CN86104310A - 金属检测器 - Google Patents

Abstract

在一种金属检测器中，例如可用于面包厂的那一种，装有一个可调的移相器，用来调整不同产品的检测器。可调移相器从输出信号用电子学方式加以控制，以使装置是自调式的。

Description

本发明涉及一种检测器，例如在产品中适用于检测金属或其它杂质的一种检测器。

安装这样一种面包厂，必须能够检测出产品（举例来说，它可以是面包或糕点）中的杂质，例如是金属一类的杂质。

曾经提议过要在一种检测器中安装一个第一矩形线圈1，如附图1所示，它是先前提出的器件的部分示意图。两个尺寸相同的线圈2、3被安放在第一线圈的两个对边上。以箭头4图示的传送带或其它器件是用来传送要检查的物品按顺序通过三个线圈。中间的线圈1有接线端5，而外边的线圈实际上以反接串接起来，它们具有接线端6。

图2所示的是方框电路图，振荡器5A被连到接线端5，从而激励第一线圈。建立起来的磁场激励其它两个线圈，因而在接线端6处有一信号，并在此处由放大器6A放大。振荡器的一个输出端被连到第一鉴相器或相位比较器7的一个输入端，也被连到第二鉴相器或比较器8的第一输入端。放大器6A的输出端直接连到第一鉴相器7的第二输入端，并且通过一个把90°相移传给信号的固定移相器9，和通过一个把可选择的相移传给信号的可调移相器10而接到鉴相器8的另一输入端。

当馈给鉴相器的信号具有一90°的相对相移时，每一鉴相器8给出零输出。

当一个典型的产品，例如一块面包通过线圈时，因这块面包稍为导电，可发现产生了产品信号11，如图3所示，为了便于解释，将它示意地画在图中。这个信号大部分相当于有电阻性损失的矢量，然而它会有一个大小相等方向相反的分量11′，这要根据产品是在线圈3和1中抑或在线圈2和1中而定。当相位调节器10不提供任一相移时，给产品信号提供一个90°的信号8′。通过调节移相器10来提供一角位移φ，信号8′可以是纯电感性的，因而无电阻性分量。于是，鉴相器8具有一恒定输出。

上述装置开始要这样安装，即当原来的或未受沾污的产品通过线圈时，在鉴相器8的输出端上应无起伏存在。但如产品中有一金属的或其它相似的杂质存在，就会有一杂质信号15加在产品信号11上，而导致一个新的合成信号16。这样得出的新的电感性信号16′以一角度移离电感性轴，因而它具有电阻性的分量。因此，在鉴相器8的输出端上有一信号起伏出现，这样一种信号可以用来识别不合规格的产品。

在各种不同产品的场合，例如不同类型的面包块在一装置上受检查，最好要对检查各个不同产品而重新调整移相器10。这是很花时间的。有可能给移相器10装上一些选定的预置移相器，但操作人员往往不用这种设施，只是从中挑选以调整器件的灵敏度，以便可以在一种设定的灵敏度接纳所有的不同产品。这种做法不利之处，在于某些含有杂质的产品将辨认不出其所含的杂质。

如图4中可以看到的那样，当一个产品在移相器10被调整之前就通过线圈，鉴相器8的输出（以伏特计）实际上是随时间变化的波动。其第一波峰值认为是产品通过线圈3和1间的表现，而零值13则认为是产品通过线圈1的反映。反向波峰14作为产品通过线间1和2间的反映。这个波最好应尽量接近一条直线，就像一个未被沾污的产品通过上述器件那样，而当波形和直线图形相差一预定的量值时，产品被认为有某种程度的沾污。

根据本发明所提供的检测器包括有：一个被激励的第一线圈，穿过其磁场而通过要检查的物件;一个安放在产生输出信号的第一线圈的磁场里的第二线圈;激励第一线圈的部分信号和第二线圈的输出信号被馈送到两个鉴相器的输入端;一鉴相器的一个输入端联接到一个90°的移相器，而一鉴相器的一个输入端则联接到一个可调的移相器;至少有一个鉴相器的输出被监控以产生控制信号，这个控制信号被用来调整上述的可调移相器。

90°的移相器和可调移相器最好和其中一个鉴相器的一个输入端相联系。

其中一个鉴相器的输出电压便于用电压监控器来监控，响应此电压的变化而产生上述的控制电压。

另一鉴相器的输出最好被馈送到一极性检测器，它提供信号给电压监控器，表现出输入到上述极性检测器的极性。

电压监控器便于包括信号存储装置，以及由极性探测器控制的开关，以便在探出极性时，在某种程度上用上述电压供应信号存储装置，而当探出另一种极性时，在另一种程度上用上述电压供应信号存储装置。

