CS239075B1 - Metallic admixtures indication device in material - Google Patents

Abstract

In order to detect and, as the case may be, display metal bodies in material being processed, conveyed or stored, in particular in harvested stalk/stem material, the device contains in a measuring space 1 at least two secondary coils 4 of a high-reactance transformer 5. At least one primary excitation coil 9 is connected to an AC voltage source 16 and the taps 13 of the secondary coils 4 are connected to an amplifier 20. <IMAGE>

Description

Vynález se týká zařízení pro indikaci kovových příměsí v materiálu dopravovaném, zpracovávaném nebo skladovaném, zejména pak ve sklízených plodinách a rostlinách·BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention

Nežádoucí kovové příměsi, které se při manipulaci s materiálem dostanou do zpracovávaného toku materiálu, jsou často zdrojem závažných poruch až havárií, přinášejíchc jednak časové, jednak materiálové ztráty se všemi z toho vyplývajícími nepříznivými ekonomickými důsledky. Zejména pracovní orgány strojů pro sklizeň píce, s níž je často na sklízeném pozemku sebrán i v porostu ležící kovový předmět, způsobují takové poruchy sklizňových strojů při vniknutí nežádoucího předmětu, které na dlouhou dobu opravy vyřazují stroj z práce a přinášejí značné zvýšení provozních nákladů. Jsou sice známa zařízení na indikaci kovových feromagnetických předmětů, založená na principu indikace změn magnetického pole vybuzeného permanentním magnetem, avšak získaný impuls ze snímací cívky je co do tvaru amplitudy vázán na rychlost pohybu materiálu a s ní související rychlost změny magnetického pole· Z toho vyplývá nízká citlivost na pomalu se pohybující feromagnetické předměty, praktická nemožnost indikace kovových předmětů neferomagnetických a značná složitost používaného elektronického detekčního obvodu, přinášející vysokou pořizovací cenu a provodní nespolehlivost těchto zařízení·Unwanted metal impurities that enter the material flow during material handling are often a source of serious breakdowns and accidents, with both time and material losses, with all the resulting adverse economic consequences. In particular, the working bodies of the forage harvesting machines, with which often the metal object lying on the harvested land is often picked up in the crop, cause such breakdowns of the harvesting machines when an undesirable object enters, which puts the machine out of work for prolonged repairs. Although devices for indicating metallic ferromagnetic objects are known, based on the principle of indication of changes in magnetic field excited by a permanent magnet, the pulse obtained from the sensing coil is amplitude-related to the speed of material movement and the associated rate of magnetic field change. for slow-moving ferromagnetic objects, the practical impossibility of indicating non-ferromagnetic metal objects and the considerable complexity of the electronic detection circuit used, bringing a high purchase price and the unreliable reliability of these devices.

Zařízení pro indikaci kovových příměsí v materiálu podle vynálezu tyto nevýhody a nedostatky odstraňuje. Jeho podstata spočívá v tom, že v detekčním prostoru materiálu jsou uspořádány alespoň dvě detekční sekundární cívky rozptylového transformátoru, jehož alespoň jedna budicí primární cívka je napojena na zdroj střídavého napětí, přičemž vývody detekční sekundární cívkyThe device for indicating metallic impurities in the material according to the invention removes these disadvantages and drawbacks. It consists in that at least two detection coils of the scattering transformer are arranged in the material detection space, the at least one excitation primary coil is connected to an AC voltage source, wherein the detection secondary coil leads

-2.jsou napojeny na zesilovač, ^{239 075} -2.Connected to an amplifier, ^{239 075}

