Металлоискатель

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„,741216 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 280275 (21) 2109265//18-25 с присоединением заявки ¹ 2109517/18-25 (23) Приоритет

Опубликовано 1506.80. Бюллетень № 22

Дата опубликов иия описания 1506.80 (51)М. Кл.

G 01 V 3/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. П. Компанцев, В. В. Долгих, A. Е. Ольсевич, В. В. Михайлов и A. С. Ермошкин (7i) Заявитель (54) МЕ1 АЛЛОИСКй. 1 ЕЛЬ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обнаружения металлических частиц в потоке технологического про-с дукта.

Известны устройства для обнаружения металлических включений, выполненные по схеме активно-индуктивного моста, два смежных плеча которого образованы катушками индуктивности, соединенными встречно, а два других - активными сопротивлениями (1).

Известен также металлоискатель, содержащий источник переменного напряжения, мост переменного тока и реактивный элемент, например, конденсатор, подключенный параллельно мосту, два плеча которого содерЖат настроенные в резонанс емкость и ин« дуктивность (2) .

Данный металлоискатель является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению. 25

Недостатком известных металлоискателей является низкая помехоустойчивость и чувствительность.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и чувствительности. 30

Укаэанная цель достигается тем, что в металлоискателе, содержащем источник переменного напряжения, мост переменного тока и реактивный элемент, например, конденсатор, подключенный параллельно мосту, мост переменного тока. образован двумя последовательными контурами из реактивных элементов, в двух смежных плечах которого включены катушки индуктивнос1 ти с равными индуктивностями, а в двух противоположных — конденсаторы с равными емкостями, причем конденсатор, подключенный параллельно мосту, вместе с мостом образует параллельный колебательный контур, резонансная частота которого равна резонансным частотам последовательных колебательных контуров.

На фиг. 1;изображена электрическая схема металлоискателя на фиг, 2 круговая диаграмма напряжений.

Металлоискатель содержит мост переменного тока, в двух смежных плечах которого включены катушки 1 и 2 индуктивности с равными индуктивностями, а в двух противоположных - конденсаторы 3 и 4 с равными емкостями. Катушки 1 и 2 индуктивности с коыден741216

% саторами 3 и 4 образуют два последовательных колебательных контура. Параллельно мосту подключен конденсатор 5, который вместе с мостом образует параллельный колебательный контур. Вместо конденсатора 5 можно использовать катушку индуктивности. В одну диагональ моста включен источник переменного напряжения 6, а другая диагональ подключена к входу регистрирующего прибора 7, выполненного по схеме автогенератора с задержанной обратной связью.

Емкости конденсаторов 4 и 5 выбираются одинаковыми из условия равенства резонансных частот f < и f < где резонансная частота последовательного контура, образованного катушкой индуктивности 1 и конденсатором 3, a f — резонансная частота последовательного контура, образованного катушкой 2 индуктивности и кон- 20 денсатором 4. Емкость конденсатора 5 выбирается иэ условия „= где f - резонансная частота параллель3 ного колебательного контура.

Металлоискатель работает следующим 5 образом.

В исходном состоянии мост переменного тока находится в сбалансированном состоянии. При равенстве резонансных частот, з, частоте переменного напряженйя источника 6 и высокой добротности Q, последовательных резонансных контуров, напряжение на катушках 1 и 2 индуктивности в Q раэ больше напряжения источника.

В связи с тем,что контуры настрое ны в резонанс с частотой источника переменного напряжения, при прохождении металлической частицы происходит изменение полного сопротивления катушек 1 и 2 индуктивности, а также 40 добротности. Изменения параметров катушек 1 и 2 индуктивности преобразуются в выходной сигнал в виде двух составляющих за счет изменения характеристик параллельного и последовательных резонансных контуров. Внесенные металлической частицей потери ухудшают добротность параллельного резонансного контура. В результате уменьшается глубина положительной 50 обратной связи автогенератора 7 и амплитуда его колебаний. После прохода металлической частицы иэ-за инерционности задержанной обратной связи возникает выброс огибающей напряжения автогенератора 7. При пространственном разделении катушек 1 и 2 индуктивности влияние металлических частйц сказывается на каждую из катушек 1 и 2 индуктивности в разное время. Это поочередное из- á9 менение параметров: катушек индуктивности вызывает разбаланс моста, вследствие чего изменяется амплитуда выходного напряжения автогенератора.

Увеличение. тока в катушках 1 и 2 65 индуктивности за счет последовательного резонанса приводит к увеличению отношения напряженности поля катушек индуктивности к полю помехи, а сле .довательно, к повышению помехоустойчивости.

Благодаря резонансу в последовательных контурах падение напряженияLI;на катушках 1 и 2 индуктивности в Я раз превышает напряжение0„„источника переменного напряжения. При прохождении металлической частицы ухудшается добротность одного иэ контуров и меняется индуктивность его катушки 1 или 2. В расстройки одного из контуров в диагонали моста появляется напряжениеО

При этом напряжение в основном определяется величиной фазового сдвига между падениями напряжения0,и ц ; на катушках индуктивности 1 и 2.

При крутой фазовой характеристике резонансных контуров даже незначительное изменение параметров катушек 1,и 2 индуктивности при прохождении металлической частицы приводит к появлению напряжения U значительно большего, чем в устройствах без применения явления резонанса.

Результаты экспериментальных исследований показали, что чувствительность металлоискателя при диаметре катушек индуктивности около 0,5 м достигает 0,8 — 1,5 г.

Формула изобретения

Металлоискатель, содержащий источник переменного напряжения, мост переменного тока и реактивный элемент, например, конденсатор, подключенный параллельно мосту, о т л и ч а ю шийся тем, что,с целью повышения помехоустойчивости и чувствительности, мост переменного тока образован двумя последовательными контурами из реактивных элементов, в двух смежных плечах которого включены катушки индуктивности с равными индуктивностями, а в двух противоположных — конденсаторы с оавными емкостями, причем конденсатор, подключенный параллельно мосту, вместе с мостом образует параллельный колебательный контур, резонансная частота которого равна резонансным частотам последовательных колебательных контуров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Крицкий Е. A. и Минстер М, Н.

Защита дробилок от попадания металлических предметов. М,, Госгортехиздат, 1963, с. 28-32.

2. Авторское свидетельство СССР

9 74318, кл. G 01 Ч .3/10, 1947

{прототип), 741216

Г

1

j

1 !

Составитель A. Елкин

Редактор П. Макаревич ТехредЖ. Кастелевич Корректор М ° Шароши

Заказ 3324/6 Тираж 649 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4