162277. lajstromszámú szabadalom • Készülék fémtárgy, illetve fémanyag jelenlétének érzékelésére és jelzésére

3. 162277 4. érzékenységének fokozására és az ohmikus ellenállásváltozás következtében történő jelzésadásának megszüntetésére, előnyös kiviteli megoldás lényege, hogy az érzékeló'szerv gerjesztő tekercspárból és vele szoros csatolásban elrendezett érzékelő tekercspárból áll, a gerjesztő tekercspár tekercsei rezgéskeltő generátor kimenetére sorban, az érzékelő tekercspár tekercsei egymással sorban, és az egyik a gerjesztő tekercspár tekercseihez viszonyítva ellentétes irányban az erősítő fokozat bemenetére csatoltak. Az érzékelőszervet képező gerjesztő és érzékelő tekercspár egyik előnyös kiviteli alakja az, ha a tekercspárok közül bármelyik tekercspár egyik tekercse, vagy mindkét tekercse fémcső, célszerűen szétnyitható fémcső, amelyben a vele párhuzamosan elrendezett másik tekercspár tekercsének vezetéke van villamosan szigetelten elhelyezve. A másik előnyös kiviteli megoldása pedig az, ha a tekercspárok egymással párhuzamos elrendezésű tekercsek vezetékei közös fém- vagy villamosan szigetelt csőben, előnyösen nyitható csőben vannak egymástól villamosan szigetelten elrendezve. Érzékelőszervként egy vagy több gerjesztő és érzékelő tekercspár alkalmazható. A találmányunk tárgyát egyrészt az érzékelőszerv, másrészt pedig az érzékelt jelet továbbító és átalakító, valamint a jelzőfokozatot működtető jelző áramkör elrendezése képezi, amelyet részletesen a kapcsolási vázlat alapján ismertetünk. A hagyományos érzékelőszerv egy-egy tekercsből áll, amelyek a differenciál transzformátor osztott tekercseivel hidkapcsolásban vannak elrendezve. Kísérletünk folyamán arra a felismerésre jutottunk, hogy a tekercsek ohmikus ellenállásából származó káros befolyás hatása kompenzálható úgy, hogy az érzékelés az érzékelő tekercspár hatástérébert történő változásra jön csak létre. Ezt azzal értük el, hogy az érzékelőszerv tekercspárját nem hidkapcsolásba helyeztük és egy tekercspár helyett két tekercspárat alkalmaztunk. Az érzékelőszervet a 18 gerjesztő tekercspár tekercsei és a vele párhuzamosan elrendezett 1 érzékelő tekercspár tekercsei képezik. A 18 gerjesztő tekercspár tekercsei egymással sorban kapcsolva csatlakoznak a különálló rezgéskeltő 19 generátor kimenetére. A 18 gerjesztő tekercspár tekercseivel párhuzamosan elrendezett 1 érzékelő tekercspár tekercsei egymáshoz viszonyítva ellentétes irányban vannak sorbakapcsolva és a 3 erősítő fokozat bemenetére csatlakoznak. A 18 gerjesztő tekercspár és az 1 érzékelő tekercspár között szoros elektromos csatolás van. A 18 gerjesztő tekercspárat ezért célszerűen fémcsőből képezzük ki, és ebbe behúzzuk az 1 érzékelő tekercspárat. A két tekercspárat egymástól villamosan szigetelten választjuk el. A 3 erősítő fokozat transzformátorhoz csatlakozó kimenete a 4 jelátalakító fokozat bementére kapcsolódik. A 4 jelátalakító fokozat bemenetére kapcsolódik. A 4 jelátalakító fokozatban a bemenetre egymással párhuzamosan, de ellentétes polaritással elrendezett 5 és 6 diódák vannak kötve. Az 5 dióda egyrészt 7 kondenzátoron és vele párhuzamosan kapcsolt 16 ellenálláson keresztül testeit, másrészt pedg a kimeneten és 9 kondenzátoron át a 11 differenciál erősítő fokozat bementére csatlakozik. Az 5 diódával párhuzamosan kapcsolt 6 dióda egyrészt egymással párhuzamosan kapcsolt 8 kondenzátoron és 17 ellenálláson át testeit, másrészt a kimeneten és 10 kondenzátoron át pedig all differenciál erősítő fokozat másik bemenetére kapcsolt. Ali differenciál erősítő fokozat két 12 ellenállásához egy-egy kimeneten és egy-egy 13 kondenzátoron át az egyik és a másik 14 jelfogó fokozathoz csatlakozik. A 3 erősítő fokozat, 4 jelátalakító fokozat, 11 differenciál-erősítő fokozat és 14 jelfogó fokozatból álló jelző elrendezés hagyományos hidkapcsolású érzékelőszervhez is kapcsolható előnyösen, mert a körülményes kézi szabályozást teszi feleslegessé. Ebben az esetben azonban megmarad az érzékelő szervnek hidkapcsolásából származó már felsorolt hátrányok. Az érzékelőszervet úgy helyezzük el, hogy az ellenőrzendő szállított anyag az érzékelőszerv célszerűen mindkét tagjának hatásterén át haladjon. A tekercsek hatásterében mozgó fémtárgy vagy fémrészecske jelenlétét a készülék jelzi. Az , érzékelés történhet