Металлоискатель Советский патент 1981 года по МПК G01V3/10 

Изобретение относится к контроль- но-измерительным устройствам и может быть использовано для селективного обнаружения металлических предметов и частиц в потоках сырья горнодобывающей, лесоперерабатывающей и други отраслях проквашленности, а также в качестве чувствительного элемента в сепараторах и классификаторах обогатительных фабрик. Известен метаплоискатель, содержащий генератор, однокатушечный индукционный датчик, измеритель и регистратор СЦ . Металлоискатели такого типа сраба тывают при любом изменений выходного напряжения измерителя вне зависимости от того, чем вызвано это изменение - прохождением обнаруживаемого объекта через зону контроля или воздействием помех, и как следствие не облгщают избирательной чувствительностью и достаточной помехозащищенностью. Увеличение помехозащищенности достигается в металлоискателях с многокатушечными индукционными датчи ками и ограничителями уровня помех в измерительном тракте. Наиболее близким техническим решением к изобретению является металлоискатель, содержащий последовательно соединенные генератор, индукционный датчик, усилитель, синхронный детектор, опорный вход которого подключен к генератору, пороговое устройство и регистратор Сз. Увеличение п 1ехозащищеиности в таком устройстве обеспечивается при выборе порога ограничения в пороговом устройстве вьшю уровня сигнгшов от основной массы помех; а также сужением зоны контроля при использовании дифференциального индукционного датчика. Повышения чувствительности в данном устройстве не достигается. Цель изобретения - повышение чувствительности и помехозащищенности мет аллоис кателя. Поставлеингл цель достигается тем, что в металлоискатель,содержгшшй генератор, индукционный датчик, усилитель, подключенный к датчику, пороговое устройство и регистратор, подключенный к пороговому устройству, дополнительно введены блок избирательной чувствительности с синхронизатором н формирователь импульсов, причем ,вход формирователя импульсов подключей к выходу генератора, его выход подключен к выходгш усилителя и сннхронизатора блока избирательной чувствительности, вход блока избирательной чувствительности подключен к выходу усилителя, а выхЪд - к входу порогового устройства, а также тем,что блок избирательной чувствительности с синхронизатором содержит не менее трех линейных пропускателей и решаюдее устройство, причем выходы синхронизатора подключены к управляющим входам соответствующих линейных про-, пускателей, входы KOTOpkx подключены к выходу усилителя, а выходы соединены с соответствующими входами решающего устройства, выход которого подключен к входу порогового устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема металлоискателя; на фиг. 2 - . зависимости избирательной чувствительности от числа линейных пропускателей.

Металлоискатель содержит соединенные последовательно генератор 1,формирователь 2, индукционный датчик 3, усилитель 4. Выход усилителя 4 соединен со входами линейных пропускателей 5, входящих в состав блока 6 избирательной чувствительности. Выходы линейных пропускателей 5 подключены также к соответствующим входам решающего устройства 7 блока 6 избирательной чувствительности. Управляющие входы линейных пропускателей 5 соединены с соответствующими выходами синхронизатора 8 блока избирательной чувствительности, подключенного к выходу формирователя 2. Выход решающего устройства 7 соединен со входом порогового устройства 9, последовательно соединенного с регистратором 10.

Метсшлоискатель работает следующим образом.

Напряжение генератора 1 преобразуется в импульсы прямоугольной формы с паузами формирователем 2 и возбуждает индукционный датчик 3. Вторичные сигналы с приемной катушки датчика 3 в паузах между импульсами возбуждения усиливаются усилителем 4 и поступают на входы управляемых линейных пропускателей 5, входящих в блок 6 избирательной чувствительности. Во время паузы между импульсами возбуждения на управляющие входы линейных пропускателей 5 последовательно подаются стробирующие импульсы с выходом синхронизатора 8 таким образом, что временной сдвиг между импульсами на соседних выходах синхронизатора 8 составляет величину t. На управлякдций вход первого линейного пропускателя 5 стробируювдий импульс подается с первого выхода синхронизатора 8 через время t после окончания импульса возб ждения, снимаемого на вход синхронизатора с формирователя 2. Последовательность значений амплитуд переходного процесса с выходом линейных пропускателей 5 поступает на соответствующие входы решгшщего устройства 7. Сигналы на входах решающего устройства умножаютс ся на постоянные коэффициенты С,. и алгебраически суммируются. Выходное напряжение решающего устройства 7 сравнивается со значением порога, установленного в пороговом устройстQ ве 9. В случае увеличения напряжени-. ем величины порога включается регистратор 10. Введение дополнительных |Элементов позволяет повысить избирательную чувствительность и помехозащищенность металлоискателя. Выбор5 временного интервала tj, определяется из следующего выражения;

,

где Сь/э индукционный параметр объекта, равный

0 о.э(

где f - удельная электропроводность

металла объекта}

f4 - магнитная проницаемость металла объекта}

L - квадрат характерного размера обнаруживаемого объекта.. Постоянные козффициенты С находятся из выражения

V-C-if.), .

где К - порядковый номер стробимпульса;

п - число используемых стробимпульсов.

Реализация металлоискателя по приведенной схеме с заданной величи ° индукционного параметра dig приводит к следующей зависимости выходного напряжения решающего устройства от индукционного параметра:

(э))

Указанная зависимость обладает ярко выраженным экстремумом при значениях индукционного параметра равного o g -l/to , и выходное напряжение

0 решающего устройства достигает в этом случае максимешьного значения. Нормированные графики выходного напряжения решающего устройства при различном числе используемых стробим5 пульсов приведены на фиг. 2.Увеличение избирательной чувствительности при п 4 достигает трех раз, при п 6 - около 5 раз.

Повышение избирательной чувствиО тёльности значительно улучшает технологические параметры метешлоискателя, обеспечивает надежную защиту от помех и позволяет увеличить регшьную чувствительность устройства в условиях производства.

Формула изобретения

1. Металлсжскатель, содержаиций генератор, индукционный датчик, усилитель, подключенный к датчику, пороговое устройство и регистратор, подключенный к пороговсхму устройству,о тличаюцийся

тем, что, с

целью повышения чувствительности и помехозащищенности, в иего дополнительно введены блок избирательной . чувствительности с синхронизатсфом и фор «рователь импульсов, причем вход ф фмироватёля импульсов подключен к выходу генератора, его выход подключен к входам усилителя и синхронизатора блока избирательной чувствительности , вход блока избирательной чувствительности подключен к выходу уси лителя, а выход - к входу порогового устройства.

2. Метгшлоискатель по п. 1, отличающийся тем, что блок избирательной чувствительности с синхронизатором содержит не менее трех линейных пропускателей и решаю- щее устройство, причем выходы синхронизатора подключены к управляющим входам соответствупцнх линейных пропускателей, входы которых подключены к выходу усилителя, а выходы соединены с соответствующими входами решающего устройства, выход которого пощключен к входу порогового устройства.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1.Кошарский Б.Д, и др. Автоматизация обогатительных фабрик. М., Недра, 1966, с. 101.

2.Там же,е.101-102 (прототип).