Металошукач

Реферат: UA 81879 U UA 81879 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв контрольно-вимірювальної техніки і може бути використаною для пошуку прихованих металевих предметів в будівництві, харчовій промисловості, медицині. Для виявлення металевих предметів використовуються металошукачі, що мають в своєму складі індуктивний датчик, котушка якого створює в навколишньому просторі змінне електромагнітне поле. При наближенні індуктивного датчика до металевого предмета змінюються параметри датчика (індуктивність, опір втрат). Електронна схема, що входить до складу металошукача, регіструє ці зміни та видає сигнал про наявність металевого предмета поблизу індуктивного датчика. Відомий металошукач [1], що містить індуктивний датчик, включений до коливального контуру генератора синусоїдальної напруги, вихід якого підключений до входу амплітудного детектора. Вихід амплітудного детектора підключений до входу компаратора, вихід якого підключений до акустичного виконуючого пристрою. Недоліком даного металошукача є його низька температурна стабільність, обумовлена зміною частоти та опору втрат коливального контуру, в який включений індуктивний датчик, при зміні температури. Іншим недоліком є його низька чутливість, обумовлена відсутністю компенсації температурних та часових змін параметрів індуктивного датчика. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є відомий металошукач [2], який містить в собі Т-подібний міст, що складається з індуктивного датчика, двох конденсаторів, резистора, а також керований резистор, підсилювач, амплітудний детектор, диференціююче RC-коло, аналоговий компаратор, задавач постійної напруги і виконуючий пристрій. Недоліком відомого металошукача є його низька чутливість. Однією з причин зниження чутливості є те, що керований резистор підключений паралельно індуктивному датчику та справляє на него шунтуючу дію. Іншою причиною зниження чутливості є наявність від'ємного зворотного зв'язку за опором, котрий виражається в тому, що при наближенні металевого об'єкта та відповідному зменшенні коефіцієнта передачі Т-подібного мосту величина опору керованого резистора збільшується, що призводить до збільшення коефіцієнта передачі Тподібного мосту, в результаті чого чутливість металошукача погіршується. Задачею пропонованої корисної моделі є збільшення чутливості металошукача. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в металошукачі, котрий включає в себе коливальний контур, який складається з індуктивного датчика, між першим та другим виводами якого включені послідовно з'єднані перший та другий конденсатори, причому входом коливального контуру є точка з'єднання першого і другого конденсаторів та другий вивід індуктивного датчика, а виходом коливального контуру є перший та другий виводи індуктивного датчика, а також підсилювач, вхід якого з'єднаний з виходом коливального контура, а вихід з'єднаний з входом амплітудного детектора, вихід якого з'єднаний із послідовно з'єднаними диференцюючим RC-колом, пороговим пристроєм та виконуючим пристроєм, додатково введені керований резистор та інтегруюче RC-коло, причому перший вивід керованого резистора з'єднаний з виходом підсилювача, другий вивід керованого резистора з'єднаний з точкою з'єднання першого та другого конденсаторів, керуючий вхід керованого резистора з'єднаний з виходом інтегруючого RC-кола, а вхід інтегруючого RC-кола з'єднаний з виходом амплітудного детектора На кресленні зображена структурна схема металошукача. Металошукач включає в себе коливальний контур 1, що складається з конденсаторів 2,3 та індуктивного датчика 4, а також керований резистор 5, підсилювач 6, амплітудний детектор7, диференціююче RC-коло 8, інтегруюче RC-коло 9, пороговий пристрій 10 та виконуючий пристрій 11. Металошукач працює наступним чином. Підсилювач 6 разом з коливальним контуром 1 утворюють генератор синусоїдальної напруги, при цьому для виконання фазової умови самозбудження підсилювач 6 вибраний неінвертуючим. За відсутності поблизу індуктивного