信号存储装置有利地包括一个第一电容器，当探出某一种极性时，用上述的鉴相器的输出给第一电容器充电，而当探出另一种极性时，用那鉴相器的反相输出给它充电，还有一个第二电容器，当没有探出极性时，上述鉴相器的输出给第二电容器充电。

在另一种实施例中，信号存储装置有两个电容器，当探出一种极性时，用上述鉴相器的输出给其中一个电容器充电，而当探出另一种极性时，用上述鉴相器的输出给另一电容器充电。

电容器最好连到一个差分放大器，其输出为可调移相器提控制信号。

在电压监控器和可调移相器之间最好有一个延迟。

在本发明的另一实施例中，第一和第二鉴相器的输出被馈送到第三鉴相器的输入端，第三鉴相器的输出端用RC延迟网络连接到上述可调移相器的控制接线端。

最好要有降低RC网络时间常数的装置，以便启动想要获得的快速调定的检测器。

上述用以缩短RC时间常数的装置有利地包括可变换的装置。

为了更容易地理解本发明，以及了解其中的更多的特点，下面要参考其余附图，通过实例来加以叙述，其中

图5是根据本发明的一个装置部分的方框电路图，

图6是可能用在图5电路的其中一种电压监控器的方框图，

图7是可能用在图5电路的另一种电压监控器的方框电路图，

图8、9和10是本发明改进的实施例的方框电路图。

参考图1至4，可知本发明是添加到上述装置中的一种改进类型。因此，图1和2的装置虽有出现，但不再赘述。

在本发明中，鉴相器8的输出是受监控的，而且如波形偏离直线的量大于一预定值时，产品就被拒收。然而，当若干要检查的产品通过线圈，如偏离线性的次数超过了预定的次数，则电压监控器产生一馈至可调移相器10的控制信号，这在本发明中是一个可用电子学方式控制的移相器。

由图5可知鉴相器8的输出被馈送到电压监控器18。在所说的实施例中，电压监控器18也从连到鉴相器7的输出端的极性检测器15接收信号。每当极性检测器的输入是正极性时，极性检测器的第一输出16就携带一信号，而每当该输入是负极性时，则极性检测器的第二输出17就携带一信号。通过一延迟线19来馈送电压监控器的输出，可防止不希望有的“寻线”发生，而通过线21馈送至可用电子学方式控制的可调移相器10。

图6展示一种电压监控器。鉴相器8的输出通过放大器23的输入端22馈送至放大器23。放大器的输出端通过倒相器24、电阻25和开关26连到适于存储信号的器件，在本实施例中它是一个电容器28，电容器的另一端接地。上述的开关26只有在线路17上有信号时才闭合。放大器23的输出端也通过一电阻29和一开关30连到电容器28的输入端。开关30当线路16上有信号时是闭合的。放大器的输出端也通过开关31连到适于存储信号的第二器件，这里是一个第二电容器32，其另一端接地。开关31要安排得在两开关26和30都是断开时是闭合的。电容器28和32的输入端被连到差分放大器33，其输出被馈送到线路19。

当物件通过检测线圈的同时，在电压监控器中由鉴相器8测量得的表示平均相移的第一信号被存储起来，而由鉴相器8测量得的表示平均相移的第二信号也被存储起来，比较这些存储的信号以产生用在可调移相器10的控制信号。

从图3可知两个鉴相器信号的电阻性分量不是同相就是180°反相。因而，当年自鉴相器7的信号变成极性时，开关30闭合，之后由鉴相器8提供的第一极性信号使电容器28充电。在图4的例子中，这电压是X伏加波峰值12的幅值。当鉴相器7的输出信号变成负极性时，开关30断开而开关26闭合，之后波峰值14相对X伏线反转，合成的电压加到电容器28上。在产品通过线圈之间的时期间，开关31是闭合的，而将电容器32充电高达X伏。可以看出，如果鉴相器的输出是线性的，电容器28和32都会带相同的电压，因而差分放大器不会有输出。同样也可以明白的是，非线性的大小（它依赖于相移）被反映在差分放大器输出的大小和极性，因而，这信号显然可以用来控制可调移相器10，以恢复所需的操作条件。

在本装置里，当鉴相器9具有一种极性时，从鉴相器8来的信号值被存储起来，而且，当鉴相器9具有相反的极性时，将上述信号值和来自鉴相器8的信号值相比较。

图7举例说明另一种形式的电压监控器18。在这种情况下，输入端22通过电阻34而连到第一开关35，它在线路16上有信号时闭合，于是接到第一电容器36;开关37在线路17上有信号时闭合，因而可通过它将22连到第二电容器38。电容器被连到差分放大器的输入端，其输出被馈送到线路19。可以理解的是，电容器36实际上存储图4的波峰12的值，它是X伏加峰值的大小，而电容器38将存储波峰14的值，它是X伏减去峰值。只有当峰值是属于无关紧要的数值，即当鉴相器的输出实质上是线性时，差分放大器的输出端才不产生信号。

