Металлоискатель Советский патент 1981 года по МПК G01V3/10 

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обнаружения металлических частиц в потоке технологического продукта.

По основному авт.св. № 798669, известен металлоискатель, содержащий последовательно соединенные датчик с двумя встречно включенными и расположенными в параллельных плоскостях катушками, генератор, детектор, усилитель, двухканальную схему с генератором тактовых импульсов, кажД1 канал которой состоит из последовательно соединенных компаратора, регистра сдвига и элемента И, элемент ИЛИ и исполнительное устройство, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к сдвигающим .входам регистров сдвигов двухканальной схемы, выходы компараторов которой дополнительно соединены су входами элементов И противоположных каналов. Необходимым усповием срабатывания исполнительного устройства металлоискателя является совпадение первого импульса, задержанного регистром сдвига на время tjQ mi- , где m - число разрядов сдвига, f - частота тактовых импульсов генератора, и второго импульса, составлякяцего сигнал от прохождения через датчик металлического предмета. При использовании известного металлсмс10кателя в технологических линиях,например в случае непрерывного дозирования , скорость движения контролируемого продукта может непрерывно меняться в широких пределах. В этом

15 случае изменение скорости движения контролируемого продукта приходится учитывать, заведомо расширяя задержанный регистром сдвига импульс, составляющий сигнал от движения ме20таллического предмета через первую катушку датчика, до величины tjo , соответствующей минимальной скорости движения контролируемого продукта to Однако расширение задержанного импульса снижает помехоустойчивость известного металлоискателя. Целью дополнительного изобретения является повьппение помехоустойчивости металлоискателя при перемен нь1х скоростях движения контролируем го продукта. Поставленная цель достигается те что в металлоискатель, содержащий последовательно соединенные датчик с двумя встречно включенными и рас положенными в параллельных плоскост жатушками, генератор, детектор,усилитель, двухканальную схему с генератором тактовых импульсов, каждый канал которой состоит из последовательно соединенных компаратора, регистра сдвига и элемента И, элемент ИЛИ и исполнительное устройство, пр этом выход генератора тактовых импульсов подключен к сдвигающим входам регистров сдвигов двухканальной схемы, выходы компараторов которой дополнительно соединены с входами элементов И противоположньк каналов, дополнительно введен датчик скорости движения продукта, выход которого подключен к управляющему входу тенератора тактовых импульсов двухканальной схемы. На чертеже изображена блок-схема метаплоискателя. Металлоискатель содержит после- довательно соединенные датчик 1, генератор 2, детектор 3, усилитель 4, к выходу которого подключены вхо да каналов двухканальной схемы,каждьй канал которой содержит последовательно соединенные компаратор 5, регистр сдвига 6, элемент И 7. Выхо каналов подключены ко входам элемен та ИЛИ 8, выход Которого соединен СО входом исполнительного устройств 9, причем выход генератора тактовых импульсов 10 подключен к сдвигающим входам регистров 6 обоих каналов,а выходы компараторов 5 дополнительно соединены со входами элементов И 7 Противоположных каналов. Выход датч ка скорости движения контролируемог продукта подключен к управлякицему входу генератора тактовых.импульсов 0. Металлоискатель работает следуюврм образом. Случайно попав111ие в технологичес кую массу металлические предметы вместе с массой проходят последовательно первую и вторую катушки индуктивного датчика 1. Взаимодействие металлического предмета с датчиком приводит к модуляции колебаний генератора 2. Огибающая выделяется детектором 3 и усиливается измерительным усилителем 4. На выходе усилителя сигнал представляет собой последовательность двух разнополярных импульсов,следующих один за другим, с временем, равным времени движения металлического предмета от первой катушки до второй. Разнополярность импульсов обусловлена тем, что катушка датчика 1 включена встречно и их магнитные поля сбалансированы с целью повьппения чувствительности металлоискателя. Металлический предмет проходит датчик 1, нарушая этот баланс. Возможны два случая: первый случай, когда через катушки датчика проходит металлический предмет с магнитной проницаемостью (сталь, чугун, и т.п.; . На выходе усилителя 4 при этом сигнал представляет собой последовательность положительного и отрицательного импульсов; второй случай, когда через катушки датчика проходит металлический предмет с магнитной проницаемостью (латунь, медь, алюминий и т.п. . На выходе усилителя при этом сигнал представляет собой последовательность отрицательного и положительного импульсов. Оба. случая равновозможны, так как равна вероятность попадания в контролируемую металлоискателем технолоЛческую массу металлических включений черных или цветных металлов. В первом случае усиленный сигнал с выхода усилителя 4 попадает на входы двух компараторов 5. Первый положительный импульс, составляющий сигнал от движе1шя металлического предмета через датчик, проходит по первому каналу компаратора 5, где оценивается его амплитуда (уровень чувствительности металлоискателя устанавливается компараторами), и подается на счетный вход сдвигающего регистра 6, заполняя его разряды. Генератор тактовых импульсов 10 обеспечивает задержку поступающего в регистр импульса на время движения его через все разряды. Время задержки пропорционально частоте тактовых импульсов генератора 10 и зависит от скорости движения технологического продукта, контролируемой датчиком скорости. Задержанньш сигнал подается на первый вход логического элемента И 7 этого канала Второй импульс (отрицательный,составляющий сигнал от движения металлического предмета через вторую ка- тушку датчика, компаратором первого канала не пропускается, проходит через инвертируемый компаратор 5 второго канала и без задержки поступает на второй вход логического элеме та И 7 первого канала. Так как на время задержки первого импульса соответствует времени движения металического предмета между катушками датчика, то, следовательно , задержанный импульс и второй, составляющий сигнал на элемент И 7, приходя одновременно при любой скорости движения продукта. На выходе схемы И 7 формируется импульс, который проходит через элемент ШЩ 8 и используется--дпя управлеш1Я исполнительны устройством 9. Первый (положительный импульс, составляющий сигнал с выхода компаратора 5 первого канала, направляется и на второй вход элемента И второго канала. Однако второй (отрицательный импульс,проходя компаратор 5 второго канала, и, попав на счетный вход регистра сдвига 6 второго канала, задерживается в нем на это же время t, что исключает совпадение импульсов по второму каналу на элементе И 7 второго канала.

