金属探测器

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木材厂锯木时,锯条遇到木材中的金属物(如排钉,弹片等)时,就会使锯条断裂,影响生产,甚至发生工伤事故。为防止这类事故发生,我院和闸北木材综合加工厂等几个单位制作了一台金属探测器,用来探测木材中的金属物?当被探测木材在传送带上以高于每秒1米的速度通过探测线圈时,如果木材中藏有2寸以上元钉,就能产生信号,使继电器动作,发出告警信号或控制电动机使传送带停下来。木材中有1\(\frac{1}{2}\)寸元钉时,除了在灵敏度最低的位置(线圈中央)以最不利的方式(与线圈垂直)通过线圈的场合外,也能被检测出来。线圈面积和灵敏度有关系,现在用的线圈是65厘米×65厘米的方线圈(当然圆的也可以),如果容许缩小线圈面积,灵敏度还可以提高。

图1
图1 🔍原图 (928×708)

探测器由探测线圈、振荡器、检波器、阴极输出器、继电器控制电路和电源等几部分组成。具体电路如图所示。

图2
图2 🔍原图 (1713×1097)

电子管G\(_{1}\)(6N7P)用来产生振荡,振荡电路为电容三点式电路。振荡线圈L(即探测线圈)为探测器的重要部件,在绝缘性能好的胶木板构成的线圈框架上,用4股22号漆包线分五层密绕200圈,每层40圈,宽度约10厘米。线圈绕好后用环氧树脂密封。振荡器的振荡频率为1千赫。当有金属物通过振荡线圈时,振荡线圈的交变磁场使金属物磁化(磁性金属)及产生涡流(磁性及非磁性金属),由此而产生损耗,将影响振荡器,使振荡幅度发生变化。

振荡器输出由半导体二极管D检波。当金属物通过线圈,振荡器输出幅度产生变化时,检波器负载R\(_{5}\)上的直流电压亦随之变化,产生一脉冲。它的基频不到1赫。此信号由G2、G\(_{3}\)(两个6J4P)和\(\frac{1}{2}\)G4(1;26N9P)组成的阻容耦合放大器放大。电位器W\(_{1}\)用以调节放大器输入端的信号。为了减少50赫以上的干扰输出,在G3的屏极负载上并联一0.2微法的电容C\(_{13}\)和在G4屏极负载上并联0.15微法的电容C\(_{17}\)。

放大器的输出为正脉冲,经过双T型滤波电路(50赫)加到阴极输出器(6N9P的另一三极管单元)的栅极上。电子管G\(_{6}\)(6H2P)作倍压整流,供给阴极输出器的偏压。

阴极输出器的输出直接耦合到闸流管G\(_{5}\)(ZQ1-O.1/1.3)的控制栅极上。没有信号时,闸流管的栅极电位由阴极输出器的偏压决定,偏压的大小可以用电位器W2调节。当输入正脉冲时,闸流管着火。闸流管导通后,继电器线圈中有电流通过,原来接至闸流管屏极的常闭接点断开,因为闸流管屏极负载电阻很大(300K),以致闸流管熄灭。此时由于常开接点闭合,继电器线圈中仍有电流,保持吸动。继电器的另一组接点用以控制告警电路及电动机电路。按钮开关K作复位用。R\(_{24}\)、R25和继电器线圈电流有关系,要根指具体继电器来决定。

电子管G\(_{7}\)(5Z3P)作全波整流。G8、G\(_{9}\)、G10和G\(_{11}\)组成稳压电路,供给300伏稳定的直流电压,G12供给稳定的150伏直流电压。

探测线圈与仪器之间,必须用金属隔离线连接。线圈与仪器都必须防震。线圈附近不得有大的金属物和运动的金属物。

使用时,先调节电位器W\(_{3}\),使直流电压表指示在300伏。电子管预热后,调节W2使木介质进入探测线圈时,闸流管不导通,继电器不作误动作。但为了提高灵敏度,在无信号时,闸流管栅极电位应接近着火电位。

如交流电源电压波动较大,应采用交流稳压器稳定之。(上海师范学院物理系)