SU915047A1

SU915047A1 - Metal finder for magnetic separator

Info

Publication number: SU915047A1
Application number: SU802980441A
Authority: SU
Inventors: Vladimir I Yuzov; Aleksandr A Golosov; Yurij B Zarkhin; Leonid I Frejdman
Original assignee: Ky Polt Inst
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1982-03-23

Description

Изобретение относится к контроль^ но измерительной технике, может быть' использовано для обнаружения металлических предметов и частиц в технологических потоках, в частности, в качестве чувствительных элементов сепараторов и самородкоулавливателей.

Известен металлоискатель, содержащий последовательно соединенные генератор, многокатушечный индукционный датчик, усилитель, синхронный детектор, подключенный опорным входом к выходу генератора, амплитудный дискриминатор и регистратор [ 1) .

Недостатком этого металлоискателя является слабая помехозащищенность , что снижает точность’определения местоположения металлических включений в технологическом потоке.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является металлоискатель , содержащий последовательно соединенные генератор, индукционный датчик, регулируемый аттенюатор, усилитель, синхронный детектор, подключенный опорным входом к выходу генератора, а также интегратор, подключенный входом к выходу синхронного детектора и выходом - к управляющему входу регулируемого аттенюатора, исполнис тельное и транспортирующее устройства (2) .

Однако при работе в условиях воздействия мощных электромагнитных помех от близкорасположенного техΙθ нологического оборудования, например на драгах, реальная помехоустойчивость металлоискателя, а также точность определения координат объектов, необходимая для задания момента включения исполнительного устрой15 ства, оказывается недостаточной.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости металлоискателя и точности определений местоположе_ ния искомого объекта.

. Поставленная цель достигается тем, что в металлоискатель для маг. нитного сепаратора, содержащий пос; ледовательно соединенные генератор, индукционный датчик, регулируемый 25 аттенюатор, усилитель и синхронный детектор; подключенный опорным входом к выходу генератора, а также интегратор, подключенный входом к выходу синхронного детектора и вы30 ходом’ - к управляющему входу регули3 руемого аттенюатора, исполнительное и транспортирующее устройства, введен блок обработки, выполненный в виде аналогового регистра сдвига, двух весовых сумматоров, нуль-индикатора, амплитудного дискриминатора 5 и генератора тактовой частоты, причем сигнальный вход аналогового регистра сдвига является входом блока обработки и подключен к выходу синхронного детектора, управляющий вход ю аналогового регистра сдвига подключен к выходу генератора тактовой частоты,·а его разрядные выходы ко входам весовых сумматоров, выход первого из которых подключен к пер- ,5 вому входу нуль-индикатора непосредственно, выход 'второго - ко второму входу нуль-индикатора через амплитудный дискриминатор, а выход нульиндикатора является выходом блока обработки и подключен к входу испол- ^υнительного устройства.'.

Кроме того, в него дополнительно введен датчик скорости, причем вход датчика скорости подключен к транспортирующему устройству, а выход к входу генератора тактовой частоты.

На чертеже приведена структурная схема металлоискателя.

Металлоискатель содержит последовательно соединенные генератор 1, ин-30 дукционный датчик 2, регулируемый аттенюатор 3, усилитель 4, синхронный детектор 5, опорный вход которого подключен к выходу генератора 1, а выход через интегратор б 35 соединен с управляющим входом регулируемого аттенюатора 3, блок 7 обработки, исполнительное устройство 8 и при уплотнении информации может содержать амплитудный компрессор 9. 40

Блок 7 обработки содержит аналоговый регистр 10 сдвига, сигнальный вход которого является входом блока? обработки и подключен к выходу амплитудного компрессора 9, а управ- 45 ляквдий вход соединен с выходом генератора 11 тактовой частоты, два весовых сумматора 12 и 13, входы которых соединены с разрядными выходами аналогового регистра 10 сдвига, причем выход весового -сумматора ⁵13 соединен с первый входом нульйндикатора 14 непосредственно, а выход весового сумматора 12 подключен ко второму входу нуль-индикатора 14 через амплитудный дискриминатор 15. Выход нуль-индикатора является выходом блока >7 обработки и сое-₍динен со входом исполнительного устройства 8. Датчик 16 скорости своим выходом подключен к управляющему 60 выходу генератора тактовой частоты 11* а его вход связан с транспортирующим устройством 17.

