Цифровой металлообнаружитель Советский патент 1982 года по МПК G01V3/08 

Изобретение относится к обнаружению металлических тел с использованием магнитного поля и может быть использовано при контроле деталей из диэлектриков, порошков и любых . других материалов, в крторых нежелательны металлические включения.

Известно устройство для обнаружения металлических включений в массе неэлектропроводного материала, которое состоит из чувствительного элемента - датчика, выполненного в виде катушки индуктивности, связанной с контуром генератора, диодного выпрямителя, фильтра, усилителя и исполнительного элемента 1.

Недостатком этого устройства является низкая чувствительность вследствие того, что обнаружение металлических включений производят, используя лишь эффект изменения амплитуды выходного сигнала rerfepaTOра вследствие изменения активного сопротивления катушки датчика при нахождении металлической частицы в зоне обнаружения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой металлообнаружитель, который

содержит датчик, управляемый и неуправляемый, генераторы прямоугольных 11мпульсов, схему И, дешифратор, исполнительное устройство 2.

Недостатком известного устройст- , ва также является низкая чувствительность вследствие того, что обнаружение металлических включений производят, используя лишь эффект изме10нения частоты выходного сигнала генератора .

Цель изобретения - повышение чувствительности цифрового металлообнаружителя.

15

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство,содержащее датчик, управляемый и неуправляемый генераторы прямоуголь-. ных импульсов, схему И, дешифратор,

20 исполнительное устройство, дополнительно введены генератор синусои.дального напряжения, аналоговый ком паратор, дискриминатор, детектор, триггер со «четным входом, цифро25аналоговый преобразователь, осноамой и дополнительный реверсивные счетчики,, цифровой компаратор, цифровой задатчик, при этом датчик включен в колебательный контур генератора

30 синусоидального напряжения, выход генератора синусоидального напряжен подключен к входам детектора и диск риминатора, выход детектора подключен к первому входу аналогового ком паратора, выход дискриминатора под ключен к входу триггера со счетным входом, первому входу схемы И, входам режима работы основного и полнительного реверсивных счетчиков (ВЫХОД триггера со счетным входом под ключен к второму входу схемы И, вых неуправляемого генератора прямоугол ных импульсов подключен к счетному входу дополнительного реверсивного счетчика, выходы разрядов дополнительного реверсивного счетчика подключёны к входам дешифратора, выходы дешифратора подключены к входам цифроаналогового преобразователя, выход схемыИ подключен к входам стробирования цифроаналогового преобразователя и цифрового компаратора, выход цифроаналогового преобразователя подключен к второму входу аналогового компаратора, выход аналогового компаратора подключен к вх ДУ управляемого генератора прямоугольных импульсов, выход которого подключен к счетному входу основного реверсивного счетчика, выходы разрядов которого подключены к входам цифрового компаратора, входы ус тановки.порога цифрового компаратор подключены к выходам цифрового задатчика, выход цифрового компаратор подключен к входу исполнительного, устройства. На чертеже представлена схема цифрового металлообнаружителя. Устройство содержит датчик 1, включенный в колебательный контур генератора 2 синусоидального напряжения. Выход генератора 2 синусоидального напряжения подключен ко входу дискриминатора 3, служащего для выработки импульса перехода через нуль, и через детектор 4, служащий для детектирования несущей частоты, подключён ко входу аналого вого компаратора 5. Выход дискриминатора 3 подключен ко входам ре/ жима работы основного б и дополни тельного 7 реверсивных счетчиков, а также ко входу триггера со счетным входом 8, между входом и выходо которого включена схема И 9. Выход схемы И,9 подключен ко входу строби рования цифроаналогового преобразователя 10, информационные входы кот рог через дешифратор 11 подключены к выходам дополнительного реверсивн го счетчика 7, к счетному входу которого подключен выход неуправляемо генератора 12 прямоугольных импульсов. Выход цифроаналогового преобра зователя 10 подключен ко второму вх ду аналогового компаратора 5 для образования сигнала порога компарирования по частоте. Выход аналогового компаратора 5 подключен ко входу управляемого генератора 13 прямоугольных импульсов, выход которого подключен к счетному входу основного реверсивного счетчика 6. Выходы основногореверсивного счетчика 6 подключены кс входам цифрового компаратора 14, входы порога компарирования которого соединены с выходами цифрового задатчика15, служащего для установки порога срабатывания, а вход стробирования соединен с выходом схемы И, Выход цифрового компаратора 14 подключен ко входу :исполнительного устройства 16. Цифровой металлообнаружитель работает следующим образом. В отсутствие металлических включений в. зоне обнаружения датчика 1 дополнительный реверсивный счетчик 7 находится в исходном состоянии, соответствующем исходному порогу компарирования на входе аналогового компаратора 5. Основной реверсивный счетчик б находится в состоянии счета, менйшем, чем состояние счета, соответствующее коду порога компарирования, установленному на цифровом задатчике 15, При наличии металлических включений в зоне обнаружения датчика 1 увеличивается активное сопротивление катушки, что влечет уменьшение а 4плитуды и изменение частоты выходного сигнала генератора 2 синусоидального напряжения. Дискриминатор 3 формирует импульсы перехода нуля, которые изменяют режим работы дополнительного реверсивного счетчика 7 со сложения на вычитание и обратно. В результате код дополнительного реверсивного счетчика 7 соответствует изменению частоты выходного сигнала генератора 2 синусоидального напряжения. Дешифратор 11 и цифроаналоговый преобразователь 10 при изменении частоты формируют сигнал, увеличивающий порог компа:рирования аналогового компаратора 5, тем самым изменяя .скважность импульсов на выходе аналогового компаратора 5, которые управляют генератором 13 прямоугольных импульсов, В основном реверсивном счетчике б формируется код, соответствующий разности числа импульсов, образующейся при изменении длительности импульсов на выходе аналогового компаратора 5, на которую влияет также амплитуда выходного сигнала генератора 2 синусоидального напряжения. При превышении числом, записанным в основном реверсивном счетчике 6, величины уставки цифрового задатника 15, цифровой компаратор 14 формирует импульсы, которые запускают исполнительное устройство 16 на период времени.

