SE453948B - Anordning for detektering av metallforemal - Google Patents

Description

453 948 2 l det följande skall en magnetisk, elektriskt ledande stang (fšXemPelVis längd/ïiflckled ä 10) studeras. i-Irfarenheten har visat, att denna typ av stang är magnetiserbar endast i sin längdriktning. Nu är svaret ASG) jämförbart med produkten ^s~-ë°><š,.m-ä°>, (z) där âo är en enhetsvektor med samma riktning som stangen.

Med en icke-magnetisk stang är situationen nagot annorlunda.

Med dylika föremal erhalles vanligtvis det maximala svaret da virvelström- mar cirkulerar utmed stangens langsidor. Samma tillstànd som i formel (2) är :_ även tillämpbart i detta fall, men nu maste vektorn 'l-:šo vara Vïflkelfäll milf stången.

Enligt formel (1) och (2) är det uppenbart, att sändar- och mottagarsystem har ett lika betydelsefullt läge vid skapandet av signalen.

Den amerikanska patentskríften 3 697 996 redogör för ett förfa- rande för att skapa virvelströmmar i föremal- med divergerande riktningar medelst åtskilliga efter varandra verksamma sändarspolsystem. l denna amerikanska patentskrift nämns inte mottagarsystem. Pa basis av den ovan- nämnda beskrivningen är det tydligt, att sändarsystemet enligt den ameri- kanska patentskriften 3 697 996 kopplat till en konventionell mottagare inte väsentligt förbättrar anordningens riktningsegenskaper.

Den finska patentskriften 40646 visar och beskriver en spolut- formning med de ovan beskrivna principerna. Dess praktiska tillämpbarhet erfordrar i huvudsak en grind som är lang i arbetsriktningen. I praktiken är det mest önskvärda spolsystemet ett kompakt sadant. Dessutom är det förfarande som presenteras i den finska patentskriften 40646 huvudsakligen avsett för en anordning med ett kontinuerligt arbetssätt. Vid en dylik anordning är det existerande magnetiska fältet pakopplat även under mät- ningen. Följaktligen maste spolarnas geometri utföras sa att den inbördes induktansen mellan sändarspolen och mottagarspolen elimineras.

Det förfarande, 'som beskrivs i den amerikanska patentskriften 3 758 849, använder tva sändarspolar och tva mottagarspolar placerade korsvís. Sändarspolarna drivs emellertid samtidigt med harmonisk ström, sa att oberoende av sändarspolarnas korsvisa belägenhet skapas endast ett sändarfält. Det är ocksa tydligt, att vid förfarandet enligt den amerikanska patentskriften 3 758 849, ett föremål, vilket passerar genom grinden i en viss geometrisk punkt i mitten av grinden sa att riktningen av dess fördelaktigt 453 948 3 'z inducerade virvelström förenas med arbetsriktningen, kommer att passera obemärkt. Dessutom förutsätter den amerikanska patentskriften 3 758 8109 även en nollkoppling mellan sändarspolen och mottagarspolen, vilket inte är möjligt för en ideal geometri. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att eliminera 'de nack- delar hos förut känd teknik som nämnts ovan och att åstadkomma en avsevärt förbättrad anordning för att detektera metallföremal sa att oberoende av de genom det alternerande magnetiska fältet passerande föremalens läge under förflyttningen undanröjes de sa kallade döda punkterna - d.v.s. de punkter där metallföremalen som passerar genom de alternerande magnetiska fältemiñte skulle skapa virvelströmmar för att initiera signalen. Ändamålet uppnas enligt uppfinningen genom en anordning som har givits de i patentkravet l framgaende kännetecknen.

En märkbar fördel hos föreliggande uppfinning är att anordningen ger ett signalsvar pa ungefär lika niva oberoende av det läge, i vilket ett langt föremal passerar genom grinden.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till bifogade ritningar, som visar en föredragen utföringsform. F ig. l är en schematisk vy av en konventionell anordning för att detektera metallföremal.

F ig. 2 är en schematisk vy av en föredragen utföringsform av en anordning enligt uppfinningen för att detektera metallföremal. F ig. 3 visar ett pulsdia- gram för ett tidur, vilken är väsentligt anknutet till föreliggande uppfinning, varvid nämnda diagram är illustrerat pa en tidsaxel. Fig. 4 är en delvis sektionerad perspektivvy av en föredragen utföringsform av uppfinningen i drift.

Enligt fig. l matas strömpulser i en sändarspole 3 medelst ett tídur l och en effektförstärkare 2. En sampelförstärkare 5 aktiveras för att uppta ett stickprov av signalen fran mottagarspolen 4 en kort stund efter det att sändarpulsen har slutat. Nu är det alstrande fältet inte längre verksamt, varför svaret maste initieras av ett främmande metallföremal. Pa grund av att det alstrande fältet inte är tillkopplat under mätningen l en pulsarbetande anordning erfordras inte en inbördes minimal anslutning mellan mottagare och sändare.

