Бесконтактный датчик Советский патент 1981 года по МПК G01V3/10 

1

Иаобрвтение относится к металлообнаружителям и может быть использовано для обнаружения металлической рельсовой подкладки железнодорожного пути.

Известно устройство для обнаружения металлических тел, содержащее генератор с излучающей катушкой, усилитель с прием ной катушкой и индикатор Г ЗНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является метал- .лообиаружитель, содержащий генератор , соецииенный с излучающей катушк(Л датчика опорного напряжения и приемные катушки, включенные последсюательно встречно и соеоиненные с дифференциальным усилителем постоянного тока, балансный фазочувствительный детектор, фазовращатель, включенный между генератором и фазочувствительным детектором ивовкаторов амплитуды и фазы 2.

Недостатком известных устройств ляотся низкие помехозащищенность и стабильность работы.

Цель изобретения - повышение поме хозащищенности, стабильности и упроще ние конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактный датчик, содержащий генератор с излучающей катушкой, последовательно соединенные приемную катушку, усилитель и фазочувствительный детектор, фазовращатель, включенный между генератором и фазочувствительным детектором, дифференциальный усилитель постоянного тока и индикатор, пополнительно введены компаратор, генератор опорного напряжения и конденсаторы , усилитель выполнен с симметричным входом, причем выхоаы фазочувствительного детектора подключены через конденсаторы к входам дифференциального усилителя выхоа которого подключен к одному из входов компаратора, выход генератора опорного напряжения подключен к другому входу компаратора, выход которого : подключен к вхоау индикатора. 384 На чертеже показана функциональная схема бесконтактного датчика. Бесконтактный датчик содержит гене-, рагор I, конденсаторы 2 и 3, дополнительные конценсаторы 4 и 5 , излучающую 6 и приемную 7 катушки, симметричный усилитель 8 , балансный фазочувствительный детектор 9, дифференциальный усилитель Ю постоянного тока, компаратор 11, генератор 12 опорного напряжения, индикатор 13 и фазовращатель 14. Генератор 1 вырабатывает напряжение звуковой частоты для питания излучающей катушки 6, которая приводится в peзонанс конденсатором 2. Приемная катушка, 7, приводимая в резонанс с помощью койденсатора 3, соединена с симметричным усилителем 8, подключенным к балансно- му фазочувствительному детектору 9, выходы которого с помощью конденсатЪров 4 и 5 симметрично подаются на входы дифференциального усилителя 10 постоянного тока, выходомjподключенного к одному из входов компаратора 11. На другой вход компаратора 11 подается опорное напряжение с генератора 12. Выход компаратора 11 подключен к индикатору 13, фазовращатель 14 осуществляет изменение фазы напряжения, подаваемого на балансный фазочувствительный детектор 9 с генератора 1 с целью отстройки датчика от сигналов случайно расположенных на поверхности грунта помехообразующих предметов (костиль, болт, гайка и др.). Устройство работает следующим обраПринцип действия бесконтактного датчика основан на индуктивном методе обнаружения металлического предмета с фазовой селекцией сигналов, В излучающей катушке 6 при пропускании тока звуковой частоты создается первичное магнитное поле той же частоты. При попад1ании первичное магнитное поле металлического предмета в последнем наводятся вихревые токи. Как известно, любой ток создает в окружающей среде магнитное поле и поэтому предмет становится излучателем ма нитного паля. Напряженность вторичного магнитного поля характеризуется амплитудой и фазой . Путем настройки фазы напряженности вторичного магнитного пол на определенные предметы можно разли - чать сигналы- от разных металлических предметов. Вторичное магнитное поле в приемной катушке 7 индуктирует ЭДС, которая подается на вход симметричного усилителя 8. С балансного фазочувстви34тельного детектора 9 сигнал поступает на вхоаы дифференциального усилителя Ю постоянного тока, с выхода которого он подается на один из входов компаратора ll, откуда поступает на индикатор 13. В исходном положении компаратор нахоаится в устойчивом состоянии и на его выходе имеется высокий уровень. Все помехообразующие предметы на выходе дифференциального усилителя Ю постоянного тока выдают сигнал, противоположный сигналу от железнодорожной рельсовой поцкладки и так как на одном из входов компаратора 11 имеется высокий уро- вень, то от сигналов помехообразующих предметов его состояние сохраняется, В случае попадания в зону действия датчика большого металлического предмета (напри мер рельсовая подкладка) компаратор изменяет состояние, что и фиксируется индикатором. Конденсаторы 4 и 5 повыша,юг стабильность устройства, так как через них не передается медленный дрейф напряжения на входы дифференциального усилителя. Формула изобретения Бесконтактный датчик, содержащий ге«ератор с излучающей катушкой, послецо тельно соединенные приемную катушку, усилитель и фазочувствительный детектор. Фазовращатель, включенный между гене- . ратором и фaзoчyвcтвитeльньпv детектором, дифференциальный усилитель постоянного тока и индикатор, отличающийс я тем , что, с целью повышения помехозащищенности, стабильности и упрощения конструкции, в него дополнительно введены компаратор, генератор опорного напряжения и конденсаторы, а усилитель выполнен с симметричными входом, причем выходы фазочувствительного детектора подключены через конденсаторы к входам дифференциального усилителя, выход ко- торого подключен к одному из входов компаратора, выход генератора опорного напряжения подключен к другому входу компаратора, выход KOTOfioro подключен к входу индикатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Ntl47153, Kn.GOlV 3/00. 2.Авторское свидетельство СССР №598010, кл. GplV 3/10, 1976 .(прототип). гЬ/

13

10