RU1340381C

RU1340381C - Metal detector

Info

Publication number: RU1340381C
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Мамонтов; В.Р. Андрианов; В.Ю. Данилов; Б.С. Чубаров
Original assignee: Мамонтов Юрий Михайлович; Андрианов Владимир Рубенович; Данилов Владимир Юрьевич; Чубаров Борис Сергеевич
Priority date: 1985-12-30
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1995-02-27

Abstract

FIELD: devices for detecting metallic objects. SUBSTANCE: device has two auxiliary assemblies of transceiving antennas horizontal axes of which are at an angle of 60-90 degrees relative to each other. If a pipeline (cable) is in parallel with horizontal axis of one of the assemblies of transceiving antennas a detection signal is formed by the other assembly of transceiving antennas. The device furthermore has a switching unit alternatively connecting the assemblies of transceiving antennas to measuring devices. EFFECT: enhanced reliability and enhanced efficiency in detecting metallic objects. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике обнаружения металлических предметов, например трубопроводов, кабелей. The invention relates to techniques for detecting metal objects, such as pipelines, cables.

Цель изобретения - повышение надежности выявления объектов и повышение производительности поисковых работ. The purpose of the invention is to increase the reliability of identifying objects and increasing the productivity of search operations.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - пространственная схема расположения блоков приемопередающих антенн. In FIG. 1 shows a block diagram of a device; figure 2 is a spatial arrangement of blocks of transceiver antennas.

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. The metal detector contains two blocks 1 and 2 of transceiver antennas, each of which consists of an exciting frame 3 and four receiving frames 4-7, a generator 8, first, second, third and fourth receivers 9-12, each of which contains a series-connected block 13 of balancing , a compensation unit 14, a selective amplifier 15 and a signal processing unit 16, an alarm unit 17 connected to the outputs of the receivers 9-12 through an OR circuit 18, and an electronic switch 19 containing three normally closed and three normally open channels, a direct generator 20 of angular signals and three amplifiers 21-23 connected to it, controlling channel switching. Moreover, through normally open channels, an excitation frame 3 of the first block 1 of transceiver antennas is connected to the generator 8 and selective amplifiers 15 of the first and second receivers 9 and 10 to compensation units 14 of these receivers, and through normally closed channels, an excitation frame 3 of the second block 2 of transceiver antennas is connected the generator 8 and the selective amplifiers 15 of the third and fourth receivers 11 and 12 to the compensation units 14 of these receivers.

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 α 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 60-90^о (угол β ).The differential inputs of the first receiver 9 are connected to the receiving frames 4 and 5 of the first block 1 of the transceiver antennas, the second receiver 10 is connected to the receiving frames 6 and 7 of the first block 1 of the transceiving antennas, the third receiver 11 is connected to the receiving frames 4 and 5 of the second block 2 of the transceiving antennas, the fourth receiver 12 with receiving frames 6 and 7 of the second block 2 of transceiver antennas. The reference inputs of the receivers 9-12 are connected to the generator 8. The first and second receiving frames 4 and 5, the third and fourth receiving frames 6 and 7 of each block 1 and 2 of the transceiver antennas are horizontally paired and symmetrical with respect to the exciting frame 3 at a distance α from it and connected in pairs with the exciting frame 3 using the first and second rods 24 and 25. The blocks 1 and 2 of the transceiver antennas are located symmetrically (see Fig. 2) so that the vertical axis of the exciting frame 3 are the same (can be parallel), and the horizontal axis of the blocks structure yayut an angle of ^about 60-90 (angle β).

Металлоискатель работает следующим образом. The metal detector operates as follows.

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. The switch 19 periodically connects to the generator 8 the excitation frames 3 of the blocks 1 and 2 of the transceiver antennas so that at any time only one of the excitation frames is connected to the generator 8. In the studied area, an alternating electromagnetic field of a certain frequency is created, which changes its direction depending on which of the exciting frames 3 is connected to the generator 8.