Zařízení pro indikaci kovových příměsí v materiálu podle vynálezu je schopno zajistit spolehlivou detekci kovových předmětů feromagnetických a s přijatelně sníženou citlivostí i nefěromagnetických, zaručuje rychlé zpracování a použitelnost signálu к okamžitému zastavení toku materiálu a je nejen výrobně jednoduché a levné, ale i vysoce spolehlivé v provozu.The device for detecting metallic impurities in the material according to the invention is able to ensure reliable detection of ferromagnetic metal objects and with acceptably reduced sensitivity even non-ferromagnetic, ensures fast signal processing and usability for immediate material flow stop and is not only simple and cheap to manufacture, but also highly reliable in operation.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje zařízení v půdorysu, obr.2 je řezem A - A z obr. 1 a obr. 3 znázorňuje blokové schéma zapojení indikačního čidla a celého elektrického obvodu.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown schematically in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a plan view of the device, Fig. 2 is a section A - A of Fig. 1, and Fig. 3 shows a block diagram of the indicator sensor and the entire electrical circuit.

V detekčním prostoru Jl materiálu, uspořádaném např. v dopravní dráze 2 materiálu, tvořené v zobrazeném případě podávacími bubny 3 sklízeného stébelnatého materiálu, jsou uspořádány alespoň dvě detekční sekundární cívky 4 rozptylového transformátoru 5,> jejichž cívková jádra 6 jsou provedena я feromagnetika, s výhodou tvaru C. Cívková jádra 6 jsou s výhodou uložena na společném držáku 2 ^z nekovového materiálu s mezerami .8 mezi sebou. Budicí primární cívka 9 může být buČJ společná, v zobrazeném případě pro všechny tři dvojice detekčních sekundárních cívek 4, anebo mohou být budící primární cívky э vjnuty jednotlivě ke každé detekční sekundární cívce 4 na cívková jádra 6 (neznázorněno)· Budící primární cívka 9 je od cívkového jádra JS oddělena elektroizolační vrstvou 10. upevněnou např. neferomagnetickými nýty 11 к držáku 7. Budící primární cívka 9 je opatřena dvěma přívody 12, každá detekční sekundární cívka 4 je pak opatřena dvěma svými vývody 13. Detekční sekundární cívka 4 je navinuta ale^oň na jedno rameno 14 cívkového jádra 6, v daném případě tvaru C, jeho druhé rameno 15 může zůstat volné. Budící primární cívka 9 je napojena na zdroj 16 střídavého napětí, s výhodou nízkofrekvenčního a sinusového průběhu. Napojení přívodů 12 budicí primární cívky 9 na zdroj 16 je provedeno spojovacími vodiči 17. V zobrazeném případě je zdroj 16 tvořen generátorem, umístěným na neznázorněném mobilním stroji a je napájen napájecími vodiči 18 z baterie 19, to však přirozeně není podmínkou. Vždy jedny, ze dvou vývodů 13 detekčních sekundárních cívek 4 jsou napo^ny na jeden zesilovač 20, s výhodou diferenciální. V zobrazeném případě jsou použity tři zesilovače 20, každý pro dvojici detekčních sekundárních cívek 4, uspořádanou s výhodou symetricky ke spředuAt least two detection coils 4 of the scattering transformer 5, whose coil cores 6 are made of ferromagnetic material, are preferably arranged in the material detection space 11, for example arranged in the material transport path 2, formed in the illustrated case by the feed drums 3 of harvested straw material. The C-shaped coils 6 are preferably mounted on a common holder 2 ^of non-metallic material with gaps 8 between them. The excitation primary coil 9 may either be common, in the case shown, for all three pairs of detection secondary coils 4, or the excitation primary coils 4 may be individually applied to each detection secondary coil 4 on the core cores 6 (not shown). The core coil 9 is provided with two inlets 12, each detection secondary coil 4 is then provided with two of its outlets 13. The detection secondary coil 4 is wound up but at least one coil core is separated by an electro-insulating layer 10. on one arm 14 of the coil core 6, in the present case C-shape, its other arm 15 can remain free. The excitation primary coil 9 is connected to an AC voltage source 16, preferably of low frequency and sinusoidal waveforms. Connection of the leads 12 of the excitation primary coil 9 to the source 16 is provided by connecting conductors 17. In the illustrated case, the source 16 is formed by a generator located on a mobile machine (not shown) and powered by supply conductors 18 from the battery 19. In each case, one of the two terminals 13 of the detecting secondary coils 4 is connected to one amplifier 20, preferably differential. In the illustrated case, three amplifiers 20 are used, each for a pair of secondary detection coils 4, preferably arranged symmetrically to the front.

