SE521941C2 - Detecting metal objects using coil to monitor changes in magnetic field - Google Patents
Detecting metal objects using coil to monitor changes in magnetic fieldInfo
- Publication number
- SE521941C2 SE521941C2 SE9801106A SE9801106A SE521941C2 SE 521941 C2 SE521941 C2 SE 521941C2 SE 9801106 A SE9801106 A SE 9801106A SE 9801106 A SE9801106 A SE 9801106A SE 521941 C2 SE521941 C2 SE 521941C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- voltage signal
- signal
- sensing
- point
- metal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
- G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
Abstract
Description
»vsnu »vn-u 10 15 20 25 30 35 521 941 Anordningar av denna typ, d v s metalldetektorer, är konstruerade för att kunna detektera små metallföremål, varvid de små avkänningssig- naler som härrör från en passage av ett metallföremål kan vara myck- et mindre än de olika drifter som förekommer i anordningens elektro- nik eller spolsystem. Sådana drifter kan vara beroende av tem- peraturförändringar hos omgivningen och hos elektroniken och dylikt. l fig 2 visas dels en typisk metallsignal 1, dels hur en från avkännaren kommande signal 2 kan förändras p g a nämnda drifter i anordningen. »Vsnu» vn-u 10 15 20 25 30 35 521 941 Devices of this type, i.e. metal detectors, are designed to be able to detect small metal objects, whereby the small sensing signals arising from a passage of a metal object can be very less than the various drives that occur in the device's electronics or coil system. Such operations may be dependent on temperature changes in the environment and in the electronics and the like. Fig. 2 shows partly a typical metal signal 1, partly how a signal 2 coming from the sensor can be changed due to the said operations in the device.
Metallsignalen 1 ligger i allmänhet inom frekvensområdet 0,1-10 Hz, och den förändras från en noll-punkt 3 först i en riktning och sedan i motsatt riktning och därefter åter till noll-punkten, varvid den i ett mellanliggande läge har en noll-punktspassage som motsvarar ett i förhållande till två punkter i vilka magnetfältet avkännes symmetriskt 'läge hos metallföremàlet. Däremot uppvisar signalen 2 från elektro- nikdriften en frekvens som ligger under 0,1 Hz, så att det blir möjligt att använda ett linjärt högpassfilter som släpper igenom frekvenser över 0,1 Hz för att avlägsna störningar p g a driften i anordningen.The metal signal 1 is generally in the frequency range 0.1-10 Hz, and it changes from a zero point 3 first in one direction and then in the opposite direction and then again to the zero point, whereby in an intermediate position it has a zero point. point passage corresponding to one in relation to two points in which the magnetic field is sensed symmetrically 'position of the metal object. On the other hand, the signal 2 from the electronic operation has a frequency which is below 0.1 Hz, so that it becomes possible to use a linear high-pass filter which transmits frequencies above 0.1 Hz to remove disturbances due to the operation of the device.
Signalen kan dock se annorlunda ut och för vissa spolsystem vara osymmetrisk och enkelsidig, d v s ge ett utslag åt endast det ena hållet från nollinjen.However, the signal may look different and for some coil systems be asymmetrical and one-sided, ie give a response in only one direction from the zero line.
Det är därvid känt att hos anordningar av inledningsvis nämnt slag anordna ett i fig 3 visat linjärt högpassfilter som inrättning för avlägs- ning av nämnda störningar. Därvid uppvisar detta högpassfilter en kondensator 5 samt en resistans 6. En nackdel med ett sådant filter är att kondensatorn kommer att laddas upp och laddas ur som en följd av inverkan därpå av metallsignalen 1 vid metallpassagen, så att detta filter kommer att påverkas av sådana signaler över 0,1 Hz. Häri- genom resulterar en liten ”svans” efter själva metallsignalen. När ett stort metallföremål passerar kan denna svans nivå bli betydligt större än amplituden hos en metallsignal resulterande av minsta detekter- bara metallföremål, så att anordningen kommer att signalera för me- tall en stund efter det att det stora metallföremålet passerat anord- ningen. Därvid kan denna àterhämtningstid vara i storleksordningen flera sekunder, vilket i sammanhanget är betydande. Under denna tid fungerar således inte anordningen och kan inte detektera några me- tallföremål. :anna upon: 10 15 20 25 30 35 521 941 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en anordning samt ett förfarande av inledningsvis definierat slag, vilka gör det möj- ligt att neutralisera inverkan av drifter hos anordningens elektronik utan att för den skull förhindra att passage av metallföremàl kan de- tekteras efter ett passerande av ett stort metallföremàl och att i fràn- varo av sådant passerande detta även med tillförlitlighet kan faststäl- las.It is then known to arrange in devices of the type mentioned in the introduction a linear high-pass filter shown in Fig. 3 as a device for removing said disturbances. This high-pass filter has a capacitor 5 and a resistor 6. A disadvantage of such a filter is that the capacitor will be charged and discharged as a result of the effect thereof on the metal signal 1 at the metal passage, so that this filter will be affected by such signals. over 0.1 Hz. This results in a small "tail" after the metal signal itself. When a large metal object passes, the level of this tail can be significantly greater than the amplitude of a metal signal resulting from the smallest detectable metal object, so that the device will signal for metal some time after the large metal object has passed the device. In this case, this recovery time can be in the order of several seconds, which is significant in this context. During this time, the device thus does not work and cannot detect any metal objects. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a device and a method of initially defined kind, which make it possible to neutralize the effect of drives on the electronics of the device without should prevent the passage of metal objects from being detected after a passage of a large metal object and that in the absence of such passing this can also be determined with reliability.
