SU894651A2 - Metal detector - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  обнаружени  металлических предметов и частиц в технологических потоках обогатительных фабрик, а также в качестве самородкоулавливателей на драгах.The invention relates to measurement instrumentation and can be used to detect metallic objects and particles in process streams of processing plants, as well as as nuggets on dredges.

По основному авт.св. № 792192 известен металлоискатель, предназначенный дл  поиска движущихс  металлических предметов и частиц и содержащий последовательно соединенные генератор, дифференциальный индукционный датчик, регулируемый аттенюатор, усилитель, опорный вход которого подключен к выходу генератора , синхронный детектор, и индикатор , а также интегратор,включенный между выходом синхронного детектора и управл ющим входом аттенюатора l .According to the main auth. No. 792192 is a known metal detector for searching for moving metallic objects and particles and containing a series-connected generator, a differential induction sensor, an adjustable attenuator, an amplifier whose reference input is connected to the generator output, a synchronous detector, and an indicator, as well as an integrator connected between the synchronous output detector and attenuator control input l.

Благодар  наличию инерционной схемы компенсации медленные изменени  сигнала, св занные с нестабильностью катушек индукционного датчика или индукционного датчика и близко расположенных металлических масс, удаетс  скомпенсировать, не измен   чувствительности металлоискател  к движущимс  с заданной скоростью объектам .Due to the presence of the inertial compensation circuit, the slow signal changes associated with the instability of the coils of the induction sensor or the induction sensor and closely spaced metallic masses can be compensated for without changing the sensitivity of the metal detector to objects moving with a given speed.

Однако ввиду неидентичности фазовых сдвигов в дифференциальных приемных катушках индукционного датчика полной компенсации мешающих сигналов не происходит, что ограничивает помехоустойчивость металлоискател  и его чувствительность к движущимс  объектам .However, since phase shifts are not identical in the differential receiving coils of the induction sensor, there is no full compensation for interfering signals, which limits the noise immunity of the metal detector and its sensitivity to moving objects.

Цель изобретени  - повышение по10 мехоустойчивости металлоискател  и его чувствительности к движущимс  металлическим объектам.The purpose of the invention is to increase the resistance of the metal detector and its sensitivity to moving metal objects.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в металлоискатель, содержащий The goal is achieved by the fact that a metal detector containing

ts последовательно соединенные генератор , дифференциальный индукционный датчик, регулируемый аттенюатор,синхронный детектор, опорный вход которого подключен к выходу генератора, ts series-connected generator, differential induction sensor, adjustable attenuator, synchronous detector, the reference input of which is connected to the generator output,

20 и индикатор, а также интегратор, включенный между выходом синхронного детектора и управл квдим входом регулируемого аттенюатора, введены последовательно соединенные дополнитель25 ные регулируемый аттенюатор,усилитель и синхронный детектор, усилитель выполнен с дифференциальным входом, причем входы дополнительного регулируемого аттенюатора подключены к выходам индукционного датчика,второй20 and an indicator, as well as an integrator connected between the output of the synchronous detector and controlling the input of the adjustable attenuator, serially connected additional adjustable attenuator, amplifier and synchronous detector are introduced, the amplifier is made with a differential input, and the inputs of the additional adjustable attenuator are connected to the outputs of the induction sensor, second

вход усилител  подключен к выходу дополнительного регулируемого аттенюатора , опорный вход дополнительн синхронного детектора соединен с в .ходом генератора, а его выход - с управл ющим входом дополнительного регулируемого аттенюатора.the amplifier input is connected to the output of an additional adjustable attenuator, the reference input of the additional synchronous detector is connected to the generator input, and its output is connected to the control input of the additional adjustable attenuator.

На фиг. 1 приведена структурна  схема металлоискател ;на фиг. 2-4 показаны векторные диаграммы,по сн ющие его работу.FIG. 1 shows a structural diagram of a metal detector; FIG. Figures 2–4 show vector diagrams that illustrate his work.

Металлоискатель содержит генератор 1, выход которого через индукционный датчик 2, имеющий дифференциальный выход, подключен ко входам илентичных регулируемых аттенюаторов 3 и 4. Усилитель 5 дифференциальными входами подключен к выходам аттенюаторов 3 и 4, а выходом через синхронный детектор 6 соединен с индикатором 7. Интег ратор 8 включен 4ежду выходом синхронного детектора б и управл ющим входом сГттенюатора 3, Усилитель 9 соединен с аттенюатором 4 и синхронным детектором 10, выход которого подключен к управл ющему входу аттенюатбра 4, Опорные входы синхронных fleTeKtoipos 6 и 10 соединены с генератором ;.The metal detector contains a generator 1, the output of which through an inductive sensor 2, having a differential output, is connected to the inputs of adjustable optical attenuators 3 and 4. Amplifier 5 is connected by differential inputs to the outputs of attenuators 3 and 4, and is connected to an output through an synchronous detector 6. Integ RATOR 8 is switched on 4 between the output of the synchronous detector b and the control input of the GT attenuator 3, the Amplifier 9 is connected to the attenuator 4 and the synchronous detector 10, the output of which is connected to the control input of the attenuator 4, O pore inputs of synchronous fleTeKtoipos 6 and 10 are connected to the generator;.

МеталлоискаГель работает слеИующим образом.MetalloGel works as follows.

