RU2779537C1

RU2779537C1 - Metal detector sensor and method for its manufacture

Info

Publication number: RU2779537C1
Application number: RU2021137128A
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Фоминых
Original assignee: Алексей Михайлович Фоминых
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2022-09-08

Abstract

FIELD: sensor technology.

SUBSTANCE: metal detector sensor containing a closed-loop inductor in the housing is proposed. The housing contains an electronic board of the analog generator of the converter and is made in the form of an annular tube consisting sequentially of an inner polymer layer, an aluminum layer and an outer polymer coating. The inner polymer layer and the outer polymer coating are bonded to the aluminum layer by an adhesive joint. The inner space of the annular tube is filled with liquid polymer. A method for manufacturing a metal detector sensor is also proposed.

EFFECT: metal detector sensor acquires the properties of tightness and shock resistance.

8 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области интроскопии, а именно обнаружения металлических объектов, скрытых в различных средах.The invention relates to the field of introscopy, namely the detection of metal objects hidden in various environments.

Изобретение может быть использовано для поиска металлических объектов в грунте, в археологии, кладоискательстве, спасательных операциях, военных задачах по разминированию, и поиска золотых самородков в отработке. В пищевой промышленности металлоискатель может применяться для обнаружения металлических объектов, попавших из оборудования в пищевой продукт. В строительстве возможно обнаружение медных или алюминиевых проводников с целью обхода при сверлении или для задач извлечения и восстановления целостности проводников. В дорожном строительстве с помощью металлоискателя можно обнаружить металлические объекты под дорожным покрытием с целью предупреждения поломки дорожной машины при попадании металла в рабочий инструмент. Также металлоискатель может применяться в медицине для поиска пули или осколков в теле человека, в прачечной отрасли для контроля текстильных изделий на предмет оставшихся в них острых металлических предметов, способных повредить механизм стиральной машины, и в геодезии для анализа минерального состава грунтов. Может применяться при экскавационных работах с целью раннего обнаружения залегающего силового или сигнального кабеля для предупреждения оператора о возможности повреждения кабелей рабочим инструментом.The invention can be used to search for metal objects in the ground, in archeology, treasure hunting, rescue operations, military demining tasks, and search for gold nuggets in mining. In the food industry, a metal detector can be used to detect metal objects that have fallen from the equipment into the food product. In construction, it is possible to detect copper or aluminum conductors for the purpose of bypassing when drilling or for the tasks of extracting and restoring the integrity of conductors. In road construction, a metal detector can be used to detect metal objects under the road surface in order to prevent the breakdown of the road machine when metal enters the working tool. Also, a metal detector can be used in medicine to search for a bullet or fragments in the human body, in the laundry industry to control textiles for sharp metal objects remaining in them that can damage the mechanism of a washing machine, and in geodesy to analyze the mineral composition of soils. It can be used during excavation works for the purpose of early detection of the underlying power or signal cable to warn the operator about the possibility of damaging the cables with a working tool.

Известно устройство для обнаружения скрытых металлических тел (патент на изобретение США №3662255, МПК G01V 3/10, опубл. 09.05.1972 г.), включающее две кольцевые катушки индуктивности разного диаметра, расположенные в общей плоскости, при этом каждая катушка индуктивности содержит коаксиальный кабель, имеющий внутренний проводник, внешний проводник из тканого проводящего материала, изоляционное средство между внутренним и внешним проводниками, и проводящий экран, расположенный в нижней части катушки, и корпус, охватывающий катушки и проводящий экран.A device for detecting hidden metal bodies is known (US patent No. 3662255, IPC G01V 3/10, publ. 05/09/1972), including two annular inductors of different diameters located in a common plane, while each inductor contains a coaxial a cable having an inner conductor, an outer conductor of a woven conductive material, an insulating means between the inner and outer conductors, and a conductive screen disposed at the bottom of the coil, and a housing enclosing the coils and the conductive screen.

Недостатком данного устройства является использование двух катушек, отдельной оправки, изготовление корпуса датчика на основе и поверх измерительных катушек, что усложняет процесс и требует высокой квалификации сотрудников для изготовления датчика металлоискателя. Также стоит отметить выполнение катушки индуктивности из композитного коаксиального кабеля, имеющего высокую стоимость.The disadvantage of this device is the use of two coils, a separate mandrel, the manufacture of the sensor housing on the basis of and on top of the measuring coils, which complicates the process and requires highly qualified employees to manufacture the metal detector sensor. It is also worth noting that the inductor is made of a high-cost composite coaxial cable.

