Металлоискатель Советский патент 1981 года по МПК G01V3/10 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения металлических предметов и частиц в технологических потоках обогатительных фабрик, а также в качестве самородкоулавливателей на драгах.

По основному авт.св. № 792192 известен металлоискатель, предназначенный для поиска движущихся металлических предметов и частиц и содержащий последовательно соединенные генератор, дифференциальный индукционный датчик, регулируемый аттенюатор, усилитель, опорный вход которого подключен к выходу генератора, синхронный детектор, и индикатор, а также интегратор,включенный между выходом синхронного детектора и управляющим входом аттенюатора l .

Благодаря наличию инерционной схемы компенсации медленные изменения сигнала, связанные с нестабильностью катушек индукционного датчика или индукционного датчика и близко расположенных металлических масс, удается скомпенсировать, не изменяя чувствительности металлоискателя к движущимся с заданной скоростью объектам.

Однако ввиду неидентичности фазовых сдвигов в дифференциальных приемных катушках индукционного датчика полной компенсации мешающих сигналов не происходит, что ограничивает помехоустойчивость металлоискателя и его чувствительность к движущимся объектам.

Цель изобретения - повышение по10мехоустойчивости металлоискателя и его чувствительности к движущимся металлическим объектам.

Поставленная цель достигается тем, что в металлоискатель, содержащий

ts последовательно соединенные генератор, дифференциальный индукционный датчик, регулируемый аттенюатор,синхронный детектор, опорный вход которого подключен к выходу генератора,

20 и индикатор, а также интегратор, включенный между выходом синхронного детектора и управляквдим входом регулируемого аттенюатора, введены последовательно соединенные дополнитель25ные регулируемый аттенюатор,усилитель и синхронный детектор, усилитель выполнен с дифференциальным входом, причем входы дополнительного регулируемого аттенюатора подключены к выходам индукционного датчика,второй

вход усилителя подключен к выходу дополнительного регулируемого аттенюатора, опорный вход дополнительн синхронного детектора соединен с в.ходом генератора, а его выход - с управляющим входом дополнительного регулируемого аттенюатора.

На фиг. 1 приведена структурная схема металлоискателя;на фиг. 2-4 показаны векторные диаграммы,поясняющие его работу.

Металлоискатель содержит генератор 1, выход которого через индукционный датчик 2, имеющий дифференциальный выход, подключен ко входам илентичных регулируемых аттенюаторов 3 и 4. Усилитель 5 дифференциальными входами подключен к выходам аттенюаторов 3 и 4, а выходом через синхронный детектор 6 соединен с индикатором 7. Интег ратор 8 включен 4ежду выходом синхронного детектора б и управляющим входом сГттенюатора 3, Усилитель 9 соединен с аттенюатором 4 и синхронным детектором 10, выход которого подключен к управляющему входу аттенюатбра 4, Опорные входы синхронных fleTeKtoipos 6 и 10 соединены с генератором ;.

МеталлоискаГель работает слеИующим образом.

Индукционный датчик 2 возбуждается генератором 1. Выходной сигнал с индукционвого датчика 2 через регулируегФле аттенюаторы 3 и 4 поступает на усилитель 5 и далее на синхронный детектор 6. Выходйой сигнал синхронного детектора 6 поступает на индикатор 7 и одновременно через интегратор 8 на упрайлякнднй вход регулируемого аттенюатора 3. Одновременно выкодной сигнал аттенюатора 4 через усилитель Э поступает на синхронный детектор 10 и дйлее после детектирования на управлякяций вход аттенюатора 4.

В стационарном режиме на выходах обоих аттенюаторов 3 и 4 поддеживается выходное напряжение,близкое к нулевому, за счет быстрой системы компенсации, состоящей из аттенюатора 4, усилителя 9 и синхронного детектора 10, и инерционной системы компенсации, состоящей изаттенюатора 3 усилителя 5, синхронного детектора б и интегратора 8.

При медленных изменениях сигнал с индукционного датчика, связанных с нестабильностью взаимного расположения катушек индукционного дачи1 а либо индукционного датчика и металлических масс технологическог оборудования, нестабильностью начальной компенсации датчика и пр., обе системы компенсации (быстрая и инерционная) успевают отреагировать, и сигналЕз на выходахобоих аттенюаторов, равно как н на входе индикатора 7, практически не изменяются.

При быстрых изменениях сигнала с индукционного датчика, связанных с прохождением через индукционный датчик 2 металлических либо ферромагнитных объектов, сигнал с выхода аттенюатора 4 попадает на вход усилителя 9 и далее на синхронный детектор 10, и после детектирования управляет коэффициентом аттенюации аттенюатора 4, поддерживая напряжение на его выходе близким к нулю. Разность сигналов с Выходов аттенюаторов 3 и 4 через усилитель 5 и синхронный детектор б поступает на входы индикатора 7 и интегратора 8. При достаточной величине постоянной времени интегратора 8 управляющий сигнал не попадает на вход аттенюатора 3, и .уменьшения сигнала не происходит.

На фиг. 2 показана векторная диаграмма для исходного стационарного состояния; на фиг. 3 - для переходного режима и на фиг. 4 - нового стационарного состояния при скачкообразном изменении сигнала с индукционного датчика. Здесь U и U2 напряжения на дифференциальных выходах

, и, и

и

датчика

4. напряжения на выходах аттенюаторов 3 и 4 соответственно. Напряжение на входе индикатора 7 пропорционально геометрическо разности векторов Uj и U .

Введение в металлоискатель дополнительных элементов позволяет увеличить глубину компенсации меи ающих сигналов, особенно при наличии фазовых сдвигов между выходными напряжениями катушек индукционного датчика или при негармоническом сигнале возбуждения. Это позволяет повысить помехоустойчивость металлоискателя к влиянию металлически} и ферромагнитных масс близко расположенного технологического оборудования, что приводит к увеличению чувствительности металлоискателя к движущимся с заданной скоростью металлическим предметам, а также уменьшению ложных срабатываний.

Формула изобретения

Металлоискатель по авт.св. № 792192, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и чувствительности к движущимся металлическим предметам, в него введены последовательно соединенные дополнительные регулируемы аттенюатор, усилитель и синхронный детектор, усилитель выполнен с дифференциальным входом, причем входы дополнительного регулируемого ат