SU687433A1 - Inductance transducer - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике измерени  вторичных электромагнитных полей, а именно к индуктивным преобразовател м металлообнаружителей, использующим переменное электромагнитное поле, и предназначено дл  избирательного обнаружени  металлических тел, скрытых различными реальными средами. Такие преобразователи необходимы в различных отрасл х народного хоз йства, например, в строи тельстве, геологоразведке,и т.Дс Известны индуктивные преобразователи дл  обнаружени  металлических тел, скрытых во вмещающей среде, состо щие из контура излучающей катушки и набора приемных катушек, расположенных внутри контура так, чт с помощью каждой приемной катушки исследуют часть плоскости, заключенной внутри контура 1. Это устройство громоздко и сложно в эксплуатации . Известны также более простые устройства , в которых индуктивные преобразователи выполнены из излучающей и приемной катушек, причем излучающ катушка выполнена в виде кольца, а приемна  катушка намотана на сердеч нике, расположенном симметрично вну и и в плоскости излучающей катушки 2 . Более проста  .конструкци  таких преобразователей предпочтительней, однако, вли ние пр мого пол  излучающей катушки на приемную катушку делает результаты измерений мало достоверными . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  преобразователь, в котором две вклюенных последовательно-встречно приемные катушки расположены в плоскости, параллельной плоскости излучающей катушки 3. Однако свойственна  преобразователю широка  диаграмма направленности не позвол ет отличить один металлический предмет от другого иЗ группы близрасположенных, а наличие на выходе преобразовател  противофазных значений сигнала зависит от расположени  -преобразовател  по отношению к металлическому предмету. Целью изобретени   вл етс  сужение диаграммы направленности индуктивного преобразовател . Достигаетс  это тем, что приемные и излучающа  катушки расположены коаксиально в одной плоскости и фор-The invention relates to a technique for measuring secondary electromagnetic fields, namely, inductive converters of metal detectors using an alternating electromagnetic field, and is intended for the selective detection of metallic bodies hidden by various real media. Such transducers are needed in various sectors of the national economy, for example, in construction, geological exploration, etc. Inductive transducers are known for detecting metallic bodies hidden in the host medium, consisting of a radiating coil circuit and a set of receiving coils located inside the circuit. Thus, using each receiving coil, a part of the plane enclosed within circuit 1 is examined. This device is cumbersome and difficult to operate. Also, simpler devices are known in which inductive converters are made of radiating and receiving coils, the radiating coil being made in the form of a ring, and the receiving coil is wound on a core symmetrically inside and in the plane of the radiating coil 2. A simpler design of such converters is preferable, however, the influence of the direct field of the radiating coil on the receiving coil makes the measurement results of little reliable. The closest to the invention to the technical essence is a transducer, in which two switched-on receiving coils are located in a plane parallel to the plane of the radiating coil 3. However, the wide radiation pattern characteristic of the transducer does not allow to distinguish one metal object from another iron group nearby, the presence at the output of the transducer of antiphase values of the signal depends on the position of the transducer relative to the metal object. The aim of the invention is to narrow the inductive transducer pattern. This is achieved by the fact that the receiving and radiating coils are located coaxially in the same plane and form

мы приемных катушек повтор ют форму излучающей катушки.we take-up coils repeat the shape of the radiating coil.

На фиг, 1 изображен схематически индуктивный преобразователь; на фиг. 2 -диаграмма направленности; на фиг. 3 - Вариант возможного ис-пользоваии  преобразовател  в схеме Избирательного металлообнаружител .Fig, 1 shows a schematic inductive transducer; in fig. 2 - directional diagram; in fig. 3 - A variant of the possible use of the converter in the scheme of the selective metal detector.

Индуктивный преобразователь содержит излучающую катушку 1, приемные катушки 2 и 3, которых повтор ют форму излучающей катушки. Приемные катушки включены последовательновстречно и расположены в плоскости, параллельной плоскости излучающей катушки. Приемна  катушка 2 выполнена подковообразной формы.The inductive transducer comprises an emitting coil 1, receiving coils 2 and 3, which repeat the shape of the emitting coil. Receiving coils are connected in series and are located in a plane parallel to the plane of the radiating coil. The receiving coil 2 is made of a horseshoe shape.

Диаграмма направленности излучающей катушки 1 (см. фиг. 2) характеризуетс  областью А, ограниченной кривой а.The radiation pattern of the radiating coil 1 (see Fig. 2) is characterized by the region A bounded by the curve a.