Известен метод изготовления и сборки датчика металлоискателя (патент на изобретение Великобритании №2205408, МПК G01V 3/11, B07C 5/344, опубл. 13.02.1991г.), предназначенного для обнаружения металлических фрагментов в пищевых продуктах и фармацевтических препаратах. Металлоискатель содержит прямоугольную раму из неметаллического материала, в которой имеется отверстие для прохождения материала, подвергающегося проверке, и намотку катушек электропроводящих нитей на раму. Пластмассовый материал в жидкой форме наносят на раму и катушки, за исключением части отверстия рамы, и дают затвердеть, затем наносят металл в жидкой форме на пластмассовый материал, чтобы заключить пластмассовый материал в металлический слой. Пластмассовый материал может быть распылен, впрыснут в форму или нанесен погружением и может быть вспенен или не вспенен. Металл может быть нанесен покраской, дуговым напылением, нанесением покрытия или вакуумным напылением.A known method of manufacturing and assembling a metal detector sensor (UK patent No. 2205408, IPC G01V 3/11, B07C 5/344, publ. 13.02.1991), designed to detect metal fragments in food and pharmaceuticals. The metal detector contains a rectangular frame made of non-metallic material, in which there is an opening for the passage of the material being tested, and winding spools of electrically conductive threads on the frame. The plastic material in liquid form is applied to the frame and spools, except for the opening part of the frame, and allowed to harden, then metal in liquid form is applied to the plastic material to enclose the plastic material in a metal layer. The plastic material may be sprayed, injected into a mold, or dip applied and may or may not be foamed. The metal can be applied by painting, arc spraying, plating, or vacuum spraying.

Известны металлоискатель и метод изготовления металлоискателя (патенты на изобретение Великобритании №22232254, МПК G01V 3/11, опубл. 05.12.1990 г., №2267351, МПК G01V 3/10, H01F 7/20, опубл. 01.12.1993 г., и патент на изобретение США №4833773, МПК H01F 7/06, G01V 3/10, опубл. 30.05.1989 г.) для обнаружения металлических фрагментов в пищевых продуктах. Металлоискатель содержит прямоугольную раму из неметаллического материала, имеющую отверстие для прохождения материала через него, катушки электропроводящих нитей, намотанные на наружные поверхности рамы, первый пластмассовый слой, приклеенный к указанным поверхностям, причем катушки встроены в первый пластмассовый слой, слой металла, приклеенный к наружной поверхности первого пластмассового слоя, и второй пластмассовый слой, приклеенный к металлическому слою. Металл может быть нанесен покраской, дуговым напылением, нанесением покрытия или вакуумным напылением.A metal detector and a method for manufacturing a metal detector are known (UK patents No. 22232254, IPC G01V 3/11, publ. 05.12.1990, No. 2267351, IPC G01V 3/10, H01F 7/20, publ. 01.12.1993, and US patent No. 4833773, IPC H01F 7/06, G01V 3/10, published 05/30/1989) for the detection of metal fragments in food products. SUBSTANCE: metal detector contains a rectangular frame made of non-metallic material, having a hole for the material to pass through it, coils of electrically conductive threads wound on the outer surfaces of the frame, the first plastic layer glued to the indicated surfaces, the coils being built into the first plastic layer, the metal layer glued to the outer surface a first plastic layer, and a second plastic layer adhered to the metal layer. The metal can be applied by painting, arc spraying, plating, or vacuum spraying.

Другим известным аналогом является металлоискатель и метод и его изготовления (патент на изобретение США №US5066937, МПК H01F 15/04, H01F 27/28, опубл. 19.11.1991 г.). Металлоискатель содержит прямоугольную раму, имеющую отверстие для прохождения материала через него, электропроводящие нити, намотанные на раму, заливочный пластик, расположенный на внешних поверхностях рамы, на которую намотаны нити, и металлический корпус, охватывающий заливочный пластик, при этом рама содержит множество каркасных элементов, соединенных вместе для образования отверстия, каждый из элементов каркаса содержит первый и второй листы твердого пластика, электропроводящий материал между листами твердого пластика и клей по периферии указанных листов.Another well-known analogue is a metal detector and a method and its manufacture (US patent No. US5066937, IPC H01F 15/04, H01F 27/28, publ. 11/19/1991). SUBSTANCE: metal detector contains a rectangular frame with a hole for passing material through it, electrically conductive threads wound on the frame, casting plastic located on the outer surfaces of the frame on which the threads are wound, and a metal case enclosing the casting plastic, while the frame contains a plurality of frame elements, connected together to form a hole, each of the frame elements contains the first and second sheets of hard plastic, electrically conductive material between the sheets of hard plastic and adhesive around the periphery of these sheets.

