Металлоискатель

 

МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ, содержащий низкочастотный автогенератор с вихретоковым датчиком, колебательным контуром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, высокочастотный стабилизированный автогенератор с управляемым колебательным контуром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, который соединен с индуктивным датчиком, пространство совмещенным с вихретоковым датчиком, а также амплитудный детектор, блок деления, преобразователь напряжения в частоту и индикатор, при этом выход низкочастотного автогенератора соединен с входом амплитудного детектора , выход высокочастотного автогенератора соединен с входом частотного детектора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого нелинейного элемента высокочастотного стабилизированного автогенератора, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности обнаружения, он содержит второй частотный детектор, при этом колебательный контур низкочастотного автогенератора выполнен в виде образующих замкнутый контур эмиттерного повторителя, управляемого фазовращателя и усилителя, выход которого соединен с вихретоковым датчиком , управляющий вход управляемого фазовращателя соединен с сл выходом амплитудного детектора, выход низкочастотного автогенератора соединен с входом второго частотного детектора, выход которого соединен с управляющим входом нелинейного элемента низкочастотного автогенератора и с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом частотного детектора, а выход через преобразователь напряжения в частоту соединен с входом индикатора. 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11)>

3(511 6 01 Ч 3 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

1 р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, :: ..

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3455519/18" 25 (22) 18.06.82 (46) 07,02.84. Бюл, Р 5 (72) 3.И,Арш (71) Днепропетровский ордена Тру дового Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения украины с Россией (53) 632.837 (088.8) (56) 1. Патент Японии Р 51-40931, кл. 59 Н 44, опублик. 1975.

2. Патент США В 3986104, кл. 324-3, опублик. 1973 (прототип). (54) (57) МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ, содержащий низкочастотный автогенератор с вихретоковым датчиком, колебательным контуром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, высокочастотный стабилизированный автогенератор с управляемым колебательным контуром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, который соединен с индуктивным датчиком, пространство совмещенным с вихре" токовым датчиком, а также амплитудный детектор, блок деления, преобразователь напряжения в частоту и индикатор, при этом выход низкочастотного автогенератора соединен с входом амплитудного детектора, выход высокочастотного автогенератора соединен с входом частотного детектора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого нелинейного элемента высокочастотного стабилизированного автогенератора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности обнаружения, он содержит второй частотный детектор, при этом колебательный контур низкочастотного автогенератора выполнен в виде образующих замкнутый контур эмиттерного повторителя, управляемого фазовращателя и усилителя, выход которого соединен с вихретоковым датчиком, управляющий вход управ(О

\Ф ляемого фазовращателя соединен с выходом амплитудного детектора, выход низкочастотного автогенератора соединен с входом второго частотного детектора, выход которого соединен с управляющим входом нелинейного элемента низкочастотного автогенератора и с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом частотного детектора

Р а выход через преобразователь напряжения в частоту соединен с входом индикатора.

10719В8

Изобретение относится к устройствам для обнаружения металлических объектов вблизи поверхности Земли и может быть использовано для поиска мелких металлических, в том числе ферромагнитных предметов.

Известно устройство для обнаружения мелких металлических предметов вблизи поверхности Земли, которое содержит высокочастотный автогенератор с датчиком, включенным в колебательный контур, преобразователь колебаний, частотный дискриминатор, световой индикатор и схему управления глубиной отрицательной обратной свя» зи f13. 15

Однако устройство обладает недостаточной чувствительностью к малым металлическим предметам, так как основано на использовании одночастотного одноконтурного автогенератора. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является металлоискатель, содержащий низкочастотный автогенератор с вихретоконым датчиком, колебательным конту- 25 ром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, высокочастотный стабилизированный автогенератор управляемым колебательным контуром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, который соединен с индуктивным датчиком, пространственно совмещенным с вихретоковым датчиком, а также амплитудный детектор, частотный детектор, блок. деления, преобразователь напряжения н частоту и индикатор.

При этом выход низкочастотного антогенератора соединен с входом амплитудного детектора, выход высокочастотного автогенератора соединен 40 с входом частотного детектора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого нелинейного элемента высокочастотного стабилизированного антогенератора (2).

