Металлоискатель Советский патент 1982 года по МПК G01V3/11 

(54) МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для обнаружения металлических предметов и частиц в технологических потоках, в частности, в качестве чувствительного элемента лотковых сепараторов. Известен металлоискатель, содержащи последовательно соединенные генератор, индукционный датчик, усилитель, синхрон ный детектор, опорный вход которого под ключен к выходу генератора, и регистратор 1 J. Однако такие металлоискатели характеризуются низкой помехоустойчивостью низкой точностью определения местоположения металлических включений в технологическом потоке. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является метал- лоискатель, содержащий последовательно соединенные генератор, индукционный датчик, усилитель с управляемым коэффициентом усиления, синхронный детектор, подключенный опорным входом к выходу генератора, амплитудный дискриминатор и пиковый детектор, подключенный выходом к управляющему входу усилителя, а также регистратор и схему сброса, подключенную выходом к управляющему входу пикового детектора. Стабилизация формы выходного напряжения синхронного детектора позволяет точнее определять момент пересечения движущимися металлическими включениями заданной плоскости внутри датчика, а при стабильной скорости движения потока и момент включения исполнительного устройства, подключенного к выходу регистретора металлоискателя, что позволяет исключить металлические включения из технологического потока 2 . Однако при нестабильной скорости дв жения транспортирующего устройства то ность определения местоположения металлических включений и момент срабаты306

вания испопнительнохо устройства оказываются недостаточными.

Цель изобрететш - повышение точности определения местоположения мегалли ческих включений путем учвта несгабиль- нести скорости движения технологичес кого потока.

Поставленная цепь достигается тем, что в металлоискатель, содержащий последовательно соединенные генератор, индукшюнный датчик, усилитель с управляемым коэффициентом усиления, синхронный детектор, подключен.ный опорным входом к выходу генератора, амплитудны дискриминатор и пиковый детектор, подключенный выходом к управляющему входу усилителя, а такясе регистратор и схему сброса, подключенную выходом к управляющему входу пт-шового детектора, дополнительно введены два амплитудных селектора, D и RS -триггеры, ключ, реверсивный счетчик и дешифратор, причем входы амплитудных селекторов подютючены к выходу синхронного детектора 5 -вход R 5 -триггера подключен к выхо- ду первого амплитудного селектора, а его выход - к D -входу D -триггера и управляющему входу ключа, другой вход которого подключен к выходу генератора, а выход - к С-входу реверсивного счетчика, О-вход D -триггера подключен к выходу второго амплитудного селектора, а его выходы - к входам управления реверсом реверсивного счетчика, входы дешифратора подключены к выходам реверсивного счетчика, первый выход которого подключен к первому входу схемы сброса, а второй выход - к регистратору и второму входу схемы сброса. Г -входы указанных триггеров и реверс шного счет чтша пошслючены к выходу схемы сброса. I

На чертеже приведена стр5пктурная схема металлоиаштеля.

Металлоискатель содержит генератор 1, индукционный датчик 2, усилитель 3 с управляемым коэффициентом усиления, синхронный детектор 4, опорный вход которого соединен с выходом генератора 1, амплитудный дискриминатор 5 н ггиковый детектор 6, выход которого подключен к управляющему входу усилителя 3, первый 7 и второй 8 амплитудные селекторы, входы которых подключены к выходам синхронного детектора 4, RSтриггер 9, D -триггер 10, реверсивный счет«шк ll, ключ 12, вход которого соединен с выходом генератора 1, а выход - с С-входом реверсивного счетчи-

74

ка 11, дешифратор 13, входы которого подключены к выходам реверсивного счетчика 11, первый выход которого подключен к первому входу схемы 14 сброса, а второй выход - к второму входу схемы 14 сброса и регистратору 15, 5 -вход RS -триггера соединен с выходом первого амплитудного селектора 7, а его выход - с управляющиь входом ключа 12, Vi D-входом D-триггера 10, О-вход D-триггера 10 соединен с выходом второго амплитудного селектора 8 а его выходы - с входами угфавления реверсом реверсивного счетч11ка 11, Rвходы триггеров 9 и 10 и реверсивного счетчика 11 подключены к выходу схемы 14 сброса.

Работает металлоискатель следующим образом.

Ивдукционный датчик 2, возбуждаемый генератором 1, выдает при наличии в зоне чувствительности хорошо проводящего объекта (металлических включе- HVQi) сигнал, который усиливается усилителем 3, детектируется синхронным детектором 4 и поступает на входы амплитудного дискриминатора 5, первого 7 и второго 8 амплитудных селекторов. При прохожде1ши объекта через 2 выходной сигнал синхронного детектора 4 возрастает, достигает экстремума, начинает уменьшаться, меняет знак, вновь достигает экстремума и возвращается к нулевому значению. При прохождении положительной полуволны сигнала положительная разность между выходным сигналом синхронного детекторе. 4 и порогом дискриминации амплитудного диокриминатора 5 поступает на пиковый детектор 6, где максимальное значение раности запоминается, и далее на управляющий вход усилителя 3. Под действием управляющего сигнала коэффициент усиления усилителя 3 начинает у у1еньшаться достигая минимума во время прохождени сигнала синхронного детектора 4 через максимум, а в дальнейшем остается постоянным. Этим достигается постоянство формы выходного сигнала синхронного детектора 4- на участке между двумя экспремумами независиь-ю от размеров и проводимости обнаруженного объекта.

