PL106554B1 - Urzadzenie do wykrywania metali - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wykrywania metali w postaci wtracen zarówno ferromagnetycznych jak i diamagnetycznych we wszelkiego rodzaju dielektrycz¬ nych wyrobach wlókienniczych, papierniczych, gumowych itp.

Znane sa urzadzenia do wykrywania metali, w których we wspólnej obudowie znajduja sie czujnik oraz zespól zasi- lajaco-wzmacniajacy. Czujniki w tych urzadzeniach wyko¬ nywane sa jako czajniki indukcyjne w postaci mostków, ukladów róznicowych wielocewkowych, petli indukcyjnych, itp. Czujniki te nie zapewniaja prawidlowosci dzialania przy wykrywaniu bardzo malych wtracen metalowych W stosunkowo duzym obszarze, poniewaz posiadaja nierów¬ nomierna czulosc w funkcji odleglosci wewnatrz czujnika oraz strefe martwa w osi symetrii czujnika.

Istota wynalazku polega na tym, ze czujnik zbudowany jest z polaczonych czterech równoleglych pretów, które tworza jedna cewke nadawcza oraz dwie odbiorcze. Jeden z pretów jest wspólny dla wszystkich cewek. Cewki odbior¬ cze polaczone sa róznicowo. Prety tworzace cewki usytuo¬ wane sa w przestrzeni w taki sposób, ze plaszczyzna cewki nadawczej jest prostopadla do przesuwajacego sie materialu, w którym wykrywane jest wtracenie metalowe, przy czym material obejmowany jest przez te cewke. Plaszczyzny cewek odbiorczych nachylone sa wzgledem siebie pod katem ostrym, korzystnie 60°. Prety tworzace cewki od¬ biorcze i nie bedace wspólnym pretem dla wszystkich cewek znajduja sie po obu stronach plaszczyzny cewki na¬ dawczej i w równych od niej odleglosciach. Plaszczyzna poprowadzona przez te prety oraz pret cewki nadawczej nie 80 bedacy wspólnym pretem jest prostopadla do plaszczyzny cewki nadawczej. Wymagania duzej czulosici wykrywania z jednej strony, a z drugiej strony odpornosci temperatury narzucaja okreslone wymiary poprzeczne pretów czujnika.

Wymiary poprzeczne pretów z których zbudowany jest czujnik mieszcza sie w granicach 2—6 mm oraz 10—18 mm ale najbardziej korzystne sa 4 i 15 mm.

Tak uksztaltowany i zbudowany czujnik zapewnia poprzez odpowiedni rozklad pola elektrycznego duza czulo Sc, równomierna duza strefe wykrywania, brak strefy martwej oraz odpornosc na zmiany temperatury.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania uwidocznionym na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia schemat blokowy urzadzenia da wykrywania metali, a fig. 2 — uksztaltowanie przestrzenne czujnika.

Generator 1 wysokiej czestotliwosci zasila czlon napiecia odniesienia 2 oraz czujnik 3. Sygnaly wyjsciowe z czlonu 2 oraz czujnika 3 porównywane sa w sumatorze 4. Sygnal wy¬ padkowy jest wzmacniany we wzmacniaczu rezonanso¬ wym 5, z wyjscia którego sygnal podany jest na wskaznik rozwazenia 6 oraz prostownik 7.

Wskaznik rozwazenia 6 umozliwia kontrole czulosci urzadzenia. Po przekroczeniu odpowiednio zaznaczonej na wskazniku wartosci napiecia rozwazenia czulosc urza¬ dzenia zmniejsza sie. Wyjscie prostownika 7 polaczone jest z czlonem rózniczkujacym 8, który z kolei polaczony jest ze wzmacniaczem 9. Wzmocniony sygnal podawany jest na czlon wykonawczy 10, który w zaleznosci od potrzeb moze sygnalizowac wtracenie, wylaczyc maszyne, w której zain- 106 554106 554 3 stalowane jest urzadzenie, lub wlaczyc inne dodatkowe urzadzenie.

Czujnik 3 zbudowany jest z pretów 11,12,13,14. Prety 11 i 13 tworza cewke nadawcza, a prety 11 i 12 oraz 11 i 14 dwie cewki odbiorcze polaczone róznicowo. Pret 11 jest wspólny dla wszystkich cewek. Prety 11, 12, 13, 14 sa usy¬ tuowane równolegle wzgledem siebie. Cewka nadawcza obejmuje przesuwajacysie material 15, w którymwykrywany jest metal w ten sposób, ze pret 11 znajduje sie nad mate¬ rialem, a pret 13 pod nim. Prety 12 i 14 znajduja sie po obu stronach preta 13 w jednakowych od niego odleglos¬ ciach. Prety 12, 13, 14 tworza plaszczyzne prostopadla do plaszczyzny cewki nadawczej. Plaszczyzna pretów 11, 12 jest nachylona do plaszczyzny pretów 11, 14 pod katem ostrym, korzystnie 60°. Wymiary poprzeczne pretów z których zbudowany jest czujnik mieszcza sie w granicach 2—6 mm i 10—18 mm, najkorzystniej 4 mm oraz 15 mm.