-э 239 075 celého rozptylového transformátoru 5, tedy např. na jeden zesilovač 20 jsou svými přípojnými vodiči 22 připojeny krajní detekční sekundární cívky 4, a to jedna krajní detekční sekundární cívka 4 svým přípojným vodičem 22 na jeden vstup 23 zesilovače 20 a druhá krajní detekční sekundární cívka 4 svým přípojným vodičem na druhý vstup 24 téhož zesilovače 20. Obdobně v daném případě symetricky vůči středu 21 jsou pak na své zesilovače 20 připojeny svými přípojnými vodiči 22 ostatní dvojice detekčních sekundárních cívek 4, tedy dvě vnitřní detekční sekundární cívky 4 na další zesilovač 20 a zbylé dvě detekční sekundární cívky 4 na poslední zesilovač 20. Zemnícím vodičem 25 jsou pak propojeny zemnící vývody 26 zesilovačů 20 se zbylými vývody 13 detekčhích sekundárních cívek 4. Zesilovače 20 jsou připojeny na komparační monostabilní klopný ovládací obvod 27, a to s výhodou přes neznázorněný sumační článek a dolnofrekvenční propust. Kaparační monostabilní klopný ovládací obvod 27 je pak napojen na ovládací elektromagnet 28 neznázorněného blokovacího, brzdícího nebo reversačního ústrojí hnacího mechanismu toku nebo kontroly materiálu.239 075 of the entire stray transformer 5, i.e., one amplifier 20 is connected with its connecting wires 22 to the extreme detection secondary coils 4, one extreme detection secondary coil 4 with its connection wire 22 to one input 23 of the amplifier 20 and the other the secondary coil 4 with its connection conductor to the second input 24 of the same amplifier 20. Similarly in this case symmetrically to the center 21, the other pairs of detecting secondary coils 4, i.e. two internal detecting secondary coils 4, are connected to their amplifiers 20 by their connecting conductors 22. 20 and the other two detecting secondary coils 4 to the last amplifier 20. The ground conductors 25 then connect the ground terminals 26 of the amplifiers 20 to the remaining terminals 13 of the detecting secondary coils 4. The amplifiers 20 are connected to a comparative monostable flip-flop control circuit 27. u through a summation cell (not shown) and a low-pass filter. The capillary monostable flip-flop control circuit 27 is then coupled to the control solenoid 28 of a flow, material control, or material control drive, not shown, blocking, braking or reversing device.