При уменьшении сигнала на выходе синхронного детектора последовательно срабатывают первый амплитудной селектор 7, а затем и второй амплитудный селектор 8, При срабатывании амплитудного селектора 7 переключаются RS 5&триггер 9 и -триггер 10, открывается 5СЛЮЧ 12 и реверсивный счетчик 11 начинает счет импупьсов, поступающих ч&реэ ключ 12 с выхода генератора 1, При срабатывании второго амплитудного селектора 8 переключается D -триггер 1О, меняя знак реверса реверсивного счетчика в результате чего записанное ранее в этом счетчике число импульсов начинает умень шаться. При возвращении реверсивного счетчика 11 в исходное состояние, что произойдет после срабатывания второго амплитудного селектора 8, дешифратор 13 по своему первому выходу выдает сиг нал, включающий регистратор 15 и схему 14 сброса. Выходным сигналом схемы 14 сброса в исходное состояние возвращаюч ся RS- и D-триггеры 9 и 1О, соответственно, реверсивный счетчик 11 и пиковый детектор 6, чем восстанавливается исходная чувствительность металлоискателя. Поскольку времена прямого и инверсного счета реверсивного счетчика 11 Одинаковы, то регистратор 15 выдает ко- манду на включение исполнительного устройства независимо от скорости движения Металлических включений, находящихся в технологическом потоке. При воздействии на датчик 2 метадлоискателя одиночного импульса помех, дающего отрицательное напряжение на выхсьде синхронного детектора 4, срабатывания амплитудных селекторов 7 и 8 не происходит и, следовательно, регистратор 15 не выдает команду на вклкяение исполнительного устройства. При положительном напряжении помехи на выходе синхронного детектора 4 амплитудный селектор 7 срабатывает, переключая RSи D -триггеры 9 и Ю, соответственно, и включая на прямой счет реверсивный счетчик 11. Однако поскольку амплитудный селектор 8 не выдает сигнала на смену реверса реверсивный счетчик 11 может считать лишь в прямом коде и, достигнув значения нисла сосчитанных импульсов выбирается столь большим, что это значение не достш ет ся при любой допустимой скорости движения технологического потока) через дешифратор 13 выдает на схему 14 сброса сигнал, приводящий металлоискатель в исходное состояние. Включение исполнительного устройства при этом также не происходит. ВведеШТе допо;5нительных элементов и связей Б ктета;и1оискатель позволяет зна- 17 чительно повысить точность местоположения металлических включений в технологическом потоке и момент срабатывания исполнительного устройства, независимо от скоростей движения транспортирующего устройства. Одновременно возрастает помехозащищенность металлоискателя при воздействии на него внешних электромагнитных помех.Кроме того,металпоискатбль оказывается защищенным от влияния объектов,меаленно перемещающихся вблизи его патчика. Формула изобретения Металлоискатель, содержащий последовательно соединенные генератор, индукпиошгый датчик, усилитель с управляе п 1М коэффициентом усиления, сйжронный да- , тектор, подключеннь й опорным входом к выходу генератора амплитудный дискриминатор и пиковый детектор, подключенньгйвыхоаом к управляющему входу усилителя, а также регистратор и схему сброса, подключенную выходом к управляющему входу пикового детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения месторасположения металлических включений путём учета нестабильности скорости движеняя технологического потока, в него введены амплитудных селектора. D - и R5 . реверсивный счетчик и « « «Фратор, причем входы амплитудных селекторов подключены к выходу синхрон- . детектора, 5 -вход RS -триггера подключен к выходу первого амплитудного селектора, а его выход - к D -входу D триггера и управляющему входу ключа, другой вход которого подклктчен к выходу генератора, а выход - к С-входу реве{ сивного счетчика, .С-вход D -триггера подключен к выходу второго амплитудного селектора, а его выходы - к входам управления реверсом -реверсивного счетчика, входы дешифратора подключены к выходам реверсивного счетчика, первый выход которого подключен к первому входу схемы сброса, а второй выход - к регистратору и второму входу схемы сброса, Р-входы указанных триггеров и реверсивного счетчика подключены к выходу схемы сброса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Кошарский Б. Д. и др. Автоматизация обогатительных фабрик. М., Недра, 1966, с. 101-102. 2. Авторское свидетельство СССР № 795214, кл. G 01 V 3/11, 1970 (прототип).