動く金属物体を検出する装置。スキーム、説明

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動く金属物体を検出する装置。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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動作の目的と原理

説明されたデバイスの動作原理は、磁場を生成するコイルの品質係数に対する、金属物体で発生する渦電流の影響に基づいています。

多くの場合に使用できます。

原材料または完成品の移動塊内の不要な金属物体を検出するため。
金属部品や検問所を通過する車両の数などを数えます。

概略図

装置の概略図を図に示します。 2.26 これは XNUMX つの主要な部分で構成されます。

発電機（VT1、VT2）;
その信号処理ノード (VT3、DA1);
電子リレー（VT4、VT5、K1）;
これはコイル L1 であり、コンデンサ C1 および C2 とともに発電機の発振回路を形成します。

トランジスタ VT2 は、安定した電流源とトランジスタ VT1 の動的負荷の機能を実行します。発生する振動の振幅は、ダイオード VD4、VD6 で整流された発電機出力電圧の一定成分を (積分回路 R5C1R1 とコイル L2 を介して) このトランジスタのゲートに印加することで安定します。

信号処理ユニットには以下が含まれます。

エミッタフォロワトランジスタVT3;
ダイオードVD3、VD4の電圧をXNUMX倍にするスキームに従って作られた整流器。
異なる時定数を持つ積分回路 R9C11R11C13 および R10C12R12C14 とオペアンプ DA1 上のコンパレータ。

米。 2.26 移動する金属物体を検出する装置の概略図 (クリックして拡大)

定常状態では、コンパレータの出力電圧はゼロで、トランジスタ VT4、VT5 が閉じ、リレー K1 はオフになります。電源投入の瞬間、トランジスタ VT1 のゲート電位はゼロであり、その急峻性は最大であり、発電機は自励式です。コンデンサ C6 が充電されると、発振振幅は徐々に減少し、数秒後には一定のレベルで安定します。ほぼ同時に、オペアンプ DA1 の出力がゼロ電圧に設定されます。

金属物体がコイル L1 に近づくと、L1C1C2 回路の損失が増加し、生成される発振の振幅がしばらくの間減少します (R4C6R5 回路要素のパラメータによって決定されます)。その結果、整流器の出力 (VD3、VD4) の電圧と、わずかな遅延を伴い、オペアンプ DA1 の反転入力の電圧が低下します。この時点ではもう一方の入力の電位が変化する時間がないため（R10C12R12C14 回路の時定数が大きいため）、コンパレータの出力電圧は急激に低下します。

同時に、トランジスタ VT4、VT5 が開き、リレー K1 が作動し、ベルトコンベアの停止を指令したり、警報を鳴らしたりします。図に示されている積分回路の要素の定格により、このデバイスは 0,5 m/s を超える速度で移動する物体を検出します。

調整

感度は同調抵抗器 R1 によって調整できます。積分回路の入力の電圧変動が遅い場合（金属物の移動速度が規定速度以下の場合）は、オペアンプDA1の入力に電位差が生じないため、コンパレータは動作しません。

デバイスは、L1 コイルの近くにある静止した金属物体には反応しません。

応用部品

コイル L1 は直径 320 mm の円形フレームの形で作られ、250 ターンのより線 (リッツ線) PEL 35 x 0,05 が含まれています。コイルインダクタンス42mH、DC抵抗32Ω。デバイスによって生成される振動の周波数は約 23,5 kHz です。

このデバイスでは、K553UD1A OU、KT315 (VT3)、KT349 (VT4)、KT608A (VT5) シリーズのトランジスタ、D220 (VD1-VD5) および D223 (VD6) シリーズのダイオード、RES9 リレー (パスポートRS4.524.202)。

著者：テネフL。

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