Устройство для сортировки ферромагнитных изделий Советский патент 1989 года по МПК B07C5/344 

Изобретение относится к разделению или сортировке изделий из твердых материалов по их магнитным свойствам, в частности по величине остаточного магнитного потока в изделиях после их намагничивания.

Цель изобретения - повышение точности сортировки путем исключения влияния вращения сортируемых изделий на контролируемые параметры.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема расположения измерительных катуп1ек устройства относительно направляющего

желоба; на фиг. 3 - ориентация вектора $ остаточного магнитного потока в изделии при прохождении сквозь измерительные ка- туп;ки во введе 1ной декартовой системе координат.

Устройство содержит вертика.1ьно расположенный направляющий желоб 1, намагничивающую катушку 2, источник 3 намагничивающего тока, первую 4, вторую 5, третью 6 и четвертую 7 измерите.чьные кату1пкп, первый 8. второй 9 и третий 10 измерительные кана:1ы, вычислите.чьныи б.юк 1 1 и блок 12 сортировки.

сл

о

00

00

Намагничивающая катушка 2 охватывает направляющий желоб 1 и подключена к источнику 3 намагничивающего тока. Первая измерительная катуижа 4 охватывает направляющий желоб 1 и расположена в плоскости контура АЗЖБА. Вторая измерительная катущка 5 охватывает направляющий желоб 1 и расгюложена в плоскости контура ГДЕВГ. Третья измерительная катущка б охватывает направляющий желоб I и расположена в плоскости контура БДЗВБ. Четвертая измерительная катущка

7охватывает направляющий желоб 1 и расположена в плоскости контура АЕЖГА. Измерите.чьные катущки 4-7 имеют общий центр О и расположены таким образом, что плоскость расположения первой измерительной катущки 4 ортогональна плоскости расположения второй измерительной катущки 5, плоскость расположения третьей измерительной катущки 6 ортогональна плоскости расположения четвертой измерительной катунжи 7. Количества витков в измерительных катуп1ках 4-7 одинаковы.

Первая измерительная катушка 4 подключена к входу первого измерительного канала 8, вторая измерительная катуи ка 5 подключена к входу второго измерительного канала 9. Третья измерительная катущка 6 соединена с четвертой измерительной катущ- кой 7 последовательно-встречно, т.е. так, что пространственно однородное изменение составляющей магнитного поля, параллельной оси направляющего желоба 1, не вызывает результируюпд,ей ЭДС. Четвертая измерительная катун ка 7 подключена к входу третьего измерительного канала 10. Коэф- фипиент К.) третьего измерительного канала

/ равен K.i -|-b-Ki2, где Ki2 - коэффициент

передачи первого 8 и второго 9 измеритель- П1)1х каналов подключены соответственно к входам вычислительного блока 11, выход которого соединен с блоком 12 сортировки.

Устройство работает следуюпшм образом.

Малогабаритное ферромагнитное изделие . в процессе своего свободного падения в;1оль направляющего желоба 1 проходит сквозь намагничивающую катущку 2 и намагничивается в создаваемом ею магнитном поле,

8процессе своего дальнейшего движения изделие 13 выходит из зоны действия намагничивающего ноля намагничивающей катущки 2 и движется (свободно надает) ;/.альп1е вдоль направляющего желоба 1 в намагниченном состоянии. Величина остаточного магнитного потока в изделии определяет свойства изделия и является критерием для его рассортировки.

В процессе cBoei o движения вдоль направляющего желоба 1 намагниченное контролируемое изделие 13 проходит сквозь измерительные катушки 4-7 и индуцирует li них ЭДС, которые поступают на выходы

измерительных каналов 8-10. Измерительные каналы 8-10 осуществляют обработку поступающих на их выходы ЭДС, заключающуюся в интегрировании однополяр- ного импульса индуцированных ЭДС. После

прохождения изделия 13 сквозь измерительные катушки 4-7 на выходах первого 8, второго 9 и третьего 10 измерительных, каналов будут соответственно сигналы УЬ 2, t/3, не зависящие от скорости движения изделий и определяемые только максимальными значениями магнитного потоко- сцепления изделия 13 и измерительных катушек 4-7. Максимальное значение магнитного потокосцепления изделия 13 с изме

0

рительными катушками 4-7 независимо от

ориентации вектора Ф остаточного магнитного потока в изделии 13 относительно измерительных катушек 4-7 имеет место при прохождении изделия 13 через общий центр О измерительных KaTynJeK 4-7.

Пусть центр декартовой системы координат находится в точке О, ось z. совпадает с осью направляющего желоба Г, ось х совпадает с линией пересечения плоскостей расположения первой измерительной катушки 4 и второй измерительной катушки 5,

5 а ось у совпадает с линией пересечения плоскостей расположения третьей измерительной катущки 6 и четвертой измерительной катущки 7. Пусть вектор Ф остаточного магнитного потока в контролируемом

., изделии при его прохождении через точку О имеет произвольную ориентацию

$ xi-fy/+3fe-П)

Определяют, чему в этом случае равны сигналы t/i, /72, на выходах измерительных каналов 8-10. Единичные векторы 5., 2, , нормалей к плоскостям расположены соответственно первой 4, второй 5. третьей 6 и четвертой 7 измерительных катушек записываются в выбранной системе координат следующим образом:

° «,-|(

-

(

-.К - - (-/+); (/+fe);

Проекции Ф I, Ф 2, Фз, Ф 4 вектора Ф на направления нормалей к плоскости располо- жения измерительных обмоток 4-7 равны

ф, {ф .) :|2(.); Ф2(Ф -«2)

W

f-(,.+.);

Фз(Ф )(г-А-:

(1), ((Т) .7Г4) Ч2+л )(3)

Тог.аа, учитывая встречное включение третьей 6 и четвертой 7 измерительных катушек и соотношение между коэффициентами передачи измерительных каналов, получают для сигналов U, (. йУ(г-у); ((г+у); О з

Ш.