Недостатком приведенных решений является узконаправленность, а именно применение в технологических процессах с установкой металлоискателя на конвейерные ленты для регистрации в непроводящих материалах металлических включений. Рама с намотанной на нее катушкой индуктивности устанавливается в закрытый корпус, который закрывает катушку индуктивности со всех сторон, что влечет финансовые затраты на изготовление дополнительных конструкций корпуса датчика. Метод открытой намотки катушки индуктивности в три секции усложняет процесс изготовления и требует больших временных затрат на изготовление датчика металлоискателя.The disadvantage of these solutions is the narrow focus, namely, the use in technological processes with the installation of a metal detector on conveyor belts to detect metal inclusions in non-conductive materials. The frame with the inductance coil wound around it is installed in a closed housing that covers the inductance coil from all sides, which entails financial costs for the manufacture of additional sensor housing structures. The method of open winding of the inductor in three sections complicates the manufacturing process and requires a lot of time to manufacture the metal detector sensor.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании быстрого способа изготовления датчика металлоискателя без использования дорогостоящего оборудования и материалов.The problem to be solved by the claimed invention is to create a fast method for manufacturing a metal detector sensor without the use of expensive equipment and materials.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в обеспечении простого способа изготовления датчика металлоискателя, обладающего свойствами герметичности и ударостойкости.The technical result achieved by using the present invention is to provide a simple method for manufacturing a metal detector sensor having the properties of tightness and impact resistance.

Технический результат достигается тем, что датчик металлоискателя содержит катушку индуктивности замкнутого контура в корпусе, при этом корпус дополнительно содержит электронную плату аналогового генератора преобразователя, и выполнен в виде кольцевой трубы, состоящей последовательно из внутреннего полимерного слоя, алюминиевого слоя и внешнего полимерного покрытия, внутренний полимерный слой и внешнее полимерное покрытие скреплены с алюминиевым слоем клеевым соединением, а внутреннее пространство кольцевой трубы залито жидким полимером.The technical result is achieved by the fact that the metal detector sensor contains a closed loop inductor in the housing, while the housing additionally contains an electronic board of the analog converter generator, and is made in the form of an annular pipe consisting in series of an inner polymer layer, an aluminum layer and an outer polymer coating, an inner polymer the layer and the outer polymer coating are glued to the aluminum layer, and the inner space of the annular tube is filled with liquid polymer.

Способ изготовления датчика металлоискателя включает: изготовление кольцевой трубы методом композитной экструзии, включающей внутренний полимерный слой, алюминиевый слой и внешнее полимерное покрытие, скрепленные между собой клеем; навивку эмалированного медного провода внутрь кольцевой трубы с помощью станка для навивки медного провода; зачистку одного конца кольцевой трубы до алюминиевого слоя и закрепление на нем медного провода в изоляции прижимным соединением, пайку электронной платы аналогового генератора преобразователя, имеющей выходной сигнальный кабель, к выводам навитой катушки индуктивности и медному проводу, и установку электронной платы внутрь кольцевой трубы поверх навивки эмалированного медного провода; и заливку жидкого полимера в свободные полости кольцевой трубы с использованием силиконовых форм с литником и отверждение жидкого полимера для фиксации выводного сигнального кабеля и элементов навивки катушки индуктивности.A method for manufacturing a metal detector sensor includes: manufacturing an annular pipe by composite extrusion, including an inner polymer layer, an aluminum layer and an outer polymer coating bonded together with glue; winding enamelled copper wire inside the ring pipe using a copper wire winding machine; stripping one end of the ring pipe to the aluminum layer and fixing the copper wire in insulation on it with a clamping connection, soldering the electronic board of the analog converter generator, which has an output signal cable, to the terminals of the wound inductor and the copper wire, and installing the electronic board inside the ring pipe over the enameled winding copper wire; and pouring the liquid polymer into the free cavities of the annular tube using silicone gated molds and curing the liquid polymer to fix the output signal cable and the winding elements of the inductor.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Датчик металлоискателя представляет собой металлопластиковую трубу в виде разомкнутого кольца, состоящую из нескольких слоев: внешнего полимерного покрытия, клеевого слоя, алюминиевого слоя, клеевого слоя и внутреннего полимерного слоя.The metal detector sensor is a metal-plastic pipe in the form of an open ring, consisting of several layers: an outer polymer coating, an adhesive layer, an aluminum layer, an adhesive layer and an inner polymer layer.