Vid anordningen enligt fig. 1 utföres den inbördes inställningen av sändarfältet och detektorfältet hos mottagaren (d.v.s. en effektiv observation av en maximal virvelströmsinduktion) medelst spolar, vilka är belägna pa bada sidor om grinden och har väsentligen en liknande form. Det kan noteras, att i fallet enligt fig. J., medan en stalstang transporteras genom grinden i 453 948 yo 4 riktning för de diagonala ledningarna, geranordningen ett mycket svagt svar för nämnda föremal. Om istället föremålet transporteras i ett relativt det förra läget vinkelrätt läge uppnar svaret sitt. maximum.

Fig. 2 visar en föredragen utföringsform av föreliggande uppfin- ning, vilken är kombinerad av tva väsentligen liknande spolsystem placerade korsvis pa varandra, varvid varje spolsystem innefattar tva sändarspolar 3 och tva mottagarspolar 4. Tiduret l reglerar i sin tur effektförstärkarna 2, som matar de bada sändarspolarna 3 genom användning av pulsteknik. De sändar- fält, som skapas genom spelarna 3, har divergerande riktningar. Virvelström- mar maste induceras pa det föremal som passerar genom spolsystemet åtminstone i en punkt, oberoende av inriktningen, läget eller formen av __ nämnda föremal. Tiduret l reglerar ocksa tva sampelförstärkare 5 synkroni- serade till sändaren 3 sa att virvelströmmarna som induceras av de bada sändarkanalerna vardera mäts pa en separat mottagarkanal. Om svaret för föremålet överskrider den förutbestämda alarmnivan initierar anordningen ett alarm medelst en alarmanordning 6.

F ig. 3 illustrerar tidurets l arbetssätt i form av ett pulsdiagram.

Detektorfälten hos mottagarna 4 är överallt divergerande och riktade sa att virvelströmmarna som induceras genom varje sändare 4 med avseende pa en mottagare 3 kan mätas. Det noteras, att da exemelvis en stalstang passerar genom grinden i ett läge där systemet I alstrar nästan ett nollsvar alstrar systemet Il ett maximumsvar. Följaktligen är svaret hos anordningen enligt fig. 2 langt mindre beroende av läget och formen hos föremalet och bildar väsentligt färre sa kallade döda punkter än svaret fran anordningen enligt fig. l.

I beskrivningen ovan har endast en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning beskrivits, men det är uppenbart att anordningen enligt uppfinningen kan konstrueras pa ett antal liknande sätt för att uppna de fördelaktiga egenskaperna hos anordningen, exempelvis genom att i mottagarspolarna 4 anbringa ett väsentligt större antal varv än i sändarspo- larna 3.

Enligt fig. ll ärsändarspolarna 3 och mottagarspolarna 4 täckta, vid en fördelaktig tillämpning av anordningen, med skyddande plattor 7 och 8, vilka är fästa vid varandra medelst förenande plattor 9. De skyddande plattorna 7 och 8 är vidare fast förankrade vid sin bas llJ. Tiduret l, effektförstärkarna 2 och 5 samt alarmanordningen 6, som alla är väsentliga delar av uppfinningen, kombineras i den elektroniska enheten ll, som är ansluten till anordningen medelst en kabel 12.

Claims (5)

1. 453 948 5 PATENTKRAV J.. Anordning för detektering av metallföremal, vilken innefattar ett separat sändarspolsystem (3) och ett mottagarspolsystem (4), varvid sändar- spolsystemet bestar av åtminstone tva spolar (3) för att skapa divergerande primära fält, vilka ändrar sin riktning och storlek i enlighet med sin inriktning och, vilka i sin tur skapar virvelströrnmar i ett föremal som förflyttar sig inom nämnda primära fält, varefter det sekundära fältet som skapas vid föremålet inducerar en signal i mottagarspolsystemet, och organ för att förstärka och behandla denna signal, k ä n n e t e c k n a d av att sändarspol-' systemet (3) är bildat av åtminstone tva spolar placerade i lindningsriívân i ett korsvis läge relativt varandra sa att de magnetiska fält som skapas av spolarna är divergerande och att mottagarspolsystemet (ä) ocksa är kombine- rat av samma mängd spolar som sändarspolsystemet (3), vilka spolar är placerade i ett läge som svarar mot läget i sändarspolsystemet (3).
2. 2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att sändar- och mottagarspolsystemen (3, 4) är väsentligen identiska till sin form.
3. 3. Anordning enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att sändar- och mottagarspolsystemen (3, 4) har väsentligen identiska lindningar.
4. 4. Anordning enligt nagot av de föregående krav, k ä n n e t e c k - n a d av att virvelströmmar som induceras av de separata sändarspolarna (3) vardera är anordnade att uppmätas av en mottagarspole (4) som befinner sig i ett läge som svarar mot läget av sändarspolen ifraga.
5. 5. Anordning enligt nagot av de föregående kraven, k ä n n e t e c k - n a d av att tiduret (l) är anordnat att användas för att reglera bade sändarspolarna (3) och mottagarspolarna (li).