Электромагнитный металлоискатель Советский патент 1977 года по МПК G01V3/10 

Изобретение относится к контрольно-и. мерительной технике и может быть использовано для обнаружения электропроводящих тел в непроводящих и спабоироводящих средах.5

Известны электромагнитные металлоискат тели, используемые для обнаружения электропроводящих объектов l

Из известных электромагнитных металлоискателей наиболее близким по технической 0 сущности является прибор МТКИ 2 ,

Указанное устройство содержит генератор синусоидального напряжения, индукционный преобразователь с геометрическойКомпенсацией трансформаторной ЭДС, усилители, де- 15 модулятор, регистрирующее устройство.

Недостатком известного устройства является низкая помехозащищенность, обусловленная влиянием небольших близкорасположенных металлических предметов, неоднород-20 ностей грунтов и покрытий. Это обусловлено тем, что близкорасположенные к индукционному преобразователю небольшие металличеокие предметы, не подлежащие обнаружению, а также неодинаковость электрофизических 25

параметров поверхностного слоя (влажный, сухой грунт, наличие переходов земля-пЪсок, земля-вода и т.д., наличие травы, снега ) приводят к срабатыванию металлоискателя н, следовательно, к ложному обнаружен1цо искомого объекта.

Целью изобретения являе1х:я повышение помехоустойчивости металлоискателя за счет подавления влияння небольших близкорасположенных к индукционному преобразователю металлических предметов, а подавления влияния неоднородностей грунтов и покрытий,

Это достигается тем, что в индукционный преобразователь металлоискателя введена вспомогательная генераторная обмотка, раоположенная коаксиально с основой генератЕ ной обмоткой и диаметры обмоток связаны соотношением; где

DI, Dji - диаметры соответственно вспомогательной и основной генераторных обмоток;

h - расстояние от центра вспомогательной обмотки до исследуемой поверхности;

- расстояние от центра ос нов во генераторной обмотки до искомого объекта, причем выход генератора синусоидального напр жения соединен со входами дву j ключей, выход первого ключа соединен с основной: генераторной обмоткой индукционного преобразователя.выход второгг ключа соединен со вспомогательной генер торной обмоткой, а измерительная обмотка Q индукционного преобразователя через усилитель соединена со входами третьего и чёт вертого ключей, выход третьего ключа соединен через демодулятор сигнала основной . генераторной обмотки с одним входом регист б рирующего устройства, выход четвертого ключа через блок обработки сигнала вспомогатель ной генераторной обмотки соединен с другим входом регистрирующего устройства, управляющие входы первого и третьего Ю .чей соединены с одним выходом генератора тактовых импульсов, а управляющие входы второго и четвертого ключей соединены с другим выходом генератора тактовых импульсов,25

На чертеже изображена структурная схема электромагнитного металлоискателя. Предлагаемый электромшнитный металлоискатель содержит генератор синусоидальных колебаний 1, ключи 2, 3, 4, 5,индукционный пре- 30 образователь 6 .с основной 7 генераторной обмоткой, вспомогательной 8 генераторной обмоткой и измерительной обмоткой 9, усилитель 10, демодулятор 11 сигнала основной генераторной обмотки, блок 12 обработ- 35 ки сигнала вспомогательной генераторной обмотки, регистрирующее устройство 13 и генератор тактовых импульсов 14. Металл оискатель работает следующим образом.О

Сигнал с генератора синусоидального напряжения 1 через ключи 2, 3,. работающие в противофазе, поступает на основную 7 и вспомогательную 8 генераторные обмотки ивдукционного преобразователя 6. Основная 5 7 и вспомогательная 8 генераюрные обмотки ,расположены коаксиально в одной плоскости, причем диаметр вспомогательной генераторной обмотки 8 выбирается из уеловия: -Й,

где . DJ , Dj - диаметры соответственно вспомогательной и основной генераторных обмоток; 1 - расстояние от центра всаомо-

гатепьной генераторнойобмот ки до поверхности ( щрунт, вода и г.ц.;);

- ожидаемое расстояние от цент ра основной генераторной обмотки до искомого объекта.

С помощью ортогонального расположения измерительной обмотки относительна генераторных обмоток 7, 8 осуществляется еометрическая компенсация трансформаторной ЭДС первичного электромагнитного поя. Измеряемое напряжение с индукционного преобразователя 6 через усилитель 10 посту, пает на входы ключей 4, 5. Ключи 2, 4 и 3, 5 работают синхронно, причем, когда ключи 2 и 4 открыты, ключи 3 и 5 закрыты и наоборот. Таким образом, с помощью генератора тактовых импульсов 14, вырабатывающего управляющее напряжение типа МЕАНДР, и ключей 2,3,4,5 осуществляет СИ временное разделение сигналов от оснс вной генераторной обмотки 7 и вспомогательной генераторной обмотки 8. Сигнал основной генераторной обмотки 7 с выхода ключа 4 через демодулятор 11 поступает на один из входов регистрирующего устройства 13. Сигнал вспомогательной генераторной обмотки 8 с выхода ключа 5 поступает в блок 12 обработки сигнала. вспомогательной измерительной обмотки демодулируется и усиливается в блоке 12 обработки сигнала

С помощью изменения величины коэфф№циента усиления в блоке 12 регулируется степень отстройки металлоискателя от влияния блнзкораспсложенных к индукционному преобразователю 6 металлических предметов, а также неоднородпостей грунтов и пркры- тий. Сигнал вспомогательной генераторной обмотки с выхода блока обработки сигнала 12 поступает на другой вход регистрирук щего устройства 13. В регистрирующем уст ройстве 13 сигналы генераторных обмоток 7, 8 алгебраически вычитаются. Вследствие этого в регистрируемом сигнале содер-ч жится информация только о металлических предметах, расположенных вне зоны действия вспомогательной измерительной обмотки. Введение новых элементов: дополнительной генераторной обмотки в индукционный преобразователь, а также генератора тактовых импульсов, ключей, блока обработки сигнала, регис-ррирующего устройства, соединенных указанным способом, выгодно отличает предлагаемое устройство от известных.

Предлагаемый электромаа нитный металл оискатель обладает, достаточно высокой помехоустойчивостью по сравнению с извест ными типами металл оискателей за счет подавления влияния небольщих, близкорасположенных к индукционному преобразователю, металлических предметов; на;-ожностью обнаружения металлических предметов в сложных условиях эксплуатации (неодЕюродности грун тов, покрытий, и т.д.); .прост по устройству и конструктивно реализуется в переносном варианте с питанием от батарей.