Устройство для обнаружения металлических частиц в потоке сырья Советский патент 1982 года по МПК G01V3/11 

(54) УСТРОЙСТВО для ОБНАРУЖЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ

алрья

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для обнаружения металлических предметов и частиц в потоке технологического сырья, и может быть использовано в устройствах для обнаружения электропроводящих тел в непроводящей или слабопроводящей среде.

Известны устройства для обнаружения металлических предметов электромагнитные металлоискатели), содержащие генератор, индукционный преобразователь с геометрической компенсацией трансформаторной электродвижущей силы (ЭДС), усилитель разбаланса и регистрирующее устройство Cl.

Такие металлоискатели обладают недостаточной помехозащищенностью и, как следствие, низкой чувствительностью.

Наиболее близким к предлагаемому , является устройство для обнаружения метёшлических частиц, содержащее последовательно соединенные генератор, индукционный датчик и усилитель, а также блок весово 1 обработки сигналов и индикатор 2 3.

Недостаток известного устройства - наличие в создаваемом поле датчика зон нечувствительности к протяженным металлическим предметам с малыми поперечными размерами (иголки, гвозди, отрезки провода и пр.),которые ориентированы в плоскости приемной рамки. Это обстоятельство приводит к, тому, что в приемной рамке : наводится очень слабый сигнал, и на дежность обнаружения таких предме10тов при указанной ориентации их в пространстве незначительна. Повьыение чувствительности устройства путем увеличения коэффициента усиления усилителей неизбежно приводит к

15 снижению помехоустойчивости.

Цель изобретения - повышение надежности обнаружения металлических частиц, увеличенне помехоустойчивости и чувствительности устройства.

20

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обнгфуяения металлических частиц в потоке сьфья, содержащее последовательно соединенные- генератор, индукционный

