Призначення і принцип дії
Принцип дії описуваного пристрою заснований на вплив вихрових струмів, виникають в металевому предметі, на добротність котушки, що створює магнітне поле.
Його можна використовувати в багатьох випадках:
- для виявлення небажаних металевих предметів в рухається масі якого-небудь сировини або готової продукції;
- для підрахунку металевих деталей або числа транспортних засобів, що прямують через контрольний пункт і т. д.
Принципова схема
Принципова схема пристрою зображена на рис. 2.26. Воно складається з чотирьох основних частин:
- генератора (VT1, VT2);
- вузла обробки його сигналу (VT3, DA1);
- електронного реле (VT4, VT5, К1);
- датчика, яким служить котушка L1, утворює з конденсаторами С1 і С2 коливальний контур генератора.
Транзистор VT2 виконує функції джерела стабільного струму і динамічної навантаження транзистора VT1. Амплітуда генерованих коливань стабілізується завдяки подачі на затвор цього транзистора (через інтегруючу ланцюг R4C6R5 і котушку L1) постійної складової випрямленої діодами VD1, VD2 вихідного напруги генератора.
Вузол обробки сигналу містить:
- емітерний повторювач на транзисторі VT3;
- випрямляч виконаний за схемою подвоєння напруги на діодах VD3, VD4;
- інтегруючі ланцюги R9C11R11C13 і R10C12R12C14 з різними постійними часу і компаратор на ОУ DA1.
Рис. 2.26. Принципова схема пристрою для виявлення рухомих металевих предметів
У сталому режимі вихідна напруга компаратора дорівнює нулю, транзистори VT4, VT5 закриті, а реле К1 знеструмлено. У момент включення живлення потенціал затвора транзистора VT1 дорівнює нулю, його крутість максимальна і генератор самовозбуждается. У міру зарядки конденсатора С6 амплітуда коливань плавно зменшується і через кілька секунд стабілізується на певному рівні. Приблизно до цього ж часу встановлюється нульове напруга на виході ОУ DA1.
При наближенні металевого предмета до котушки L1 втрати в контурі L1C1C2 зростають і амплітуда генерованих коливань на деякий час (визначається параметрами елементів ланцюга R4C6R5) падає. В результаті напруга на виході випрямляча (VD3, VD4), а з невеликою затримкою - і на інвертуючому вході ОП DA1 зменшується. Оскільки потенціал його іншого входу до цього часу не встигає змінитися (з-за більшої постійної часу ланцюга R10C12R12C14), вихідна напруга компаратора стрибком знижується.
При цьому відкриваються транзистори VT4, VT5, і реле К1 спрацьовує, подаючи команду на зупинку стрічки транспортера або включаючи сигналізацію. При зазначених на схемі номіналах елементів інтегруючих кіл пристрій виявляє предмети, які рухаються зі швидкістю понад 0,5 м/с.
Регулювання
Чутливість можна регулювати подстроенным резистором R1. Повільні коливання напруги на входах інтегруючих кіл (коли швидкість переміщення металевих предметів менше вказаної) не викликають появи різниці потенціалів на входах ОП DA1, тому компаратор не спрацьовує.
Не реагує пристрій і на нерухомі металеві предмети, що знаходяться поблизу від котушки L1.
Застосовані деталі
Котушка L1 виготовлена у вигляді круглої рамки діаметром 320 мм і містить 250 витків багатожильного обмотувального проводу (литцендрата) ПЕЛ 35 х 0,05. Індуктивність котушки 42 мГн, опір постійному струму 32 Ом. Частота генеруються пристроєм коливань - близько 23,5 кГц.
У пристрої можна застосувати ОУ К553УД1А, транзистори серій КТ315 (VT3), КТ349 (VT4), КТ608А (VT5), діоди серій Д220 (VD1-VD5) і Д223 (VD6), реле РЭС9 (паспорт РС4.524.202).
Автор: Тенев Л.