Станок для навивки эмалированного медного провода в кольцевую трубу содержит платформу, обхватывающие клипсы, закрепленные на платформе, шпиндель электрического двигателя, прилегающий к платформе, первый резиновый валец, приводимый во вращение шпинделем электрического двигателя, второй резиновый валец на ступичном креплении в подшипнике качения, принимающий вращательное движение от первого вальца. Второй резиновый валец выполнен с возможностью прижатия к первому резиновому вальцу в момент навивки медного провода и разведения вальцов друг от друга в момент извлечения полностью навитой катушки индуктивности с помощью механизма прижима.SUBSTANCE: machine for winding enameled copper wire into an annular tube contains a platform, enclosing clips fixed on the platform, an electric motor spindle adjacent to the platform, the first rubber roller driven by the electric motor spindle, the second rubber roller on the hub mounting in the rolling bearing, which receives the rotary movement from the first roller. The second rubber roller is made with the possibility of pressing against the first rubber roller at the moment of winding the copper wire and spreading the rollers from each other at the moment of extracting the fully wound inductance coil using the clamping mechanism.

Способ изготовления датчика металлоискателя включает:The method of manufacturing a metal detector sensor includes:

- изготовление методом композитной экструзии кольцевой трубы, включающей внутренний полимерный слой, клеевой слой, алюминиевый слой, клеевой слой и внешнее полимерное покрытие;- fabrication by composite extrusion of an annular pipe, including an inner polymer layer, an adhesive layer, an aluminum layer, an adhesive layer and an external polymer coating;

- навивку эмалированного медного провода внутрь кольцевой трубы с помощью станка для навивки медного провода;- winding enameled copper wire inside the ring pipe using a copper wire winding machine;

- зачистку одного конца кольцевой трубы до алюминиевого слоя и закрепление на нем медного провода в изоляции прижимным соединением, пайку электронной платы аналогового генератора преобразователя, имеющей выходной сигнальный кабель, к выводам навитой катушки индуктивности и медному проводу, и установку электронной платы внутрь кольцевой трубы поверх навивки медного эмалированного провода;- stripping one end of the ring pipe to the aluminum layer and fixing the copper wire in insulation on it with a clamping connection, soldering the electronic board of the analog converter generator, which has an output signal cable, to the leads of the wound inductor and the copper wire, and installing the electronic board inside the ring pipe over the winding copper enameled wire;

- заливку свободной полости кольцевой трубы жидким полимером с помощью силиконовых форм с литником для фиксации выводного сигнального кабеля и элементов навивки катушки индуктивности.- filling the free cavity of the annular pipe with a liquid polymer using silicone molds with a sprue to fix the output signal cable and winding elements of the inductor coil.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Далее изобретение поясняется следующими чертежами:The invention is further illustrated by the following drawings:

Фиг. 1. Общий вид датчика металлоискателя;Fig. 1. General view of the metal detector sensor;

Фиг. 2. Общий вид кольцевой трубы, состоящей из внутреннего полимерного слоя, клеевого слоя, алюминиевого слоя, клеевого слоя и внешнего полимерного покрытия;Fig. 2. General view of the annular pipe, consisting of an inner polymer layer, an adhesive layer, an aluminum layer, an adhesive layer and an outer polymer coating;

Фиг. 3. Общий вид кольцевой трубы, установленной на платформу станка для навивки эмалированного медного провода;Fig. 3. General view of the annular tube installed on the platform of the machine for winding enameled copper wire;

Фиг. 4. Общий вид кольцевой трубы с установленной электронной платой;Fig. 4. General view of the annular pipe with the installed electronic board;

Фиг. 5. Общий вид кольцевой трубы и силиконовых форм с литником для заливки полости трубы.Fig. Fig. 5. General view of the annular pipe and silicone molds with a sprue for filling the pipe cavity.

