Датчик наличия металла Советский патент 1981 года по МПК G01D9/04 

(54) ДАТЧИК НАЛИЧИЯ М1ТАЛЛЛ

I

Изобретение относится к автоматике и изме-, рительной тех1шке и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процессами для определения наличия металла в заданной точке пространства или определения взаимного положения металлических тел.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик наличия металла, имеющий генератор высокочастотных колебаний, выполненный на транзисторе, чувствительный элемент, представляющий собой катушку колебательного контура с разомкнутым маг1ттопроводом, змиттерный повторитель, вьпюлненный на транзисторе и служащий для уменьщення влияния последующих частей схемь на работу генератора, схема выпрямления, пороговое устройство Подключение эмиттерного повторителя к генератору осуществляется с помощью обмотки связи 1.

При отсутствии металла в зоне действия чувствительного элемента высокочастотные колебания через эмиттерный повторитель и схему выпрямления воздействуют на пороговое устройство и удерживают .его в первом устойчивом состоянии.

При внесении металла в зоне действия чувствительного элемента возрастают потери в колебательном контуре, что приводит к срыву генерации и, как следствие, переключению порогового устройства во второе устойчивое состояние.

Недостатками этого датчика являются низкая чувствительность и нетехнологичность настройки

10 срабатывания.

Недостаточная чувствительность объясняется тем, что подключение змиттерного повторителя к высокочастотному генератору осуществляется через обмотку связи, что снижает добротность

15 колебательного контура за счет щунтирования входным сопротивлением эмиттерного повторителя, а также тем, что принятым способом регулировки зоны срабатывания в процессе изготовления, при котором для каждого кон20кретного датчика в контур вносится дозированное затухание (полоска. алюминиевой фольги, накладываемая определенным образом на разомкнутую часть магнитопровода катушки 3 колебательного контура), что также снижает добротность контура. Снижение добротности контура не позволяет нолучить максимально возможную чувствительность. Нетехнологичность настройки зоны срабатывания заключается в том, что регулировка положения алюминиевой фольги осуществляется до установки чувствительного элемента в корпус датчика -(не гарантируется сохранение зоны срабатывания после размещения чувствительного элемента в корпусе датчика) и отсутствует {возможность дополнительной настройки зоны срабатывания после установки чувствительного элемента в корпус датчика. Цель изобретения - повышение чувствительности датч1{ка. Поставленная цель достигается тем, что в да чик наличия металла, содержащий генератор высокочастотных колебаний на транзисторе с чувствительным элементом, выполненным в ви де кат)Ш1ки индуктивности с разомкнутым магнитопроводом, подключенным к коллектору транзистора, эмиттерный повторитель, выход которого подключен к последовательно соединенным блоку выпрямления и пороговом элементу, допол1йительно введен переменный резистор, включенный в эмиттерную цепь транзистора генератора, эмиттер которого подключен ко входу эмиттерного повторителя. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого датчика наличия металла. В датчике имеется генератор вьтсокочастотны колебаний, выполненный на транзисторе 1, в эмиттерную цепь которого включен дополнительный переменный резистор 2, чувствительный элемент 3, представляющий собой катушку колебательного контура L ) с разомкнутым ма нитопроводом, змиттерный повторитель, выполненный на транзисторе 4 и подключенный к эмиттеру транзистора 1, схема 5 выпрямления и пороговый элемент 6. Датчик работает следующим образом. При отсутствии металла в зоне действия чувствительного элемента 3 высокочастотные колебания через эмиттерный повторитель и схе му 5 вьшрямления действуют на: пороговый элемент 6 и удерживают его в первом устойчи вом состоянии. При внесении металла в зону действия чувст вительного элемента 3 возрастают потери в колебательном контуре, что приводит к срыву генерации и, как следствие, переключению порогового элемента 5 во второе устойчивое состояние. Регулировка чувствительности датчика осуществляется путем изменения коэффициента усиления в цепи положительной обратной связи генератора высокочастотных колебаний на транзисторе 1. Для этого изменяют величину дополнительного переменного резистора 2, в лючeннoгo в эмиттерную цепь транзистора 1 генератора высокочастотных колебаний. Принципиальное отличие предлагаемого датчика от известного заключается в том, что приняты меры, чтобы конструктивно возможная добротность контура ((5x200-250 ед.) в составе датчика была минимально снижена. Это достигается как за счет рационального построения схемы (цодключение эмиттерного повторителя не посредством катушки связи , а к эмиттерному резистору 7), так и за счет предлагаемого способа регулировки чувствитель ности (изменение усиления в цепи положительной обратной связи с помощью резистора 2), а не предварительным внесением дозированного затухания, при котором добротность контура 40-50 ед, как это имеет место в известном устройстве. Имея первоначально высокую добротность, колебательный контур имеет более острую реакцию на внесение металла, что и выражено в увеличении чувствительности устройства до 35 мм (вместо 16 мм в известном устройстве) при использовании магнитопровода тех же размеров, что и в известном устройстве, а настрорка чувствительности с помощью переменного резистора является безусловно более технологичной, тонкой и точной по сравнению со способом изменения положения полоски фольги. Формула изобретения Датчик наличия металла, содержащий генератор высокочастотных колебаний на транзисторе с чувствительным элементом,, выполненным в виде катущки индуктивности с разомкнутым магнитопроводом, подключенным к коллектору транзистора, эмиттерньга повторитель, вы-, ход которого подключен к последовательно соединенным блоку выпрямления и пороговому элементу, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введен переменный резистор, включенный в эмиттерную цепь транзистора генератора, эмиттер которого подключен ко входу эмиттерного повторителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Механизация и автоматизация производства, № 3, 1973. с. 20-21.

-f.

пут

0 + fium