(4)

где V - число витков в каждой из измерительных катушек 4 - 7.

Сигналы и, Uy, Ui с выходов измерительных каналов 8-10 поступают на входы вычислительного блока II, который осуществляет их обработку по алгоритму

u,..lu7+u7+Lh-,

(5)

с наперед заданным годности изделий и годности изделий при рующим блоком 12.

Учитывая (4) и (5) тирующего сигнала тельного блока 11:

Такая функциональная обработка сигналов в блоке 1 I может быть осуществлена, например, аналоговым преобразованием сиг- (как в известном устройстве), если сигналы и - УЗ представлены на выходах измерительных каналов 8-10 в виде аналоговых напряжений. В этом случае вычислительный блок должен состоять из трех блоков возведения в квадрат, сумматора и блока извлечения квадратного корня (не показаны). Функциональная обработка по алгоритму (5) в вычислительном блоке 1 1 может быть осуществлена и цифровым преоб- разованием сигналов, если сигналы U - U. представлены на выходах измерительных каналов в цифровой форме.

Результирующий сигнал Uff-. поступает на сортирующий блок 12, сравнивается там

значением порогов является критерием их сортировке сорти, полу ч а ют для резуль- н а выходе в ы числи

L/,,e:, ; д/Л--+У + 1Ф 1 .(6)

Результирующий сигнал проно рциона- лен абсолютной величине вектора Ф оста- 35 точного магнитного потока в контролир емо.1 изделии и не зависит от его орче}1тации

5

0 0

5

0

5

при прохожден П1 измерите. 1ьны оо.моток 4-7. Г о-;тс 1у произво, вращении изделий П1.И движеии, вдо.1Ь нанрав/ к - щего желоба не сказываются на )с,пль- татах их сортировки. Изде, 1ия можно сортировать при произвольног : движении вдо.чь направляющего желоба, в то.м чнс,1е и в с.;|учае их свободного падения.

Формула изобретения

Устройство для сортировки ферро.магнит- ных г.зделий, содержащее узел 1Юдачи изделий с охватывающей в верхней его части катущкой намагничивания и две расположенные в зоне контроля во взаимно пер- пендику,1ярных плоскостях измерительные катушки, первые выводы которы.х связаны через соответствующие измерительные каналы с первым и вторым входа.ми вычислительного б,тока, выходо.м связанного с ис- полнительпы.м механизмом, отличающееся тел:, что, с целью повьппения точности сортировки нуте.ч; исключения влияния вращения сортируемых изделий на, контролируемые параметры, оно имеет две дополнительные измерительные катушки, располо- жен1и 1е во взаи.мно перпендикулярных плоскостях, причем узел подачи издстий выполнен в виде полого вертикального ци, 1инд- ра, охватываемого системой измерительных ка-.лчнек, каждая из которых распо/южена в главной секущей плоскости кх ба, при этом первые выводы дополнительных измерите, ных KaiyujeK объединены, а второй вывод иервий дополнительной Кс ту1пки через соответствующий измер 1тельный капал соединен с третьим входом вычих:л1 тельного блока, при зтом вторые выводы измерительных катушек и второй вывод )ой дополни тельной измерительной каг 1пки .заземлены.

Изобретение относится к разделению или сортировке изделий по величине остаточного магнитного потока после их намагничивания и позволяет повысить точность сортировки путем исключения влияния вращения сортируемых изделий на контролируемые параметры. Устройство содержит вертикальный направляющий желоб, источник намагничивающего тока, подключенную к нему намагничивающую катушку, охватывающую направляющий желоб, первую и вторую измерительные катушки, охватывающие желоб и расположенные так, что плоскости их витков ортогональны друг другу, а центры совпадают, последовательно соединенные вычислительный блок и блок сортировки, первый и второй измерительные каналы, имеющие коэффициент передачи К₁₂ и включенные соответственно между первой и второй измерительными катушками и первым и вторым входами вычислительного блока, третью и четвертую катушку, охватывающие желоб, включенные последовательно-встречно, имеющие общий центр с первой и второй катушками и расположенные так, что плоскости их пересечения ортогональны друг другу, третий измерительный канал с коэффициентом передачи К₃=√2/2 К₁₂, включенный между четвертой катушкой и третьим входом вычислительного блока. Достоверность повышается за счет устранения влияния произвольных вращений движущихся изделий на результат измерения остаточного магнитного потока в них. Производительность повышается за счет реализации возможности сортировки свободно падающих изделий. 3 ил.

Фиг.1

/1 /

Фие.2

О J

Ф

Фие.З