Датчик металлоискателя представляет собой изогнутую в виде разомкнутого кольца кольцевую трубу 1. Зазор между концами кольцевой трубы 1 обеспечивает беспрепятственную навивку медного эмалированного провода 2 внутрь трубы 1. Кольцевая труба 1 изготавливается методом композитной экструзии и состоит из нескольких слоев:The metal detector sensor is an annular pipe 1 bent in the form of an open ring. The gap between the ends of the annular pipe 1 ensures unhindered winding of the copper enameled wire 2 inside the pipe 1. The annular pipe 1 is made by composite extrusion and consists of several layers:

Внутренний полимерный слой 3, обеспечивающий минимальный зазор между витками эмалированного медного провода 2 катушки индуктивности внутри трубы и алюминиевым слоем;The inner polymer layer 3, which provides a minimum gap between the turns of the enameled copper wire 2 of the inductor inside the pipe and the aluminum layer;

Алюминиевый слой 4;Aluminum layer 4;

Внешнее полимерное покрытие 5, защищающее внутренний алюминиевый слой 4 от механических повреждений;External polymer coating 5, protecting the inner aluminum layer 4 from mechanical damage;

Клеевые слои 6 между внутренним полимерным слоем 3 и алюминиевым слоем 4 и между внешним полимерным покрытием 5 и алюминиевым слоем 4.Adhesive layers 6 between the inner polymer layer 3 and the aluminum layer 4 and between the outer polymer coating 5 and the aluminum layer 4.

В качестве полимерного слоя и покрытия используют полиэтилен, полипропилен, полистирол, поликарбонат или другие диэлектрические полимеры, имеющие достаточную пластичность.Polyethylene, polypropylene, polystyrene, polycarbonate or other dielectric polymers having sufficient plasticity are used as the polymer layer and coating.

Внутренний полимерный слой 3 устраняет явление паразитной электрической емкости между витками провода катушки индуктивности и алюминиевым слоем 4. Чем толще внутренний полимерный слой 3, тем меньше диаметр внутренней полости и тем меньше электрическая емкость между проводом витков катушки индуктивности и алюминиевым слоем 4. Чем меньше паразитная электрическая емкость, тем меньше ложных срабатываний и шумов будет воспроизводить датчик металлоискателя.The inner polymer layer 3 eliminates the phenomenon of parasitic electric capacitance between the turns of the inductor wire and the aluminum layer 4. The thicker the inner polymer layer 3, the smaller the diameter of the inner cavity and the smaller the electric capacitance between the wire of the inductor turns and the aluminum layer 4. The smaller the parasitic electric capacitance, the less false positives and noise the metal detector sensor will reproduce.

Алюминиевый слой 4 служит в качестве электромагнитного экрана, обеспечивая защиту витков катушки индуктивности от возникновения паразитной электрической ёмкости при приближении катушки к грунту или непроводящим минеральным объектам, телу человека или животных, или биологическим объектам. Алюминиевый слой 4 также обеспечивает защиту от паразитного влияния статического заряда, возникающего на поверхности датчика при перемещении в сухой траве или сухом пыльном воздухе.The aluminum layer 4 serves as an electromagnetic shield, protecting the turns of the inductor from the occurrence of parasitic electric capacitance when the coil approaches the ground or non-conductive mineral objects, human or animal bodies, or biological objects. The aluminum layer 4 also provides protection against the parasitic effect of static charge that occurs on the surface of the sensor when moving in dry grass or dry dusty air.

Внешнее полимерное покрытие 5 трубы защищает алюминиевый слой 4 от механических повреждений, предотвращая ухудшение характеристик чувствительности датчика, связанных с повреждением или отсутствием алюминиевого слоя.The outer polymeric coating 5 of the pipe protects the aluminum layer 4 from mechanical damage, preventing deterioration of the sensor sensitivity characteristics associated with damage or absence of the aluminum layer.

Клеевой слой 6 обеспечивает равномерную адгезию и прочное крепление слоев.Adhesive layer 6 provides uniform adhesion and strong fastening of the layers.

