Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2115143
МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ

Имя заявителя: Лепинь Леонард Эдуардович
Имя изобретателя: Лепинь Леонард Эдуардович
Имя патентообладателя: Лепинь Леонард Эдуардович
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1997.04.02

Использование: в области обнаружения токопроводящих и ферромагнитных предметов с помощью индукционных катушек, создающих переменное магнитное поле, для упрощения схемы обработки информации и обеспечения эффективной безынерционной индикации, не ограниченной пределами шкалы прибора, удобства регулировки чувствительности в широких пределах и возможности работы в темноте под водой.

Сущность изобретения:металлоискатель содержит опорный и перестраиваемый генераторы, смеситель и устройство индикации, последнее выполнено в виде цепочки из n светодиодов, расположенных в форме кольца или линии, создающих эффект "бегущего огонька", и дополнительно содержит счетчик-дешифратор с n выходами, к которым присоединены светодиоды, элемент задержки, делитель на n, триггер и элемент запрета света, при этом выход перестраиваемого генератора дополнительно соединен со счетными входами C счетчика-дешифратора и делителя на n, выход смесителя соединен с входом элемента задержки и входом установки S триггера, выход элемента задержки соединен с входом сброса R делителя на n, выход которого соединен с входом сброса R триггера, прямой выход Q которого соединен с входом сброса R счетчика-дешифратора и с входом элемента запрета света, выход которого соединен с общим проводом светодиодов, а инверсный выход триггера соединен с входом запрета счета ЕС счетчика-дешифратора.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области обнаружения токопроводящих и ферромагнитных предметов с помощью индукционных катушек, создающих переменное магнитное поле.

Известен металлоискатель, содержащий перестраиваемый и опорный генераторы, последовательно соединенные коммутатор, первый счетчик импульсов и первый запоминающий блок, элемент коррекции, цифроаналоговый преобразователь, индикатор, второй запоминающий блок, выход которого соединен с управляющим входом элемента коррекции, и второй счетчик импульсов, вход которого подключен к выходу опорного генератора, а выход соединен с управляющими входами первого запоминающего блока и коммутатора, вход которого подключен к перестраиваемому генератору. Для повышения производительности измерений за счет автоматизации процесса коррекции показаний индикатора металлоискатель снабжен дешифратором и третьим счетчиком импульсов.

Известны и и другие металлоискатели, содержащие опорный и перестраиваемый генераторы, схемы сравнения частоты, стрелочные и звуковые индикаторы - головные телефоны.

Общая структурная схема указанных аналогов приведена ниже. Повышение чувствительности в них достигается за счет сравнения опорной частоты с высшими гармониками частоты автогенератора.

Недостатками известных металлоискателей являются: ограничение чувствительности, обусловленное восприятием сигналов на слух; неудобство для аквалангистов при работе под водой; нежелательное привлечение внимания людей звуком; неудобство при работе с наушниками из-за множества проводов.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является металлоискатель (авт.св. N 1327033, 1987 - прототип).

Металлоискатель содержит опорный и перестраиваемый генераторы, схему управления и индикатор. Для повышения производительности и упрощения в металлоискатель введены последовательно соединенные коммутатор, первый счетчик импульсов, первое запоминающее устройство, схема коррекции и цифроаналоговый преобразователь, второй счетчик импульсов, и второе запоминающее устройство. Выход цифроаналогового преобразователя соединен со стрелочным индикатором.

При появлении в зоне действия металлоискателя токопроводящего предмета происходит изменение частоты перестраиваемого генератора, что в результате многократных преобразований, запоминаний и коррекции приводит к появлению соответствующей цифровой информации, поступающей в цифроаналоговый преобразователь, и далее - к отклонению стрелки индикатора.

Недостатком данного известного технического решения является сложность преобразований, необходимость периодической кнопочной коррекции, а и инерционность стрелочного индикатора.

Задачей изобретения являетсяупрощение схемы обработки информации, обеспечение эффективной безинерционной индикации, не ограниченной пределами шкалы прибора, удобство регулировки чувствительности в широких пределах, возможность работы в темноте под водой.

Указанная задача достигается тем, что в металлоискателе, содержащем опорный и перестраиваемый генераторы, смеситель и устройство индикации, последнее выполнено в виде цепочки из n светодиодов, расположенных в форме кольца или линии, создающих эффект "бегущего огонька", и дополнительно содержит счетчик-дешифратор с n выходами, к которым присоединены светодиоды, элемент задержки, делитель на n, триггер и элемент запрета света, при этом выход перестраиваемого генератора дополнительно соединен с счетными входами C счетчика-дешифратора и делителя на n, выход смесителя соединен со входом элемента задержки и входом установки S триггера, выход элемента задержки соединен со входом сброса R делителя на n, выход которого соединен со входом сброса R триггера, прямой выход Q которого соединен со входом сброса R счетчика-дешифратора и со входом элемента запрета света, выход которого соединен с общим проводом светодиодов, а инверсный выход триггера соединен со входом запрета счета EC счетчика-дешифратора.

В целом за счет совокупности отличительных признаков достигается создание металлоискателя, позволяющего упростить схему обработки информации, обеспечить эффективную безынерционную индикацию, не ограниченную пределами шкалы прибора, удобную регулировку чувствительности в широких пределах, удобство работы в темноте под водой. При этом величина перемещения "бегущего огонька" (угол, количество оборотов и т.д.) пропорциональна изменению частоты автогенератора и позволяет наглядно судить о расстоянии до предмета поиска, а и о его размерах, а направление перемещения ввиду противоположной частотной реакции на цветные (вихретоковая) и черные (магнитная) металлы позволяет различать черные и цветные металлы.

