FR2545218A1 - Detecteur electromagnetique pour materiaux metalliques - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE DETECTION ELECTROMAGNETIQUE. IL COMPORTE UN TRANSFORMATEUR DIFFERENTIEL DE TENSION LINEAIRE 10 POSSEDANT UNE BOBINE D'ENTREE 12 ET DEUX BOBINES DETECTRICES 14, 16 QUI SONT CONNECTEES A UN CIRCUIT DE DETECTION SENSIBLE A LA PHASE ET PERMETTANT DE DISTINGUER ENTRE DES SIGNAUX REPRESENTANT UN MATERIAU METALLIQUE CHERCHE, PAR EXEMPLE DES PARTICULES D'ACIER AU CARBONE RETENUES DANS UN ELEMENT FILTRANT, ET DES SIGNAUX INDUITS PAR D'AUTRES MATERIAUX METALLIQUES OU DES SIGNAUX PARASITES. LE SIGNAL D'ENTREE REPRESENTANT LE MATERIAU CHERCHE EST DELIVRE A UN CIRCUIT AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL 19 COMPORTANT UN AMPLIFICATEUR DE NON-INVERSION 43 ET UN AMPLIFICATEUR D'INVERSION 44, DONT LES SIGNAUX SONT DELIVRES A UN COMMUTATEUR ANALOGIQUE 20. CELUI-CI FONCTIONNE EN DECOUPEUR SOUS L'ACTION D'UN SIGNAL DE COMMANDE D AYANT LA MEME FREQUENCE QUE LE SIGNAL COMMANDANT LA BOBINE D'ENTREE DU TRANSFORMATEUR ET UN DEPHASAGE DETERMINE PAR RAPPORT A CELUI-CI. LA PHASE DU SIGNAL DE COMMANDE EST AJUSTABLE ET PERMET UNE DISCRIMINATION DE PHASE 50, 52, 54, 56.
Description
La présente invention concerne les dispositifs de détection
électromagnétique et, plus spécialement, des dispositifs de ce type qui sont hautement sensibles et permettent de détecter la présence de petites quantités de matériaux métalliques, par exemple des débris métalliques, dans un élément filtrant. Alors que l'invention s'applique de façon générale aux dispositifs de détection électromagnétique permettant de détecter ou de contrôler la présence de matériaux métalliques, elle trouve une utilité particulière dans le domaine des dispositifs permettant de détecter la présence de débris métalliques retenus dans l'élément filtrant d'une cartouche filtrante afin de mesurer l'usure et de prédire la défaillance de moteurs et de machines utilisant des filtres
dans leurs systèmes de lubrification ou de refroidissement.
Les dispositifs destinés à détecter des matériaux métalliques incorporant un transformateur différentiel de tension linéaire fonctionnent sur le principe suivant lequel le champ magnétique alternatif normalement équilibré liant des bobines opposées du circuit de détection sera déformé par la présence de matériaux métalliques à proximité des bobines; la déformation produit un déséquilibre dans les signaux induits dans les bobines opposées, ce qui produit un signal d'entrée indicatif de la présence de ces matériaux Toutefois, le champ magnétique alternatif reliant les bobines du circuit de détection peut également etre déformé par des matériaux métalliques se trouvant à proximité et produisant un déséquilibre des signaux induits qui n'indique pas la présence d'un matériau cherché spécifique et il peut également être déformé par les champs magnétiques parasites qui existent dans les environnements industriels Les déformations du champ magnétique alternatif reliant les bobines du détecteur s'effectuant sans rapport avec la présence d'un matériau cherché ou l'existence d'un état cherché gênent le bon fonctionnement du dispositif comme instrument de détection ou de mesure. Le but principal de l'invention est de proposer un dispositif de détection électromagnétique permettant de détecter la
présence d'un matériau métallique dans un élément filtrant.
Un autre but important est de proposer un dispositif de détection électromagnétique de ce type utilisant un transformateur
différentiel de tension linéaire et un circuit de détection associé.
Un but plus spécifique de l'invention est de proposer un circuit de détection destiné à un dispositif de détection électro- magnétique du type utilisant un transformateur différentiel de tension linéaire qui est en mesure de faire la distinction entre les signaux induits qui représentent un matériau métallique chetché spécifique à détecter ou à contr Oler et les signaux induits résultants de déformationsdu champ magnétique alternatif produites par diverses autres conditions, notamment l'existence d'autres matériaux métalliques à proximité du dispositif, par exemple des éléments métalliques appartenant à la structure d'un élément filtrant soumis à l'essai de reconnaissance de la présence de matériaux
métalliques retenus.
Un autre but est de proposer un circuit de détection destiné à un dispositif de détection électromagnétique qui, en plus de pouvoir distinguer entre différents matériaux métalliques, est également en mesure de distinguer entre les signaux induits représentant un matériau métallique cherché et des signaux parasites, y compris le bruit électrique, induits par des champs magnétiques parasites reliant les bobines du dispositif, ceci permettant que le circuit de détection soit hautement sensible et puisse indiquer
la présence de quantités extrêmement faibles d'un matériau métallique.
