Um dispositivo para detectar objetos metálicos em movimento. Esquema, descrição

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Objetivo e princípio de operação

O princípio de operação do dispositivo descrito é baseado no efeito das correntes parasitas que surgem em um objeto de metal no fator de qualidade da bobina que cria um campo magnético.

Pode ser usado em muitos casos:

para detectar objetos de metal indesejados na massa em movimento de qualquer matéria-prima ou produto acabado;
para contar peças de metal ou o número de veículos que passam por um posto de controle, etc.

Diagrama esquemático

O diagrama esquemático do dispositivo é mostrado na fig. 2.26. É composto por quatro partes principais:

gerador (VT1, VT2);
sua unidade de processamento de sinal (VT3, DA1);
relé eletrônico (VT4, VT5, K1);
sensor, que é a bobina L1, que forma o circuito oscilatório do gerador com os capacitores C1 e C2.

O transistor VT2 executa as funções de fonte de corrente estável e carga dinâmica do transistor VT1. A amplitude das oscilações geradas é estabilizada aplicando na porta deste transistor (através do circuito integrador R4C6R5 e da bobina L1) a componente constante da tensão de saída do gerador retificada pelos diodos VD1, VD2.

A unidade de processamento de sinal contém:

transistor seguidor de emissor VT3;
retificador, feito de acordo com o esquema de dobrar a tensão nos diodos VD3, VD4;
integrando os circuitos R9C11R11C13 e R10C12R12C14 com diferentes constantes de tempo e um comparador no amplificador operacional DA1.

Arroz. 2.26. Diagrama esquemático de um dispositivo para detectar objetos de metal em movimento (clique para ampliar)

No estado estacionário, a tensão de saída do comparador é zero, os transistores VT4, VT5 estão fechados e o relé K1 está desenergizado. No momento da energização, o potencial de porta do transistor VT1 é zero, sua inclinação é máxima e o gerador é auto-excitado. À medida que o capacitor C6 é carregado, a amplitude de oscilação diminui gradativamente e após alguns segundos se estabiliza em um determinado nível. Ao mesmo tempo, a tensão zero é definida na saída do amplificador operacional DA1.

Quando um objeto de metal se aproxima da bobina L1, as perdas no circuito L1C1C2 aumentam e a amplitude das oscilações geradas diminui por algum tempo (determinado pelos parâmetros dos elementos do circuito R4C6R5). Como resultado, a tensão na saída do retificador (VD3, VD4) e com um pequeno atraso - e na entrada inversora do amplificador operacional DA1 diminui. Como o potencial de sua outra entrada não tem tempo para mudar neste momento (devido à maior constante de tempo do circuito R10C12R12C14), a tensão de saída do comparador cai abruptamente.

Ao mesmo tempo, os transistores VT4, VT5 abrem e o relé K1 é acionado, dando um comando para parar a correia transportadora ou ligar o alarme. Com as classificações dos elementos dos circuitos integradores indicadas no diagrama, o dispositivo detecta objetos que se movem a uma velocidade superior a 0,5 m/s.

Ajuste

A sensibilidade pode ser ajustada por um resistor sintonizado R1. Flutuações lentas de tensão nas entradas dos circuitos integradores (quando a velocidade de movimento dos objetos de metal é menor que a especificada) não causam diferença de potencial nas entradas do amplificador operacional DA1, portanto, o comparador não funciona.

O dispositivo não responde a objetos de metal estacionários nas proximidades da bobina L1.

Peças Aplicadas

A bobina L1 é feita na forma de uma moldura redonda com diâmetro de 320 mm e contém 250 voltas de fio enrolado trançado (fio litz) PEL 35 x 0,05. Indutância da bobina 42 mH, resistência CC 32 ohms. A frequência das oscilações geradas pelo dispositivo é de cerca de 23,5 kHz.

No dispositivo, você pode usar o K553UD1A OU, transistores das séries KT315 (VT3), KT349 (VT4), KT608A (VT5), diodos das séries D220 (VD1-VD5) e D223 (VD6), relé RES9 (passaporte RS4.524.202).

Autor: Tenev L.

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