Периодичность коммутации определяется частотой генератора 20 прямоугольных сигналов, которая может быть, например, 0,01 f, где f - рабочая частота генератора 8. The switching frequency is determined by the frequency of the generator 20 rectangular signals, which can be, for example, 0.01 f, where f is the operating frequency of the generator 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. The first receiving channel is formed by the first and second receiving frames 4 and 5 of the first block 1 of the transceiver antennas and the first receiver 9, the second receiving channel is formed by the third 6 and fourth 7 receiving frames of the first block 1 of the transceiving antennas and the second receiver 10, the third receiving channel is formed by the first and second receiving frames 4 and 5 of the second unit 2 of the transceiver antennas and the third receiver 11, the fourth receiving channel is formed by the third and fourth receiving frames 6 and 7 of the second unit 2 of the transceiving antennas and the fourth receiver 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. Simultaneously with connecting the exciting frame 3 of the first block 1 of transceiver antennas to the generator 8, the switch 19 connects the outputs of the compensation blocks 14 of the first and second receivers 9 and 10 to the selective amplifiers 15 of these receivers, the outputs of the compensation blocks 14 of the third and fourth receivers 11 and 12 are disconnected from the selective amplifiers of these receivers, i.e. at this point in time, only the first and second reception channels work.

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. When connecting the exciting frame 3 of the second block 2 of transceiver antennas to the generator 8, the switch 19 connects the outputs of the compensation blocks 14 of the third and fourth receivers 11 and 12 to the selective amplifiers 15 of these receivers, the outputs of the compensation blocks 14 of the first and second receivers 9 and 10 are connected from the selective amplifiers of these receivers, i.e. at the moment of time, only the third and fourth reception channels work.

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. The first and second reception channels are configured so that in the absence of metal objects in the search area and connecting the exciting frame 3 of the first block of transceiver antennas to the generator 8, at the output of the compensation blocks 14 of the first and second receivers 9 and 10, the working frequency signal is close to zero due to the geometric and electrical compensation of the primary field signal.

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. The third and fourth reception channels are configured so that in the absence of metal objects in the search area and connecting the exciting frame 3 of the second block 2 of transceiver antennas to the generator 8, at the output of the compensation units 14 of the third and fourth receivers 11 and 12, the working frequency signal is close to zero.

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. In the presence of a metal object in the detection area, the secondary electrostatic field induces an EMF in the receiving frame, which depends on the distance of each frame to the metal object, and since this distance in each pair of receiving frames is different, an operating frequency signal appears at the output of the compensation unit 14, which, arriving through the selective amplifier 15 to the signal processing unit 16, generates a detection signal at its output, coming through the OR circuit 18 to the signaling unit 17, which generates sound and light signals angling.

Claims

A metal detector containing a block of transceiver antennas, including a drive frame rigidly connected to each other and two pairs of identical horizontal coaxial receive frames located symmetrically with respect to the drive frame, and the drive frame is located in a plane passing through the axis of the receive frames, a generator connected to the drive frame , two signal receivers, each of which includes a series-connected balancing unit, a compensation unit, the reference input of which is connected to the generator, from a selective amplifier and a signal processing unit, the signal differential inputs of the first and second receivers connected to the receiving frames of the first and second pairs, respectively, and the outputs of the receivers through an OR circuit connected to the signaling unit, characterized in that, in order to increase the reliability of object detection and search performance works, the second block of transceiver antennas is introduced into it, similar to the first and located symmetrically with respect to it so that the vertical axes of the exciting frames of both blocks either coincide or are parallel, and the horizontal axis form an angle of 60 - 90 ^o, similar to the first and second receivers third and fourth signal receivers, reference inputs compensation units are connected with the alternator, the signal differential inputs coupled to the receiving frames of the first and second pairs the second block of transceiver antennas, and the outputs are connected through an OR circuit with an alarm unit, an electronic switch containing three normally closed and three normally open channels, the generator is direct There are two specific frequencies of duty cycle signals and three amplifiers connected to it that control channel switching, and through normally open channels the exciting frame of the first block of transceiver antennas is connected to the generator and the selective amplifiers of the first and second receivers are connected to the compensation blocks of these receivers, and they are connected through normally closed channels the exciting frame of the second block of transceiver antennas to the generator and the selective amplifiers of the third and fourth receivers to the compensation blocks these receivers.