RU19329U1

RU19329U1 - RESONANT METAL DETECTOR

Info

Publication number: RU19329U1
Application number: RU2001106076/20U
Authority: RU
Inventors: С.Л. Щебелев; С.В. Шухтов
Original assignee: Щебелев Сергей Леонидович; Шухтов Сергей Валентинович
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2001-08-20

Description

РЕЗОНАНСНЫЙ МЕТАЛЛОНСКАТЕЛЬRESONANT METAL SCRAPER

Полезная модель относится к резонансным металлоискателям,The utility model relates to resonant metal detectors,

сигнал которых определяетсч внесенным в датчик металла сопроthe signal of which is determined by the copro

тиБлением и может быть использое ахна для поиска скрытых металлических предметов в различных отраслях промышленности.It can be used by Achna to search for hidden metal objects in various industries.

Известен автогенераторный металлоискатель со звуковым индикатором, который состоит из автогенераторного измерителя, инвертора, генератора Вина и звукового индикатора (авторское свидетельство N 817643, МКМ 3 G 01 V 3/10, 19Slr. Бюллетень N 12. )Known self-generating metal detector with a sound indicator, which consists of a self-measuring meter, inverter, Wine generator and sound indicator (copyright certificate N 817643, MKM 3 G 01 V 3/10, 19Slr. Bulletin N 12.)

Недостатком известного неталлоискателя является низкая надежность обнаружения металапических предметов вследствие того, что автогенераторный измеритель собран на транзисторе, у которого стабильность режима работы нарушается при колебаниях температуры окружающей среды и напряжения источника питания.A disadvantage of the known non-detector is the low reliability of detection of metal objects due to the fact that the self-generated meter is assembled on a transistor, in which the stability of the operating mode is violated by fluctuations in ambient temperature and voltage of the power source.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой конструкции полезной модели является металлоискатель, содержащий датчик металла, транзисторный автогенератор, детектор, усилитель импульсов, выход которого функционально связан с управляющим входом замыкающего ключа, включенного последовательно с исполнительным органом, стабилизированный источник питания, снабжен последовательно соединенными пороговым элементом и элементом ограниченная память (патент РФ N 2006SS7, МКИ 5 G 01 V 3/11, 1994г. Бюллетень N2),The closest technical solution to the proposed design of the utility model is a metal detector containing a metal sensor, a transistor oscillator, a detector, a pulse amplifier, the output of which is functionally connected to the control input of the closing key, connected in series with the actuator, a stabilized power source equipped with a threshold element and connected in series limited memory element (RF patent N 2006SS7, MKI 5 G 01 V 3/11, 1994. Bulletin N2),

Недостатком указанного металлоискателя является использование в качестве конструктивного элемента транзисторного автогенератора, что потребовало введения дополнительного, усложняMKH G 01 V 3/1О The disadvantage of this metal detector is the use of a transistor oscillator as a structural element, which required the introduction of an additional, complicating MKH G 01 V 3 / 1O

Uc-W60.Uc-W60.

ющего конструкцию металлоискателд, элемента - стабилизированного источника питания, а также привело к зависимости надежности срабатывания прибора от колебаний температуры окружающей среды, выражающейся Б появлении ложных срабатываний или наоборот несрабатываний прибора, необходимости периодического контроля и подстройки параметров автогенератора оператором, невозможности применения металлоискателя в полевых условиях.the design of the metal detector, the element - a stabilized power source, and also led to a dependence on the reliability of the device from fluctuations in ambient temperature, expressed by the appearance of false alarms or, on the contrary, device malfunctions, the need for periodic monitoring and adjustment of the generator parameters by the operator, and the inability to use the metal detector in the field.

В основу заявляемой полезной модели положена задача разработать конструкцию металлоискатезля, позволяющую повысить надежность обнаружения путем стабилизации режима работы генератора.The claimed utility model is based on the task of developing a metal detector design, which allows to increase detection reliability by stabilizing the generator operating mode.

В заявляемой конструкции полезной модели это достигается за счет того, что в резонансном ь еталлоискателе, содержащем генератор синусоидального напряжения, 1мплитудный детектор, фильтр низкой частоты, усилитель импульсов и исполнительный орган, соединенные последовательно, генератор синусоидального напряж 2ния собран на операционном усилителе, в цепь отрицательной обратной связи которого включены параллельный колебательный контур и первый резистор, соединенные последовательно, а цепь положительной обратной связи усилителя состоит из второго резистора и потенциометра, соединенных последовательно, а также амплитудного ограничителя, включенного параллельно, причем инвертирующий вход операционного усилителя подключен к точке соединения параллельного колебательного контура и первого резистора, неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к среднему выводу потенциометра, выход операционного усилителя подключен к точке соединения паралапельного колебательного контура и второго резистора..; ампл|.-1тудный ограничительIn the claimed design of the utility model, this is achieved due to the fact that in a resonant metal detector containing a sinusoidal voltage generator, 1 amplitude detector, low-pass filter, a pulse amplifier and an actuator connected in series, a sinusoidal voltage generator 2 is assembled on an operational amplifier in a negative circuit which feedback includes a parallel oscillatory circuit and a first resistor connected in series, and the amplifier’s positive feedback circuit consists of of the second resistor and potentiometer connected in series, as well as an amplitude limiter connected in parallel, the inverting input of the operational amplifier connected to the connection point of the parallel oscillatory circuit and the first resistor, the non-inverting input of the operational amplifier connected to the middle terminal of the potentiometer, the output of the operational amplifier connected to the connection point parallap oscillatory circuit and a second resistor ..; Ampl |.-1ny limiter