Detta syfte uppnàs enligt uppfinningen genom att en anordning av in- ledningsvis definierat slag förses med en nämnd inrättning uppvi- 'sande medel anordnade att i en punkt på avkänningssignalens väg fràn avkännarorganet mot enheten känna av den första spänningssig- nalen och sända en andra spänningssignal med motsatt tecken mot den första spänningssignalen till ett i inrättningen ingående organ an- ordnat pà nämnda signalväg mellan avkännarorganet och enheten uppströms om inrättningens avkänningspunkt och utformat att sum- mera den andra spänningssignalen med avkänningssignalen och sän- da denna summerade signal som den första spänningssignalen vidare till enheten via nämnda punkt för att åstadkomma en väsentligen noll- signal till enheten vid frånvaro av metallföremàl i närheten av spolen.This object is achieved according to the invention by providing a device of initially defined kind with a said device having means arranged to sense the first voltage signal at a point on the path of the sensing signal from the sensing means towards the unit and send a second voltage signal with opposite sign to the first voltage signal to a means included in the device arranged on said signal path between the sensor means and the unit upstream of the sensing point of the device and designed to sum the second voltage signal with the sensing signal and transmit this summed signal as the first voltage signal the unit via said point to provide a substantially zero signal to the unit in the absence of metal objects in the vicinity of the coil.
Genom att pà detta sätt eliminera den làgfrekventa störningen genom att till den avkända signalen addera en spänningssignal som väsentli- gen motsvarar störningsinverkan men med motsatt tecken försvinner problemet med áterhämtningstid hos avkänningssignalen efter stora metallföremàl, sà att det blir möjligt att direkt efter ett stort metallfö- remàl passerat detektera ett nytt metallföremàl eller fastställa att nà- got sådant ej föreligger i närheten av spolen.By eliminating the low-frequency interference in this way by adding to the sensed signal a voltage signal which substantially corresponds to the interference effect but with the opposite sign, the problem of recovery time of the sensing signal after large metal objects disappears, so that it becomes possible immediately after a large metal foal. remål passed detect a new metal object or determine that no such object is present in the vicinity of the coil.
Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar anord- ningen organ anordnade att med en förutbestämd hastighet öka stor- leken pà den andra spänningssignalen så länge som den i nämnda punkt avkända första signalen bibehåller sitt tecken. Härigenom àstadkommes att oberoende av drifter hos anordningens elektronik anno: :vara 10 15 må 25 30 35 521 941 och spolsystem kommer nämnda första spänningssignal vid frånvaro av metallföremål i närheten av spolen vara väsentligen noll.According to a preferred embodiment of the invention, the device comprises means arranged to increase the magnitude of the second voltage signal at a predetermined speed as long as the first signal sensed at said point retains its character. Hereby it is provided that regardless of the operations of the electronics of the device anno:: be 10 15 35 35 521 941 and coil system, said first voltage signal in the absence of metal objects in the vicinity of the coil will be substantially zero.
Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningenaär nämnda organ utformade att åstadkomma förändring av den andra spännings- signalens storlek anordnade att åstadkomma en väsentligt långsam- mare förändring av den i summeringsorganet till avkänningssignalen adderade andra spänningssignalen än hastigheten hos en typisk för- ändring av en en metallpassage indikerande avkänningsspännings- signaLHärigenom kommer den andra spänningssignalens storlek att vara oberoende av metallsignalens storlek och anordningen tillförlitligt detektera ett metallföremål utan att metallsignalen ”drunknar” i den signal (den andra spänningssignalen) som kompenserar för drifter i ' anordningens elektronik och spolsystem.According to another preferred embodiment of the invention, said means are designed to effect a change in the magnitude of the second voltage signal arranged to effect a substantially slower change of the second voltage signal added in the summing means to the sensing signal than the speed of a typical change of a metal passage indicating sensing voltage signal Hereby the magnitude of the second voltage signal will be independent of the size of the metal signal and the device will reliably detect a metal object without the metal signal "drowning" in the signal (the second voltage signal) compensating for operations in the device electronics and coil system.
Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda organ utformade att åstadkomma förändring av den andra spännings- signalens storlek anordnade att möjliggöra en snabbare förändring av den i summeringsorganet till avkänningssignalen adderade andra spänningssignalen än hastigheten hos en typisk förändring av en nämnd störning. Härigenom säkerställs att inrättningen hela tiden hin- ner med att neutralisera inverkan av nämnda störningar på den första spänningssignalen genom att subtrahera den från avkänningsspän- ningssignalen.According to another preferred embodiment of the invention, said means are designed to effect change of the magnitude of the second voltage signal arranged to enable a faster change of the second voltage signal added in the summing means to the sensing signal than the speed of a typical change of said disturbance. This ensures that the device constantly has time to neutralize the effect of said disturbances on the first voltage signal by subtracting it from the sensing voltage signal.
Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar inrättningen ett jämförarorgan anordnat att fastställa om den i avkän- ningspunkten avkända första spänningssignalen är positiv eller nega- tiv och avge en signal med motsatt tecken på sin utgång samt ett or- gan anordnat att integrera från jämförarorganet härrörande informa- tion och sända en andra spänningssignal i form av en summeringssig- nal framtagen genom sådan integrering vidare till summeringsorganet.According to another preferred embodiment of the invention, the device comprises a comparator means arranged to determine whether the first voltage signal sensed at the sensing point is positive or negative and emits a signal with opposite signs of its output and a means arranged to integrate from the comparator means information and send a second voltage signal in the form of a summing signal produced by such integration to the summing means.
En kombination av ett sådant jämförarorgan och ett integreringsorgan utgör ett fördelaktigt sätt att realisera inrättningen hos den uppfin- ningsenliga anordningen på. annan 10 15 20 25 30 35 521 941 Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen uppvisar inrättningen ett organ anordnat att vid uppträdande av en växling av tecknet hos den av inrättningen avkända första spänningssignalen blockera påverkan av den avkända första spänningssignalen pà den andra spänningssignalen under en förutbestämd tid. Härigenom går det att undvika att den andra spänningssignalens storlek pâverkas av en passage av ett metallföremål, vilken ju inte har någonting med nämnda störningar att göra, varvid detta uppnås om fördröjningsorga- net har en fördröjningstid som är längre än den längsta tänkbara tid som åtgår för en passage av ett metallföremål förbi spolens magnet- fält.A combination of such a comparator means and an integration means constitutes an advantageous way of realizing the device of the device according to the invention. According to another preferred embodiment of the invention, the device has a means arranged to block the influence of the sensed first voltage signal on the second voltage signal during a predetermined occurrence when a change of the sign of the first voltage signal sensed by the device occurs. time. In this way it is possible to avoid that the magnitude of the second voltage signal is affected by a passage of a metal object, which of course has nothing to do with said disturbances, this being achieved if the delay means has a delay time which is longer than the longest conceivable time required for a passage of a metal object past the magnetic field of the coil.
Enligt en annan föredragen utföringsutform av uppfinningen uppvisar 'inrättningen ett organ anordnat att reagera på en av enheten fast- ställd metallsignal för att så länge enheten fastställer att en passage av ett metallföremàl pågår blockera påverkan av den avkända första spänningssignalen pà den andra spänningssignalen. Härigenom kan med hög tillförlitlighet tillses att den andra spänningssignalens storlek inte påverkas av en passage av ett metallföremål, vilken ju är helt oberoende av störningsförändringar.According to another preferred embodiment of the invention, the device has a means arranged to react to a metal signal determined by the unit so that as long as the unit determines that a passage of a metal object is in progress blocking the influence of the sensed first voltage signal on the second voltage signal. In this way, it can be ensured with high reliability that the magnitude of the second voltage signal is not affected by a passage of a metal object, which is of course completely independent of disturbance changes.
Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar inrättningen ett organ anordnat att mäta tiden den i avkänningspunk- ten avkända första spänningssignalen haft ett visst tecken och när denna tid överskrider en förutbestämd längd åstadkomma en snabb anpassning av den andra spänningssignalen till den från avkännaror- ganet härrörande avkänningssignalen för att snabbt nå en väsentligen noll-signal på summeringsorganets utgång vid frånvaro av en passage av ett metallföremål. Härigenom kan det tillses att den andra spän- ningssignalens storlek når storleken hos nämnda störning efter en inte alltför lång tid, sà att det undviks att det tar eventuellt flera mi- nuter innan inrättningen kompenserar fullt ut för nämnda störningar, vilket i annat fall skulle kunna vara fallet då metalldetekteringsanord- ningen slås på och driften hos elektroniken är betydande. Samtidigt blir det möjligt att förhållandevis snabbt anpassa sig till av någon an- ledning uppträdande plötsliga, snabba ändringar i omgivningsförhàl- landena. :sans |>|>» 10 15 mf 25 30 35 521 941 Enligt en föredragen vidareutveckling av sistnämnda utföringsform är snabbinställningsorganet anordnat att efter nämnda tidslängd sända en signal till integreríngsorganet för styrande av detta att snabbin- ställas till att till summeringsorganet leverera en andra spänningssig- nal av samma storlek som den därtill fràn avkännarorganet anländan- de signalen vid frånvaro av metallföremàl i närheten av spolen.According to another preferred embodiment of the invention, the device comprises a means arranged to measure the time the first voltage signal sensed at the sensing point had a certain sign and when this time exceeds a predetermined length to effect a rapid adaptation of the second voltage signal to that from the sensing device. the sensing signal to quickly reach a substantially zero signal at the output of the summing means in the absence of a passage of a metal object. In this way it can be ensured that the magnitude of the second voltage signal reaches the magnitude of said disturbance after a not too long time, so that it may take several minutes before the device fully compensates for said disturbances, which could otherwise This may be the case when the metal detection device is switched on and the operation of the electronics is significant. At the same time, it becomes possible to adapt relatively quickly to sudden, rapid changes in environmental conditions occurring for any reason. According to a preferred further development of the latter embodiment, the quick setting means is arranged to send a signal to the integration means after said time for controlling it to be quickly set to supply a second voltage to the summing means. channel of the same size as the signal arriving therefrom from the sensor means in the absence of metal objects in the vicinity of the coil.