датчика 4 рухливих металевих предметів амплітуда коливань, що генеруються на виході підсилювача 6, постійна. Величина постійної напруги на виході амплітудного детектора 7 також не змінюється. При зміні температури оточуючого середовища амплітуда коливань на виході коливального контуру 1 змінюється. Для визначеності припустимо, що амплітуда коливань на виході коливального контуру 1 зменшується. Це призводить до зменшення амплітуди коливань на виході підсилювача 6. Зменшення амплітуди коливань на виході підсилювача 6 призводить, в свою чергу, до зменшення величини постійної напруги на виході амплітудного детектора 7. Зменшення величини напруги на виході амплітудного детектора 7 призводить до зменшення величини напруги на виході інтегруючого RC-кола 9. Зменшення величини напруги на виході 1 UA 81879 U 5 10 15 20 25 інтегруючого RC-кола 9 призводить зо зменшення опору керованого резистора 5. Зменшення опору керованого резистора 5 призводить до збільшення амплітуди коливань на виході коливального контуру 1 до значення, близького до початкового значення. При наближенні металевого предмета до індуктивного датчика 4 амплітуда коливань на виході коливального контуру 1 зменшується, що призводить до зменшення амплітуди коливань на виході підсилювача 6. Зменшення амплітуди коливань на виході підсилювача 6 призводить до зменшення величини постійної напруги на виході амплітудного детектора 7. Через диференціююче RC-коло 8 змінна складова сигналу з виходу амплітудного детектора 7 надходить на вхід порогового пристрою 10. У випадку, коли величина зменшення напруги на виході амплітудного детектора 7 буде перевищувати поріг спрацьовування порогового пристрою 10, вихідний сигнал порогового пристрою 10 призводить до спрацьовування виконуючого пристрою 11. Постійна часу диференцюючого RC-кола 8 обирається такою, щоб воно пропускало на вхід порогового пристрою 10 швидко змінні сигнали, зумовлені переміщенням металевих предметів відносно індуктивного датчика 4, і не пропускало повільно змінні сигнали, зумовлені змінами температури. Постійна часу інтегруючого RC-кола 9 обирається такою, щоб воно пропускало повільно змінні сигнали, зумовлені змінами температури, і не пропускало швидко змінні сигнали, зумовлені переміщенням металевих предметів відносно індуктивного датчика 4. Включення керованого резистора між виходом підсилювача та входом коливального контуру і подача керуючого сигналу з виходу амплітудного детектора на керуючий вхід керованого резистора через інтегруюче RC-коло дозволили підвищити чутливість металошукача. Джерела інформації: 1. А.М.О. Obiazi, F.I. Anyasi, О. Jacdonmi. Iplementing a Robust Metal Detector Utilizing the Colpitts Oscillator with Toroidal Coil // Journal of Engineering and Applied Sciences, 5(2), 2010, pp.56-63. 2. Патент України №31296А, МПК G01V 3/10, заяв. 30.07.1998, опубл. 15.12.2000. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 Металошукач, який включає в себе коливальний контур, який складається з індуктивного датчика, між першим та другим виводами якого включені послідовно з'єднані перший та другий конденсатори, причому входом коливального контуру є точка з'єднання першого і другого конденсаторів та другий вивід індуктивного датчика, а виходом коливального контуру є перший та другий виводи індуктивного датчика, а також підсилювач, вхід якого з'єднаний з виходом коливального контуру, а вихід з'єднаний з входом амплітудного детектора, вихід якого з'єднаний із послідовно з'єднаними диференціюючим RC-колом, пороговим пристроєм та виконуючим пристроєм, який відрізняється тим, що додатково введені керований резистор та інтегруюче RC-коло, причому перший вивід керованого резистора з'єднаний з виходом підсилювача, другий вивід керованого резистора з'єднаний з точкою з'єднання першого та другого конденсаторів, керуючий вхід керованого резистора з'єднаний з виходом інтегруючого RC-кола, а вхід інтегруючого RC-кола з'єднаний з виходом амплітудного детектора. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2