Un autre but est de proposer un circuit de détection destiné à un dispositif de détection électromagnétique qui peut effectuer une détection sensible à la phase de signaux induits par des champs magnétiques alternatifs déformés afin de distinguer entre différents matériaux métalliques, le fonctionnement du circuit tirant avantage du fait que les matériaux métalliques situés à proximité ne produisent pas seulement une déformation du champ magnétique, mais également des déphasages distinctifs des signaux induits par le champ magnétique alternatif déformé reliant les
bobines du circuit de détection.
Un autre but est de proposer un circuit de détection destiné à un dispositif de détection électromagnétique qui est sensible à la phase et peut distinguer entre des signaux d'une phase donnée représentant un matériau cherché et d'autres signaux déphasés, qui seraient en mesure d'altérer le fonctionnement du circuit,
La description suivante, conçue à titre d'illustration
de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est un schéma de principe simplifié d'un détecteur électromagnétique constituant un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 A est un schéma d'un signal d'entrée émanant des bobines détectrices; la figure 2 B est un schéma d'un signal de sortie déduit du signal d'entrée de la figure 2 A et constitué de signaux d'entrée non inversés et inversés alternatifs qui sont découpés en phase avec le signal d'entrée; la figure 3 A est un diagramme d'un signal d'entrée venant des bobines détectrices, ce signal étant déphasé de 90 par rapport au signal d'entrée représenté sur la figure 2 A; la figure 3 B est un diagramme d'un signal de sortie obtenu à partir du signal d'entrée de la figure 3 A et constitué de signaux non inversés et inversés alternatifs, qui sont découpés en phase avec le signal d'entrée représenté sur la figure 2 A; la figure 4 est une vue en coupe prise dans le plan
des lignes 4-4 de la figure 5, et montre un capteur selon l'inven-
tion comportant les enroulements d'un transformateur différentiel sur une forme de verre; et la figure 5 est une vue en bout du capteur de la
figure 4.
Comme le montrent les dessins, le dispositif de détection électromagnétique comporte un transformateur différentiel de tension linéaire 10, indiqué sur la figure 1, qui possède trois enroulements comportant une bobine d'entrée centrale 12 et deux bobines détectrices extérieures 14 et 16 La bobine d'entrée centrale 12 reçoit un courant alternatif sinusoïdal de la part d'une source 18 de signaux de courant alternatif et produit un champ magnétique alternatif normalement équilibré qui lie les deux bobines détectrices extérieures 14 et 16 Les bobines 14 et 16 sont enroulées en sens inverses ou connectées en sens inverses de façon à servir de bobines détectrices combinant en opposition les signaux induits dans les
bobines, les signaux s'annulant lorsque le système est équilibré.
Le champ magnétique liant les bobines détectrices 14 et 16 est déformé par la présence de matériaux métalliques à leur proximité, la déformation produisant un déséquilibre dans les signaux induits dans les bobines Ce déséquilibre des signaux induits produit un signal d'entrée qui représente la présence de ces matériaux Ce signal d'entrée est traité par un moyen amplificateur opérationnel 19 et un moyen de commutation 20 et est délivré, sous forme d'un signal de sortie en courant continu à un moyen 22 de détection de signaux de sortie en courant continu qui indique la présence de ces matériaux métalliques à proximité des bobines détectrices
14 et 16.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, pour produire un
dispositif de détection électromagnétique ayant pour utilité parti-
culière, mais non exclusive, de servir de détecteur de débris métal-
liques retenus dans un élément filtrant, la bobine d'entrée 12 et les bobines détectrices 14 et 16 du transformateur différentiel 10, comme le montrent les figures 4 et 5, sont bobinées sur la périphérie d'une forme cyclindrique 23 présentant une âme ouverte dans laquelle un élément filtrant F peut être placé en vue d'essais (figure 4)
après qu'il a été enlevé de son boîtier Les bobines du transforma-
teur différentiel enroulées sur la forme 23 forment un capteur permettant de détecter la présence de débris métalliques retenus dans l'élément filtrant, ce qui autorise une mesure de l'usure et donne un moyen de prédiction-des pannes des moteurs et des machines
utilisant de tels éléments filtrants dans leurs systèmes de lubri-
fication ou de refroidissement.
Pour réaliser un dispositif de détection à sensibilité élevée, il est préférable que la forme cylindrique 23 soit faite d'une matière présentant un faible coefficient de dilatation thermique, par exemple le verre Alors que d'autres matières peuvent être utilisées pour la forme, il est préférable d'utiliser des matériaux présentant une stabilité dimensionnelle telle que, lorsqu'un élément filtrant contenant une huile de lubrification chaude par exemple est placé dans le capteur, la chaleur transmise à la forme n'a qu'un effet minimal sur le signal émanant des bobines détectrices en raison de variations de dimensions de la forme entraînée par la
variation de sa température.