Zařízení podle vynálezu funguje takto : Rozptylový transformátor 5, jehož detekční dekundární cívky 4 jsou vybuzeny střídavým nízkofrekvenčním napětím proudového obvodu budicí primární cívky 9, vytváří v mezeře mezi ramen^l4, 15 cívkového jádra 6 a v přilehlé oblasti magnetické pole, uzavírající se přes materiál, nalézající se nebo procházející detekčním prostorem JL« Prochází-li detekčním prostorem j. pouze uniformní kontrolovaný materiál, je výstupní napětí na každé detekční sekundární cívce 4 stejné, nebol je úměrné magnetickým tokům jednotlivých sekcí takto uspořádaného magnetického obvodu. Napětí na výstupech zesilovačů 20 jsou proto nulová. Přítomnost cizího kovového předmětu, který prochází prakticky vždy nesymetricky pouze nad jednou z dvojice detekčních sekundárních cívek 4, způsobí rozvádění magnetického obvodu a na vývodech 13 příslušné dvojic: detekčních sekundárních cívek 4 se změní napětí V závislosti na vzniklém rozdílu jejich magnetických toků. Tato změna napětí, zesílená příslušným zesilovačem 20 a zpracovaná komparačním momostabilním klopným ovládacím obvodem 27, spojí obvod ovládacího eléktromagnetu 28, který neprodleně blokuje nebo zabrzdí, případně reversuje hnací mechanismus, takže cizí předmět se nedostane do pracovního.ústrojí stroje a poruše nebo haváriiXe tak zabráněno.The device according to the invention works as follows: The dispersion transformer 5, whose detection secondary coils 4 are excited by the AC low-voltage voltage of the excitation primary coil current circuit 9, creates a magnetic field in the gap between the legs 14, 15 of the coil core 6. If only uniformly controlled material passes through the detection space 1, the output voltage at each detection secondary coil 4 is the same as it is proportional to the magnetic fluxes of the individual sections of the magnetic circuit thus arranged. The voltages at the outputs of the amplifiers 20 are therefore zero. The presence of a foreign metal object, which almost always passes asymmetrically over only one of the pair of secondary detection coils 4, causes the magnetic circuit to be distributed and the respective pairs at the terminals 13: the secondary detection coils 4 change in voltage depending on the difference in their magnetic flux. This voltage change, amplified by the respective amplifier 20 and processed by the comparative momostable flip-flop control circuit 27, connects the circuit of the control electromagnet 28, which immediately blocks or brakes or reverses the drive mechanism so that foreign objects do not enter the machine and thus prevent malfunction or accident. .

Claims (5)

PfiEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 239 075239 075 1· Zařízení pro indikaci kovových příměsí v materiálu, u něhož je v detekčním prostoru vytvořeno magnetické pole, ve kterém se nachází nebo kterým prochází indikovaný materiál s případnými kovovými příměsemi, vyznačené tím, že v detekčním prostoru (1) materiálu jsou uspořádány alespoň dvě detekční sekundární cívky (4) rozptylového transformátoru (5), jehož alespoň jedna budící primární cívka (9) je napojena na zdroj (16) střídavého napětí, přičemž vývody (13) detekční sekundární cívky (4) jsou napojeny na zesilovač (20)·Device for detecting metallic impurities in a material, in which a magnetic field is formed in the detection space in which the indicated material is present or passes, with possible metallic impurities, characterized in that at least two detection areas are arranged in the material detection area (1) a secondary coil (4) of a scattering transformer (5), at least one excitation primary coil (9) of which is connected to an AC power supply (16), wherein the terminals (13) of the detection secondary coil (4) are connected to an amplifier (20); 2. Zařízení podle bodu l_f vyznačené tím, že detekční sekundární cívky (4) jsou navinuty na cívkových jádrech (6), která jsou uspořádána s mezerami (8) mezi sebou na společném držáku (7) a jsou opatřena společnou budící primární cívkou (9)·Device according to Claim 1 _f, characterized in that the detection secondary coils (4) are wound on coil cores (6) which are arranged with gaps (8) between them on a common holder (7) and are provided with a common excitation primary coil (4). 9) · 3· Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že detekční sekundární cívky (4) jsou navinuty na jednom rameni (14) cívkového jádra (6) tvaru C, jehož druhé rameno (15) je volné·Device according to claim 1, characterized in that the detection secondary coils (4) are wound on one arm (14) of the C-shaped coil core (6), the other arm (15) of which is free. 4· Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že detekční sekundární cívky (4) jsou uspořádány symetricky ke středu (21) rozptylového transformátoru (5) ve dvojicích, z nichž každá je napojena na svůj zesilovač (20)·Device according to claim 1, characterized in that the detection secondary coils (4) are arranged symmetrically to the center (21) of the dispersion transformer (5) in pairs each connected to its amplifier (20) 5· Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že zesilovač (20) je připojen ke komparačnímu monostabilnímu klopnému ovládacímu obvodu (27), napojenému na ovládací elektromagnet (28)·Device according to claim 1, characterized in that the amplifier (20) is connected to a comparative monostable flip-flop control circuit (27) connected to the control solenoid (28).