соответствующий изменению частоты и амплитуды выходного сигнала генератора 2 синусоидального напряжения .J - происходит срабатывание устройства. После удаления металлического включения из зоны обнаружения основной б и дополнительный 7 реверсивные счетчики возвращаются в исходное состояние, исполнительное устройство 16 отключается.

Таким образом, увеличение чувстви.тельности цифрового металлообнаружителя достигается за счет использования обоих эффектов: изменения частоты и изменения амплитуды выходного сигнала генератора при появлении металлического включения в зоне обнаружения датчика.

Технико-экономический эффект изобретения заключен в повышении чувствительности обнаружения металлических включений и, как следствие, повышении эффективности и качества контроля материалов,

Формула изобретения

Цифровой металлообнаружитель, содержащий датчик, управляемый и неуправляемый генераторы прямоугольных импульсов, схему И, дешифратор, исполнительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, дополни тельно введены генератор синусоидального напряжения, аналоговый компаратор, дискриминатор, детектор, триггер со счетньгм входом, цифроаналоговый преобразователь, основной и дополнительный реверсивные счетчики, цифровой компаратор, цифровой задатчик, при этом датчик включен в колебательный контур генератора синусоидального напряжения, выход генератора синусоидального напряжения подключен к входам детектора и дискриминатора, выход детектора подвключен к первому входу аналогового компаратора, выход дискриминатора (Подключен к входу триггера со счетс ным входом, первому входу схемы И, входам режима работы основного и «дополнительного реверсивных счетчиков, выход триггера со счетным входом подключен к вторсяиу входу схеQ мы И, выход неуправляемого генератора прямоугольных импульсов подключен к счетному входу дополнительного реверсивного счетчика, выходы разрядов дополнительного реверсивного счетчика подключены к

5 входам дешифратора, выходы деш11 ратора подключены к входам цифроана- логового преобразователя, выход схемы И подключен к входеи стробирования Ц11 фроаналоговрго преобразователя и цифрового компаратора, выход цифроаналогового преобразоватепя подключен к второму входу аналогоэого компаратора, выходаналогового 1 омпаратора подключен к входу управляемого генератора прямоугольньк импульсов, выход которого подключен к счетному входу основного реверсивного счетчика, выходы разрядов которого подключены к входам цифроQ вого компаратора, входы установки порога цифрового компаратора подключены к выходам цифрового задатчика выход цифрового компаратора подключен к входу исполнительного устрой. ства.

1

Источники информации,

(Принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 103629, кл. G 01 V 3/10, опублик, Q ,1954.

2, Патент США 4075563, кл. 324-3, опублик. 1978,(прототип) .

u