Металлоискатель работает следующим образом. 65 иметь ивх , например к

Индукционный датчик 2, возбуждаемый генератором 1, выдает сигнал, который, пройдя последовательно регулируемый аттенюатор 3, усилитель 4 и синхронный детектор 5, усиливается, детектируется и подается на входы интегратора 6 и амплитудного компрессора 9. Интегратор 6 передает на управляющий вход регулируемого аттенюатора 3 лишь медленные изменения сигнала, связанные с нестабильностью расположения элементов индукционного датчика 2, а также индукционного датчика 2 и близкорасположенных -металлических масс технологического оборудования, обеспечивая компенсацию указанных сигналов. Быстрые изменения сигнала, обусловленные прохождением с заданной скоростью объектов через индукционный датчик 2, интегратором 6 подавляются и на вход регулируемого аттенюатора 3 не передаются, что обеспечивает сохранение высокой чувствительности металлоискателя.

Амплитудный компрессор 9 выпол-. няет функцию сжатия динамического диапазона сигнала, обеспечивая устойчивую работу металлоискателя при объектах различных размеров. Преобразование сигнала, осуществляемое амплитудным компрессором 9 может, вид

ι) при и_вЬ1Х г и„ · при и_8ых < и₀, где 1^и и_6Ь1!(· - входной и выходной сигналы;

к - коэффициент;

По - уровень начала сжатия сигнала, равный порогу чувствительности металлоискателя.

Аналоговый регистр 10 сдвига выполняет функцию линии задержки с отводами. С периодичностью* соответствующей тактовой частоте, вырабатываемой генератором тактовой частоты 11, в первый разряд регистра записываются текущие значения входного сигнала, одновременно ранее записанные в разрядных ячейках предшествующие значения сигнала, смещаются вправо, переписываясь в соседние разряды. Общее число разрядов регистра 10 - 20 и определяется требуемой точностью определения местоположения объекта.

Таким образом, в каждый момент времени в последовательных ячейках (разрядах) аналогового регистра 10 сдвига записаны N значений сигнала в равноотстоящие моменты времени.

В весовых сумматорах 12 и 13,каждое из значений домножается на весовой , коэффициент, а результаты суммирувых иах ются. При превышении выходным сигналом весового сумматора 12 уровня порога амплитудного дискриминатора последний выдает на управляющий вход нуль-индикатора 14 сигнал, разрешающий включать исполнительное * устройство 8 в момент времени, когда выходной сигнал весового сумматора 13 меняет знак на отрицательный.

Значения весовых коэффициентов в весовых сумматорах 12 и 13 выбираются из условия приближенного выполнения преобразования ^ивых-1^(ь> = Г ~^{Ζ )ϋ} ^{{τ )<К}для весового*сумматора 12, и для весового сумматора 13, где и(Ъ) - принять® сигнал, равный сумме отклика от полезного объекта и напряжение помех; Ц,(Ь) - идеальная копия сигнала.

Таким образом, в обоих случаях выполняется оптимальная обработка· сигналов по критерию максимального отношения сигнал/шум в весомом сумматоре 12 и по критерию минимума среднеквадратичной погрешности определения момента прихода сигнала ,в весовом сумматоре 13.

При непостоянной скорости движения объекта требуется привязка тактовой частоты, вырабатываемой генератором 11 тактовой частоты, к скорости движения объекта. Указанная привязка осуществляется датчиком скорости, при этом с повышением скорости движения объекта тактовая частота увеличивается, а с понижением - уменьшается.

Введение дополнительных элементов в металлоискатель позволяет осуществить оптимальную обработку сигналов, что значительно повышает помехоустойчивость металлоискателя и точность определения момента включения исполнительного устройства, что приводит к повышению реальной чувствительности металлоискателя к малым объектам, уменьшению величины отсечки материала, сбрасываемого, вместе с обнаруженным объектом.

Claims

Формула изобретения

1. Металлоискатель для магнитного сепаратора, содержащий последовательно соединенные генератор, индукционный датчик, регулируемый аттенюатор, усилитель и синхронный детектор, подключенный опорным входом к выходу генератора, а также интегратор, подключенный входом к выходу синхронного детектора и выходом - к управляющему входу регулируемого аттенюатора, исполнительное и транспортирующее устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности определения местоположения искомого объекта, в него дополнительно введен блок обработки, выполненный в виде аналогового;. регистра сдвига, двух весовых сумматоров, нуль-индикатора, амплитудного дискриминатора и генератора тактовой частоты, причем сигнальный вход аналогового регистра сдвига является входом блока обработки и подключен к выходу синхронного детектора, управляющий вход аналогового регистра сдвига подключен к выходу генератора тактовой частоты, а его разрядные выходы - ко входам весовых сумматоров , выход первого из которых подклю чен к первому входу нуль-индикатора непосредственно, выход второго ко второму входу нуль-индикатора через амплитудный дискриминатор, а выход нуль-индикатора является выходом блока обработки и подключен к входу исполнительного устройства.
2. Металлоискатель по π. 1, о т личающийся тем, что в него дополнительно введен датчик скорости, причем вход датчика скорости под ключей к транспортирующему устройству , а выход - к входу генератора тактовой частоты.