图8举例说明本发明的一种改进实施例。不用说都知道产品在用上述装置监控时，会因为含盐的高水份而产生导电性的问题。这是许多食品产品共同的情况。在这样一种情况下，可以产生很大的电阻性信号。因此严格要求可变的移相器10的调整要快速和正确地完成，因为在设备预热期间，可能出现短期误差。当然，由于不同的水份和盐份，可调的相位调节器的调整随不同产品类型而变化。

如同先前的实施例，图8中的装置包括了鉴相器7和8，如图1所出现的那样。这两个鉴相器的输出，可随意决定是否要通过放大器，例如放大器39而馈送到另外的鉴相器40。用RC网络41、42和另外的放大器馈送鉴相器40的输出到引线44，引线44被连到可调移相器10的控制输入端。当一件物品，例如一片金属通过线圈时，出现的相位变化并不立即通过RC网络，因而，RC网络起着结合平滑和延迟电路的作用。因此，当测得单个杂质时，RC电路的输出并无显著的变化，但如果被监控的产品性质有变化，则作为反应产品变化的结果，RC网络的输出也在改变。在开关的预热期间或突然改变产品时，可用开关45将RC网络旁路以缩短RC时间常数。从鉴相器8直接取出输出46以启动反应被测杂质的装置。

图9举例说明一实施例，它是图6实施例的改进类型。不是将信号存储在电容器上，而是把开关26和30连到模-数变换器45，它产生一个表示信号的瞬时幅度的数字信号。把数字信号馈送到取样加法计数器46，它得到一个等值于信号的整数的计数。把开关31连到相应的模-数变换器47和计数器48。用一个比较器49比较计数器46和48的输出以产生一控制信号。

图10举例说明一个实施例，它是图6实施例的一个改进类型。开关35、37经由各自模-数变换器49、50各自连到计数器51、52（相应于计数器48、46）。计数器的输出被转传到比较器以产生控制信号。

Claims (12)

1、一种检测器，其特征是包括有：一个被激励的第一线圈，穿过其磁场而通过要检查的物件；一个安放在产生输出信号的第一线圈的磁场里的第二线圈；激励第一线圈的部分信号和第二线圈的输出信号被馈送到两个鉴相器的输入端；一鉴相器的一个输入端联接到一个90°的移相器，而一鉴相器的一个输入端则联接到一个可调的移相器；至少有一个鉴相器的输出端被监控以产生控制信号，这个控制信号被用来调整上述的可调移相器。

2、根据权利要求1的检测器，其特征是90°的移相器和可调移相器被联到一鉴相器的一个输入端。

3、根据权利要求1或权利要求2的检测器，其特征是用电压监控器来监控一鉴相器的输出电压，为响应上述电压的变化而产生上述的控制信号。

4、根据权利要求3的检测器，其特征是另一鉴相器的输出被馈送到极性检测器，该极性检测器提供信号给电压监控器，以表现出输入到上述极性检测器的极性。

5、根据权利要求4的检测器，其特征是电压监控制器包括信号存储装置，以及由极性探测器控制的开关，以便在探出极性时，在某种程度上用上述电压供应信号存储装置，而当探出另一种极性时，在另一种程度上用上述电压供应信号存储装置。

6、根据权利要求5的检测器，其特征是信号存储装置包括一个第一电容器，当探出一种极性时，用上述鉴相器的输出给第一电容器充电，而当探出另一种极性时，用那鉴相器的反相输出给它充电，还有一个第二电容器，当没有探出极性时，上述鉴相器的输出端给第二电容器充电。

7、根据权利要求5的检测器，其特征是信号存储装置包括两个电容器，当探出一种极性时，用上述鉴相器的输出给其中一个电容器充电，而当探出另一种极性时，用上述鉴相器的输出给另一电容器充电。

8、根据权利要求6或7的检测器，其特征是电容器被连到一个差分放大器，其输出为可调移相器提供控制信号。

9、根据权利要求3至8中任一个权利要求的检测器，其特征是在电压监控器和可调移相器之间有一个信号延迟器件。

10、根据权利要求1或2的检测器，其特征是第一鉴相器和第二鉴相器的输出被馈送到第三鉴相器的输入端，第三鉴相器的输出端用RC延迟网络连接到上述可调移相器的控制接线端。

11、根据权利要求10的检测器，其特征是装有降低RC网络时间常数的装置，以便启动想要获得的快速调定的检测器。

12、根据权利要求11的检测器，其特征是上述用以缩短RC时间常数的装置包括可变换的装置。

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