Кольцевая труба 1 заправляется заданным количеством витков медного эмалированного провода 2 заданного диаметра, что формирует катушку индуктивности с заданными параметрами. Диаметр трубы 1 зависит от количества витков катушки индуктивности и диаметра медного эмалированного провода, которым наматывается катушка. Диаметр разомкнутого кольца подбирается исходя из параметров чувствительности датчика металлоискателя к крупным или мелким объектам, на поверхности или на большой глубине.An annular pipe 1 is filled with a given number of turns of enameled copper wire 2 of a given diameter, which forms an inductor with the given parameters. The diameter of pipe 1 depends on the number of turns of the inductor and the diameter of the copper enameled wire with which the coil is wound. The diameter of the open ring is selected based on the parameters of the sensitivity of the metal detector sensor to large or small objects, on the surface or at great depths.

Станок для навивки эмалированного медного провода содержит платформу 7, пластиковые обхватывающие клипсы (не показаны на чертеже), закрепленные на платформе, для фиксации кольцевой трубы 1, шпиндель электрического двигателя 8, прилегающий к платформе 7, первый резиновый валец 9, приводимый во вращение шпинделем электрического двигателя 8, второй резиновый валец 10 на ступичном креплении 11 в подшипнике качения, принимающий вращательное движение от первого вальца 9. Второй резиновый валец 10 выполнен с возможностью прижатия к первому резиновому вальцу 9 в момент навивки медного провода 2 и с возможностью разведения вальцов друг от друга в момент извлечения полностью навитой катушки индуктивности с помощью механизма прижима (не показан на чертеже).SUBSTANCE: machine for winding enameled copper wire contains a platform 7, plastic wrapping clips (not shown in the drawing) fixed on the platform for fixing the annular pipe 1, an electric motor spindle 8 adjacent to the platform 7, the first rubber roller 9 driven by the electric spindle. engine 8, the second rubber roller 10 on the hub mount 11 in the rolling bearing, receiving rotational motion from the first roller 9. The second rubber roller 10 is made with the possibility of being pressed against the first rubber roller 9 at the time of winding the copper wire 2 and with the possibility of spreading the rollers from each other at the moment of extracting a fully wound inductor using a clamping mechanism (not shown in the drawing).

Механизмом прижима может служить любое устройство, создающее прижимную силу, например, подтягивающая пружина, подтягивающий резиновый жгут, прижимной сервопривод и т.д. Механизм прижима позволяет извлекать навитую катушку индуктивности без повреждения поверхности вальцов и структуры навивки.The clamping mechanism can be any device that generates clamping force, such as a pull-up spring, a pull-up rubber band, a push-down servo, etc. The clamping mechanism allows you to remove the wound inductor without damaging the surface of the rollers and the winding structure.

Оба вальца 9, 10 выполнены из полутвердой резины, имеющей хорошее поверхностное сцепление. От диаметра вальца станка для навивки медного провода зависит длина зазора между концами кольцевой трубы 1. Длина зазора в 1,5 раза превышает диаметр вальца 9.Both rollers 9, 10 are made of semi-hard rubber having good surface grip. The length of the gap between the ends of the ring pipe 1 depends on the diameter of the roll of the machine for winding copper wire. The length of the gap is 1.5 times the diameter of the roll 9.

Фиксация металлопластиковой кольцевой трубы 1 к платформе 7 обеспечивает удобство и точность выполнения навивки, а также автоматизацию намотки эмалированного медного провода 2 внутрь трубы 1.The fixation of the metal-plastic annular pipe 1 to the platform 7 ensures the convenience and accuracy of winding, as well as the automation of the winding of the enameled copper wire 2 inside the pipe 1.

Способ изготовления датчика металлоискателя осуществляется следующим образом.The method of manufacturing a metal detector sensor is carried out as follows.

Методом композитной экструзии изготавливается кольцевая труба 1.An annular pipe 1 is produced by the composite extrusion method.