Во втором случае работа мёталлоискателя происходит аналогично с той лишь разницей, что первый отрицательный импульс инвертируется инвертирующим компаратором 5 второго канала, задерживается в регистре сдвига 6 и поступает на первый вход элемента И 7 второго канала.

Генератор тактовых импульсов 10 выполнен с регулируемой частотой, причем частота тактовых импульсов автоматически устанавливается в зависимости от скорости движения конт90333i

ролируемого продукта. С увеличением скорости движения продукта увеличивается сигнал на выходе датчика скорости движения контролируемого продукта 11, а, следовательно, пропорционально увеличивается частота генератора тактовых импульсов 10, и, как следствие, уменьшается частота генератора тактовых импульсов

10 10 и увеличивается время задержки.

Таким образом, при переменных скоростях движения контролируемого продукта введенный датчик скорости движения продукта позволяет осуществить автоматическое изменение времени задержки tj первого импульса в соответствии с изменением скорости движения продукта.

Исходя из этого, не требуется

20 расширения задержанного импульса, составляющего сигнал от движения металлического предмета через первую катушку датчика, что повьш1аёт помехоустойчивость металлоискателя, а

25 также появляется возможность существенного уменьшения длительности как первого так и второго импуль. са, поступающих на элемент ИЛИ,что уменьшает вероятность ложного ера-

30 батывания металлоискателя.

Формула изобретения

Металлоискатель по авт.св. № 798669, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения помехоустойчивости металлоискателя при переменных скоростях движения контролируемого продукта, в него дополнительно введен датчик скорости движения продукта, выход которого подключен к управляющему входу генератора тактовых импульсов двухканальной схемы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 798669, кл. G 01 V 3/10, 21.01.79.