Uppfinningen avser även ett förfarande för detektering av metallföre- màl enligt bifogade förfarandepatentkrav, och fördelarna med de däri definierade olika utföringsformerna av uppfinningen framgår av dis- kussionen ovan av de olika utföringsformerna av den uppfinningsenli- ga anordningen.The invention also relates to a method for detecting metal objects according to the appended method patent claims, and the advantages of the various embodiments of the invention defined therein appear from the discussion above of the various embodiments of the device according to the invention.
Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos uppfinningen framgår av den efterföljande beskrivningen samt övriga osjälvständiga patentkrav.Additional advantages and advantageous features of the invention appear from the following description and other dependent claims.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Här nedan beskrivs en såsom exempel anförd föredragen utförings- form av uppfinningen under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig 1 är en mycket förenklad vy illustrerande hur en anordning av det uppfinningsenliga slaget allmänt fungerar, Fig 2 är ett diagram illustrerande dels en typisk förändring hos avkän- ningssignalen p g a ett förbi anordningens spole passerande metallfö- remàl, dels hur en lågfrekvent störning i form av drífter hos anord- ningens elektronik utvecklas med tiden, Fig 3 är en förenklad vy av ett högpassfilter hos en tidigare känd an- ordning, i Fig 4 är ett förenklat flödesdiagram illustrerande uppbyggnaden hos en anordning enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, och arna» «|æi| 10 15 m" 25' 30 35 521 941 Fig 5 är ett diagram illustrerande hur en kompenserande andra spän- ningssignal skulle kunna pâverkas av den del av en avkänningssignal som härrör fràn en passage av ett metallföremäl.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Hereinafter, an exemplary preferred embodiment of the invention is described with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a very simplified view illustrating how a device of the type according to the invention generally works, Fig. 2 is a diagram illustrating a typical change of the sensing signal due to a metal object passing past the coil of the device, partly how a low-frequency disturbance in the form of drifts of the device's electronics develops over time, Fig. 3 is a simplified view of a high-pass filter of a previously known - arrangement, in Fig. 4 is a simplified flow diagram illustrating the construction of a device according to a preferred embodiment of the invention, and the arns »« | æi | 15 m "25 '30 35 521 941 Fig. 5 is a diagram illustrating how a compensating second voltage signal could be affected by the part of a sensing signal originating from a passage of a metal object.
DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN l fig 1 illustreras mycket schematiskt hur ett materialstycke 7 i form av en returpappersbal transporteras igenom en mätspole 8, d v s en spole genom vilken det alstras ett magnetfält genom anslutning av en sändarlindning 25 därav till en källa 9 för elektrisk energi. Ett spän- ningsmätinstrument 10 är anslutet till spolens mottagningslindningar 11, 12 för att bilda ett organ för avkännande av förändringar hos spo- á lens magnetfält för att pà så vis detektera spolen passerande metall- föremål och avgiva en avkänningssignal. Mätinstrumentet 10 är före- trädesvis sä anslutet att det inte erhålles någon spänningssignal alls därigenom vid frånvaro av metallföremàl i i spolens magnetfält påver- kande läge eller om ett metallföremàl är fullständigt symmetriskt belä- get vad avser mätinstrumentets båda mottagningslindningar 11, 12.DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION Fig. 1 illustrates very schematically how a piece of material 7 in the form of a recycled paper bale is transported through a measuring coil 8, i.e. a coil through which a magnetic field is generated by connecting a transmitter to a transmitter. electrical energy. A voltage measuring instrument 10 is connected to the coil receiving windings 11, 12 to form a means for sensing changes in the coil's magnetic field so as to detect the metal passing objects of the coil and emit a sensing signal. The measuring instrument 10 is preferably so connected that no voltage signal is obtained at all thereby in the absence of metal objects in the position acting in the magnetic field of the coil or if a metal object is completely symmetrically located with respect to the two receiving windings 11, 12 of the measuring instrument.
När returpappersbalen 7 förflyttas igenom spolen 8 och ett metallfö- remàl finns i denna kommer en signal 1 visad överst i fig 2 att alstras p g a metallpassagen. Metallpassagen tar i allmänhet 0,1-10 sekun- der, varför dä metallsignalens 1 frekvens hamnar inom intervallet 0,1- 10 Hz då spolen typiskt är 1 meter lång. Amplituden hos metallsig- nalen kan för mindre metallföremàl vara i storleksordningen 1 mV.When the recycled paper bale 7 is moved through the spool 8 and a metal preform is present therein, a signal 1 shown at the top of Fig. 2 will be generated due to the metal passage. The metal passage generally takes 0.1-10 seconds, which is why the frequency of the metal signal 1 falls within the range 0.1-10 Hz as the coil is typically 1 meter long. The amplitude of the metal signal can be of the order of 1 mV for smaller metal objects.
Metallsignalen överlagras en störningsspänning 2 härrörande fràn drifter i mätinstrumentets 10 elektronik eller fràn ändrad symmetri i mottagningslindningarna 11 och 12, och denna störspänning kan vara av storleksordningen 1 V, men med en frekvens mindre än 0,1 Hz.The metal signal is superimposed on a disturbance voltage 2 resulting from drifts in the electronics of the measuring instrument 10 or from altered symmetry in the receiving windings 11 and 12, and this disturbing voltage may be of the order of 1 V, but with a frequency of less than 0.1 Hz.
Detta betyder att mätinstrumentet kommer att se en summa av de bä- da signalerna 1 och 2. Det är givet att det finns önskemål om att pà något sätt ta bort störningssignalens inverkan pá den signal fràn vil- ken man “önskar sluta sig till huruvida en metallpassage förekommit eller ej, då störningssignalens storlek kan vara så pass mycket större än storleken pà själva metallsignalen. Hur detta kan göras enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen utan genererande av de enar, s»|»| 10 15 20' 25 30 35 521 941 ovan beskrivna olägenheterna förknippade med ett filter enligt fig 3 ska nu beskrivas under hänvisning till fig 4.This means that the measuring instrument will see a sum of the two signals 1 and 2. It is a given that there is a desire to somehow remove the effect of the interference signal on the signal from which one “wishes to conclude whether a metal passage has occurred or not, as the size of the interference signal can be so much larger than the size of the metal signal itself. How this can be done according to a preferred embodiment of the invention without generating the ones, s »|» | The inconveniences associated with a filter according to Fig. 3 will now be described with reference to Fig. 4.
Hos den uppfinningsenliga anordningen leds avkänningsspännings- signalen via ett demoduleringsmedel 13, vilket utgör konventionell teknik, vidare till ett summeringsorgan 14 och fràn detta vidare till en enhet 15 anordnad att bestämma huruvida en fràn avkännarorganet utsänd avkänningssignal vittnar om en passage av ett metallföremàl.In the device according to the invention, the sensing voltage signal is passed via a demodulating means 13, which constitutes conventional technique, to a summing means 14 and from there on to a unit 15 arranged to determine whether a sensing signal emitted from the sensing means testifies to a passage of a metal object.
Anordningen uppvisar vidare medel 16 anordnade att i en punkt 17 pà avkänningssignalens väg fràn avkännarorganet mot enheten 15 känna av en första spänningssignal som sänds fràn summeringsorganet 14 till enheten 15. Nämnda medel 16 utgörs av ett jämförarorgan anord- nat att jämföra spänningsnivàn hos den första spänningssignalen med 'en noll-spänningsnivå och sända en positiv (+1) eller negativ (-1) sig- nal av förutbestämd storlek vidare till ett integreringsorgan 18 bero- ende pà utfallet av denna jämförelse. lntegreringsorganet 18 är an- ordnat att integrera de fràn jämförarorganet 16 erhållna informatio- nerna och därvid på sin utgàng 19 alstra en andra spänningssignal med motsatt tecken mot den första till summeringsorganet 14, vilket är anordnat att summera den andra spänningssignalen med avkän- ningsspänningssignalen för genererande av den första spänningssig- nalen. Sá länge som den i punkten 17 avkända första spänningssig- nalen har ett och samma tecken kommer integreringsorganet att tillse att den andra spänningssignalens storlek ökas men med motsatt teck- en i syfte att fullständigt radera ut den första spänningssignalen. Där- vid är integrationskonstanten hos integreringsorganet 18 sà vald att detta förmår förändra den andra spänningssignalen snabbare än has- tigheten för en typisk förändring av nämnda drifter i anordningens elektronik eller spolsystem, så att därigenom den motbackningsspän- ningssignal som sänds fràn integreringsorganet 18 till summeringsor- ganet 14 hela tiden hinner med att fullständigt balansera ut drifter hos elektroniken och/eller förändringar i spolen 8 och i omgivningen, så att dessa inte finns med i den första spänningssignal som levereras till enheten 15 för att bestämma huruvida metallpassage har fö- rekommit eller ej. Samtidigt är integrationskonstanten hos integre- ringsorganet 18 vald att ha en hastighet hos förändringen av nämnda andra spänningssignal som är väsentligt lägre än hastigheten hos en :nn-n »zman 10 15 mi 25 30 35 521 941 typisk förändring av en en metallpassage indikerande avkännings- spänningssignal, vilket säkerställer att jämförarorganet 16 och integ- reringsorganet 18 inte raderar ut även metallsignaldelen hos en av- känningsspänningsslgnal.The device further comprises means 16 arranged to sense at a point 17 on the path of the sensing signal from the sensing means towards the unit 15 a first voltage signal transmitted from the summing means 14 to the unit 15. Said means 16 consists of a comparator means arranged to compare the voltage level of the first voltage signal with a zero voltage level and transmit a positive (+1) or negative (-1) signal of predetermined magnitude to an integrator 18 depending on the outcome of this comparison. the integrating means 18 is arranged to integrate the information obtained from the comparating means 16 and thereby at its output 19 generate a second voltage signal with opposite sign to the first to the summing means 14, which is arranged to sum the second voltage signal with the sensing voltage voltage signal. of the first voltage signal. As long as the first voltage signal sensed in point 17 has one and the same sign, the integrating means will ensure that the magnitude of the second voltage signal is increased but by the opposite sign in order to completely erase the first voltage signal. The integration constant of the integrating means 18 is chosen so as to be able to change the second voltage signal faster than the speed of a typical change of said drives in the electronics or coil system of the device, so that the reverse voltage signal transmitted from the integrating means 18 to the summing means the gear 14 constantly has time to completely balance out operations of the electronics and / or changes in the coil 8 and in the environment, so that these are not included in the first voltage signal supplied to the unit 15 to determine whether metal passage has occurred or not. . At the same time, the integration constant of the integrating means 18 is selected to have a rate of change of said second voltage signal which is substantially lower than the rate of a typical change of a sensing signal indicating a metal passage. voltage signal, which ensures that the comparator means 16 and the integrating means 18 do not erase even the metal signal part of a sensing voltage signal.
Tack vare förekomsten av jämförarorganet 16 och integreringsorganet 18 samt summeringsorganet 14 kommer den första spänningssignalen anländande till enheten 15 alltid att vara väsentligen lika med noll oberoende av drifter hos anordningens elektronik och/eller föränd- ringar i spolen 8 och i omgivningen. Hos föreliggande uppfinning ut- nyttjas således informationer och vetskap man har om en signal för att uppnä detta, vilket traditionella filter ej kan. I fig 5 illustreras hur den del 20 av den första spänningssignalen, som härrrör fràn summan 'av störsignaler fràn nämnda drifter hos elektroniken och/eller föränd- ringar i spolen och i omgivningen och den andra spänningssignalen utvecklas vid en metallpassage. Där visas att den andra spännings- signalen kommer att fràn en konstant nivå före och efter metallsigna- lens passage att gå upp och sedan ned vid sin reaktion på metallsig- nalen. Det påpekas emellertid att därvid i praktiken förändringarna hos signalen 20 har motsatt tecken mot förändringarna hos metallsig- nalen 1 l ett försök att neutralisera denna. Då ”integreringsorganet är betydligt långsammare än avkänningssignalen” kommer detta endast att inverka obetydligt pà den första spänningssignalen. I fallet av en enkelsidig metallsignal, vilken kan förekomma hos vissa spolsystem, kommer signalen 20 att ha gått tillbaka till nollinjen efter en metall- passage med en fördröjningstid som är högst lika làng som tidsàt- gàngen för metallpassagen.Due to the presence of the comparator means 16 and the integrating means 18 and the summing means 14, the first voltage signal arriving at the unit 15 will always be substantially equal to zero independent of operations of the device electronics and / or changes in the coil 8 and in the environment. Thus, the present invention utilizes information and knowledge one has about a signal to achieve this, which traditional filters cannot. Fig. 5 illustrates how the part 20 of the first voltage signal which derives from the sum of interference signals from said drives of the electronics and / or changes in the coil and in the environment and the second voltage signal develops during a metal passage. It shows that the second voltage signal will rise from a constant level before and after the passage of the metal signal and then down in its reaction to the metal signal. It is pointed out, however, that in practice the changes of the signal 20 have opposite signs to the changes of the metal signal 11 in an attempt to neutralize it. Since the "integrating means is considerably slower than the sensing signal", this will only have an insignificant effect on the first voltage signal. In the case of a single-sided metal signal, which may be present in some coil systems, the signal 20 will have returned to the zero line after a metal passage with a delay time not exceeding the time of the metal passage.
Anordningen uppvisar emellertid ett organ 21, vilket gör det möjligt att helt ta bort metallsignalens inverkan på den andra spänningssignalen, dä det egentliga syftet med den andra spänningssignalen ju är att avlägsna nämnda störningar och ej inverka på metallsignalen. Detta organ är anordnat att vid uppträdande av en växling av tecknet hos den av jämförarorganet 16 avkända första spänningssignalen åstad- komma en fördröjning med vilken informationen fràn jämförarorganet 16 sänds vidare till lntegreringsorganet 18 och därmed via detta den andra spänningssignalen sänd till summeringsorganet påverkas av »us-i afiii» 10 15 20 25 30 35 521 941 10 den avkända första spänningssignalen, och att efter denna fördröjning den andra spänningssignalen utarbetas med utgångspunkt från den efter denna fördröjning avkända första spänningssignalen. Därvid har fördröjnings- eller rättare sagt blockeringsorganet 21 en blockerings- tid som är längre än den längsta tänkbara tid som åtgår från en pas- sage av ett metallföremàl förbi spolens magnetfält, vilket innebär att den i fig 5 visade signalen 20 kommer att förbli opàverkad av metall- signalen 1, så att känsligheten hos anordningen ökar och även myck- et små metallföremàl med obetydlig inverkan på spolens magnetfält kan avkännas.However, the device has a means 21, which makes it possible to completely remove the effect of the metal signal on the second voltage signal, since the actual purpose of the second voltage signal is of course to remove said disturbances and not to affect the metal signal. This means is arranged to, in the event of a change of the sign of the first voltage signal sensed by the comparator means 16, cause a delay with which the information from the comparator means 16 is transmitted on to the integration means 18 and thus via this the second voltage signal sent to the summing means is affected by the detected first voltage signal, and that after this delay the second voltage signal is prepared on the basis of the first voltage signal sensed after this delay. In this case, the delay or rather the blocking means 21 has a blocking time which is longer than the longest conceivable time required from a passage of a metal object past the magnetic field of the coil, which means that the signal 20 shown in Fig. 5 will remain unaffected by the metal signal 1, so that the sensitivity of the device increases and even very small metal objects with an insignificant effect on the magnetic field of the coil can be detected.
Parallellt med blockeringsorganet 21 är ett organ 22 anordnat att mäta tiden den i avkänningspunkten 17 avkända första spänningssig- .nalen haft ett visst tecken och när denna tid överskrider en förutbe- stämd längd åstadkomma en snabb anpassning av den andra spän- ningssignalen till den fràn avkännarorganet härrörande avkännings- signalen för att snabbt nå en väsentligen noll-signal på summerings- organets utgång i frånvaro av en passage av ett metallföremål. Det är nämligen fullt möjligt att det vid startande av anordningen krävs en så stor motbackningsspänningssígnal från lntegreringsorganet 18 att dettas tidskonstant innebär att det skulle ta i storleksordningen flera minuter att uppnå denna och därför under denna tid ingen tillförlitlig detektering av metallföremàl skulle kunna göras. Genom anordnandet av organet 22 kan emellertid i ett sådant fall en snabbinställning av den andra spänningssignalen ske, så att mätningarna kan komma igång snabbare. Samma problem uppträder vid plötsliga snabba, oför- utsedda ändringar i omgivningen, vilket skulle ge upphov till en plöts- lig stor förändring av störsignalens storlek och i frånvaro av organen 22 medföra en onödigt lång stillaståndstid hos anordningen. Det vore dock som ett alternativ möjligt att möjliggöra "nollställning" av anord- ningen via en extern àterställningsslgnal. Det visas även hur blocke- ringsorganet 21 är anordnat att reagera på en av enheten 15 fast- ställd metallsignal 24 för att så länge enheten 15 fastställer att en passage av ett metallföremàl pågår blockera påverkan av den av- kända första spänningssignalen på den andra spänningssignalen ge- nom att under denna tid fördröja vidaresändande av jämförarorganets 16 signal till lntegreringsorganet 18. nnnv» .u-an 10 15 20 521 941 11 Det illustreras i fig 4 även hur förekomsten av ett metallföremål kan indikeras genom att enheten 15 sänder ut en signal 24 som får ett relä 23 att dra vid en detekterad metallpassage för lämpligt indikeran- de därav, exempelvis genom att tända någon lysdiod.Parallel to the blocking means 21, a means 22 is arranged to measure the time the first voltage signal sensed at the sensing point 17 had a certain sign and when this time exceeds a predetermined length cause a rapid adaptation of the second voltage signal to that of the sensing means deriving the sensing signal for rapidly reaching a substantially zero signal at the output of the summing means in the absence of a passage of a metal object. Namely, it is quite possible that when starting the device such a large reverse voltage signal is required from the integrating means 18 that its time constant means that it would take in the order of several minutes to achieve this and therefore during this time no reliable detection of metal objects could be made. By arranging the means 22, however, in such a case a rapid setting of the second voltage signal can take place, so that the measurements can start faster. The same problem occurs with sudden rapid, unforeseen changes in the environment, which would give rise to a sudden large change in the magnitude of the interference signal and, in the absence of the means 22, lead to an unnecessarily long downtime of the device. However, as an alternative, it would be possible to enable "zeroing" of the device via an external reset signal. It is also shown how the blocking means 21 is arranged to react to a metal signal 24 determined by the unit 15 so that as long as the unit 15 determines that a passage of a metal object is in progress blocking the influence of the sensed first voltage signal on the second voltage signal during this time delaying the transmission of the signal of the comparator 16 to the integration means 18. nnnv ».u-an 10 15 20 521 941 11 It is also illustrated in Fig. 4 how the presence of a metal object can be indicated by the unit 15 transmitting a signal 24 which causes a relay 23 to draw at a detected metal passage for suitably indicating thereof, for example by lighting an LED.
Det är möjligt att ha organen 16, 18, 21 och 22 som fysiskt separata organ, men de skulle även kunna sammanfattas i och ersättas av en mikroprocessor vid anordnande av en analog-digital-omvandlare i punkten 17, varigenom den andra spänningssignalen då realiseras genom mikroprocessorns program via en till dennas utgång ansluten digital-analog-omvandlare.It is possible to have the means 16, 18, 21 and 22 as physically separate means, but they could also be summarized in and replaced by a microprocessor when arranging an analog-to-digital converter at point 17, whereby the second voltage signal is then realized by the microprocessor program via a digital-to-analog converter connected to its output.
.Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till den ovan beskrivna föredragna utföringsformen, utan en mängd möjligheter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fackman pà områ- det, utan att denne för den skull avviker från uppfinningens grundtan- ke, sådan denna definieras i patentkraven.The invention is of course not in any way limited to the preferred embodiment described above, but a number of possibilities for modifications thereof should be obvious to a person skilled in the art, without this departing from the basic idea of the invention, as defined herein. in the claims.
Exempelvis vore det fullt möjligt att klara sig utan något eller båda av fördröjningsorganet och snabbinställningsorganet, ehuru dessa i sig är fördelaktiga.For example, it would be quite possible to do without one or both of the delay means and the quick setting means, although these in themselves are advantageous.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9801106A SE521941C2 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Detecting metal objects using coil to monitor changes in magnetic field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9801106A SE521941C2 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Detecting metal objects using coil to monitor changes in magnetic field |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9801106D0 SE9801106D0 (en) | 1998-03-31 |
| SE9801106L SE9801106L (en) | 1999-10-01 |
| SE521941C2 true SE521941C2 (en) | 2003-12-23 |
Family
ID=20410787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9801106A SE521941C2 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Detecting metal objects using coil to monitor changes in magnetic field |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE521941C2 (en) |
-
1998
- 1998-03-31 SE SE9801106A patent/SE521941C2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9801106D0 (en) | 1998-03-31 |
| SE9801106L (en) | 1999-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE529125C2 (en) | Method and apparatus for determining the position of a packaging material with magnetic markings | |
| GB2061496A (en) | Detecting probe dislodgement | |
| EP0075399A2 (en) | Fixing of a geographical reference of a vehicle travelling through a pipeline | |
| SE462544B (en) | LJUSBAAGSRELAE | |
| US3821726A (en) | Blow out sensor | |
| US3618061A (en) | Monitoring apparatus for monitoring the density of a material carried by a fluid and the flow of the fluid | |
| US7508222B2 (en) | Electromagnetic flow meter | |
| US4110683A (en) | Apparatus including a plurality of spaced transformers for locating short circuits in cables | |
| SE521941C2 (en) | Detecting metal objects using coil to monitor changes in magnetic field | |
| KR940002187B1 (en) | Magnetic flow meter | |
| SE524831C2 (en) | Device and method for detecting illegal removal of electronic equipment | |
| US4975685A (en) | Guide path short detector | |
| SU941776A1 (en) | Device for automatic location of pipeline damages | |
| EP0054532B1 (en) | Apparatus for measuring the flow rate of molten material | |
| US4677426A (en) | Dust detecting ring assembly | |
| AU7898681A (en) | Apparatus for measuring the flow rate of molten material | |
| EP0333290B1 (en) | Device for monitoring the suction vent duct(s) of a smoke/gas detection system | |
| US2668284A (en) | Apparatus for detecting suspended matter in fluids | |
| JPH0341879B2 (en) | ||
| SU817645A1 (en) | Device for detecting metallic impurities in a flow of non-electroconductive material | |
| JPS5736314A (en) | Unmanned carrier device | |
| SE503741C2 (en) | Procedure and device for air-tow-hit transmitter | |
| KR960003654B1 (en) | Apparatus for detecting broken loop coil of automobile sensor | |
| JP2703001B2 (en) | Ink overflow prevention device for inkjet printer | |
| SU991203A1 (en) | Device for measuring pressure in gas flow |