ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU1340381

МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ

МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ

Имя изобретателя: Мамонтов Ю.М.; Андрианов В.Р.; Данилов В.Ю.; Чубаров Б.С.
Имя патентообладателя: Мамонтов Юрий Михайлович; Андрианов Владимир Рубенович; Данилов Владимир Юрьевич; Чубаров Борис Сергеевич
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1985.12.30

Изобретение относится к устройствам для обнаружения металлических предметов, например трубопроводов, кабелей. Цель изобретения - повышение надежности выявления объектов и повышение производительности поисковых работ. В устройство введены два блока приемопередающих антенн, горизонтальные оси которых расположены под углом 60 - 90° друг к другу. Если трубопровод (кабель) параллелен горизонтальной оси одного блока приемопередающих антенн, сигнал обнаружения вырабатывается другим блоком приемопередающих антенн. В устройство введен также коммутатор, поочередно поключающий блоки приемопередающих антенн к измерительным устройствам.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к технике обнаружения металлических предметов, например трубопроводов, кабелей.

Цель изобретения - повышение надежности выявления объектов и повышение производительности поисковых работ.

структурная схема металлоискателя

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - пространственная схема расположения блоков приемопередающих антенн.

Металлоискатель содержит два блока 1 и 2 приемопередающих антенн, каждый из которых состоит из возбуждающей рамки 3 и четырех приемных рамок 4-7, генератор 8, первый, второй, третий и четвертый приемники 9-12, каждый из которых содержит последовательно соединенные блок 13 симметрирования, блок 14 компенсации, избирательный усилитель 15 и блок 16 обработки сигналов, блок 17 сигнализации, подключенный к выходам приемников 9-12 через схему ИЛИ 18, и электронный коммутатор 19, содержащий три нормально закрытых и три нормально открытых канала, генератор 20 прямоугольных сигналов и соединенные с ним три усилителя 21-23, управляющие переключением каналов. Причем через нормально открытые каналы подключены возбуждающая рамка 3 первого блока 1 приемопередающих антенн к генератору 8 и избирательные усилители 15 первого и второго приемников 9 и 10 к блокам 14 компенсации этих приемников, а через нормально закрытые каналы подключены возбуждающая рамка 3 второго блока 2 приемопередающих антенн к генератору 8 и избирательные усилители 15 третьего и четвертого приемников 11 и 12 к блокам 14 компенсации этих приемников.

Дифференциальные входы первого приемника 9 соединены с приемными рамками 4 и 5 первого блока 1 приемопередающих антенн, второго приемника 10 - с приемными рамками 6 и 7 первого блока 1 приемопередающих антенн, третьего приемника 11 - с приемными рамками 4 и 5 второго блока 2 приемопередающих антенн, четвертого приемника 12 - с приемными рамками 6 и 7 второго блока 2 приемопередающих антенн. Опорные входы приемников 9-12 соединены с генератором 8. Первая и вторая приемные рамки 4 и 5, третья и четвертая приемные рамки 6 и 7 каждого блока 1 и 2 приемопередающих антенн расположены горизонтально попарно и симметрично относительно возбуждающей рамки 3 на расстоянии a от нее и соединены попарно с возбуждающей рамкой 3 с помощью первой и второй штанг 24 и 25. Блоки 1 и 2 приемопередающих антенн расположены симметрично (см. фиг. 2) так, что вертикальные оси возбуждающих рамок 3 совпадают (могут быть параллельны), а горизонтальные оси блоков составляют между собой угол 60-90о (угол b ).

пространственная схема расположения блоков приемопередающих антенн металлоискателя

Металлоискатель работает следующим образом.

Коммутатор 19 периодически подключает к генератору 8 возбуждающие рамки 3 блоков 1 и 2 приемопередающих антенн так, что в любой момент времени к генератору 8 подключена только одна из возбуждающих рамок. В исследуемой области создается переменное электромагнитное поле определенной частоты, которое изменяет свою направленность в зависимости от того, какая из возбуждающих рамок 3 подключена к генератору 8.

Периодичность коммутации определяется частотой генератора 20 прямоугольных сигналов, которая может быть, например, 0,01 f, где f - рабочая частота генератора 8.