На платформу 7 станка для навивки медного провода устанавливается кольцевая труба 1 и закрепляется пластиковыми обхватывающими клипсами, закрепленными на платформе 7. Затем внутрь трубы 1 вручную пропускается первый виток эмалированного медного провода 2 и помещается между вальцами 9, 10 и зажимается прижатием вальца 10 к вальцу 9 с помощью механизма прижима. Подача эмалированного медного провода 2 осуществляется непосредственно с бобины (не представлена на чертеже). Далее включается двигатель, шпиндель 8 которого приводит во вращение валец 9. Вальцы 9 и 10, зажимая медный провод 2 и вращаясь, осуществляют навивку медного провода 2 внутрь кольцевой трубы 1.An annular pipe 1 is installed on the platform 7 of the machine for winding copper wire and fixed with plastic wrapping clips fixed on the platform 7. Then the first coil of enameled copper wire 2 is manually passed into the pipe 1 and placed between the rollers 9, 10 and clamped by pressing the roller 10 to the roller 9 using the clamping mechanism. The supply of enameled copper wire 2 is carried out directly from the reel (not shown in the drawing). Next, the engine is turned on, the spindle 8 of which drives the roller 9. The rollers 9 and 10, clamping the copper wire 2 and rotating, wind the copper wire 2 inside the annular pipe 1.

После намотки необходимого количества витков эмалированного медного провода 2 внутрь кольцевой трубы 1, вальцы 9 и 10 раздвигаются с помощью механизма прижима и готовая катушка индуктивности извлекается.After winding the required number of turns of enameled copper wire 2 inside the annular tube 1, the rollers 9 and 10 are moved apart by the clamping mechanism and the finished inductor is removed.

К открытому участку 12 металлопластиковой кольцевой трубы 1 подпаивается или крепится прижимным соединением 13 медный провод 14 в изоляции. Прижимным соединением 13 может быть винт или заклепка. Медный провод 14 имеет достаточную длину для пайки к минусу электронной схемы управления датчиком.To the open section 12 of the metal-plastic annular pipe 1, a copper wire 14 in isolation is soldered or fastened with a clamping joint 13. The clamping connection 13 may be a screw or a rivet. Copper wire 14 is long enough to be soldered to the negative of the sensor control electronics.

Выводы медного эмалированного провода 2, навитого внутрь кольцевой трубы 1 зачищаются и лудятся. К выводам навитой катушки индуктивности и медному проводу 14, соединенному с алюминиевым слоем 4 кольцевой трубы 1, подпаивается электронная плата аналогового генератора преобразователя 15, имеющая выходной сигнальный кабель 16.The conclusions of the copper enameled wire 2, wound inside the annular pipe 1, are stripped and tinned. To the conclusions of the wound inductor and the copper wire 14, connected to the aluminum layer 4 of the annular pipe 1, the electronic board of the analog generator of the converter 15, which has an output signal cable 16, is soldered.

После того, как выводы катушки припаяны к электронной плате аналогового преобразователя 15, плата 15 устанавливается внутрь металлопластиковой кольцевой трубы 1 поверх навивки медного эмалированного провода 2. Визуально проверяется качество пайки или соединения медного изолированного провода 2 с алюминиевым слоем 4 кольцевой трубы 1. Сигнальный кабель 16 свободно выходит из кольцевой трубы 1, куда установлена электронная плата аналогового генератора преобразователя 15.After the coil leads are soldered to the electronic board of the analog converter 15, the board 15 is installed inside the metal-plastic annular pipe 1 over the winding of the copper enameled wire 2. The quality of the soldering or connection of the copper insulated wire 2 with the aluminum layer 4 of the annular pipe 1 is visually checked. Signal cable 16 freely leaves the annular pipe 1, where the electronic board of the analog generator of the converter 15 is installed.

С помощью силиконовых форм 17, 18 осуществляется фиксация выводного сигнального кабеля 16 и элементов навивки катушки индуктивности. Фиксация производится путем заливки внутренних свободных полостей изготовленного датчика металлоискателя и внутренних элементов катушки индуктивности для предотвращения возникновения паразитных помех в работе электронной схемы, связанных с перемещением внутренних компонентов датчика металлоискателя относительно друг друга. Заливка производится через литник 19, установленный в закрепленной составной силиконовой форме. Заливка осуществляется жидкими полимеризующими смолами или полиуретанами с заданным периодом затвердевания.With the help of silicone molds 17, 18, the output signal cable 16 and the winding elements of the inductor coil are fixed. Fixation is carried out by filling the internal free cavities of the manufactured metal detector sensor and the internal elements of the inductance coil to prevent parasitic interference in the operation of the electronic circuit associated with the movement of the internal components of the metal detector sensor relative to each other. Filling is carried out through the sprue 19, installed in a fixed composite silicone mold. Filling is carried out with liquid polymerizing resins or polyurethanes with a given period of hardening.

