CS263418B1

CS263418B1 - Metallic objects indicator

Info

Publication number: CS263418B1
Application number: CS865118A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Skopek; Josef Ing Borek
Original assignee: Jaroslav Ing Skopek; Josef Ing Borek
Priority date: 1986-07-07
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS511886A1

Abstract

Zapojení se týká průmyslové elektroniky a rosí problematiku indikace nežádoucích kovových předmětů vyskytujících se v nemagnetické a nevodivé surovině dopravované na dopravních pásech. Uvedené funkce se dosáhne zapojením, které používá synchronního filtru, který umožňuje nastavení libovolně Ú2kého propouštěného pásma a přitom odfiltruje nežádoucí kolmou složku napětí snímače; pomalé změny napětí snímače se kompenzují automaticky pomocí zpětnovazebního obvodu složeného z integrátoru a modulátoru. Zpoždění výstupního signálu pro ovládání vyhazovačích mechanismů se dosahuje pomocí posuvného registru, který je zapojen mezi výstup vyhodnocovacího obvodu směn a vstup výstupních a silových obvodů a modelyje situaci na dopravním pá su a tím zabraňuje ztrátě informace při výskytu více kovových předmětů jdoucích za sebou. Zapojení může být využito ve stavebnictví, strojírenství slévárny, v gumá renském průmyslu, v dřevařském průmyslu, v potravinářském průmyslu, v zemědělství apod.The wiring relates to industrial electronics and the problem of undesirable indications metal objects occurring in non-magnetic and non-conductive feedstock on conveyor belts. Functions listed is achieved by wiring that uses synchronous filter that allows you to set arbitrarily a low pass band while doing so filters out the unwanted perpendicular component of the voltage sensors; slow sensor voltage changes are automatically compensated by feedback a circuit consisting of an integrator a modulator. Output signal delay to control ejection mechanisms reaches by using a shift register that it is connected between the output of the evaluation circuit shifts and output and power input circuits and models is the situation on the traffic fr su and thus prevents loss of information at occurrence of multiple metallic objects behind. Involvement can be used in construction, foundry engineering, rubber industry, in the timber industry, in the food industry, agriculture etc.

Description

Vynález se týká indikátoru kovových předmětů vyskytujících se v nevodivém a nemagentickém materiálu, dopravovaném na pásovém dopravníku.The invention relates to an indicator of metal objects occurring in a non-conductive and non-magnetic material conveyed on a belt conveyor.

Indikátor kovových předmětů sestává z oscilátoru, indukčního snímače, filtru, zesilovacích a vyhodnocovacích obvodů. Indukční snímač je proveden jako diferenciální transformátor,jehož magnetickým obvodem prochází dopravovaná surovina; primární vinutí je napájeno z oscilátoru a napětí, indukované v sekundárním vinutí, je zesilováno a vyhodnocováno. Vniknutí kovového předmětu způsobí poruchu magnetického pole, která se projeví rozdílovým napětím na sekundárním vinutí. Problematika spočívá v tom, že rozdílové napětí, způsobené malým kovovým předmětem, je řádu 10^-5 až ΙΟ'⁶ V; v praktickém provozu je značná úroveň rušivých napětí a rovněž snímač nelze trvale udržet nastavený tak, aby zbytkové napětí na sekundárním vinutí bylo dostatečně blízké nule. Přitom jak napětí užitečného signálujtak zbytkové napětí jsou proti napětí na primárním vinutí fázově pootočena o úhel daný povahou kovového předmětu, který má být indikován a kovovými předměty v okolí snímače. Tyto problémy se dosud řeší použitím úzkopásmových filtrů, vyhodnocovacích obvodů změn napětí a obvody pro kompenzaci dvou navzájem kolmých složek zbytkového napětí snímače. Nevýhodou takového řešení je citlivost úzkopásmových filtrů a kompenzačních obvodů na dejustáž, přičemž při stálé úrovni zbytkového napětí snímače o několik řádů vyšší než napětí užitečného signálu, mohou být např. šum oscilátoru event. parazitní modulace způsobené vnějšími vlivy, vyhodnoceny jako změny způsobené kovovým předmětem. Kromě toho jsou vyvažovači obvody pro dvě složky napětí poměrně složité. Při ovládání vyhazovačích mechanismů je nutno zajistit zpoždění výstupního signálu. Toho se zpravidla dosahuje zpožďovacími členy složenými z rezistorů a kondenzátorů. Nevýhodou tohoto uspořádání je nebezpečí ztráty informace při výskytu dvou po sobě jdoucích kovových předmětů.The metal indicator consists of an oscillator, inductive sensor, filter, amplifier and evaluation circuits. The inductive transducer is designed as a differential transformer, whose conveyed material passes through the magnetic circuit; the primary winding is fed from the oscillator and the voltage induced in the secondary winding is amplified and evaluated. The intrusion of a metal object causes a magnetic field failure, which results in a differential voltage across the secondary winding. The problem is that the differential voltage caused by a small metal object is of the order of 10 ^-5 to ΙΟ ' ⁶ V; In practice, there is a considerable level of disturbing voltages and also the sensor cannot be permanently set so that the residual voltage on the secondary winding is close enough to zero. However, both the voltages of the useful signals and the residual voltages are phase-rotated against the voltage on the primary winding by the angle given by the nature of the metal object to be indicated and the metal objects in the vicinity of the sensor. So far, these problems have been solved by using narrowband filters, voltage change evaluation circuits, and circuits to compensate for two perpendicular residual sensor voltage components. The disadvantage of such a solution is the sensitivity of narrowband filters and compensating circuits to overload, and at a constant level of residual voltage of the sensor several orders of magnitude higher than the voltage of the useful signal, eg oscillator noise event. parasitic modulations caused by external influences, evaluated as changes caused by a metal object. In addition, balancing circuits for the two voltage components are relatively complex. When controlling the ejector mechanisms, it is necessary to ensure a delay of the output signal. This is generally achieved by delaying members composed of resistors and capacitors. A disadvantage of this arrangement is the risk of loss of information when two successive metal objects occur.

4Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny podle vynálezu indikátorem kovových předmětů, jehož podstata spočívá v tom, že výstup indukčního snímače je přes diferenciální zesilovač, první sčítací rezistor, vysokofrekvenční operační zesilovač, pásmovou propust a fázový usměrňovač spojen se vstupem vyhodnocovacího obvodu změn, při čemž vstup vysokofrekvenčního operačního zesilovače je přes kondenzátory a elektronický přepínač spojen s jeho výstupem, a řídicí vstupy fázového usměrňovače a elektronického přepínače jsou přes tvarovaci obvod a nastavitelný fázovací člen spojeny s výstupem oscilátoru.The above-mentioned disadvantages are eliminated according to the invention by a metal object indicator, which consists in that the output of the inductive sensor is connected via a differential amplifier, a first addition resistor, a high-frequency operational amplifier, a band-pass filter and a phase rectifier. the operational amplifier is coupled to its output via capacitors and an electronic switch, and the control inputs of the phase rectifier and the electronic switch are connected to the oscillator output via the shaping circuit and the adjustable phasing element.

Výstup fázového usměrňovače je dále přes integrátor spojen s druhým vstupem modulátoru a jeho výstup přes druhý sčítací rezistor se vstupem vysokofrekvenčního operačního zesilovače a druhý vstup modulátoru je spojen s výstupem nastavitelného fázovacího členu. Výstup vyhodnocovacího obvodu změn je spojen se vstupem výstupních a silových obvodů přes posuvný registr, jehož hodinový vstup je spojen s výstupem zdroje posouvacích impulsů a’ jeho blokovací vstup je spojen s výstupem pro ovládání pohonu dopravníku.The output of the phase rectifier is further connected via the integrator to the second input of the modulator and its output via the second addition resistor to the input of the high-frequency operational amplifier and the second input of the modulator is connected to the output of the adjustable phasing element. The output of the change evaluation circuit is coupled to the input of the output and power circuits via a shift register, whose clock input is coupled to the output of the shift pulse source and its blocking input is coupled to the output for controlling the conveyor drive.

Zapojení podle vynálezu používá synchronního filtru, který umožňuje nastavení libovolně úzkého propouštěného pásma a přitom odfiltruje nežádoucí kolmou složku napětí snímače. Pomalé změny napětí indukčního snímače způsobené např. změnou teploty apod. se automaticky kompenzují a napětí na výstupu je udržováno blízko nulové hodnoty.The circuit according to the invention uses a synchronous filter which allows the adjustment of an arbitrarily narrow passband while filtering out the undesired perpendicular component of the sensor voltage. Slow changes of the inductive sensor voltage caused by eg temperature changes etc. are automatically compensated and the output voltage is kept close to zero.

Zpoždění výstupního signálu pro ovládání vyhazovačích mechanismů nebo zastavení dopravníku se dosahuje pomocí posuvného registru, který modeluje situaci na dopravním pásu a tím zabraňuje ztrátě informace při výskytu více kovových předmětů jdoucích za sebou.The delay of the output signal to control the ejector mechanisms or to stop the conveyor is achieved by means of a shift register, which models the situation on the conveyor belt and thus prevents loss of information when multiple metal objects are present in succession.