La bobine d'entrée centrale 12 du transformateur 10 est enroulée entre des flasques périphériques séparés axialement 24 A, 24 B qui sont disposés symétriquement au voisinage du centre de la forme 23, tandis que des flasques périphériques axialement séparés 26 A, 26 B, 28 A, 28 B analogues se trouvant aux extrémités opposées de la forme 23 sont destinés respectivement aux bobines détectrices 14 et 16 du transformateur La forme cylindrique 23 possède une âme ouverte à l'extrémité supérieure de sorte qu'un élément filtrant
(F sur la figure 4) à essayer peut être inséré dans cette extré-
mité; la forme cylindrique 23 comporte une paroi intermédiaire 29, dont la surface supérieure se trouve au niveau du centre neutre axiale de l'âme La paroi intermédiaire 29 permet de positionner un élément filtrant F inséré par l'extrémité supérieure suivant une position décentrée à l'intérieur de la forme 23, si bien que tout matériau métallique présent dans l'élément filtrant sera placé plus près de la bobine détectrice extérieure 14 supérieure que de la bobine détectrice 16 inférieure, ceci provoquant une déformation du champ magnétique liant les bobines détectrices, un déséquilibre des signaux induits dans les bobines, et, par conséquent, un signal d'entrée
représentatif du matériau métallique présent dans l'élément filtrant.
Il a été découvert que la phase du signal de tension induit dans les bobines détectrices 14 et 16, relativement à la phase du signal de tension de la source 18, dépendait du type de métal introduit à l'intérieur du champ du dispositif de détection De nombreux alliages non magnétiques, comme l'aluminium et certains aciers inoxydables, provoquent l'induction d'un signal de tension qui est approximativement déphasé de 900 par rapport au signal produit
par l'acier au carbone.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, il est prévu un circuit de détection comportant les bobines détectrices 14 et 16 qui est sensible à la phase et permet de distinguer entre des signaux représentant un matériau métallique cherché, comme par exemple des particules d'acier au carbone retenues dans un élément filtrant, et des signaux induits par d'autres matériaux métalliques de même que des signaux parasites, y compris le bruit électrique, induits
par les champs magnétiques parasites liant les bobines détectrices.
Ainsi, à partir de la phase des signaux, la capacité de distinction des phases offerte par le circuit détecteur lui permet de distinguer entre les débris métalliques retenus dans un élément filtrant et les constituants structuraux métalliques utilisés dans les éléments filtrants, tels que couvercles, manchons ou treillis de support du
milieu filtrant qui sont en acier inoxydable.
Comme on peut le voir sur la figure 1, la source de signaux 18 comporte un générateur 30 d'ondes sinusoïdales de 1 k Hz
qui alimente via un circuit atténuateur 32 l'entrée d'un amplifica-
teur de puissance 34 d'audiofréquence La sortie de l'amplificateur
de puissance 34 commande la bobine d'entrée centrale 12 du transfor-
mateur différentiel 10 Il est souhaitable que la bobine d'entrée centrale 12 et l'amplificateur 34 soient en adaptation d'impédance raisonnable Par exemple, dans une structure préférée, la bobine d'entrée possède une impédance de 4 ohms à 1 k Hz, ce qui permet
d'utiliser avantageusement des amplificateurs de puissance d'audio-
fréquence couramment disponibles La bobine d'entrée 12 est connectée à la terre via une résistance de précision 36 de 0,1 ohm Le courant traversant la bobine est alors proportionnel à la tension aux bornes de la résistance 36 Cette tension est appliquée à l'entrée d'un amplificateur de valeur absolue 38 qui la transforme en un signal
de courant continu pulsant dont l'amplitude moyenne est proportion-
nelle au courant dans l'enroulement Après filtrage des ondulations RC à l'aide d'un filtre 40, cette tension moyenne est comparée à une tension de référence fixe dans un comparateur 42, lequel commande le circuit atténuateur 32 se trouvant à la fin de cette boucle de réaction de manière à faire varier l'amplitude de l'onde sinusoïdale appliquée à l'amplificateur d'audiofréquence 34 Cette boucle de réaction maintient automatiquement un niveau constant de courant alternatif dans la bobine d'entrée 12, à titre d'exemple un signal de 1 A en valeur efficace Puisque l'intensité du champ magnétique produit par la bobine 12 est proportionnelle au nombre des ampères- tours,il est souhaitable d'effectuer une régulation de courant plutat qu'une régulation de tension sur ce signal Ce circuit réalise une compensation automatique de toutes les variations ambiantes, thermiques ou autres, dans l'inductance ou la résistance de la
bobine 12, ou bien dans ses câbles et connexions.
