора. Формула изобретения

1. Металлоискатель, содержащий последовательно соединенные генера-

5

0

5

0

5

0

5

0

тор, многокатушечньш индукционньи датчик, усилитель и синхронный детектор, опорный вход которого соединен с дополнительным выходом генератора, последовательно соединенные первый амплитудньш дискриминатор, элемент управляемой задержки и регистратор, последовательно соединенные второй амплитудный дискриминатор и пиковый дискриминатор, выход которого соединен с управляющим входом элемента управляемой задержки, схему сброса, вход которой соединен с выходом элемента управляемой задержки, а выход - с вторым входом пикового дискриминатора, отличающий- с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости путем увеличения устранения влияния амплитудной нестабильности генератора, в него дополнительно введен блок нормирования сигнала, первый вход которого соединен с выходом синхронного детектора, второй вход - с выходом генератора, а выход - с входами амплитудных дискриминаторов.

2.Металлоискатель по п.1, о т - личающийся тем, что блок нормирования сигнала включает измеритель отношения, первый вход которого является первым входом блока,

а его выход - выходом блока, и последовательно соединенные буферный блок и амплитудньш детектор, вход которого соединен с вторым входом измерителя отношения, а вход буферного блока является вторым входом блока формирования сигнала.

3.Металлоискатель по п.2, отличающийся тем, что измеритель отношения включает дифференциальный усилитель, выход которого является выходом измерителя отношения, и аналоговый перемножитель, первый вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, второй вход является вторым входом измерителя отношения, а выход перемножителя соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого является первым входом измерителя отношения.

Составитель А. Мягков Редактор И. Шулла Техред М.Ходанич Корректоре. Черни

Заказ 2356/48 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Л{-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.г

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для обнаружения движущихся металлических предметов и частиц в технологических потоках обогатительных фабрик. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости ме- таллоискателя путем устранения влияния амплитудной нестабильности генератора. Сущность изобретения заключается в том, что сигнал, пропорциональный амплитуде генератора, подается на блок нормирования сигнала, который производит деление полезного сигнала и сигнала, пропорционального амплитуде генератора. Таким образом сигнал на выходе блока нормирования сигнала не зависит от амплитудной нестабильности генератора. 2. з.п. ф-лы, 2 ил,. i сл со, сл со