Металлоискатель Советский патент 1992 года по МПК G01V3/11 

Изобретение относится к технике обнаружения металлических предметов, например трубопроводов,кабелей.

Цель изобретения - повышение надежности выявления объектов и повышение производительности поисковых работ.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - пространственная схема расположения блока приемопередающих антенн (ППА).

Металлоискатель содержит блок, приемопередающих антенн (ППА) 1, состоящий из первой 2, второй 3 и третьей 4 возбуждающих рамок и четырехшриемных рамок 5-8, генератор 9. первый 10 и второй 11 приемники, каждый из которых состоит из блока 12.1, (12.2) симметрирования.первого блока 13.1

(13.2) электрической компенсации, первого избирательного усилителя 14.1 (14.2), первого блока 15.1 (15.2) обработки сигналов, второго блока 16.1 (16.2) электрической компенсации, второго избирательного усилителя 17.1 (17.2) и второго блока 18.1 (18.2) обработки сигналов, Металлоискатель также содержит блок 19 сигнализации, схему ИЛИ 20 и электронный коммутатор 21, содержащий последовательно соединенные генератор 22 сигналов, счетчик 23 по модулю три, дешифратор 24 на три выхода и семь аналоговых ключей 25-31.

Первая 5 и вторая 6 приемные рамки, третья 7 и четвертая 8 приемные рамки расположены горизонтально соосно и симметрично относительно возбуждающей рамки 2

О

4Ъь О

ч|

и жестко соединены с ней с помощью штанг 32 и 33, при этом возбуждающая рамка 2 расположена в плоскости, проходящей через вертикальные оси приемных рамок 5 - 8, на расстоянии Li от каждой пары приемных .-рамок 5 и 6, 7 и 8.

Вторая возбуждающая рамка 3 расположена симметрично относительно первой пары приемных рамок 5 и 6 на расстоянии в плоскости, проходящей через вертикальную ось этих рамок, и жестко соединена с ними с помощью штанги 34, при этом горизонтальные оси первой 2 и второй 3 возбуждающих рамок составляют между собой угол 60- 120°.

Третья возбуждающая рамка 4 расположена симметрично относительно второй пары приемных рамок 7 и 8 на расстоянии в плоскости, проходящей через вертикальную ось этих рамок, и жестко соединена с ними с помощью штанги 35, при этом горизонтальные оси первой 2 и третьей 4 возбуждающих рамок составляет между собой угол 60-120°.

Металлоискатель работает следующим образом.

Электронный коммутатор 21 периодически подключает к генератору 9 возбуждающие рамки 2 - 4 таким образом, что в любой момент времени к генератору 9 подключена только одна из возбуждающих рамок. В исследуемой области создается переменное электромагнитное поле определенной частоты, которое изменяет свою направленность в зависимости от того, какая из возбуждающих рамок 2-4 подключена к генератору 9.

Периодичность коммутации определяется частотой генератора 22 сигналов, которая может быть, например, 0,01f, где f - рабочая частота генератора 9.

Одновременно с подключением возбуждающей рамки 2 к генератору 9 коммутатор 21 подключает выходы блоков 13,1 и 13.2 компенсации к избирательным усилителям 14.1 и 14.2 в обоих приемниках 10 и 11, выходы блоков 16.1 и 16.2 компенсации отключены от избирательных усилителей 17.1 и 17.2, тем самым в этот момент времени в каждом из приемников 10,11 работает только первый канал приема, образованный блоком компенсации 13.1 (13.2), избирательным усилителем 14.1 (14.2) и блоком 15.1 (15.2) обработки сигналов.

При подключении возбуждающей рамки 3 к генератору 9 коммутатор 21 подключает выход блока 16.1 компенсации к избирательному усилителю 17,1 в первом приемнике 10, тем самым в этот момент времени работает только второй канал приема в первом приемнике 10, образованный блоком 16.1 компенсации, избирательным усилителем 17.1 и блоком 18.1 обработки сигналов.

При подключении возбуждающей рамки 4 к генератору 9 коммутатор 21 подключает выход блока 16.2 компенсации к избирательному усилителю 17.2 во втором приемнике 11, тем самым в этот момент

0 времени работает только второй канал приема во втором приемнике 10, образованный блоком 16.2 компенсации, избирательным усилителем 17.2 и блоком 18.2 обработки сигналов.

5 Металлоискатель построен таким образом, что при отсутствии металлических объектов в зоне поиска на входе избирательных усилителей 14.1 (14.2), 17.1 (17.2) обоих приемников 10, 11 сигнал рабочей частоты

0 близок к нулю. Это обусловлено геометрической и электрической компенсацией первичного электромагнитного поля.

При наличии металлических объектов в зоне поиска первичное электромагнитное

5 поле, создаваемое одной из возбуждающих рамок 2 - 4, индуцирует в объекте ток, который в свою очередь создает вторичное электромагнитное поле. Это поле индуцирует в приемных рамках 5, 6 или 7, 8 ЭДС.