On passe maintenant au circuit détecteur, dans lequel le signal de sortie combiné des deux bobines détectrices opposées 14 et 16 est délivré au moyen amplificateur opérationnel 19, qui est présentement décrit comme comportant un premier amplificateur
de non-inversion 43 et un deuxième amplificateur d'inversion 44.
Ces amplificateurs 43, 44 produisent respectivement un signal non inversé et un signal inversé qui sont appliqués aux entrées d'un commutateur analogique 46, Le commutateur 46 fonctionne en découpeur
sous l'action d'un signal de commande D présentant une phase déter-
minée par rapport au signal de la source 18 et la même fréquence que celui-ci On peut ajuster la phase du signal de commande D en sélectionnant une composante du signal d'entrée émanant des bobines détectrices 14 et 16 qui présente une phase particulière déterminée par le matériau métallique cherché se trouvant à proximité des bobines détectrices 14 et 16, La composante du signal d'entrée venant des bobines détectrices 14 et 16 qui est en phase avec le signal de commande D est délivrée au moyen 22 de détection de signal de sortie tandis que les composantes déphasées et tout décalage de courant continu subissent une auto-annulation sous
l'action du moyen de commutation.
A titre d'illustration, comme indiqué sur la figure 2 A, un signal d'entrée I venant des bobines détectrices 14 et 16 est représenté comme étant en phase avec un signal de commande D produit à partir de la source de signaux 18 Le signal de sortie O du moyen de commutation analogique 20 est représenté sur la figure 2 B et indique que le commutateur 20 exerce une action de découpeur sur le signal d'entrée I et transmet au moyen de détection 22 la moitié positive du signal d'entrée au cours d'un premier intervalle A pendant lequel le commutateur 20 est dans un premier état et la moitié négative inversée du signal d'entrée pendant un deuxième intervalle B au cours duquel le commutateur 20 est dans son deuxième état Ainsi, le commutateur 20 échantillonne le signal de sortie des deux amplificateurs opérationnels 43 et 44 pendant des
durées égales en fonction de la phase relative du signal de commande.
Sur la figure 3 A, est représenté un signal d'entrée 11 qui est déphasé de 90 par rapport à un signal de commande D obtenu à partir de la source de signaux 18 Ce signal est une approximation du signal induit par la présence d'aluminium ou d'acier inoxydable à proximité des bobines détectrices par exemple La figure 3 B est représentative du fait que le commutateur 20 agit comme découpeur et transmet au moyen de détection 22 Les-signaux non inversés et inversés découpés Dans ce cas, les parties négatives de l'onde d'entrée ont la même amplitude que les parties positives de l'onde, et ces signaux subissent une auto-annulation comme cela est détecté par le moyen 22
de détection de signaux de sortie en courant continu.
Comme indiqué sur la figure 2 B, lorsque le commutateur
analogique 20 échantillonne le signal de sortie des deux amplifica-
teurs 43 et 44 pendant des durées égales, tout décalage de courant continu appliqué en entrée subit une auto-annulation du fait des polarités opposées des amplificateurs Les signaux deinterférence de basse fréquence sont également ignorés Les signaux de haute fréquence subissent une auto-annulation en raison de la nature de la mesure de tension continue par le moyen de détection 22 Ainsi, le seul signal qui concordera en sortie est celui qui possède la
fréquence et la phase déterminées par le signal de commande D com-
mandant le commutateur analogique 20.
Pour obtenir un haut niveau de réjection de courant continu, les durées pendant lesquelles le commutateur analogique 20 échantillonne les signaux de sortie des deux amplificateurs 43 et 44 doivent être égales de manière très proche Pour réaliser cela, en relation avec l'invention, il est employé un circuit numérique pour obtenir le signal de commande D Comme indiqué sur la figure 1, un oscillateur 50 à commande de tension d'une boucle de verrouillage de phase est réglé de manière à osciller sur une fréquence de 2 k HZ par exemple Ce signal est envoyé à un diviseur binaire 52 qui produit en sortie une onde carrée de 1 k Hz A chaque fois qu'une transition négative du signal de 2 k Hz entrant est détectée, la sortie du diviseur binaire 52 change d'état en passant d'une tension de sortie de niveau haut à une tension de sortie de niveau bas, ou inversement Ainsi, un cycle complet de sortie du diviseur 52 demande deux cycles d'entrée Puisque le diviseur 52 utilise la même transition négative, détectée par le même circuit d'entrée pour chaque inversion, il est assuré que le coefficient d'utilisation de son signal de sortie est très proche de 50 % En raison des
distorsions harmoniques, du décalage de courant continu,des diffé-
rences entre les circuits de déclenchement positif et négatif, et d'autres variables, il est difficile de détecter directement des inversions de polarité à partir d'une onde sinusoïdale et d'obtenir des intervalles positifs égaux aux intervalles négatifs Le système de division de fréquence ici présenté tire avantage du caractère de
grande répétabilité des oscillateurs d'un cycle à un autre, indépen-
damment du fait que chaque cycle peut être symétriquement déformé.
