Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обнаружения метгшлическик частиц в потоке технологического про дукта. Известны устройства для обнаружения металлических включений, выполненные по схеме активно-индуктивного моста,, два смежных плеча которого образованы катушками индуктивности, соединенными встречно, а два других - активными сопротивлениями 1. Известен также металлоискатель, содержащий источник переменного напряжения, мост переменного тока и реактивный элемент, например, конденсатор, подключенный параллельно мосту, два плеча которого содержат настроенные в резонанс емкость и индуктивность (2 . Данный металлоискатель является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению, Недостатком известных металлоискателей является низкая помехоустойчивость и чувствительность. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и чувствительности. Указанная цель достигается тем, что в металлоискателе, содержащем источник переменного напряжения, мост переменного тока и реактивный элемент, например, конденсатор, подключенный параллельно мосту, мост переменного тока, образовав двумя последовательными контурами из реактивных элементов, в двух смежных плечах которого включены катушки индуктивности с равными индуктивностями, а в двух противоположных - конденсаторы с равными емкостями, причем конденсатор, подключенный параллельно мосту, вместе с мостом образует параллельный колебательный контур, резонансная частота которого равна резонансным частотам последовательных колебательных контуров. На фиг. 1;изображена электрическая схема металлоискателя; на фиг, 2 круговая диаграмма напряженийt Металлоискатель содержит мост переменного тока, в двух смежных плечах которого вк.пючены катушки 1 к 2 индуктивности с равными индуктивностями, а в двух противоположных - конденсаторы 3 и 4 с равными емкостями. Катушки 1 и 2 индуктивности с конденсаторами 3 и 4 образуют два последовательных кол.ебательных контура. Параллельно мосту подключен конденсатор 5, который вместе с мостом образует параллельный колебательный контур. Вместо конденсатора 5 можно использовать катушку индуктивности. В одну диагональ моста включен источник переменного напряжения 6, а другая диагональ подключена к входу регистрирующего прибора 7, выполненного по схеме автогенератора с задержйнной Обратной связью. Емкости конденсаторов 4 и 5 выбираются одинаковыми из условия равенства резонансных частотf M f , где f.- резонансная частота последовательного контура, образованного катушкой индуктивности 1 и конденсатором 3, а 2 резонансная частота последовательного контура, образованного катушкой 2 индуктивности и конденсатором 4. Емкость конденсатора 5 выбирается из условия |, -f2 ig, / где fg- резонансная частота, параллел ного колебательного контура. Металлоискатель работает следующи образом. В исходном состоянии мост перемен ного тока находится в сбалансированном состоянии. При равенстве резонан сных частот {-(/tj/fa частоте перемен ного напряжения источника 6 и высоко добротности а последовательных резонансных контуров, напряжение на катушках 1 и 2 индуктивности в Q раз больше напряжения источника. В связи с тем,что контуры настрое ны в резонанс с частотой источника переменного напряжения, при прохождении металлической частицы происход изменение полного сопротивления катушек 1 и 2 индуктивности, а также добротности. Изменения параметров катушек 1 и 2 индуктивности преобра зуются в выходной сигнал в виде дву составляющих за счет изменения хара теристик параллельного и последовательных резонансных контуров. Внесе ные металлической частицей потери ухудшают добротность параллельного резонансного контура. В результате уменьшается,: глубина положительной обратной связи автогенератора 7 и амплитуда его колебаний. После прохода металлической частицы из-за инерционности задержанной обратной связи возникает выброс огибающей . напряжения автогенератора 7. При проЬтранственном разделении катушек 1.И 2 индуктивности влияние металлических частиц сказывается на каждую из катушек 1 и 2 индуктивнос в разное время. Это поочередное изменение параметров: катушек индуктивности вызывает разбаланс моста, вследствие чего изменяется амплитуд выходного напряжения автогенератора Увеличение тока в катушках 1 и 2 индуктивности за счет последовательного резонанса приводит к увеличению отношения напряженности поля катушек индуктивности к полю помехи, а сдеовательно, к повышению помехоустойивости. Благодаря резонансу в последовательных контурах падение напряженияи;на катушках 1 и 2 индуктивности в Q раз превышает напряженней источника переменного напряжения. При прохождении металлической частицы ухудшается добротность одного из контуров и меняется индуктивность его катушки 1 или 2. В результате расстройки одного из контуров в диагонали моста появляется напряжение U( . При этом напряжение в основном определяется величиной фазового сдвига между падениями напряжения U; и U-j на катушках индуктивности 1 и 2. При крутой фазовой характеристике резонансных контуров даже незначительное изменение параметров катушек 1,и 2 индуктивности при прохождении металлической частицы приводит к появлению напряжения U значительно большего, чем в устройствах без применения явления резонанса. Результаты экспериментальных исследований показали, что чувстви:Тельность металлоискателя при диаметре катушек индуктивности около 0,5..м достигает 0,8 - 1,5 г. Формула изобретения Металлоискатель, содержащий источник переменного напряжения, мост переменного тока и реактивный элемент, например, конденсатор, подключенный параллельно мосту, отличающийся тем, что,с целью повышения помехоустойчивости и чувствительности, мост переменного тока образован двумя последовательными контурами из реактивных элементов, в двух смежных плечах которого включены катушки индуктивности с равными индуктивностями, а в двух противоположных - KtjHденсаторы с (равными емкостями, причем конденсатор, подключенный параллельно мосту, вместе с мостом образует параллельный колебательный контур, резонансная частота которого равна резонансным частотам последовательных колебательных контуров. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Крйцкий К. А. и Минстер М. Н. Защита дробилок от попадания металлических предметов. М., Госгортехиздат, 1963, с. 28-32. 2,Авторское свидетельство СССР № 74318, кл. G 01 V.3/10, 1947 (прототип).
Авторы
Даты
1980-06-15—Публикация
1975-02-28—Подача