0 пропорциональную расстоянию от каждой рамки до металлического объекта, а так как это расстояние разное, то и ЭДС, наведенная в рамках 5. 6(7, 8) будет разная, поэтому на входе избирательных усилителей появит5 ся сигнал, пропорциональный разности этих ЭДС. Этот сигнал усиливается избирательными усилителями 14.1 (14.2), 17.1 (17.2) и поступает в соответствующий блок 1-5.1 (15.2), 18.1 (18.2) обработки, который

0 формирует сигнал обнаружения. Сигнал обнаружения через схему ИЛИ поступает в блок 19 сигнализации, который формирует световой и звуковой сигнал обнаружения. В зависимости от конкретного назначе5 ния металлоискатбля угол между горизонтальными осями первой и второй возбуждающих рамок, а также первой и третьей возбуждающих рамок может быть различным, но любой угол из выбранного

0 интервала 60 - 120° обеспечивает высокую надежность выявления коммуникаций, так как угол между коммуникацией и одной из возбуждающих рамок всегда будет меньше 60е, что обеспечивает достаточный уровень

5 наводимого сигнала в коммуникации. Формул а изобретения Металлоискатель, содержащий блок приемопередающих антенн (ППА), включающий жестко соединенные между собой возбуждающую рамку и две пары идентичных горизонтальных соосных приемных рамок, расположенных симметрично по отношению к возбуждающей рамке, ,а возбуждающая рамка расположена в плоскости, проходящей через оси приемных ра- мок, генератор, первый и второй приемник сигналов, каждый из которых включает блок симметрирования, соединенный с первым блоком компенсации, опорный вход которо- fo соединен с генератором., первый избиратель- ыый усилитель, соединенный с первым блоком Обработки сигналов, причем сигнальные дифференциальные входы первого и второго приемников, которые являются входами блоков симметрирования, соединены с. при- емными рамками соответственно первой и второй пар, а выходы блоков обработки сигналов через схему ИЛИ соединены с блоком сигнализации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности выявления объектов и производительности поисковых, работ, он содержит вторую и третью воз|буж- , дающие рамки, причем вторая возбуждающая рамка жестко соединена с блоком ППА и установлена симметрично по отношению к приемным рамкам первой пары, причем витки второй возбуждающей рамки лежат в плоскости, проходящей через вертикаль- ную ось приемных рамок первой пары, а горизонтальные оси первой и второй воз- буждающих рамок составляют между собой угол 60 -г 120°, третья возбуждающая рамка установлена аналогично второй по отношению к второй паре приемных катушек, а в

каждый из приемников металлоискателя введены подключенный к блоку симметрирования второй блок электрической компенсации, опорный вход которого подключен к генератору, второй избирательный усилитель, соединенный с вторым блоком обработки сигналов, причем выходы вторых блоков обработки сигналов соединены с блоком сигнализации через схему ИЛИ, кроме того, в металлоискатель введен электронный коммутатор, содержащий последовательно соединенные генератор сигналов, счетчик по.модулю три, дешифратор на три выхода и семь аналоговых ключей, при этом первый, второй и третий ключи соединены с первым выходом дешифратора, четвертый и-пятый ключи соединены с вторым выходом дешифратора, шестой и седьмой ключи соединены с третьим выходом дешифратора, причем через первый и второй ключи подключены первые избира- тельные усилители к первым блокам компенсации в обоих приемниках, через третий ключ подключена первая возбуждающая рамка к генератору, через четвертый ключ подключен второй избирательный усили- тель к второму блоку компенсации в первом приемнике, через пятый ключ подключена вторая возбуждающая рамка к генератору, через шестой ключ подключен второй избирательный усилитель к второму блоку компенсации во втором приемнике, а через седьмой ключ подключена третья возбуждающая рамка к генератору.

. JL 1

n:L--T3-Ficr Ј ы А « g J

I . k|

/«.2

SZ

Изобретение относится к технике обнаружения скрытых металлсодержащих объектов трубопроводов, кабелей электромагнитными методами. Цель изобретения - повышение надежности выявления объектов и производительности поисковых работ, Металлоискатель. содержит блок приемных антенн, три возбуждающие рамки и две пары приемных рамок, генератор, два приемника сигналов, состоящих из блока симметрирования и двух каналов приема, блок электрической компенсации, избирательный усилитель и блок обработки сигналов. Выходы приемников подключены к блоку сигнализации через схему ИЛИ, при этом последовательное подключение возбуждающих рамок к генератору и избирательных усилителей к блоку электрической компенсации в каждом приемнике осуществляет коммутация. При таком конструктивном выполнении ось чувствительности поочередно меняет направление, а зона наибольшей чувствительности меняет расположение в зависимости от периода коммутации. 2 ил. сл С

Ж /5

0t/e.7

г.

Фиг,2