25 датчик и усилитель, а также индикатор, дополнительно введены два усилителя и блок обработки сигнала, а индукционный датчик выполнен из трех отдельных секций, ориентиро30ванных под разными углами к направлению движения потока сырья, причем секции индукционного датчика подключены между выходом генераСтора и входами соответствующих усилителей, выходы которых подключены к входам блока обработки сигнала, а вход индикатора подключен к выходу обрабо ки сигнала.. Усилители выпполнены с возможностью формирования логического сигнала и содержат последовательно соединенные предварительный усилитель, схему компенсации трансформ торной электродвижущей силы СЭДС) индукционного датчика, избирательный усилитель, детектор, дифференцирующую цепь и импульсный усилитель. Кроме того, блок обработки сигна выполнен на трех ждущих мультивибраторах, шести элементах И и двух элементах ИЛИ, причем-выходы усилителей соединены с сигнальными входа ми ждущих мультивибраторов, запрещающие входы которых через первый элемент ИЛИ и три элемента И также подключены к выходам соответствующи усилителей, при этом вторые входы указанных элементов И подключены к выходам соответственно второго, третьего и первого усилителей, первые входы четвертого, пятого и шеетого элементов И подключены к выходам ждущих мультивибраторов, их вторые входы подключены соответственно к выходам третьего, первого и второго ждущих мультивибраторов, а их выходы - к входам второгй элемен та ИЛИ. На фиг.1 приведена структурная схема устройства обнаружения металлических частиц; на фиг.2 - структурная схема усилителя-формировател на фиг.З - временные диаграммы импульсов , получаемых на выходах ждущих мультивибраторов. Устройство обнаружения металличе ких частиц содержит индукционный да чик 1 , выполненный из трех отдельны секций 2-4, ориентированных под раз ными углами к направлению движения потока сырья, что позволяет исключи зону нечувствительности датчика .к вытянутым металлическим частицам, генератор 5, усилители 6-8, блок 9 обработки сигнала, содержащий ждущи мультивибраторы 10-12, имеющие сигнальные и запрещающие входы, шес эле ентов И 13-18 и два элемента ИЛ 19 и 20 и индикатор 21, причем выхо ды секций 2-4, датчика 1, подключен к общему генератору 5, соединены с входами соответствующих усилителей 6-8, выходы которых соединены с сиг нальными входами ждущих мультивибра торов 10-12 и через элементен 16-18 и элемент ИЛИ 19с запрещакАЦТми входами ждущих мультивибраторов 10-12 , ВЫХОДЕ которых попарно соединены с входами элементов И 13-15 ,вырабатыва1а11их сиг-, налы только при наличии сигналов на выходах хотя бы двух мультивибраторов, а выходы элементов И 13-15 через элемент ИЛИ 20 соединены с индикатором 21, Усилители 6-8 (фиг.2) выполнены с возможностью формирования логических сигналов и содержат предварит1ель ный усилитель 22, схему 23 компенсации транспорматорной ЭДС датчика, избирательный усилитель 24, детектор 25, дифференцирующую цепь 26 и импульсный усилитель 27. Устройство работает следующим образом. Напряжение с генератора 5 подается на излучающие катушки каждой секции 2-4 индукционного датчика 1 устройства обнаружения металлических частиц. При наличии металлических частиц или предметов в поле излучающей катушки секции 2-4 датчика 1 в приемной катушке этой секции наводится ЭДС полезного сигнала, которая поступает на вход соответствующего усилителя б, 7 или 8, где осуществляется усиление сигнала, дополнительная схемная компенсация остаточного сигнала датчика, детектирование и усиление видеоимпульса. Этот импульс поступает затем на сигнальные входы ждущих мультивибраторов 10-12. Длительности выходных импульсов (t) ждущих мультивибраторов 10-12 (фиг.З) выбираются такими, чтобы перекрыть сумму времени движения () частицы на транспортере между наиболее удаленными точками индукционного датчика 1 и времени срабатывания исполнительного устройства tj.p , подключенного к вйходу индикатора 21, т.е. Например, время движения сырья от точки А до точки С определяется расстоянием между этими точками и скоростью движения сырья. Расположение датчиков под разными углами повышает вероятность получения сигналов достаточного уровня, по крайней мере, в двух датчиках при любой ориентации металлических частиц. В этом случае движущаяся частица с любдй ориентацией будет пересекать плоскости приемных рамок, по крайней мере, двух секций под некоторым углом и получаемый сигнал будет значительно больше, при плоскопаРсшлельной ориентации. При наличии полезных сигналов в секциях индукционного датчика 1 срабатывают соответствующие тyльтивибраторы. При воздействии на одну из секций датчика 1 помехи ни один из элементов И 13-15-не срабатывает. Временные уставки ждущих мультивибраторов 10-12 выбираются так, что формируемые ими импульсы взаимно перекрываются. При наличии полез ных сигналов минимум в двух секциях датчиков ждущие мультивибраторы 1012 соответственно срабатывают са сдвигом во времени, но благодаря взаимному перекрытию выходных импул сов соответствующих жду1чих мультиви раторов 10, 11 или 12 во времени обеспечивается надежное срабатывани одного из элементов И 13-15 и индикаторного устройства 21. Поскольку полезные сигналы с выходов усилителей 6-8 действуют в разные моменты времени, то на них элементы И 16-13 не реагируют и на запрещающие входы ждущих мультивибраторов 10-12 сигна не поступает. Такой мажоритарный принцип способствует повышению помехоустойчивости устройства. Для защиты от помех, действую АИх одновр менно на все секции датчика, (например, при ударах и вибрациях, при сильных импульсных помехах в сети, служат элементы И 16-18 и элемент ИЛИ 19. При наличии сигналов от помех, действующих одновременно на выходах хотя бы-двух усилителей, по является сигнал на выходе одного из элементов И 16,17 или 18 и на выход элемента ИЛИ 19. Этот сигнал поступает одновременно на запрещающие входы всех ждущих мультивибраторов 10-12 и предотвращает их срабатывание . Применение приемно-усилительного устройства и средств защиты от помех позволяет значительно повысить НсЩежность обнаружения металлически частиц в результате увеличения чувс вительности и помехоустойчивости устройства. Данные предварительных испытаНИИ показали, что в контрольных отрезках испытуемого пластика предлагаемым устройством было обнаружен 86% всех частиц, а базовым - 35%. Кроме того, при действии помех во время испытаний, базовый объект дав ложные срабатывания, в то время как предлагаемое устройство в этих же условиях работало устойчиво. Формула изобретения 1, Устройство для обнаружения ме таллических частиц в потоке сырья. содержащее последовательно соединенные генератор, индукционный датчик и усилитель, а также индикатор, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности обнаружений металлических частиц, увеличения чувствительности и помехоустойчивости устройства, в него дополнительно введены два усилителя и блок обработки сигнсша, а индукционной) датчик выполнен из трех отдельных секций, ориентированных под разными углами к направлению движения потока сырья, причем секции индукционного датчика подключены между выходом генератора и входами соответствующих усилителей, выходы подключены к входам блока обработки сигнала, а вход индикатора подключен к выходу блока обработки сигнала. 2.Устройство ПОП.1, отличающ е ее я тем, что усилители выполнены с возможностью формирования логического сигнала и содержат последовательно соединенные предварительный усилитель, схему компенсации .; трансформаторной электродвижущей силы индукционного датчика, избирательный усилитель, детектор, дифференцирукицую цепь и импульсный усилитель. 3.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что блок обработки сигнала выполнен на трех ждущих мультивибраторах, шести элементах И и двух элементах ИЛИ, причем выходы усилителей соединены с сигнальными входами ждущих мультивибраторов, запрещающие входы которых через первый элемент ИЛИ и три элемента И также подключены к выходам соответствующих усилителей, при этом вторые входы указанных элементов И подключены к выходам соответственно второго, третьего и первого усилителей, первые входы четвертого, пятого и шестого элементов И подключены к выходам ждущих мультивибраторов, их вторые входы подключены соответственно к выходам третьего, первого и второго ждущих мультивибраторов, а их выходы - к входгш второго элемента ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 429395, кл. 6 01 V 3/11, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 688887, кл. G 01 V 3/10, 1978.

фуг. /

/7

-О

/

;/

f

к

f

0ofJ