Конвейерный металлоискатель Советский патент 1991 года по МПК G01V3/11 

Изобретение относится ч технике ружения металлов в потоках материалов и может быть использовано в горнообогатительной промышленности на производствах-, использующих конвейерный транспорт.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

На фиг. 1 изображено пространственное расположение обмоток катушек но конвейере; на фиг. 2 - электрическая схема соединения блоков металлоискателя по п 1 формулы изобретения; на фиг 3 - то же, по п. 2 формулы изобретения; на фиг. 4 - полезный сигнал и его магнитная и квадратурная составляющие.

Конвейерный металлоискатель (фиг 1) содержит излучающие обмотки 1 и 2, которые намотаны виток к витку соответственно с приемными обмотками 3 и 4 Обмотки 1 -4 размещены на общем каркасе 5, выполненном Р виде двух каркасов жестко соединенных между собой, охвэп -гюших конвейерную ленту б с находящимся на ней рудным материалов 7 и искомым металлическим предметом 8 Направление движения конвейерной ленты показано стрелкой 9 Общий каркас 5 размещается между роликоопорами 10, установленными на основании 11 конвейера

Излучающие обмотки 1 и 2 (фиг. 2) соединены последовательно-согласно и подключены к генератору 12. Приемные обмотки 3 и 4 соединены последовательно- встречно Это - зондовое устройство метал- лоискателя. Электронная схема металлоискателя содержит (фиг. 2 и 3) усилители 13 и 14 фазочувствительный детектор 15 (синхронный детектор), фазометр 16 и исполнительный механизм 17. Кроме того, конвейерный металлоискатель содержит конденсатор 18, сумматор 19, аналоговый

О

го

00 О

со ел

ключ 20, фильтр 21 низких частот, фазовращатель 22, измерительный выпрямитель 23 (фиг. 2), а также дополнительный сумматор 24, сглаживающий фильтр 25, дополнительный аналоговый ключ 26, дополнительный фильтр 27 низких частот и дополнительный фазовращатель 28 (фиг, 3).

Конвейерный металлоискатель работает следующим образом.

В качестве основного информативного CHI нала в устройстве используется фазовый угол между действующей на входе усилителя 13 ЭДС и опорной ЭДС п общей точке приемных обмоток 3 и 4.

Генератор 12 создает в обмотках 1 и 2 ток некоторой частоты В реальных условиях передающий ин г/г нас групп а степ па чл- оготу генорагорл 1. На обмотках 3 и 4 наводятся ЭДС однако обмотки 3 и 4 включены последовательно-встречно, в результате чет на входе усилителя 13 имеется нулевой сигнал Если на конвоиере имеется пуда даже и со значительной магнитной восприимчивое мо, ю все раьно последовательно-встречное включение обмоток 3 и 4 обеспечивает взаимную компенсацию ЭДС, следовательно не входе усилителя 13 все равно имеется нулевой сигнал

Если чепгм обмотки I и 3 проходит проводящее металлическое тело, то на входе усилителя 13 (фиг. 2) появляется ЭДС причем эта ЭДС имеет по сравнению с ЭДС на входе усилителя 14 иную фазу, Разность фаз фиксируется фазометром 16. и, если разность фаз составляет 135-145°, на выходе фазометра 16 формируется сигнал, поступающий на вход исполнительного механизма 17. Напряжение с Ыхода усилителя 13 поступает на детектор 15, выпрямляется и через соответствующие элементы схемы поступает на исполнительный механизм 17. При наличии сигналов на обоих входах исполнительный механизм сраба1ывает и останавливает конвейер (для того, чтобы извлечь из руды металлический предмет)

Остальные элементы в схеме на фиг 2 служат для того, чтобы привести сдвиг фаз между сигналами, поступающими на фазометр, к значению, близкому к 90° что существенно повышает надежность обнаружения металла. Выполняется это следующим образом. Сигнал а (фиг 4) с выхода усилителя 13 через сумматор 19 подается на детектор 15, на вход управления которого поступает сигнал с выхода усилителя 14. На выходе детектора 15 формируется аналоговый сигнал, содержащий информацию только об активной составляющей (сигнал б. фиг. 4) Значение напряжения этого аналогового сигнала пропорционально амплитуде сигнала б (фиг. 4). Этот аналоговый сигнал преобразуется в прямоугольные импульсы с помощью аналогового ключа 20, а затем с помощью фильтра низких частот эти прямоугольные импульсы снова преобразуются в синусоидальный сигнал, фаза которого устанавливается фазовращателем 22 сдвинутой на 180° относительно сигнала б (фиг. 4). Следовательно, сумматор 19 из сигнала

0 а вычитает сигнал б, в результате на его выходе выделяется только квадратурная составляющая сигнала (сигналов). ЭДС на обмотке 4, где металла нет, находится в фазе с составляющей (сигнал б), поэтому сдвиг

5 фаз сигналов, поступающих на фазометр 16, равен именно 90°. Сигнал с выхода сумматора 19 поступает на измерительный выпрямитель 23, выпрямляется и поступает на исполнительный механизм 17, который при

0 наличии сигналов на обоих своих входах отключает конвейер.