úgy is, hogy az ellenőrzendő anyag áll és az érzékelőszerv mozog, vagy esetleg mind a kettő mozog, de egymástól eltérő sebességgel. Az 1 érzékelő tekercspár tekercsei egymással ellentétesen vannak kapcsolva, úgy, hogy az egyes tekercsekben indukált g feszültségek egymást semlegesítik. Fémtárgy jelenléte esetén az egyik tekercsben megnő vagy lecsökken a feszültség, aminek következtében megszűnik a szimmetrikus feszültségindukálás, és a 3 erősítő- fokozatra jel jut, amelyet felerősítve a 4 jelátalakító fokozat bementére ad tovább. A 10 bejövő jelet az 5 és 6 diódák egyenirányítják és a velük sorba kapcsolt 7 és 8 kondenzátorokat a jel emplitudójának megfelelő nagyságú csúcsfeszültségen tartják. E csúcsfeszültségek az 5 és 6 diódák ellentétes polaritású kapcsolás révén ellenkező értékűek. A 7 kondenzátor és a 15 vele párhuzamosan kapcsolt 16 ellenállás, valamint a 8 kondenzátor és a vele párhuzamosan kapcsolt 17 ellenállás általalkotott egység időállandója olyan, hogy a rezgéskeltő 19 generátor kimenő frekvenciájára nézve nagy, míg az áthaladó fémtárgy mozgási sebessége okozta változáshoz viszonyítva 20 kicsi. Ennek következtében az alapfrekvenciát nem továbbítja, de annak amplitudónagyság-változásait rövid ideig tartó egyenáram újéiként adja továt J. A 7 és 8 kondenzátorok mozgó f mtárgy érzékelése nélküli esetben a környezet aszimmetriája és az 1 érzékelő tekercspár 25 tekercs paramétereinek eltérése következtében állandó értékű feszültségen vannak. Az érzékelendő fémtárgy az 1 érzékelő tekercspár hatásterében történő mozgásának megfelelően a 7 és 8 kondenzátorok feszültsége egymáshoz képest ellenkező polaritással változik. Ezt a változást all differenciál erősítő 30 fokozat tranzisztorai 9 és 10 kondenzátorokon át ellenkező polaritású feszültséggel kapják és ennek következtében a 12 ellenállásokon feszültség változás jön létre. E feszültség változás a 13 kondenzátorokon át a jelfogó fokozatban tranzisztorok útján megnövekedett (egyenirányító») áram a 35 jelfogót söntöli, s így az elenged és az érintkezői a feladatnak megfelelő működtetést, illetve jelzést kapcsolják. A kapcsoló relé nyugalmi áramkörrel vagy munkaárammal működtethető, vagy pedig helyettesíthető más, mozgó érintkező nélküli kapcsolóval is. A 11 differenciál-erősítő fokozatot 40 követően két 14 jelfogó fokozat van. Az érzékelés a kikompenzálatlan alapjeltől függően hol jelnövekedésben, hol pedig jelcsökkenésben jelentkezik, ez a változás all differenciál erősítő más-más munkaellenállásán ad olyan feszültséget, ami jelfogó fokozat működtetéséhez szükséges. 45 A 14 jelfogó fokozat bemenete és a 4 jelátalakító fokozat kimenete közé iktatott 15 Zener-dioda feladata a biztonsági kikapcsolás. Amennyiben a 8 kondenzátor fegyverzetén a megengedett szintnél nagyobb feszültség lép fel, akkor a 15 Zener-dioda nyit és jelzést ad ki. A jelzésadás csak a 60 zavarforrás megszüntetésével szűnik meg. Az érzékelőszervet képező tekercspárok vagy tekercsei bármelyike, ha fémcsőből készül, akkor a másik tekercspár tekercsének vezetéke e csőben nyer elhelyezést. Bármelyik tekercs előállítható szétnyitható csőből is. A tekercspárokat 55 sokszor célszerű úgy elrendezni, hogy két tekercspár vezetékei közös szigetelő, vagy fémcsőben, célszerűen nyitható kivitelű csőben legyenek elhelyezve. A csövek szétnyithatósága az összeépítést elősegíti, különösen ott, ahol a csatlakozások külön elkészítése és az elektromos érintkezés 60 biztosítása is nehézséget okozna. Az érzékelőszerv két tekercspárja elektromos szempontból a találmány szerint olyan szoros csatolásba kerül, amely egyben a geometriai viszonyok állandóságát is biztosítani tudja, például csőből készült gerjesztő tekercsbe húzott 65 érzékelő vezeték útján, vagy fordítva, csőből készült érzékelő tekercsbe húzott gerjesztő vezeték útján. A szoros csatolás további előnye a helyhez kötött berendezéseknél, hogy az érzékelendő fémtárgy mozgási sebességéhez viszonyított lassú környezeti változásokra érzéketlen. 70 A készülék kivitelezhető úgy is, hogy az érzékeló'szervnek több gerjesztő és érzékelő tekercspárja, illetve több érzékelőszerve van. Érzékeléskor ebben az esetben is az ellenőrzendő, illetve érzékelendő anyag vagy az érzékelőszerv mozog, vagy pedig mind az érzékelendő anyag, mind az érzékelőszerv 76 mozog.