Na připojeném výuťactx je znázorněno zapojení indikátoru kovových předmětů. Výstup oscilátoru _1 je spojen s primárním vinutím indukčního snímače 2 ^a současně se vstupem nastavitelného fázovacího členu 10, jehož výstup je spojen s prvním vstupem modulátoru 17 a současně přes tvarovaci obvod 11 s řídicím vstupem elektronického přepínače 14 a fázového usměrňovače 2· VýstupOn the connected výutactx the connection of the metal object indicator is shown. The output of the oscillator 1 is connected to the primary winding of the inductive sensor 2 ^and simultaneously to the input of the adjustable phasing element 10, the output of which is connected to the first input of the modulator 17 and simultaneously through the shaping circuit 11 to the control input of the electronic switch 14 and the phase rectifier.

265 418 indukčního snímače 2. je přiveden na vstup diferenciálního zesilovače 2 ^{a 2} jeho výstupu přes první sčítací rezistor £ na vstup vysokofrekvenčního operačního zesilovače 2· Výstup vysokofrekvenčního operačního zesilovače 2 je přiveden na vstup pásmové propusti £ a její výstup je přiveden na vstup fázového usměrňovače T_, jehož výstup je spojen se vstupem vyhodnocovacího obvodu £ změn. Mezi vstup a výstup operačního zesilovače 5_ je zapojen zpětnovazební obvod, sestávající z kondenzátorů 12.,£3 a elektronického přepínače 14. Výstup fázového usměrňovače 7_ je dále spojen přes integrátor 16 na druhý vstup modulátoru 17 a z jeho výstupu přes druhý sčítací rezistor 15 na vstup vysokofrekvenčního operačního zesilovače £. Výstup vyhodnocovacího obvodu £ změn je přiveden na vstup výstupních a silových obvodů 18 přes posuvný registr 9j_jehož hodinový vstup je spojen s výstupem zdroje 19 posouvacích impulsů a jeho blokovací vstup 20 je spojen s výstupem 21 pro ovládání pohonu dopravníku.265 418 of the inductive sensor 2 is connected to the input of the differential amplifier 2 ^and its output via the first summing resistor 6 to the input of the high-frequency operational amplifier 2. The output of the high-frequency operational amplifier 2 Whose output is connected to the input of the change evaluation circuit 6. A feedback circuit consisting of capacitors 12, 33 and an electronic switch 14 is connected between the input and output of the operational amplifier 5. The output of the phase rectifier 7 is further connected via the integrator 16 to the second input of the modulator 17 and from its output via the second summing resistor 15 to the input. the RF operational amplifier £. The output of the change evaluation circuit 6 is applied to the input of the output and power circuits 18 via the shift register 9, whose clock input is connected to the output of the shift pulse source 19 and its blocking input 20 is connected to the output 21 for controlling the conveyor drive.

