Датчик для контроля наличия металла Советский патент 1979 года по МПК G01B7/00 

(54) ДАТЧИК ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАЛИЧИЯ. МЕТ АЛЛА

1

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в автоматических системах управления технологическими .процессами прокатного производства.

Известны датчики для контроля наличия металла, содержащие высокочастотный генератор с самовозбуждением 1 .

Недостатком этих датчиков является значительное влияние на его работу присутствие других металлических предметов в рабочей зоне и восприимчивость датчика к температурному и механическому воздействиям.

-Наиболее близкое к изобретению техническое решение - датчик для контроля наличия металла, содержащий токоподводящую рамку, являющуюся частью колебательного контура, настроенного высокочастотного генератора 2. Выходным сигналом датчика 2 является сдвиг частоты генератора, обусловленный расстройкой колебательного контура находящимся вблизи рамки металлическим предметом. Кроме того, факторами, ограничивающими применение таких датчиков.в системах автоматики металлургического производства, являются высокая (дЬходящая до lOOOC) температура металла, наличие которого контролируется, а также слабая выбростойкость датчика.

Цель изобретения - обеспечение возможности контроля наличия металла, нагретого до температуры порядка 1000°С, увеличение надежности датчика и. уменьшение влияния на его параметры присутствия находящихся вблизи рабочей зоны металлических предметов, не подлежащих контролю.

Поставленная цель достигается тем, что датчик, содержащий высокочастотный генератор с колебательным контуром с распределенными параметрами, снабжен дополнительным контуром с сосредоточенными параметрами, а к колебательному контуру с распределительными параметрами прикреплен дополнительный колебательный контур длиной не менее 0,25Х с массивным 6снованием и короткозамыкающей перемычкой, имеющей возможность перемещения по контуру, где X - длина волны.

Для более эффективного отвода тепла и уменьщения потерь, вызываемых ухудщеннем состояния поверхности проводников под дей - л ctBHCM температурйув 1сачёстве проводников основной линии применены трубы из нержавеющей стали, а в качестве проводников опорной линий - сплошные .стержни из того же материала.. На чертеже схематична показан предлагаемы датчик., Датчик содержит двзосконтурный генератор С самовозбуждением, собранный на JiaMnoBOM или полупроводниковом триоде. Один колебательный контур состоит из элементов с сосредоточенными-параметрами и„помещен вместе с активным элементом генератора в корпусе. 1. Вторым колебательным контуром генератора л /явдяется двухпроводная короткозамкнутая . линия 2 длиной 0,75Х. К линии 2 жестко прикреплена опора 3 .в виде такой же линий длиной, большей 0,25Х,ямёю1ща;Я коройсбШлыкающую. перемычку 4-для настройки датчика,. и массивное основанне 5 для отвода Teiiha, поступаю цего.в лишоо 2 от контролируемого металла б. Опора 3 прикреплена к лишш 2 на расстояЛш 0,25Х от короткозамкнутого конца, что позволяет применить простой способ наст. ройки датчика с помощью одной только допол йительнойлинии - опоры. Датчик работает следующим образом. При отсутствии контролируемого металла 6 генератор работает в режиме автоколебаний с длиной волны X, приблизительно равной рассто янию от корпуса 1 до контролируемого металла 6. Выбор такой длины волны генератора позволяет уменьишть влияние присутствия металлических предметов, не подлежащих контро лю, вблизи рабочей зоны датчика. В момент нахткдения металла б над четвертьш шовьш концом линии 2 происходит срьт генерации, так как вход1{ое сопротивление линии 2 при Определенном расстоянии от контролируемого металла до линии стремится к входному сопрОтиЕшению короткозамкнутой лйнш длиной 0,5Х, т.е. к нулю. Срыв генерации фиксируется по току, потребляемому активным элементом датчика. Датчик наиболее чувствителен к металлу, находя. щемуся в рабочей зоне контроля, т.е. В пространстве, расположенном выще и ниже четверть волнового отрезка линии 2, отмеряемого от ее кОроткозамкнугЬго ксжца. Расстояние от 04 контролируемого металла до четвертьволнового отрезка должно быть меньше расстояния между проводниками линии. При расстоянии от контролируемого металла до четвертьволнового.отрезка, большем расстояния между проводниками линии, чувствительность датчика резко падает, так как в этом случае волновое сопротивление четвертьволнового отрезкс1 Почти не изменяется по сравнению со случаем отсутствия в рабочей зоне датчика металла. Входное сопротивление линии в сечении, подключенное к активному элементу генератора. Остаётся:эквивалентным резонансному сопротивлению параллельного колебательного контура, и срьша генерации не происходит.. . .-;. ;; Ф О р м у Л а и 3 о б р е Т е н и 1. Датчик для контроля наличия металла, содержащий высокочастотный генератор с колебательным КойтурОм Ьраепределенньтш параметрами, отличающийся тем, что, с целью обеспечения во:змОжности контроля нэ:личия металла, нагретого, до температуры порядка 1000°С, увеличения надежности и помехоустойчивости датчика, он снабжен дополннтельным koHTypOM с сосредоточенными параметрами, а к колебательному контуру с распределенными параметрами прикреплен дополнительный колебательный контур длиной не менее 0,25Х смассивным основанием и короткозамыкающей перемычкой, имеющей возможность перемещения по контуру, где X - длина волны. . 2. Датчик по п. 1, от л и ч а ю щ и и с я тем, что проводники колебательного контура с распределенными параметрами выполнены из труб, а проводники дополнительного контура с распределенными параметрами выполнены Из сплошньЬс стержней. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Вишневский Э. В., Забиякин В. Т. Датчики в схемах автоматизации технологических процессов обогатительных фабрик. М., 1961, С.-88. - . : - . - ..: : . - : : .2.Авторское свидетельство.СССР N 132873, кл. G 07 С 5/10, 1960.

W