Zapewnia to duza czulosc wykrywania oraz odpornosc na zmiany temperatury.

Dzialanie ukladu jest nastepujace: czujnik 3 w stanie równowagi, tzn. przy nieobecnosci wtracenia metalowego posiada na wyjsciu pewne napiecie przemienne o stalej co do wartosci amplitudzie i fazie. Jest to napiecie nierówno¬ wagi wynikajace z nieuniknionej niesymetrii wykonania czujnika. Napiecie to jest porównywane w sumatorze 4 z regulowanym co do amplitudy i fazy napieciem zmien¬ nym czlonu napiecia odniesienia 2. Na wyjsciu sumatora 4 pojawia sie przemienne napiecie wypadkowe o stalej co do wartosci amplitudzie, które po wzmocnieniu we wzmacnia¬ czu rezonansowym 5 jest kontrolowane przez wskaznik rozwazenia 6. Jezeli wartosc tego napiecia bedzie zbyt duza, nalezy je sprowadzic do wartosci dopuszczalnej warunkujacej prawidlowe dzialanie urzadzenia. Dokonuje sie tego poprzez regulacje napieciem czlonu napiecia odnie¬ sienia 2. Wzmocnione we wzmacniaczu rezonansowym 5 napiecie przemienne wysokiej czestotliwosci zostaje wypros¬ towane i wygladzone w prostowniku aktywnym 7. Znajduja¬ cy sie za prostownikiem 7 uklad rózniczkujacy 8 powoduje, ze w stanie równowagi, tj. gdy nie mawtracenia metalowego, na wyjsciu czlonu rózniczkujacego napiecie jest równe zeru.

W chwili pojawienia sie wtracenia zmienia sie rozklad Z 3 4 pola elektromagnetycznego w obrebie czujnika 3, co spowo¬ duje zmiane fazy lub amplitudy napiecia wyjsciowego z czujnika 3. Zmiana ta przy stalej wartosci napiecia odnie¬ sienia co do amplitudy i razy, spowoduje zawsze zmiane amplitudy napiecia przemiennego na wejsciu wzmacniacza rezonansowego 5, a tym samym zmiane poziomu napiecia wyprostowanego w prostowniku 7. Zmiana ta przepuszczona przez czlon rózniczkujacy 8 dostaje sie na wzmacniacz 9 i po wzmocnieniu uruchamia czlon wykonawczy 10 urzadze- nia.

Urzadzenie do wykrywania metali wedlug wynalazku moze wspólpracowac z maszynami obrabiajacymi surowiec wlókienniczy takimi jak szarpacze, skubarki, zgrzeblarki, krajarki, a takze innymi przy produkcji papieru, gumy i in- nych. wyrobów dielektrycznych.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Urzadzenie do wykrywania metali zawierajace czujnik indukcyjny w postaci cewek zbudowanych z równoleglych 20 polaczonych ze soba pretów oraz zespólzasilajaco-wzmacnia- jacy umieszczone we wspólnej obudowie, znamienne tym ze czujnik (3) zbudowany jest z czterech pretów (11), (12), (13), (14), które tworza jedna cewke nadawcza oraz dwie róznicowo polaczone cewki odbiorcze, przy czym jeden 25 z pretów (11) jest wspólny dla wszystkich cewek, natomiast prety usytuowane sa w przestrzni w taki sposób, ze plasz¬ czyzna cewki nadawczej utworzonej z dwóch pretów (11) i (13) jest prostopadla do przesuwajacego sie materialu w którym wykrywane jest wtracenie metalowe, przy czym 30 material obejmowany jest przez te cewke, natomiast plasz¬ czyzny cewek odbiorczych utworzonych przez dwie pary pretów (11) i (12) oraz (11) i (14) nachylone sa wzgledem siebie pod katem ostrym korzystnie 60°, przy czym prety (12) i (14) tworzace cewki odbiorcze i nie bedace wspólnym 35 pretem dla wszystkich cewek znajduja sie po obu stronach plaszczyzny cewki nadawczej i w równych od niej odle¬ glosciach.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wymiary przekroju poprzecznego pretów tworzacych 40 czujnik mieszcza sie w granicach 2—6 mm oraz 10—18 mm, najkorzystniej 4 mm oraz 15 mm. 4 5 6 7.89 10 WL I I I I I I I I I Ft$1106 554 11 15 11 15 fi Fi<}2