Le signal de sortie du diviseur binaire 52 est délivré à une entrée d'un comparateur de phase 54 L'autre entrée est fournie par la sortie de l'amplificateur de puissance d'audiofréquence 34
de la source de signaux 18 via un circuit 56 d'ajustement de phase.
La sortie du comparateur de phase 54 effectue une régulation de l'oscillateur à commande de tension 50 en assurant que le signal de
sortie du diviseur binaire 52 se trouve dans la phase voulue vis-à-
vis du signal venant de l'amplificateur de puissance 34 Ce circuit d'ajustement de phase peut être un réseau RC avec lequel les périodes de commutation analogique peuvent être déphasées afin de rendre
maximal toute phase voulue du signal venant des bobines détectrices.
Par conséquent, l'onde carrée proportionnée avec préci-
sion qui constitue le signal de sortie du diviseur binaire 52 est le signal de commande du commutateur analogique 20, ce qui assure un coefficient d'utilisation uniforme en même temps qu'un angle de phase ajustable pour le signal d'oscillateur amplifié venant de
la source de signaux 18.
La nature du circuit de détection sensible à la phase est telle que les signaux ayant la fréquence de travail et se trou- vant dans la phase choisie sont transmis sans atténuation de la même
manière qu'un signal redressé double alternance (voir la figure 2 B).
Lorsque l'angle de phase du signal entrant passe de O' à 900, le signal de sortie filtré ou pris en moyenne part de zéro et suit la courbe du cosinus de l'angle de phase (voir la figure 3 B) A 1800, le signal de sortie est la forme négative d'un signal en phase et, à 270 , il revient de nouveau à zéro Lorsque l'angle de phase approche de 360 , le signal revient en phase, ce qui donne un signal de sortie moyen non atténué, suivant toujours la courbe de cosinus
de l'angle de phase De cette manière, il est possible de sélecti-
vement accorder, en phase ou non, des signaux de phase différente.
Toutefois, un signal peut être accordé complètement en phase, à l'exclusion totale d'un autre, si tous deux se trouvent
exactement à 90 .
On voit qu'il est possible de choisir la phase de détection non pas tant pour rendre maximal le signal des débris d'acier au carbone cherchés que pour annuler le signal des composants en acier inoxydable de l'élément filtrant Ces signaux sont, de manière très proche, à 90 l'un de l'autre de sorte que, lorsque le signal des éléments en acier inoxydable est annulé, le signal des débris
en acier au carbone se trouve presque à son intensité de pic.
Dans certaines applications, il peut être souhaitable de placer un filtre témoin propre, de manière symétrique par rapport au filtre soumis à essai, dans le fond du capteur afin d'équilibrer cette déformation du champ déphasée, et ainsi minimiser le décalage
de zéro.
Dans un appareil pratique particulier, on choisit une fréquence de 1 k Hz La détection des métaux non magnétiques est beaucoup plus prononcée à des fréquences supérieures, tandis que les
matériaux magnétiques ne sont pas aussi sensibles à la fréquence.
Pour cette raison, il faut choisir une fréquence beaucoup plus basse (par exemple de quelques hertz) si seuls des matériaux magnétiques doivent être détectés Si l'on s'intéresse à des débris de métaux non magnétiques, on utilisera des fréquences pouvant atteindre 100 k Hz Un semblable détecteur serait particulièrement utile avec
des éléments filtrants entièrement faits de matière plastique.
Dans le mode de réalisation préféré décrit de cette invention, on retire l'élément filtrant F de son bottier dans lé système de lubrification du moteur et on le place dans le capteur contenant les bobines détectrices 14 et 16 Toutefois, il est envisagé selon l'invention d'effectuer l'essai de recherche de matériaux métalliques dans un élément filtrant sans qu'il soit besoin de retirer celui-ci de son bottier, ainsi que d'autres applications de détection in situ L'invention est particulièrement utile dans de semblables autres applications, en raison de la capacité de distinction de phase des circuits détecteurs présentement décrits, l'invention pouvant être utilisée pour distinguer entre des débris métalliques retenus dans un élément filtrant et les
composants structurels métalliques de l'environnement.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer,
à partir des dispositifs dont la description vient d'être donnée
à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses
variantes et modifications ne sortent pas du cadre de l'invention.
Claims (4)
1 Détecteur électromagnétique permettant de capter la présence d'un matériau métallique dans un élément échantillons caractérisé en ce qu'il comprend une forme creuse ( 23) conçue pour recevoir un élément échantillon destiné à être soumis à un essai; un transformeateur différentiel ( 10) possédant une bobine d'entrée ( 12) et deux bobines détectrices ( 14, 16) enroulées sur ladite forme creuse, une source ( 18) de signaux d'une fréquence choisie qui sont appliqués à ladite bobine d'entrée afin de produire un champ magnétique alternatif équilibré liant les deux bobines détectrices, et un circuit de détection ( 19, 20 22) connecté de façon à recevoir et à combiner, de sorte qu'ils soient opposés, les signaux induits dans lesdites bobines détectrices par ledit champ magnétique alternatif, lesdits signaux combinés s'annulant en présence d'un champ magnétique équilibré, la présence d'un matériau métallique dans un élément échantillon placé dans la forme creuse et soumis
à essai provoquant une déformation du champ magnétique et un désé-
quilibre entre lesdits signaux induits dans lesdites bobines détectrices et produisant un signal d'entrée à partir desdites bobines détectrices qui présente un déphasage particulier par rapport au signal de la source et qui représente ledit matériau métallique, ledit circuit comportant un moyen qui permet de déterminer ledit signal d'entrée représentant ledit matériau métalliques 2 Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de détermination est sensible à la phase et peut distinguer entre ledit signal d'entrée et d'autres signaux d'entrée possédant une phase différente et représentant d'autres matériaux
métalliques situés à proximité desdites bobines détectrices.
3 Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moven sensible à la phase comporte: (a) un moyen amplificateur opérationnel ( 19) qui est connecté de façon à recevoir ledit signal d'entrée et qui a pour fonction de produire un signal non inversé et un signal inversé (b) un moyen ( 50, 52, 54, 56) comportant une connexion avec ladite source et servant à produire un signal de commande (D) qui possède la même fréquence que ledit signal d'entrée et un déphasage choisi par rapport à celui-ci; (c) un moyen ( 22) de détection de signal de sortie; et (d) un moyen de commutation ( 20) connecté de façon à
recevoir ledit signal de commande et ayant pour fonction, en combi-
naison avec ledit moyen amplificateur opérationnel, de transmettre audit moyen de détection de signal de sortie ledit signal non inversé et ledit signal inversé pendant des intervalles de temps alternés qui sont déterminés par la fréquence et la phase dudit signal de commande, afin de produire un signal de sortie qui est
déterminé par le signal d'entrée représentant ledit matériau métal-
lique. 4 Détecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen qui produit un signal de commande comporte un moyen ( 56) permettant d'ajuster la phase dudit signal de commande par rapport à la phase dudit signal de la source afin d'adapter la
phase du signal de commande à la phase dudit signal d'entrée repré-
sentant ledit matériau métallique présent dans ledit élément échan-
tillon situé à proximité desdites bobines détectrices.
Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de détermination sensible à la phase comporte un moyen ( 46) permettant de découper ledit signal d'entrée pendant des intervalles de temps alternés synchronisés avec la phase et la fréquence dudit signal d'entrée afin d'annuler d'autres signaux
d'entrée de phasesdifférentesreprésentant d'autres matériaux métal-
liques situés à proximité desdites bobines détectrices, le bruit
électrique, et le décalage de courant continu.
6 Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce
que ledit moyen de détermination sensible à la phase est ajustable.
7 Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite forme creuse est cylindrique et est dotée d'une paire de
cavités symétrique servant à recevoir, au titre dudit élément échantil-
lon, un élément filtrant destiné à être soumis à l'essai, et un filtre propre témoin servant à équilibrer la déformation du champ
déphasé, ce qui a pour effet de minimiser le décalage de zéro.
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Family Applications (1)
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---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020254686A1 (fr) * | 2019-06-20 | 2020-12-24 | Alessandro Manneschi | Détecteur de métaux ouvert |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2165650B (en) * | 1984-04-09 | 1988-04-27 | Dennis Amerena Parker | Method and apparatus for the quantative and qualitative measurement of small metal particles |
GB2160655B (en) * | 1984-04-09 | 1989-05-24 | David Brian Jones | Method and apparatus for assessing particle deposits |
GB8517257D0 (en) * | 1985-07-08 | 1985-08-14 | Goring Kerr Plc | Metal detector |
CA1244083A (fr) * | 1985-07-25 | 1988-11-01 | George Gee | Detecteur de corps ferromagnetiques |
JPS62175688A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-01 | Osaka Gas Co Ltd | 隠蔽場所に設けられている物体の検出装置 |
US4839602A (en) * | 1986-11-04 | 1989-06-13 | Philip Morris Incorporated | Means for detecting metal in a stream of particulate matter |
GB2204133A (en) * | 1987-04-21 | 1988-11-02 | Mccormick Lab Inc | A device for accurately detecting the position of a ferromagnetic material inside biological tissue |
US4868499A (en) * | 1988-06-23 | 1989-09-19 | Honeywell, Inc. | Object detector with feedback which holds constant the product of the transmitter coil current and frequency to maintain constant sensor voltage output |
WO1991004502A1 (fr) * | 1989-09-12 | 1991-04-04 | Bayliss Electronic Industries Pty. Ltd. | Detecteur de valeur minerale a champ induit |
US5404100A (en) * | 1992-07-30 | 1995-04-04 | University College Of Swansea | Method of quantifying wear particles in a lubricant sample |
KR19990008289A (ko) * | 1995-05-03 | 1999-01-25 | 와이너 길버트 피. | 유체의 여과 및/또는 정화와 관련된 장치 및 방법 |
KR100427628B1 (ko) * | 1995-11-10 | 2004-07-12 | 신코스모스덴끼 가부시끼가이샤 | 자성분농도측정방법및그장치 |
US5896031A (en) * | 1997-03-17 | 1999-04-20 | Thermo Sentron, Inc. | Quad coil vibration cancelling metal detector |
GB2324154B (en) * | 1997-04-01 | 2001-05-02 | Michael John Hutchings | Electromagnetic detector for measuring magnetic or conductive properties |
SE520723C2 (sv) * | 1998-09-01 | 2003-08-19 | Abb Ab | Förfarande samt anordning för utförande av på magnetism baserade mätningar |
US6154037A (en) * | 1998-10-13 | 2000-11-28 | Globespan Semiconductor, Inc. | System and method for testing distortion in transformers |
US6803757B2 (en) * | 2001-10-02 | 2004-10-12 | Bentley Nevada, Llc | Multi-coil eddy current proximity probe system |
EP2034303B1 (fr) * | 2006-05-30 | 2015-09-23 | Diesel United, Ltd. | Dispositif et procédé de mesure de la concentration de matérial magnétique |
DE102007039435A1 (de) * | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Prüftechnik Dieter Busch AG | Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen von Partikeln in einer strömenden Flüssigkeit |
US20080315462A1 (en) * | 2007-06-25 | 2008-12-25 | General Electric Company | Systems and methods for monitoring a composite cure cycle |
US7689368B2 (en) * | 2007-10-26 | 2010-03-30 | Caterpillar Inc. | Systems and methods for early detection of machine component failure |
EP2439560B1 (fr) | 2010-10-07 | 2013-05-29 | Mettler-Toledo Safeline Limited | Procédé de fonctionnement d'un système de détection de métaux et système de détection de métaux |
EP2439559B1 (fr) | 2010-10-07 | 2013-05-29 | Mettler-Toledo Safeline Limited | Procédé de fonctionnement d'un système de détection de métaux et système de détection de métaux |
CN103180760B (zh) | 2010-10-07 | 2016-10-26 | 梅特勒-托利多安全线有限公司 | 用于操作金属探测系统的方法以及金属探测系统 |
US9018935B2 (en) | 2011-09-19 | 2015-04-28 | Mettler-Toledo Safeline Limited | Method for operating a metal detection apparatus and apparatus |
US9032787B2 (en) * | 2013-02-19 | 2015-05-19 | General Electric Company | Method and system for magnetic particle detection in a charge air system |
KR101909928B1 (ko) * | 2016-07-07 | 2018-10-19 | 한국전자통신연구원 | 위상 차 분석을 이용한 중금속 제거 효율 분석 방법 및 이를 이용한 장치 |
US10295499B2 (en) | 2017-02-16 | 2019-05-21 | Spectro Scientific, Inc. | Ferrous metals measuring magnetometer system and method |
DE102017114566A1 (de) | 2017-06-29 | 2019-01-03 | Aixtron Se | Verfahren zur Bestimmung der Dampfkonzentration unter Verwendung der magnetischen Eigenschaften des Dampfes |
DE102018120912A1 (de) * | 2018-07-30 | 2020-01-30 | Gerd Reime | Induktive Analyse metallischer Objekte |
CN111766552B (zh) * | 2020-07-06 | 2022-12-27 | 河北工业大学 | 一种磁特性测量系统的阻抗自动匹配装置及匹配方法 |
US20230146993A1 (en) * | 2021-11-07 | 2023-05-11 | Pall Corporation | Wear detection system with metal debris sensor assembly |
US20230143925A1 (en) * | 2021-11-07 | 2023-05-11 | Pall Corporation | Method of monitoring with metal debris sensor assembly |
US20230147354A1 (en) * | 2021-11-07 | 2023-05-11 | Pall Corporation | Filter with metal debris sensor assembly |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB501581A (en) * | 1937-01-16 | 1939-03-01 | Int Cigar Mach Co | An improved method of and apparatus for detecting foreign metallic matter in non-metallic materials |