, Napětí z výstupu oscilátoru £ je přivedeno na primární vinutí indukčního snímače 2 a současně na vstup nastavitelného fázová čího členu 10, jehož výstupní napětí je přivedeno na první vstup modulátoru 17 a současně na vstup tvarovacího obvodu 11. Z výstupu tvarovacího obvodu 11 je řízen jednak elektronický přepínač 14, jednak fázový usměrňovač £. Napětí, indukované na sekundárním vinutí indukčního snímače £,je zesíleno diferenciálním zesilovačem 2 a přivedeno přes prvý sčítací rezistor £ na vstup vysokofrekvenčního operačního zesilovače 2> který je překlenut zpětnovazebním obvodem z kondenzátorů 12,15, přepínaných elektronickým přepínačem 14. Takto zapojený zesilovač se chová jako vysoce selektivní synchronní pásmová propust, která umožňuje nastavení libovolně úzkého propouštěného pásma a přitom odfiltruje nežádoucí složku napětí na sekundárním vinutí indukčního snímače 2. Rezonanční kmitočet a fáze propouštěného napětí je určena kmitočtem a fází přepínání elektronického přepínače 14. Liché harmonické složky, které synchronní pásmová propust potlačuje málo a napětí vzniklá přechodovými jevy při přepínání jsou potlačena pásmovou propustí £, která má poměrně nízký činitel jakosti a není citlivá na nastavení a dejustáž. Napětí z výstupu pásmové propusti 6. je usměrněno fázovým usměrňovačem 7. a vedeno jednak na vstup vyhodnocovacího obvodu 3. změn, jednak na vstup integrátoru 16. Zpětná vazba z výstupu integrátoru lo pres druhý vstup modulátoru 17 a z jeho výstupu přes druhý sčítací rezistor 15 na vstup vysokofrekvenčního operačního zesilovače 2 zajištuje automatickou kompenzaci pomalých změn napětí na výstupu indukčního snímače 2, způsobených napr. změnou teploty apod. tak, že napětí na výstupu fázového usměrňovače 2 udržováno blízko nulové hodnoty. Zpoždění výstupního signálu pro ovládání vyhazovačích mechanismů se dosahuje tím, že vstup výstupních a silových obvodů 18 je spojen s výstupem vyhodnocovacího obvodu 2 změn pres posuvný registr 9, který modeluje situaci na dopravním pásu a tím zabraňuje ztrátě informace při výskytu více kovových předmětů jdoucích za sebou. Hodinový vstup posuvného registru 9. je spojen s výstupem zdroje 19 posouvacich impulsů, jehož funkce je blokována signálem z výstupu 21 pro ovládání pohonu dopravníku přes blokovací vstup 20.The voltage from the output of the oscillator 6 is applied to the primary winding of the inductive sensor 2 and simultaneously to the input of the adjustable phase transducer 10, the output voltage of which is applied to the first input of the modulator 17 and to the input of the shaping circuit 11. an electronic switch 14, and a phase rectifier 8. The voltage induced on the secondary winding of the inductive sensor 6 is amplified by the differential amplifier 2 and applied via a first summing resistor 6 to the input of the high-frequency operational amplifier 2, which is bridged by a feedback circuit from capacitors 12,15 switched by an electronic switch. as a highly selective synchronous band-pass filter that allows the adjustment of an arbitrarily narrow pass-band while filtering out the unwanted voltage component on the secondary winding of the inductive sensor 2. The resonant frequency and phase of the pass-through voltage is determined by the frequency and phase of switching the low-pass filter suppresses little, and the transient voltages during switching are suppressed by the band-pass filter 6, which has a relatively low quality factor and is not sensitive to and dejustáž. The voltage from the bandpass output 6 is rectified by the phase rectifier 7 and applied to both the input of the change evaluation circuit 3 and the input of the integrator 16. The feedback from the output of the integrator lo through the second input of the modulator 17 and its output through the second summing resistor 15 the input of the high-frequency operational amplifier 2 provides automatic compensation for slow voltage variations at the output of the inductive sensor 2 caused, for example, by a temperature change or the like, so that the voltage at the output of the phase rectifier 2 is kept close to zero. The delay of the output signal for controlling the ejector mechanisms is achieved by the input of the output and power circuits 18 being connected to the output of the change evaluation circuit 2 via a shift register 9, which models the situation on the conveyor belt thereby preventing loss of information when more metal objects occur in succession . The clock input of the shift register 9 is coupled to the output of the shift pulse source 19, whose function is blocked by a signal from the output 21 for controlling the conveyor drive via the blocking input 20.

Popisované zařízení odstraňuje nebezpečí, které hrozí strojnímu zařízení vniknutím nežádoucího kovového předmětu, vyskytujjícího se ve zpracovávané surovině na výrobních linkách cihelen, drtíren, betonárek apod.. Použitím zařízení se zamezí ztrátovým časům, spojeným s vyproštováním vniknuvšího kovového předmětu do stroje. Vzhledem k tomu, že toto zařízení indikuje kovové předměty velmi malé hmotnosti, je možno ho použit v gumárenském průmyslu, v dřevařském průmyslu, v potravinářském průmyslu, v zemědělství apod..The described device eliminates the danger that the machinery threatens to penetrate unwanted metal objects occurring in the raw material being processed on the production lines of bricks, crushers, concrete plants, etc. The use of the device avoids the loss of time associated with the extrusion of the metal object entering the machine. Since this device indicates very low weight metal objects, it can be used in the rubber industry, wood industry, food industry, agriculture, etc.

Claims

Object of the invention

A metal object indicator comprising an oscillator, an inductive transducer, an adjustable phasing element, a phase rectifier, a change evaluation circuit, and output and power circuits, characterized in that the output of the inductive transducer (2) is via a differential amplifier (3), a first addition resistor (4), a high-frequency opamp (5), a band-pass filter (6), and a phase rectifier (7) coupled to the input of the change evaluation circuit (3), wherein the high-frequency opamp (5) input is via capacitors (12,13); an electronic switch (14) connected to its output, and the control inputs of the phase rectifier (7) and the electronic switch (14) are connected to the output of the oscillator (1) via the shaping circuit (11) and the adjustable phasing element (10).

2. A metal indicator according to claim 1, characterized in that the output of the phase rectifier (7) is connected via an integrator (16) to the second input of the modulator (17), the output of which is connected to the input of the high-frequency operational amplifier. (5) and the second input of the modulator (17) is coupled to the output of the adjustable phasing element (10).

The metal indicator according to claim 1 _, characterized in that the output of the change evaluation circuit (3) is connected to the input of the output and power circuits (18) via a shift register (9), whose clock input is connected to the output of the source (19). ) of shifting pulses, whose blocking input (20) is connected to the output (21) for controlling the conveyor drive.