Сочетание звуковой индикации с предлагаемой световой позволяет более оперативно и быстро производить поиск токопроводящих и ферромагнитных предметов.

Более подробно предлагаемое техническое решение рассматривается на блок-схеме фиг. 1 и принципиальной электрической схеме фиг. 2.

Блок-схема металлоискателя, изображенная на фиг. 1, состоит из следующих элементов: 1 - перестраиваемый автогенератор с поисковой катушкой, 2 - генератор опорной частоты, 3 - смеситель, 4 - элемент задержки, 5 - делитель на n, 6 - триггер, 7 - счетчик-дешифратор на n выходов, 8 - элемент запрета света (выключение светодиодов).

Металлоискатель работает следующим образом (см. блок-схему на фиг. 1).

При отсутствии металлического предмета поиска в магнитном поле катушки перестраиваемого автогенератора 1 частота последнего постоянна, и на выходе смесителя 3 присутствует постоянное значение разности частот (или их гармоник). В промежутке между импульсами разностной частоты триггер 6 под действием более частых импульсов с выхода делителя 5 находится в состоянии сброса R, счетчик-дешифратор 7 - в состоянии запрета счета EC, элемент запрета света 8 открыт, при этом включен какой-либо один из светодиодов. При поступлении с выхода смесителя 3 очередного импульса разностной частоты триггер 6 перебрасывается в состояние установки S, при этом по цепи сброса R, счетчика-дешифратора 7 происходит его сброс на "0", по цепи EC - включение разрешения счета, а элемент 8 отключает светодиоды. Одновременно запускается элемент задержки 4 с постоянным временем задержки, превышающим период следования выходных импульсов делителя 5, то есть превышающим максимальное время переключения диодов счетчика-дешифратора 7, после чего элемент задержи 4 выдает импульс сброса на "0" делителя 5, осуществляя таким образом временную привязку начала отсчета к началу каждого периода разностной частоты. Пока разностная частота постоянна, каждый ее импульс по времени совпадает с каким-либо одним и тем же импульсом в последовательности из n импульсов счета счетчика-дешифратора, который производит от момента сброса на "0" до прихода импульса запрета счета одно и то же количество переключений выходов, что каждый раз приводит к включению одного и того же светодиода, то есть при этом "огонек" в цепи неподвижен. При приближении катушки автогенератора 1 к металлическому предмету его частота и, следовательно, период следования импульсов разностной частоты изменяются, что приводит к сдвигу во времени момента их попадания в интервал из n импульсов счета, в результате чего количество переключений счетчика 7 от сброса до остановки изменяется, и соответственно поочередно включаются соседние светодиоды, создавая эффект "бегущего огонька".

Принципиальная электрическая схема металлоискателя показана на фиг. 2. В ней перестраиваемый автогенератор реализован на микросхеме DD1, конденсаторах C1 и C2 и резисторах R1 и R2. В качестве индуктивности контура служит поисковая катушка L1. Опорный генератор выполнен на микросхеме DD2, кварцевом резонаторе ZQ1 и резисторе R3. Смеситель выполнен на D-триггере DD4.1, элемент задержки - на транзисторе VT1 и элементах DD3.2, R5, R6, R12, C4 и C7; делитель на n - на микросхеме DD5, триггер управления - на микросхеме DD4.2, DD6 - счетчик-дешифратор. На транзисторе VT2 и резисторах R7 и R8 выполнен элемент запрета света, на элементах DD3.1, C3, R4 - формирователь коротких импульсов сброса для микросхем DD4 и DD6. К выходам счетчика-дешифратора DD6 подключена цепочка индикаторных светодиодов VD1 ... VD10. Кроме того, сохранена звуковая индикация в виде пьезоэлектрического звукового преобразователя, подключенного к выходам смесителя через буферные элементы DD3.3 и DD3.4.

Предлагаемое техническое решение полностью решает задачу, стоящую перед изобретением.

На настоящее время техническое решение, характеризующееся совокупностью заявляемых отличительных признаков, не известно в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия "новизна".

Предлагаемое техническое решение является оригинальным, существенно упрощая и улучшая известные технические решения, оптимизирует конструкцию, не вытекает очевидным образом из существующего уровня техники и отвечает требованиям критерия "изобретательский уровень".

В настоящее время изготовлено и испытано несколько макетов и готовится запуск изделий в производство.

Предлагаемое устройство - металлоискатель - может быть реализовано промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий, материалов и комплектующих и отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Металлоискатель, содержащий опорный и перестраиваемый генераторы, смеситель и устройство индикации, отличающийся тем, что устройство индикации выполнено в виде цепочки из n светодиодов, расположенных в форме кольца или линии, создающих эффект "бегущего огонька", и дополнительно содержит счетчик-дешифратор с n выходами, к которым присоединены светодиоды, элемент задержки, делитель на n, триггер и элемент запрета света, при этом выход перестраиваемого генератора дополнительно соединен со счетными входами с счетчика-дешифратора и делителя на n, выход смесителя соединен с входом элемента задержки и входом установки S триггера, выход элемента задержки соединен с входом сброса R делителя на n, выход которого соединен с входом сброса R триггера, прямой выход Q которого соединен с входом сброса R счетчика-дешифратора и с входом элемента запрета света, выход которого соединен с общим проводом светодиодов, а инверсный выход триггера соединен с входом запрета счета ЕС счетчика-дешифратора.

Версия для печати
Дата публикации 12.11.2006гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов