SU1190330A1

SU1190330A1 - Metal detector

Info

Publication number: SU1190330A1
Application number: SU843706027A
Authority: SU
Inventors: Юрий Михайлович Мамонтов; Владимир Юрьевич Данилов
Original assignee: Специальное проектно-конструкторское бюро "Проектнефтегазспецмонтаж"
Priority date: 1984-02-28
Filing date: 1984-02-28
Publication date: 1985-11-07

Abstract

МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ, содержащий генератор, подключенную к нему возбуждающую рамку, две приемм ные рамки, образзтощие вместе с воз .буждающей рамкой жесткую совмещенную индукционнзто систему, расположенные горизонтально-соосно и симметрично по отношению к возбуждающей рамке, помещенной в плоскости, проход щей через ось приемный рамок, при этом приемные рамки подключены дифференциально к узлу симметрировани ,, выход которого соединен с сигнальнььм входом узла компенсации, опорный вход которого соединен с выходом генератора,а выход через избирательный усилитель соединен с входом узла обработки сигнала, выход которого соединен с входом узла сигнализации , при этом узел обработки сигнала содержит последовательно соединенные логарифмический усили- таль, детектор, ограничитель, и экстрематор, отличающийс тем, что, с целью повышени помехоустойчивости , узел обработки сигналасодержит блок временной селекции, состо щий из первого и второго триггеров, первой и второй схем задержки, инвертора, первой, второй и третьей схем И, схемы ИЛИ, причем счетный вход первого триггера вл етс входом блока временной селекции, а его пр мой выход S соединен со счетным входом второго (Л триггера и с входами первой и второй схем задержки, пр мой вьпсод второго триггера соединен с вторьм входом первой схемы И и с первым входом второй схемы U, а инверсный выход соединен с первым входом третьей схемы И, второй вход которой соединен с выходом второй схесо мы задержки, а выход соединен с вторым входом схемы IlTHi, первый со оэ о вход которой соединен с выходом второй схемы И, а выход соединен с R-входами первого и второго тригге . ров, выход второй схемы задержки соединен через инвертор с вторым входом второй схемы И, а также с первым входом первой схемы И, выход которой вл етс выходом блока временной селекции.A METAL DEFINER containing a generator, an excitation frame connected to it, two receiving frames, together with a driving frame, a rigid combined induction system located horizontally coaxially and symmetrically with respect to the exciting frame placed in a plane passing through the axis of the receiving frame , while the receiving frame is connected differentially to the balancing unit, the output of which is connected to the signal input of the compensation unit, the reference input of which is connected to the output of the generator, and the output The selective amplifier is connected to the input of the signal processing unit, the output of which is connected to the input of the signaling node, and the signal processing node contains log-connected amplifiers, a detector, a limiter, and an extremator, which are characterized in that, in order to improve the noise immunity, the processing node the signal contains a time selection block, consisting of the first and second triggers, the first and second delay circuits, the inverter, the first, second and third AND circuits, the OR circuit, and the counting input of the first the trigger is the input of the time selection unit, and its direct output S is connected to the counting input of the second (L flip-flop and to the inputs of the first and second delay circuits, the direct output of the second trigger is connected to the second input of the first U circuit and the inverse output is connected to the first input of the third AND circuit, the second input of which is connected to the output of the second delay circuit, and the output is connected to the second input of the IlTHi circuit, the first co oe of which input is connected to the output of the second AND circuit, and the output is connected to R -inputs the first and second Trigg. The output of the second delay circuit is connected via an inverter to the second input of the second circuit AND, as well as to the first input of the first circuit AND, the output of which is the output of the time selection block.

Description

Изобретение относитс к техни-. ке обнаружени , а более конкретно к устройствам дл обнаружени скрытых металлических коммуникаций, например трубопроводов, кабелей. Цель изобретени - повышение помехоустойчивости. Изобретение по сн етс чертежом, где представлена блок-схема устроит ства. Устройство содержит генератор 1, соединенный с возбуждающей рамкой 2 две идентичные приемные рамки 3 и 4 дифференциально подключенные к узлу 5 симметрировани , выход которог соединен с сигнальным входом узла 6 компенсации, опорньй вход которого соединен с выходом генератора 1, а выход через избирательный усилитель 7 соединен с входом узла 8 обработки сигнала, выход которого соединен с входом узла 9 сигнализации . Узел 8 обработки сигнала содержит последовательно соединенные логари4 1ический усилитель .10,детектор 11, ограничитель 12, экстрематор 13 и блок 14 временной селекции . Блок 14 временной селекции содержит первый и второй триггеры 1 и 16, первую и вторую схемы 17 и 18 задержки, инвертор 19, первую, вторую и третью схемы И 20 - 22 и схему ИЛИ 23. При этом выход экстре матора 13 соединен со счетным входом первого триггера 15, пр мой выход которого соединен со счетным входом второго триггера 16 и с входами первой и второй схем 17 и 18 задержки. Пр мой выход второго триггера соединен с вторым входом первой схемы И 20 и первьы входом схемы И 21, а инверсньй выход соединен с первым входом третьей схемы И 22, второй вход которой соединен с выходом второй схемы 18 задержки, а выход соединен с вторым входом схемы ИЛИ 23. Выход первой схемы 17 задержки соединен с первым входсвг первой схемы И 20 и через инвертор 19 - с входом второй схемы И 21, выход которой соединен с первым входом схемы ИЛИ 23, выход которой соединен с входами установки нул первого и второго триггеров 15 и 16 Выход первой схемы И 20 соеди нен с входом узла 9 сигнали зации. 302 Устройство работает следующим образом. Генератор 1 создает в возбуждающей рамке 2 ток, который возбуждает переменное электромагнитное поле .в зоне обнаружени ,которое наводит . ЭДС в приемных рамках 3 и 4. В отсутствие металлических масс выходной сигнал узла 6 компенсации близок к нулю. При приближении устройства к металлической массе за счет различного рассто ни от нее до верхней и нижней приемной рамки 3 и 4 на выходе узла 6 компенсации по вл етс сигнал. В случае, когда объектом обнаружени вл етс кабель и устройство приближаетс к нему в направлении, перпендикул рном трассе кабел , трассова характеристика имеет вид симметричной относительно оси кабел кривой с нулем над трассой и с максимумами по обе стороны от трассы, на рассто нии Ь/Уз от нее, где Ь- рассто ние до кабел по вертикали . В этом случае при движении с определенной скоростью устройство проходит рассто ние между максимумами трассовой характеристики за врем i««H MctKC Сигнал с выхода узла 6 компенсации последовательно усиливаетс избирательным усилителем 7, логарифмическим усилителем 10, детёктируетс детектором 1 и поступает на . ограничитель 12, обеспечивак ций отстройку от шумовых сигналов, с выхода которого сигнал поступает на экстрематор 13, вырабатывающий сигнал при прохождении устройства через точки .максимума трассовой характеристики. Блок 14 временной селекции вырабатьтает сигнал, постзгааниций на вход уэла сигнализации в том случае, если вреМ t укладываетс в указанный интервал. Перва и втора схема 17 и 18 задержки настроены соответственно нл времена i прихода nepEforo импульса с экстрематора 13 срабатьюает первый триггер 15 и от него включаютс схемы 17 и 18 задержки. Второй триггер 16 не срабатывает, поэтому перва схема И 20 не вьщает сигнал на вход узла 9 сигнализации. После прихода второго импульса с экстрематора 13 возможны следующие случаи.FIELD: engineering. ke detection, and more specifically to devices for detecting hidden metal communications, such as pipelines, cables. The purpose of the invention is to improve noise immunity. The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of an arrangement. The device contains a generator 1 connected to the excitation frame 2 two identical receiving frames 3 and 4 differentially connected to the symmetrization unit 5, the output of which is connected to the signal input of the compensation unit 6, the reference input of which is connected to the output of the generator 1, and the output through the selective amplifier 7 is connected with the input of the node 8 signal processing, the output of which is connected to the input of the node 9 alarm. The signal processing unit 8 comprises logically connected serially 1 1. Amplifier, a detector 11, a limiter 12, an extremator 13 and a time selection block 14. The time selection block 14 contains the first and second triggers 1 and 16, the first and second delay circuits 17 and 18, the inverter 19, the first, second and third circuits AND 20 - 22 and the OR circuit 23. The output of the Extremer 13 is connected to the counting input the first trigger 15, the direct output of which is connected to the counting input of the second trigger 16 and to the inputs of the first and second delay circuits 17 and 18. The forward output of the second trigger is connected to the second input of the first circuit AND 20 and the first input of the circuit 21, and the inverse output connected to the first input of the third circuit 22, the second input of which is connected to the output of the second delay circuit 18, and the output connected to the second input of the circuit OR 23. The output of the first delay circuit 17 is connected to the first input of the first circuit AND 20 and through the inverter 19 to the input of the second circuit 21, the output of which is connected to the first input of the circuit OR 23, the output of which is connected to the inputs of setting the first and second triggers 15 and 16 Output of the first circuit AND 20 with it is uniform with the input of node 9 of signaling. 302 The device operates as follows. The generator 1 creates a current in the excitation frame 2, which excites an alternating electromagnetic field in the detection zone that induces. The EMF in the receiving frames 3 and 4. In the absence of metallic masses, the output signal of the compensation unit 6 is close to zero. When the device approaches the metal mass due to the different distances from it to the upper and lower receiving frames 3 and 4, a signal appears at the output of the compensation unit 6. In the case when the object of detection is a cable and the device approaches it in the direction perpendicular to the cable route, the route characteristic has the form of a curve with a zero above the route and with maxima on both sides of the route, symmetrical with respect to the cable axis, at a distance b / Oz from it, where b is the vertical distance to the cable. In this case, when moving at a certain speed, the device travels the distance between the maxima of the trace characteristic during the time i ' H MctKC. The signal from the output of the compensation unit 6 is successively amplified by the selective amplifier 7, the logarithmic amplifier 10, detected by the detector 1 and fed to. the limiter 12, providing for the detuning from the noise signals, from the output of which the signal goes to the extremator 13, which generates a signal when the device passes through the points of the maximum trace characteristic. The time selection unit 14 generates a signal, post-assignment to the input of the alarm signaling in the event that the time T is placed in the specified interval. The first and second delay circuits 17 and 18 are adjusted respectively. The arrival times i nepEforo of the pulse from the extruder 13 triggers the first trigger 15 and delays circuits 17 and 18 are switched from it. The second trigger 16 does not work, so the first AND 20 circuit does not provide a signal to the input of the alarm node 9. After the arrival of the second impulse from the extruder 13, the following cases are possible.