Перед установкой на датчик силиконовые формы 17, 18 покрываются изнутри разделительным материалом (солидол, жидкий силикон и т.д.), что обеспечивает лучшее отделение формы от застывшего полимера.Before being installed on the sensor, silicone molds 17, 18 are covered from the inside with a separating material (grease oil, liquid silicone, etc.), which ensures better separation of the mold from the solidified polymer.

После затвердевания залитого полимера в свободные полости датчика, фиксируются в пространстве витки навитой катушки индуктивности, электронная плата аналогового генератора преобразователя 15, вывод сигнального кабеля 16. Заливка жидким полимером обеспечивает герметичность и ударостойкость устройства.After the poured polymer hardens into the free cavities of the sensor, the coils of the wound inductance coil, the electronic board of the analog generator of the converter 15, and the output of the signal cable 16 are fixed in space. Filling with liquid polymer ensures the tightness and shock resistance of the device.

Силиконовые формы 17, 18 после затвердевания полимера легко удаляются, так как имеют слабую адгезию к заливочному материалу.Silicone molds 17, 18 are easily removed after the polymer has hardened, since they have poor adhesion to the casting material.

Преимущества заявляемого изобретения:Advantages of the claimed invention:

- простая реализация без применения дорогостоящего оборудования и материалов при изготовлении датчиков металлоискателей;- simple implementation without the use of expensive equipment and materials in the manufacture of metal detector sensors;

- отсутствие требования высокой квалификации рабочих;- lack of requirement for high qualification of workers;

- возможность производства как штучных изделий, так и крупных партий датчиков металлоискателей;- the ability to produce both piece products and large batches of metal detector sensors;

- герметичность, позволяющая использовать датчик в различных производственных процессах с повышенной влажностью и агрессивными средами;- tightness, allowing the sensor to be used in various production processes with high humidity and aggressive environments;

- повышенная стойкость к механическим ударам и истиранию.- increased resistance to mechanical shock and abrasion.

Claims

1. A metal detector sensor containing a closed loop inductor in a housing, characterized in that the housing additionally contains an electronic board of an analog converter generator and is made in the form of an annular pipe consisting in series of an inner polymer layer, an aluminum layer and an outer polymer coating, while the inner polymer the layer and the outer polymer coating are glued to the aluminum layer, and the inner space of the annular tube is filled with liquid polymer.

2. The metal detector sensor according to claim 1, characterized in that it contains a connecting node between the ends of the annular pipe, formed by pouring a liquid polymer.

3. The metal detector sensor according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that polymerizing resins or polyurethanes are used as a liquid polymer.

4. Metal detector sensor according to claim 1, characterized in that polyethylene, polypropylene, polystyrene, polycarbonate or other dielectric plastic polymers are used as a polymer layer and coating.

5. Metal detector sensor according to claim 1, characterized in that the annular pipe has a stripped area at one of the ends with an installed copper wire in insulation, fixed with a clamping connection.

6. Metal detector sensor according to claim 1, characterized in that the electronic board of the analog converter generator is made with an output signal cable and soldered to the wire leads of the inductor.

7. A method for manufacturing a metal detector sensor according to claim 1, including:

production of an annular pipe by composite extrusion, including an inner polymer layer, an adhesive layer, an aluminum layer, an adhesive layer and an external polymer coating;

winding enamelled copper wire inside the annular pipe;

stripping one end of the ring pipe to the aluminum layer and fixing the copper wire in insulation on it with a clamping connection, soldering the electronic board of the analog converter generator, which has an output signal cable, to the terminals of the wound inductor and the copper wire, and installing the electronic board inside the ring pipe over the enameled winding copper wire;

pouring a liquid polymer into the free cavities of the annular pipe using silicone molds with a sprue and curing the liquid polymer to fix the output signal cable and winding elements of the inductor.

8. A method for manufacturing a metal detector sensor according to claim 7, characterized in that for winding enameled copper wire, the annular pipe is installed on the platform and fixed with encircling clips fixed on the platform, the copper wire is clamped by means of a clamping mechanism between two rollers with a rubber coating for winding by rotation of said rollers.