Индукционный датчик 2 возбуждаетс  генератором 1. Выходной сигнал с индукционвого датчика 2 через регулируегФле аттенюаторы 3 и 4 поступает на усилитель 5 и далее на синхронный детектор 6. Выходйой сигнал синхронного детектора 6 поступает на индикатор 7 и одновременно через интегратор 8 на упрайл кнднй вход регулируемого аттенюатора 3. Одновременно выкодной сигнал аттенюатора 4 через усилитель Э поступает на синхронный детектор 10 и дйлее после детектировани  на управл к ций вход аттенюатора 4.Induction sensor 2 is excited by generator 1. The output signal from inductive sensor 2 through regulator attenuators 3 and 4 is fed to amplifier 5 and then to synchronous detector 6. The output signal of synchronous detector 6 is fed to indicator 7 and simultaneously through the integrator 8 to the direct attenuator input of the adjustable attenuator 3. At the same time, the output signal of the attenuator 4 through the amplifier E is fed to the synchronous detector 10 and a dilee after detection of the attenuator 4 input to the control.

В стационарном режиме на выходах обоих аттенюаторов 3 и 4 поддеживаетс  выходное напр жение,близкое к нулевому, за счет быстрой системы компенсации, состо щей из аттенюатора 4, усилител  9 и синхронного детектора 10, и инерционной системы компенсации, состо щей изаттенюатора 3 усилител  5, синхронного детектора б и интегратора 8.In stationary mode, the outputs of both attenuators 3 and 4 support an output voltage close to zero due to a fast compensation system consisting of an attenuator 4, an amplifier 9 and a synchronous detector 10, and an inertial compensation system consisting of the attenuator 3 amplifier 5, synchronous detector b and integrator 8.

При медленных изменени х сигнал с индукционного датчика, св занных с нестабильностью взаимного расположени  катушек индукционного дачи1 а либо индукционного датчика и металлических масс технологическог оборудовани , нестабильностью начальной компенсации датчика и пр., обе системы компенсации (быстра  и инерционна ) успевают отреагировать , и сигналЕз на выходахобоих аттенюаторов, равно как н на входе индикатора 7, практически не измен ютс . With slow changes of the signal from the induction sensor, related to the instability of the relative positioning of the induction problem coils1 or the induction sensor and the metallic masses of the process equipment, the instability of the initial compensation of the sensor, etc., both compensation systems (fast and inertial) have time to react, and the Ef signal The outputs of both attenuators, as well as n at the input of the indicator 7, are practically unchanged.

При быстрых изменени х сигнала с индукционного датчика, св занных с прохождением через индукционный датчик 2 металлических либо ферромагнитных объектов, сигнал с выхода аттенюатора 4 попадает на вход усилител  9 и далее на синхронный детектор 10, и после детектировани  управл ет коэффициентом аттенюации аттенюатора 4, поддержива  напр жение на его выходе близким к нулю. Разность сигналов с Выходов аттенюаторов 3 и 4 через усилитель 5 и синхронный детектор б поступает на входы индикатора 7 и интегратора 8. При достаточной величине посто нной времени интегратора 8 управл ющий сигнал не попадает на вход аттенюатора 3, и .уменьшени  сигнала не происходит.With rapid changes in the signal from the induction sensor associated with passing through the induction sensor 2 of metal or ferromagnetic objects, the signal from the output of the attenuator 4 goes to the input of amplifier 9 and then to the synchronous detector 10, and after detection controls the attenuation coefficient of the attenuator 4, supporting the voltage at its output is close to zero. The difference between the signals from the outputs of attenuators 3 and 4 through amplifier 5 and synchronous detector b is fed to the inputs of indicator 7 and integrator 8. With a sufficient value of the constant time of integrator 8, the control signal does not fall to the input of attenuator 3, and the signal does not decrease.

На фиг. 2 показана векторна  диаграмма дл  исходного стационарного состо ни ; на фиг. 3 - дл  переходного режима и на фиг. 4 - нового стационарного состо ни  при скачкообразном изменении сигнала с индукционного датчика. Здесь U и U2 напр жени  на дифференциальных выходахFIG. 2 shows a vector diagram for the initial steady state; in fig. 3 for a transient mode and in FIG. 4 - a new stationary state in case of an abrupt change in the signal from an induction sensor. Here, U and U2 are voltage at the differential outputs.

, и, и, and, and

иand

датчикаsensor

4. напр жени  на выходах аттенюаторов 3 и 4 соответственно . Напр жение на входе индикатора 7 пропорционально геометрическо разности векторов Uj и U .4. voltages at the outputs of attenuators 3 and 4, respectively. The voltage at the input of indicator 7 is proportional to the geometric difference of the vectors Uj and U.

Введение в металлоискатель дополнительных элементов позвол ет увеличить глубину компенсации меи ающих сигналов, особенно при наличии фазовых сдвигов между выходными напр жени ми катушек индукционного датчика или при негармоническом сигнале возбуждени . Это позвол ет повысить помехоустойчивость металлоискател  к вли нию металлически} и ферромагнитных масс близко расположенного технологического оборудовани , что приводит к увеличению чувствительности металлоискател  к движущимс  с заданной скоростью металлическим предметам, а также уменьшению ложных срабатываний.The introduction of additional elements into the metal detector makes it possible to increase the depth of compensation of the driving signals, especially in the presence of phase shifts between the output voltages of the coils of the induction sensor or when a non-harmonic excitation signal. This makes it possible to increase the noise immunity of the metal detector to the effect of metallic} and ferromagnetic masses of closely located processing equipment, which leads to an increase in the sensitivity of the metal detector to metallic objects moving at a given speed, as well as to a reduction in false alarms.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Металлоискатель по авт.св. № 792192, отличающийс  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости и чувствительности к движущимс  металлическим предметам, в него введены последовательно соединенные дополнительные регулируемы аттенюатор, усилитель и синхронный детектор, усилитель выполнен с дифференциальным входом, причем входы дополнительного регулируемого атMetal detector on avtsv. No. 792192, characterized in that, in order to increase the noise immunity and sensitivity to moving metallic objects, sequentially connected additional adjustable attenuator, amplifier and synchronous detector are introduced into it, the amplifier is made with a differential input, and