подключен к точке соединения второго резистораи потенциометра,,connected to the connection point of the second resistor and potentiometer,

При BTOhi амплитудный ограничитель выполненна соединенныхWith BTOhi, an amplitude limiter is made connected

последовательно третьем резисторе и включенныхвстречно-параллельно двух диодах,.in series with the third resistor and two diodes connected in parallel-parallel.

- , . -,.

Анализ патантной и научнс-техннческой литературы показал,. НТО заявляемая конструкция псл эзной модели не 5ыла описана в литературе и содержит отличительные признаки по соавненикг с viSEecтными аналогами.The analysis of patent and scientific-technical literature showed. NTO the claimed design of the PSL model has not been described in the literature and contains distinctive features in comparison with viSEecnt analogues.

За.яЕляемад конструкция резонансного металлсискателя Е еезультата стабилизации режима работы генератора синусоидального напряжения позволяет использовать металлоискатель Б широком диапазоне изменений окружающей температуры и питающего напряжения. устрё1няет ложные срабатывания, повышает чувствительность к обнаружению мелких металлических предметов- нэ требует периодической подстройки параметров оператором, а также позволяет использовать металлоискатель как Е стационарных условиях для обнаружения инородных металлических объектов на конвейерах Б технологических процессах , так и в полее ых условиях. в том числе под водой.Za.YaElyemad design of a resonant metal detector E of its result of stabilization of the operating mode of a sinusoidal voltage generator allows the metal detector B to be used in a wide range of changes in ambient temperature and supply voltage. eliminates false alarms, increases sensitivity to the detection of small metal objects — it does not require periodic adjustment of parameters by the operator, and also allows the use of a metal detector as E stationary conditions for the detection of foreign metal objects on conveyors B technological processes, and in field conditions. including under water.

На чертеже показана принципиальная схема резонансного метал лоис кате ля.The drawing shows a schematic diagram of a resonant metal catalytic converter.

Резонансный металлоискатель содержит генератор синусоидального напряжения 1, амплитудный детектор 2,, Фильтр низкой частоты 3, усилитель импульсов 4 и исполнительный орган 5, соединенные последовательно. Генератор синусоидального напряжения 1 собран на операционной усилителе 6, в цепь отрицательной обратной связи которого включены параллельный колебательный контур, состоящий из датчика металла 7 и конденсатора 3, и первый резистор 9, соединенные последовательно. Цепь положительной обратной связи операционного усилителя 6 состоит из последовательно соединенных резистора 10 и потенциометра 11, а также паралапельно включенного амплитудного ограничителя, выполненного на соединенных последовательно третьем резистоое 12 и включеньчых Е:стречно-параллельно двух диодах 13 и 14.The resonant metal detector contains a sinusoidal voltage generator 1, an amplitude detector 2 ,, Low-pass filter 3, a pulse amplifier 4 and an actuator 5 connected in series. The sinusoidal voltage generator 1 is assembled on an operational amplifier 6, the negative feedback circuit of which includes a parallel oscillatory circuit consisting of a metal sensor 7 and a capacitor 3, and a first resistor 9 connected in series. The positive feedback circuit of the operational amplifier 6 consists of a series-connected resistor 10 and a potentiometer 11, as well as a parallap-switched amplitude limiter, made on a series-connected third resistor 12 and included E: two parallel diodes 13 and 14.

Инвертирующий вход операционного усилителя 6 подключен и: точке соединения параллельного колебательнсзго контура 7 и S иThe inverting input of the operational amplifier 6 is connected to: the connection point of the parallel oscillatory circuit 7 and S and

первого резистора 9, а неинвертирующий вход операционного усилителя 6 подключен к среднему выводу потенциометра 11, выход операционного усилителя Ь подключен к точке соединения параллельного колебательного контура 7 и S и второго резистора 10, третий резистор 12 амплитудного ограничителпя 12, 13 и 14 подключен к точке соединения второго резистора 10 и потенциометра 11. Се:ободные выводы первого резистора 9, потенциометра 11, дв:ух диодов 13 И 14 соединены с общим проводом.the first resistor 9, and the non-inverting input of the operational amplifier 6 is connected to the middle terminal of the potentiometer 11, the output of the operational amplifier b is connected to the connection point of the parallel oscillatory circuit 7 and S and the second resistor 10, the third resistor 12 of the amplitude limiter 12, 13 and 14 is connected to the connection point the second resistor 10 and potentiometer 11. Ce: the rim terminals of the first resistor 9, potentiometer 11, dv: uh diodes 13 and 14 are connected to a common wire.