Первый случай . При этом второй триггер 16 срабатывает, открьшает схемы И 20 и 21, закрывав ет третью схему И 22. Сигнал с выхода второй схемы И 21 срабатывав ет первый и второй триггеры 15 и 16 в исходное состо ние.The first case. In this case, the second trigger 16 is triggered, opens the circuits AND 20 and 21, closes the third circuit AND 22. The output signal from the second circuit AND 21 triggers the first and second triggers 15 and 16 to the initial state.

Второй случай, , 4 д,е,р. В момент времени .срабатывает перва схема I7 времеиной задержки .. G приходом второго импульса срабатывает второй триггер 16, на . выходе первой схемы И 20 по вл етс сигнал обнаружени . Так как при этом треть схема И 22 закрыта, сигнал с выхода второй схемы 18 задержки не срабатьшает триггеры I5 и 16 в исходное состо ние. Сигнал поступает на выход устройства.The second case, 4 d, e, p. At the moment of time, the first I7 time delay circuit is activated. G the second trigger 16 is triggered by the arrival of the second pulse, on. The output of the first circuit AND 20 is the detection signal. Since in this case the third circuit AND 22 is closed, the signal from the output of the second delay circuit 18 does not trigger the triggers I5 and 16 to the initial state. The signal goes to the output device.

Третий случай. ° мент прихода импульса с выхода пер1903304The third case. ° ment of the arrival of a pulse from the output of per1903304

вой схемы 17 задержки перва и втора схемы И закрыты, поэтому этот сигнал блокирован. После прихода импульса с выхода второй схемы 18 5 задержки оба триггера сбрасываютс через третью схему И 22 и схему ИЛИ 23. Сигнал на-выход не поступает.The delayed circuit 17 of the first and second And circuits are closed, therefore this signal is blocked. After the arrival of a pulse from the output of the second delay circuit 18 5, both flip-flops are reset through the third circuit AND 22 and the circuit OR 23. The on-output signal is not received.

Изобретение позвол ет повысить О помехозащищенность благодар использованию блока временной селекции, содержащего триггеры, схемы задержки, инвертор, схемы И, и ИЛИ, позвол ющего выделить сигнал, длительность 15 которого соответствует заданному интервалу. Тем самьм практически полностью исключаютс ложные срабатьтаии от мощных импульсных помех и от помех, вызываемых предметами, расположенными на поверхности земли.The invention makes it possible to increase the noise immunity due to the use of a time selection block containing triggers, delay circuits, inverter, AND and OR circuits, allowing to extract a signal, the duration of which 15 corresponds to a given interval. By that means, the false exploitation of powerful impulse noise and interference caused by objects located on the surface of the earth is almost completely excluded.

//

Z:Z:

00

f2f2

Claims

A metal detector containing a generator, an exciting frame connected to it., Two receiving frames, which, together with the exciting frame, form a rigid combined induction system located horizontally coaxially and symmetrically with respect to the exciting frame, placed in a plane passing through the axis of the receiving frames, in this case, the receiving frames are connected differentially to the balancing unit., the output of which is connected to the signal input of the compensation unit, the reference input of which is connected to the output of the generator, and the output through Yelnia amplifier connected to the input node of the signal processing, the output of which is connected to a signaling node input, the signal processing part comprises sequentially connected logarithmic amplifier, the detector, the limiter and ekstremator, characterized i in that, in order to improve the noise immunity, the signal processing unit · ¹ comprises a time selection unit consisting of first and second flip-flops, first and second delay circuits, an inverter, a first, second and third aND circuits, OR circuits, and the count input of the first flip-flop is in the ode of the temporary selection block, and its direct output is connected to the counting input of the second trigger and to the inputs of the first and second delay circuits, the direct output of the second trigger is connected to the second input of the first Ins circuit by the first • input of the second And circuit, and the inverse output is connected to the first input the third AND circuit, the second input of which is connected to the output of the second delay circuit, and the output is connected to the second input of the OR circuit, the first input of which is connected to the output of the second AND circuit, and the output is connected to the R-inputs of the first and second triggers, the output of the second delay circuit connected through an inverter with the second input of the second circuit And, as well as with the first input of the first circuit And, the output of which is the output of the temporary selection block.

SU „„ 1190330