Дальнейшее усложнение схемы (фиг. 3) сделано для того, чтобы из сигнала а исключить паразитную квадратурную составляю5 щую. возникающую из-за возникновения токов Фуко в витках обмоток, в находящихся вблизи обмоток металлических конструкциях, а также из-за временной деформации каркаса с обмотками. Сигнал в, содержащий

О только квадратурную составляющую (полезную и паразитную), поступает на сумматор 24, выпрямляется измерительным выпрямителем 23 и через сглаживающий фильтр 25 проходит на аналоговый ключ 26 и превра5 щаегг я в прямоугольные импульсы, которые затем снова с помощью фильтра 27 низких частог превращаются в синусоидальный сигнал. С помощью фазовращателя 28 фаза этого сигнала устанавливается в противофа0 зе с сигналом в. Следовательно, сумматор 24 вычитает из сигнала ft сигнал на выходе фильтра 27 Когда на конвейерной ленте металла нет, схема на фиг. 3 на выходе сумматора 24 отрабатывает практически нулевой

5 сигнал и. следовательно, компенсирует перекосы каркаса и другие источники паразитной квадратурной составляющей.

Если же по конвейеру проходит металлический предмет, то возникающий вслед0 ствие этого на выходе сумматора 24 кратковременный импульс практически не проходит через сглаживающий фильтр 25 и, следовательно, не влияет на работу этой цепи обратной связи. Таким образом, по5 лезный сигнал очищается от паразитной квадратурной составляющей.

Формула изобретения 1. Конвейерный металлоискатель, содержащий две охватывающие конвейерную ленту излучающие обмотки, помещенные на

каркасах, соединенные последовательно- согласно и подключенные к генератору, первый и второй усилители фазометр, фа- зочувствительный детектор, первую и вторую приемные обмотки и исполнительный механизм, первая и вторая приемные обмотки помещены на каркасах излучающих обмоток и намотаны совместно с ними виток к витку, а каркасы излучающих обмоток жестко соединены между собой, начало пер- вой приемной обмотки подключено к входу первого усилителя, а ее конец соединен с началом второй приемной обмотки, образуя общую точку, и подключен к входу второго усилителя, выход которого соединен с вто- рыми входами фазочувствительного детектора и фазометра, выход последнего соединен с первым входом исполнительного механизма, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчиво- сти, дополнительно содержит сумматор аналоговый ключ, фильтр низких частот фазовращатель и измерительный выпрямитель, выход первого усилителя подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен с первым входом фазочувствительного детектора, вторым входом фазометра и входом измерительного выпрямителя, выход которого подключен к второму входу исполнительного механизма, выход фазочувствительного детектора соединен с входом аналогового ключа, выход последнего через фильтр низких частот подключен к второму входу сумматора, выход второго усилителя подключен к входу фазовращателя, выход которого подключен к входу управления аналогового ключа.

2. Металлоискатель по п. отличающийся тем, что дополнительно содержит второй сумматор, второй фазовращатель и последовательно соединенные сглаживающий фильтр, второй аналоговый ключ и второй фильтр низких частот, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход - с первым входом фазометра, измерительный выпрямитель подключен к выходу второго сумматора и соединен с входом сглаживающего фильтра, при этом выход второго усилителя через второй фазовращатель подключен к входу управления второго аналогового ключа.

Изобретение относится к технике обнаружения металлов в потоках сыпучих материалов, и может быть использовано а горнообогатительной промышленности на производствах, использующих конвейерный транспорт. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Металлоискатель содержит сумматор, аналоговый ключ, фильтр низких частот, фазовращатель и измерительный выпрямитель, с помощью которых подавляется синфазная составляющая сигнала, пропорциональная магнитной восприимчивости металла и руды. Благодаря этому сдвиг фаз между напряжениями на выходах усилителей становится не зависимым от массы металла и сигнал на выходе измерителя фазы формируется при сдвиге фазы 90° следовательно, магнитная восп- pt имчивость металла и руды не влимет на работу металлоискателя, чтп повышает а- дежность обнаружения металлических объектов 1 з п ф-лы, 4 ил Ё

/77.

и г

У///////////////////////////

Фиг 1

Фиг.З

U

(

Ъ

V

Фиг.4