4S

Однако известное устройство отличается недостаточной чунствительHocTbto R надежностью обнаружения малых металлических предметов иэ-эа низкой добротности низкочастотных резонансных контуров. Цель изобретения - повышение чувствительности и надежности обнаружения. указанная цель достигается тем, что металлоискатель, содержащий низкочастотный автогенератор с вихретоковым датчиком, колебательным контуром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, высокочастотный стабилизированный антогенера- бО тор с управляемым колебательным контуром, соединенным с управляемым нелинейным элементом, который соединен с индуктивным датчиком, пространственно совмещенным с вихретоковым датчиком, а также амплитудный детек тор, частотный детектор, блок деления, преобразователь напряжения в частоту и индикатор, при этом выход низкочастотного автогенератора соединен с входом амплитудного детектора, выход высокочастотного автогенератора соединен с входом частотного детектора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого нелинейного элемента высоко частотного стабилизированного антогенератора, дополнительно содержит второй частотный детектор, при этом колебательный контур низкочастотного автогенератора выполнен н виде образующих замкнутый контур эмиттерного повторителя, управляемого фазовращателя и усилителя, выход которого соединен с вихретоконым датчиком. управляющий вход управляемого фазовращателя соединен с выходом амплитудного детектора, выход низкочастотного автогенератора соединен с входом второго частотного детектор в выход которого соединен..с управляющим входом нелинейного элемента низкочастотного автогенератора и с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом частотного детектора, а выход через преобразователь напряжения в частоту соединен с входом индикатора.

На чертеже представлена функциональная схема металлоискателя.

Металлоискатель содержит низкочастотный автогенератор 1, высокочастотный стабилизированный автоге нератор 2, амплитудный детектор 3, дна частотных детектора 4 н 5, блок б деления, преобразователь 7 напряжения в частоту и индикатор 8. Низкочастотный антогенератор 1 содержит управляемый нелинейный элемент

9, колебательный кбнтур 10, состоящий из усилителя 11, эмиттерного повторителя 12 и управляемого фазовращателя 13, и вихретоконый датчик 14. Высокочастотный стабилизированный антогенератор 2 содержит управляемый нелинейный элемент 15, управляемый колебательный контур 16 и индуктивный датчик 17.

Работа металлоискателя заключается в следующем.

При появлении металлического неферромагнитного объекта в попе гео метрически совмещенных вихретоконого датчика 14 и индуктивного датчика 17 добротность колебательного контура 10 низкочастотного автогенератора 1 уменьшается за счет внесенного активного сопротивления, а напряжение на выходе низкочастотного автогенератора 1 уменьшается.

На выходе амплитудного детектора 3 выделяется сигнал„который подается на управляющий вход управляемого фазовращателя 13, параметры которо1071 988 го изменяются, что приводит к изменению индуктивного сопротивления колебательного контура 10 и к появлению сигнала на выходе второГо частотного детектора 4. Чувствительность автогенераторного измерителя по изменению реактивного параметра контура больше чувствительности вихретокового датчика 14 к внесенному в контур активному сопротив— лению. Поэтому такое управление - f0 частотой активного контура обеспечивает повышение чувствительности вихретокового датчика 14 к внесенному активному сопротивлению. Индуктивный датчик 17, соединенный . f5 с управляющим входом управляемого колебательного контура 16 высокочастотного стабилизированного автогенератора 2, реагирует на реактивное внесенное сопротивление. Сигнал выделяется на выходе частотного детектора 5, Реактивная составляющая внесенного сопротивления, связанная с электропроводностью объекта, снижает информативность 25 сигнала высокочастотного стабилизи рованного автогенератора 2. Для сведения к минимуму этого фактора-помехи сигнал амплитудного детек- тора 3 подается на управляющий вход управляемого колебательного .контура 1б„ образуя отрицательную обратную связь от низкочастотного автогенератора 1. Сигнал амплитудного детектора 3, пропорциональный электропроводности объекта на низкой частоте, и сигнал частотного детектора 5, пропорциональный реактивной составляющей внесенного сопротивления от объекта, подаются на входы блока б деления, на выходе которого образуется сигнал, подобный нормированному внесенному сопротивлению. Сигнал подается на преобразователь 7 напряжения в частоту и далее на индикатор 8, Использование относительных измере- ний снижает влияние изменений зазора между датчиком и поверхностью земли при поиске, причем ширина зоны, слабо зависящая от изменения величины зазора, увеличивается при приближении к равенству модулей сигналов амплитудного детектора 3 и частотного детектора 5, Отрицательные обратные связи с выходов этих детекторов на управляемые входы управляемых нелинейных элементов 9, повышают стабильность работы устройства, Изобретение, благодаря использованию высокочастотного активного кбнтура, управляемого сигналом автогенераторного измерителя, пропорциональным электропроводности, и применению двух рабочих частот, двух параметров и относительных измерений обеспечивает повышение чувствительности и надежности обнаружения малых металлических предметов.

ВНИИПИ Заказ 118/38

Тираж 711 Подписное

Филиал ППП "Патент", r,Ужгород,ул .Проектная,4