新型金属探测器制造技术

本实用新型专利技术用于金属物、导磁物的探测。完全抛弃正弦波工作信号方式，代之以方波及相应的处理电路－－旋转电容滤波器、同步解调、斩波调制等。使得自动平衡的实现十分简单，并且有更高的稳定性和灵敏度。同时采用了时间常数的自动切换，实现快速自动平衡。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术用于金属物和导磁体的探测，如生产过程中非金属原料中金属的探测与剔除(例如用在纺织厂的清棉金属探除器)。典型组成如附附图说明图1所示，一对接收线圈以反相串接并尽可能保持对称，当无金属物时，要求两接收线圈的电压相互抵消。但实际不可能完全抵消，如果加上高灵敏度的要求，接收部分增益必定很大(120dB左右)，此不平衡信号就使接收放大电路饱和阻塞而不可能工作。因此需采用补偿信号将此不平衡信号补偿。目前一般都采用正弦波作为工作信号(即使发射为方波而接收仍选其基波)这样补偿信号的产生将很复杂。幅度与相位两参数都要求连续精确调整(由于增益大)，有的方案采用人工调整，由于两参数不相互独立，调整繁复且无规则可循〔1〕。而且由于时间、环境温度、湿度、探头内机微变等因素又会产生失衡，此时又要重新调整，稳定性差。并且探头与仪器只能一一对应使用，不能互换。这给生产、使用、维修带来极大不便。为此，发展自动平衡型来克服以上不足，但工作信号采用正弦波的自动平衡将增加许多复杂性。本技术完全抛开正弦波工作方式，而采取方波为工作信号、采用旋转电容器滤波器〔2〕作为方波信号的滤波放大电路，(附图2)。当接收与发射的方波之间延时较小时，旋转电容滤波器有很高的选择放大性，并且输出仍为方波。此方波为旋转电容滤波器的控制方波同步。随后即可同步解调，直流放大。为此补偿信号只需考虑幅度的补偿，由解调后的直流电压经积分器积分，积分器的输出由同步脉冲斩波调制成方波，再反馈到输入端，形成一闭环。只要闭环是负反馈的，由于积分器的作用，其输入A点(附图2)总是稳定地保持在零电压附近。这样旋转电容滤波器，同步解调器及直流放大器总是处在极小信号放大区，总有足够高的灵敏度。选择积分器较大的积分时间常数，整个闭环对较快的变化信号跟踪不上(整个闭环有一较低上限截止频率)即当有金属物或导磁物质以一定速度通过探头，A点将有放大的信号输出。放大倍数近似等于旋转电容滤波器、解调器、直流放大器的放大倍数之积。经后置低放、功放输出，驱动执行器。但对缓慢变化，例如由环境温度、探头机械微变、信号幅度及电路器件的飘移等引起的变化，整个闭环是自动跟踪平衡的，A点则无响应信号输出。由于自动平衡，只要探头的偏差在自动平衡的范围之内，探头就可以任意互换。由于积分时间常数较大，假如探头偏差也大，开机时将有一个较长时间的平衡过程。为了加快此平衡过程，采用大小两个时间常数的自动切换(附图2(6))一开机，积分器尚无补偿电压输出，A点不平衡电压幅度绝对值超过某给定的比较电压，积分时间常数小，使闭环很快向平衡过渡。A点电压绝对值迅速下降到比较电压以下，积分时间常数自动切换成大的值。综上所述，由于采用了方波为工作信号，在接收部分采用旋转电容滤波器、同步解调器，使自动平衡的实现十分简单。同时也实现了发射与接收的同步锁定，这样整个系统的稳定性、抗干扰性大为提高。原来不能达到的高灵敏度也可实现，并且成本低，加工工艺要求低。由于快速自动平衡及探头与仪器的可互换性。因此，使用与维修简单方便。本方案可扩展到其它类型探头的检测仪器上。参考文献〔1〕无锡江宁机械厂“清棉金属探除器说明书”。〔2〕陈佳圭“微弱信号检测”中央广播电视大学出版社。权利要求1.一种金属探测器由差动电感式探头(1)，发射与接收(2)，执行器(3)组成，其特征在于发射与接收均以方波为工作信号。2.根据权利要求1所述的金属探测器，其发射与接收由同一钟频脉冲同步锁定(4)，并且接收部分采用闭环自动平衡方式，其特征在于自动平衡的积分电路(6)采用了时间常数随不平衡幅度大小分两档自动切换。3.根据权利要求1所说的金属探测器，其接收部分特征在于方波信号的滤波放大采用了旋转电容滤波器(5)。专利摘要本技术用于金属物、导磁物的探测。完全抛弃正弦波工作信号方式，代之以方波及相应的处理电路——旋转电容滤波器、同步解调、斩波调制等。使得自动平衡的实现十分简单，并且有更高的稳定性和灵敏度。同时采用了时间常数的自动切换，实现快速自动平衡。文档编号G01N27/00GK2126421SQ9222322公开日1992年12月30日 申请日期1992年5月27日 优先权日1992年5月27日专利技术者夏敖敖, 刘霁, 谈增师 申请人:夏敖敖, 刘霁, 谈增师本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属探测器由差动电感式探头（１），发射与接收（２），执行器（３）组成，其特征在于发射与接收均以方波为工作信号。２、根据权利要求１所述的金属探测器，其发射与接收由同一钟频脉冲同步锁定（４），并且接收部分采用闭环自动平衡方式，其特征在于自动平衡的积分电路（６）采用了时间常数随不平衡幅度大小分两档自动切换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏敖敖，刘霁，谈增师，
申请(专利权)人：夏敖敖，刘霁，谈增师，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]