Dispositif de détection d'objets métalliques en mouvement. Schéma, description

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Dispositif de détection d'objets métalliques en mouvement. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / détecteurs de métaux

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Objectif et principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement du dispositif décrit repose sur l'influence des courants de Foucault apparaissant dans un objet métallique sur le facteur de qualité de la bobine qui crée le champ magnétique.

Il peut être utilisé dans de nombreux cas :

identifier les objets métalliques indésirables dans la masse en mouvement de toute matière première ou produit fini ;
compter des pièces métalliques ou le nombre de véhicules passant à un poste de contrôle, etc.

Diagramme schématique

Le schéma de principe de l'appareil est présenté sur la Fig. 2.26. Il se compose de quatre parties principales :

générateur (VT1, VT2);
son unité de traitement de signal (VT3, DA1) ;
relais électronique (VT4, VT5, K1);
capteur, qui est la bobine L1, qui forme le circuit oscillatoire du générateur avec les condensateurs C1 et C2.

Le transistor VT2 remplit les fonctions d'une source de courant stable et d'une charge dynamique du transistor VT1. L'amplitude des oscillations générées est stabilisée en alimentant la grille de ce transistor (via le circuit intégrateur R4C6R5 et la bobine L1) avec une composante constante de la tension de sortie du générateur redressée par les diodes VD1, VD2.

L'unité de traitement du signal contient :

transistor émetteur-suiveur VT3;
redresseur, réalisé selon le schéma de doublement de la tension sur les diodes VD3, VD4;
circuits intégrateurs R9C11R11C13 et R10C12R12C14 avec différentes constantes de temps et un comparateur sur ampli-op DA1.

Riz. 2.26. Schéma de principe d'un dispositif de détection d'objets métalliques en mouvement (cliquez pour agrandir)

En régime permanent, la tension de sortie du comparateur est nulle, les transistors VT4, VT5 sont fermés et le relais K1 est hors tension. Au moment de la mise sous tension, le potentiel de grille du transistor VT1 est nul, sa pente est maximale et le générateur est auto-excité. Au fur et à mesure que le condensateur C6 se charge, l'amplitude d'oscillation diminue progressivement et après quelques secondes se stabilise à un certain niveau. À peu près au même moment, une tension nulle est établie à la sortie de l'ampli-op DA1.

Lorsqu'un objet métallique s'approche de la bobine L1, les pertes dans le circuit L1C1C2 augmentent et l'amplitude des oscillations générées diminue pendant un certain temps (déterminé par les paramètres des éléments du circuit R4C6R5). En conséquence, la tension à la sortie du redresseur (VD3, VD4) et, avec un court délai, à l'entrée inverseuse de l'ampli-op DA1 diminue. Étant donné que le potentiel de son autre entrée n'a pas le temps de changer à ce moment-là (en raison de la constante de temps plus grande du circuit R10C12R12C14), la tension de sortie du comparateur diminue brusquement.

Dans ce cas, les transistors VT4, VT5 s'ouvrent et le relais K1 est activé, donnant l'ordre d'arrêter le tapis roulant ou d'activer l'alarme. Avec les valeurs des éléments des circuits intégrateurs indiquées dans le schéma, l'appareil détecte les objets se déplaçant à une vitesse supérieure à 0,5 m/s.

Ajustement

La sensibilité peut être ajustée en ajustant la résistance R1. Les fluctuations lentes de tension aux entrées des circuits intégrateurs (lorsque la vitesse de déplacement des objets métalliques est inférieure à celle spécifiée) ne provoquent pas l'apparition de différence de potentiel aux entrées de l'ampli-op DA1, le comparateur ne fonctionne donc pas.

L'appareil ne répond pas aux objets métalliques fixes situés à proximité de la bobine L1.

Pièces appliquées

La bobine L1 se présente sous la forme d'un cadre rond d'un diamètre de 320 mm et contient 250 tours de fil de bobinage toronné (fil de Litz) PEL 35 x 0,05. Inductance de bobine 42 mH, résistance CC 32 ohms. La fréquence des oscillations générées par l'appareil est d'environ 23,5 kHz.

Dans l'appareil, vous pouvez utiliser l'UO K553UD1A, les transistors des séries KT315 (VT3), KT349 (VT4), KT608A (VT5), les diodes des séries D220 (VD1-VD5) et D223 (VD6), le relais RES9 (passeport RS4.524.202).

Auteur : Tenev L.

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