Первый канал приема образован первой и второй приемными рамками 4 и 5 первого блока 1 приемопередающих антенн и первым приемником 9, второй канал приема образован третьей 6 и четвертой 7 приемными рамками первого блока 1 приемопередающих антенн и вторым приемником 10, третий канал приема образован первой и второй приемными рамками 4 и 5 второго блока 2 приемопередающих антенн и третьим приемником 11, четвертый канал приема образован третьей и четвертой приемными рамками 6 и 7 второго блока 2 приемопередающих антенн и четвертым приемником 12.

Одновременно с подключением возбуждающей рамки 3 первого блока 1 приемопередающих антенн к генератору 8 коммутатор 19 подключает выходы блоков 14 компенсации первого и второго приемников 9 и 10 к избирательным усилителям 15 этих приемников, выходы блоков 14 компенсации третьего и четвертого приемников 11 и 12 отключены от избирательных усилителей этих приемников, т.е. в этот момент времени работают только первый и второй каналы приема.

При подключении возбуждающей рамки 3 второго блока 2 приемопередающих антенн к генератору 8 коммутатор 19 подключает выходы блоков 14 компенсации третьего и четвертого приемников 11 и 12 к избирательным усилителям 15 этих приемников, выходы блоков 14 компенсации первого и второго приемников 9 и 10 подключены от избирательных усилителей этих приемников, т.е. в момент времени работают только третий и четвертый каналы приема.

Первый и второй каналы приема настроены так, что при отсутствии металлических предметов в зоне поиска и подключении возбуждающей рамки 3 первого блока приемопередающих антенн к генератору 8, на выходе блоков 14 компенсации первого и второго приемников 9 и 10 сигнал рабочей частоты близок к нулю благодаря геометрической и электрической компенсации сигнала первичного поля.

Третий и четвертый каналы приема настроены так, что при отсутствии металлических предметов в зоне поиска и подключении возбуждающей рамки 3 второго блока 2 приемопередающих антенн к генератору 8, на выходе блоков компенсации 14 третьего и четвертого приемников 11 и 12 сигнал рабочей частоты близок к нулю.

При наличии металлического предмета в области обнаружения вторичное электростатическое поле индуктирует ЭДС в приемных рамках, зависящую от расстояния каждой рамки до металлического предмета, а так как это расстояние в каждой паре приемных рамок разное, то на выходе блока компенсации 14 появляется сигнал рабочей частоты, который, поступая через избирательный усилитель 15 в блок 16 обработки сигнала, формирует на его выходе сигнал обнаружения, поступающий через схему ИЛИ 18 в блок 17 сигнализации, формирующий звуковой и световой сигналы обнаружения.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ, содержащий блок приемопередающих антенн, включающий жестко соединенные между собой возбуждающую рамку и две пары идентичных горизонтальных соосных приемных рамок, расположенных симметрично по отношению к возбуждающей рамке, а возбуждающая рамка расположена в плоскости, проходящей через оси приемных рамок, генератор, соединенный с возбуждающей рамкой, два приемника сигналов, каждый из которых включает последовательно соединенные блок симметрирования, блок компенсации, опорный вход которого соединен с генератором, избирательный усилитель и блок обработки сигнала, причем сигнальные дифференциальные входы первого и второго приемников соединены с приемными рамками соответственно первой и второй пар, а выходы приемников через схему ИЛИ соединены с блоком сигнализации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности выявления объектов и производительности поисковых работ, в него введены второй блок приемопередающих антенн, аналогичный первому и расположенный по отношению к нему симметрично так, что вертикальные оси возбуждающих рамок обоих блоков либо совпадают, либо параллельны, а горизонтальные оси составляют между собой угол 60 - 90o, аналогичные первому и второму приемникам третий и четвертый приемники сигналов, опорные входы блоков компенсации которых соединены с генератором, сигнальные дифференциальные входы соединены с приемными рамками соответственно первой и второй пар второго блока приемопередающих антенн, а выходы соединены через схему ИЛИ с блоком сигнализации, электронный коммутатор, содержащий три нормально закрытых и три нормально открытых канала, генератор прямоугольных сигналов скважностью два определенной частоты и соединенные с ним три усилителя, управляющие переключением каналов, причем через нормально открытые каналы подключены возбуждающая рамка первого блока приемопередающих антенн к генератору и избирательные усилители первого и второго приемников к блокам компенсации этих приемников, а через нормально закрытые каналы подключены возбуждающая рамка второго блока приемопередающих антенн к генератору и избирательные усилители третьего и четвертого приемников - к блокам компенсации этих приемников.

Версия для печати


вверх