Благодар  подковообразной форме приемной катушки 2, значени  сигнало наводимых в этой катушке от источника вторичного пол , наход щегос  в плоскости, параллельной плоскости преобразовател , идентичны во всех случа х равноудаленности источника вторичного пол  от центра преобразовател . Вследствие этого (и поскольку приемные катушки 2 и 3 включены последовательно-встречно) во всех поперечных сечени х, проход щих через центр преобразовател , диаграммы направленности приемных катушек характеризуютс  област ми В и С, ограниченными соответственно кривыми в и с (в св зи с симметрией преобразовател  кривые на фиг. 2 показаны относительно оси симметрии Последовательно-встречное включение приемных катушек, во-первых,уменьшает ЭДС наводимую в каждой из приемных катушек от первоначального пол  излучакщей катушки, во-вторых, зоны В и С  вл ютс  зонами противофазных значений сигнала, т.е. в зависимости от нахождени  источника вторичного пол  в зоне В или С фазы сигналов отличаютс  на 180.Due to the horseshoe-shaped receiving coil 2, the signal values induced in this coil from the source of the secondary field in a plane parallel to the plane of the transducer are identical in all cases of equidistance of the source of the secondary field from the center of the transducer. As a consequence (and since the receiving coils 2 and 3 are connected in series to each other) in all cross sections passing through the center of the transducer, the radiation patterns of the receiving coils are characterized by areas B and C, limited respectively by curves in and with (in connection with the symmetry The transducer curves in Fig. 2 are shown relative to the axis of symmetry. Sequentially, counter-switching on of the receiving coils, firstly, reduces the emf induced in each of the receiving coils from the initial field of the radiating coil, secondly, zones B and C are zones of antiphase signal values, i.e., depending on whether the source of the secondary field is in zone B or C, the phases of the signals differ by 180.

Работа с индуктивным преобразователем заключаетс  в том, что сигнал наводимый в приемных катушках 2 и 3 от какого-либо источника вторичного пол , суммируетс  с сигналом, наводимым этим же источником в излучаю . щей катушке 1. Поскольку всегда имеетс  возможность фазу сигнала, снимаемого с приемных катушек 2 и 3, изменить на 180 , например, посредством перемены выходныхконцов этих катушек предлагаемый вихретоковыйThe operation with the inductive transducer is that the signal induced in the receiving coils 2 and 3 from any source of the secondary field is summed with the signal induced by the same source in the radiator. coil 1. Since it is always possible to phase the signal removed from the receiving coils 2 and 3, change the proposed eddy current by 180, for example, by changing the output ends of these coils

преобразователь характеризуетс  двум  диаграммами направленности - зоной К (фиг.2), ограниченной кривой к и зоной М, ограниченной кривой м. Таким образом, в зависимости от характера выполн емых измерений можно воспользоватьс  одной из двух диаграмм направленности, направленной зоной К или кольцеобразной зоной М с большим полем рассто ни . Q Индуктивный преобразователь,включакщий катушки 1. 2 и 3, может работать , например, с устройством, приведенным на фиг. 3. Данное устройство содержит генератор переменного тока 5 4, датчик опорного уровн  5, усилитель б, дифференциальный усилитель 7, фазовращатель 8, дифференциальный усилитель 9, фазочувствительный детектор 10, индикатор амплитуды 11 и индикатор фазы 12.The transducer is characterized by two radiation patterns - zone K (figure 2), bounded by curve k and zone M, limited by curve m. Thus, depending on the nature of the measurements made, you can use one of two radiation patterns, directional zone K or a ring-shaped zone M with a large field of distance. Q Inductive transducer, including coils 1. 2 and 3, can work, for example, with the device shown in FIG. 3. This device contains an alternating current generator 5 4, a level reference sensor 5, amplifier b, differential amplifier 7, phase shifter 8, differential amplifier 9, phase-sensitive detector 10, amplitude indicator 11, and phase indicator 12.

В приведенном устройстве, представл ющем собой избирательный металлообнаружитель , схемы блоков и их работа общеизвестна и здесь не приводитс .In the above device, which is a selective metal detector, the block diagrams and their operation are well known and are not shown here.

Наличие у индуктивного преобразовател  направленной диаграммы направленности выгодно отличает его от прототипа. Изобретение дает возможность производить избирательное обнаружение предметов из группы близ расположенной, а также повышает точность определени  контуров этих предметов . The presence of a directional radiation pattern in an inductive converter favorably distinguishes it from the prototype. The invention makes it possible to make selective detection of objects from a group near the one located, and also improves the accuracy of determining the contours of these objects.

Claims (3)

1.Патент Японии № 48-39745,1. Japanese Patent No. 48-39745, кл. 107 D 2 (G 01 Р 13/00), опублик. 1973.cl. 107 D 2 (G 01 P 13/00), published. 1973. 2.Патент США 3742341,2. US Patent 3742341, кл. 324-3 (G 01 V 3/10), опублик. 1973.cl. 324-3 (G 01 V 3/10), published. 1973. 3.Марк Э.Э. Прибор дл  обнаружени  частиц в м сных продуктах.3. Mark E.E. Device for detecting particles in meat products. м.: М сна  индустри  СССР, 1974, № И, с. 30 (прототип).m .: M sleep industry USSR, 1974, № And, p. 30 (prototype). нn СимметрииSymmetry .j г 1.j g 1 Фиг.ЗFig.Z