Резонансный металлоискатель работает следующим образом. Ъ исходной режиме генератор синусоидального напряжения 1 вырабатывает переменное напряжение, частота которого определяется параметрами колебательного контура 7 и S, а амплитуда определяется положением среднего вывода потенциометра 11.The resonant metal detector operates as follows. In the initial mode, the sinusoidal voltage generator 1 generates an alternating voltage, the frequency of which is determined by the parameters of the oscillatory circuit 7 and S, and the amplitude is determined by the position of the middle output of the potentiometer 11.

Стабилизация режима генератора синусоидального напряжения 1 осуществляется следующий o6pa3Ohi.The stabilization of the mode of the sinusoidal voltage generator 1 is carried out by the following o6pa3Ohi.

Переменное напряжение с выхода операционного усилителя 6 через цепь положительной обратной связи, а именно через второй резистор 10 и потенциометр 11 поступает на неинвертирушщий вход операционного усилителя 6. Амплитудный ограничитель, состоящий из третьего резистора 12 и двух диодов 13 и 14, подключенный к цепи положительной обратной связи, ограничивает амплитуду переменного напряжения до уровня, равного напряжению прямого смещения диодов 13 и 14 Вследствие этого, амплитуда переменного напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя 6, определяющая режим работы генератора синусоидального напряжения 1, остается стабильной при колебаниях температуры окружающей среды и напряжения источника питания.The alternating voltage from the output of the operational amplifier 6 through the positive feedback circuit, namely through the second resistor 10 and the potentiometer 11, is supplied to the non-inverting input of the operational amplifier 6. An amplitude limiter consisting of the third resistor 12 and two diodes 13 and 14 connected to the positive feedback circuit connection, limits the amplitude of the alternating voltage to a level equal to the direct bias voltage of the diodes 13 and 14 As a result, the amplitude of the alternating voltage at the non-inverting input of the operating amplifier Ithel 6 defining operation sinusoidal voltage generator 1 remains stable at ambient temperature variations of the environment and the power supply voltage.

При появлении металлического предмета вблизи датчика металла 7 генератора синусоидального напряжения 1, в колебательный контур 7,3 вносится дополнительное сопротивление. Е( результате этого добротность колебательного контура 7,3 снижается, что приводит к уменьшению амплитуды переменного напряжеНИЯ на контуре 7,S. Амплитудный дет-актор 2 выделяют огибающую амплитуды переменного напр51н ения. Фильтр низкой частоты 3 выделяет полосу частот полезного сигнала и отсекает сигналы помех. Усилитель импульсов 4 обеспечивает усиление полезного сигнала до уровня, необкодимого для срабатывания исполнительного органа 5.When a metal object appears near the metal sensor 7 of the sinusoidal voltage generator 1, additional resistance is introduced into the oscillation circuit 7.3. E (as a result of this, the quality factor of the oscillation circuit 7.3 decreases, which leads to a decrease in the amplitude of the alternating voltage on circuit 7, S. Amplitude detector 2 extracts the envelope of the amplitude of the alternating voltage. Low-pass filter 3 selects the frequency band of the useful signal and cuts off interference signals The pulse amplifier 4 provides amplification of the useful signal to a level necessary for operation of the actuator 5.

Авторы:The authors:

С.Л.ЩебелевS.L.Schebelev

С.В.ШуX тов S.V. ShuX tov

Claims

1. A resonant metal detector containing a sinusoidal voltage generator, an amplitude detector, a low-pass filter, a pulse amplifier and an actuator connected in series, characterized in that the sinusoidal voltage generator is assembled on an operational amplifier, the negative feedback circuit of which includes a parallel oscillatory circuit and a first a resistor connected in series, and the positive feedback circuit consists of a second resistor and a potentiometer connected by a follower but, as well as an amplitude limiter connected in parallel, with the inverting input of the operational amplifier connected to the connection point of the parallel oscillator circuit and the first resistor, the non-inverting input of the operational amplifier connected to the middle terminal of the potentiometer, the output of the operational amplifier connected to the connection point of the parallel oscillatory circuit and the second resistor, an amplitude limiter is connected to the connection point of the second resistor and potentiometer.

2. The resonant metal detector according to claim 1, characterized in that the amplitude limiter is made on a third resistor connected in series and connected in parallel with two diodes.