GB637336A (en) * | 1947-10-21 | 1950-05-17 | Cinema Television Ltd | Improvements in or relating to apparatus for detecting and/or locating by electrical means masses of electrically conducting or magnetic material |
US3872380A (en) * | 1974-01-02 | 1975-03-18 | Robert F Gardiner | Metal detector distinguishing between different metals by using a bias circuit actuated by the phase shifts caused by the metals |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2858505A (en) * | 1953-09-18 | 1958-10-28 | Sun Oil Co | Apparatus for the detection of foreign bodies |
GB845712A (en) * | 1957-01-22 | 1960-08-24 | British Insulated Callenders | Improvements in or relating to the detection of ferrous particles in non-ferrous electric conductors |
GB875567A (en) * | 1958-08-26 | 1961-08-23 | Mec Test Ltd | Improvements in electromagnetic probes |
US3234457A (en) * | 1960-11-14 | 1966-02-08 | Republic Steel Corp | Non-destructive eddy current testing device and method utilizing sensing means movable relative to the excitation means and test piece |
US3103976A (en) * | 1961-05-10 | 1963-09-17 | Shell Oil Co | Pipe joint locator for underwater wells |
US3337796A (en) * | 1965-04-19 | 1967-08-22 | Automation Forster Inc | Eddy current testing device with means for sampling the output signal to provide a signal proportional to the instantaneous value of said output signal at a particular phase |
FI40646B (fr) * | 1967-04-10 | 1968-12-31 | Outokumpu Oy | |
US3491289A (en) * | 1968-12-17 | 1970-01-20 | Atomic Energy Commission | Non-contact eddy current instrument |
US3747011A (en) * | 1972-09-21 | 1973-07-17 | R Buck | Metal detector including proximity-responsive oscillator with feedback-stabilized gain |
GB1534039A (en) * | 1976-02-13 | 1978-11-29 | Candle Int Res & Dev Ltd | Metal detector |
GB2004374A (en) * | 1977-09-19 | 1979-03-28 | Smiths Industries Ltd | Apparatus for detecting the presence of discontinuities in the flow of fluid flow-lines |
SE418996B (sv) * | 1977-09-19 | 1981-07-06 | Atomenergi Ab | Forfarande och anordning for elektromagnetisk storhetsmetning i samband med ett elektriskt ledande material med hog temperatur |
JPS5836755B2 (ja) * | 1978-11-13 | 1983-08-11 | 電測工業株式会社 | 混入金属の検出方法 |
EP0058076B1 (fr) * | 1981-02-09 | 1986-11-20 | Goring Kerr Limited | Appareil détecteur de métaux |
JPS57198880A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-06 | Anritsu Corp | Metal detector |
DE96568T1 (de) * | 1982-06-09 | 1984-05-10 | Deere & Co., 61265 Moline, Ill. | Metallsuchanordnung. |
-
1983
- 1983-04-27 US US06/489,175 patent/US4613815A/en not_active Expired - Fee Related
-
1984
- 1984-04-09 ZA ZA842627A patent/ZA842627B/xx unknown
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- 1984-04-26 DK DK208384A patent/DK161267C/da not_active IP Right Cessation
- 1984-04-27 GB GB08410809A patent/GB2140568B/en not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB501581A (en) * | 1937-01-16 | 1939-03-01 | Int Cigar Mach Co | An improved method of and apparatus for detecting foreign metallic matter in non-metallic materials |
GB637336A (en) * | 1947-10-21 | 1950-05-17 | Cinema Television Ltd | Improvements in or relating to apparatus for detecting and/or locating by electrical means masses of electrically conducting or magnetic material |
US3872380A (en) * | 1974-01-02 | 1975-03-18 | Robert F Gardiner | Metal detector distinguishing between different metals by using a bias circuit actuated by the phase shifts caused by the metals |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020254686A1 (fr) * | 2019-06-20 | 2020-12-24 | Alessandro Manneschi | Détecteur de métaux ouvert |
FR3097657A1 (fr) * | 2019-06-20 | 2020-12-25 | Alessandro Manneschi | Détecteur de métaux ouvert |
CN114008490A (zh) * | 2019-06-20 | 2022-02-01 | 亚历山大·曼内斯基 | 开放式金属探测器 |
US11867864B2 (en) | 2019-06-20 | 2024-01-09 | Alessandro Manneschi | Open metal detector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK161267B (da) | 1991-06-17 |
CA1224258A (fr) | 1987-07-14 |
DK161267C (da) | 1991-12-30 |
EP0124042B1 (fr) | 1988-07-27 |
JPS6035285A (ja) | 1985-02-23 |
GB8410809D0 (en) | 1984-06-06 |
FI841661A0 (fi) | 1984-04-26 |
FI841661A (fi) | 1984-10-28 |
AU2723184A (en) | 1984-11-01 |
DE3473052D1 (en) | 1988-09-01 |
GB2140568B (en) | 1987-04-29 |
CH657922A5 (fr) | 1986-09-30 |
DK208384D0 (da) | 1984-04-26 |
EP0124042A3 (en) | 1985-01-09 |
US4613815A (en) | 1986-09-23 |
ZA842627B (en) | 1984-11-28 |
DK208384A (da) | 1984-12-07 |
FR2545218B1 (fr) | 1986-08-22 |
JPH0352836B2 (fr) | 1991-08-13 |
NO841667L (no) | 1984-10-29 |
GB2140568A (en) | 1984-11-28 |
EP0124042A2 (fr) | 1984-11-07 |
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