專利名稱：金屬及火星探測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能對輸棉管道中所輸送的棉花或其它紡織纖維在輸送過程是否夾有金屬夾雜物、是否帶有火星進行探測和處理的裝置。
背景技術：
在紡織企業中，棉花或其它紡織纖維中若含有金屬夾雜物會造成機械設備的損壞，而在開松、除雜、吸棉等工序中旋轉機械的作用下又極易產生火星，它們將以一定的速度在管道中運動，從一機臺的出棉口送到另一機臺的棉箱內，致使棉花或其它紡織纖維在另一機臺棉箱內燃燒而引起火災，為防止機械設備的損壞，杜絕火災的發生，在輸棉管道上必須安裝金屬及火星探測裝置，該裝置能及時地檢測到金屬夾雜物及火星的存在，并能將帶有金屬夾雜物和帶有火星的棉花或其它紡織纖維排出。目前在輸棉管道上所用的金屬及火星探測裝置，由金屬探測器部件、火星探測器部件、控制箱和執行機構組成，金屬探測器部件、火星探測器部件和執行機構串接在輸棉管道上，所述金屬探測器部件由內筒和外筒組成，外筒為鋼質的，而內筒是用玻璃鋼制成的，在內筒的外表面沿其軸向安裝有三個線圈，其中中間一個線圈為發射線圈，產生交變磁場，位于其兩側的二個線圈為接收線圈，產生感應電勢，兩接收線圈之間采用差動連接，因此，當內筒中無金屬物通過時，兩接收線圈產生的感應電勢相互抵消，當內筒中有金屬物通過時，便產生一個差動電壓信號；輸棉管中的金屬探測器部件的控制電路則是將金屬探測器部件發出的差動電壓信號經電壓放大器放大后輸入三極管開關電路，再輸入繼電器，由繼電器來控制執行機構；所述火星探測器部件包括一個或二個火星探測器，火星探測器安裝在輸棉管道的管壁上，火星探測器的控制電路包括橋堆、穩壓板、濾波電路、紅外線傳感器、電壓放大器、模擬量控制電路和可控硅開關電路、電路板和繼電器，火星探測裝置的工作原理是火星探測器中的紅外線傳感器接收到火星信號后被轉換成電壓信號，經電壓放大器放大后輸給摸擬量控制電路，由此產生脈沖信號再傳給可控硅開關電路，然后通過控制箱中的線路板輸給繼電器線圈電路，最后由繼電器線圈線路來控制執行機構中的閥門，將帶火星的棉花或其它紡織纖維排入執行機構中滅火箱。
由于金屬探測器部件的內筒是由玻璃鋼制成的，其外園表面要設置三個用于安裝線圈的環形凹槽，確保中間用于安裝發射線圈的環形凹槽距其兩側用于安裝接收線圈的二個環形凹槽之間距離相等是很困難的，因此會導致兩組接收線圈產生的電壓信號不等，使該裝置不能正常工作；同時由于內筒的園度及園柱度都很差，致使發射線圈產生的交變磁場變形，接收線圈接收到電壓信號不純，從而會使該裝置產生誤動作；由于外筒是鋼質的，當外界有高頻電磁場或輻射場干擾時，致使金屬探測器部件存有抗震性能差，渦流損耗大，靈敏度低的缺點。
在金屬探測器部件的控制支電路中，金屬探測器部件發出的電壓信號是經繼電器直接來控制執行機構的，因而執行機構的動作時間與繼電器的動作時間是同時的，這樣不僅要嚴格控制金屬探測器與執行機構之間距離，使它們之間的距離盡可能地小，一般應控制在2m～3m之內；而在火星探測器部件控制的支電路中火星探測器中的紅外線傳感器接收到火星信號后發出的電壓信號是經電壓放大器放大輸入摸擬量控制電路再輸入可控硅開關電路，最后通過線路板輸給繼電器線圈電路，也是由繼電器線圈電路來控制執行機構的，因而執行機構的動作時間與繼電器的動作時間也是同步的，這樣火星探測器部件與執行機構之間的安裝距離同樣必須控制，使之盡可能地小，一般應控制在2～3米內，即使如此，也很難做到準確、及時、徹底地將棉花或其它紡織纖維中夾有的金屬夾雜物或火星排除掉，因為從原理上來看，執行機構的動作時間應晚于繼電器的動作時間，該時間差應由金屬探測器部件與執行機構以及火星探測器部件與執行機構之間的安裝距離大小，結合棉花或其它紡織纖維的輸送速度來確定，因而現行的金屬及火星探測裝置不可能完全清除棉花及其它紡織纖維中所含有的金屬夾雜物，也很難預防火災的發生。

發明內容本實用新型要解決的問題是提供一種輸棉管道上用金屬及火星探測裝置，對于金屬探測器而言，應解決如下幾方面的問題1)如何屏蔽外部高頻磁場、輻射場或電場對金屬探測器的干擾；2)內筒外表面兩接收線圈與發射線圈之間等距離的準確控制；3)如何減少交變磁場中磁力線的散失，減少渦流損耗，提高抗震性和靈敏度；
對該裝置的控制電中而言，應能根據金屬探測器部件與執行機構之間以及火星探測器部件與執行機構之間的安裝距離和棉花或其它紡織纖維在輸棉管中的輸送速度來確定執行機構的動作時間，從而能將由金屬探測器部件探出的帶有金屬夾雜物的棉花或其它紡織纖維排出，同時還能將由火星探測器查出帶有火星的棉花或其它紡織纖維準確地從輸棉管中由執行機構排入滅火箱，從而徹底杜絕因含有金屬雜夾物致使機械損壞、因火星所引起的火災。
本實用新型是通過如下技術方案來解決上述問題的本實用新型金屬及火星探測裝置，由金屬探測器部件、火星探測器部件、控制柜和執行機構組成，金屬探測器部件、火星探測器部件和執行機構串接在輸棉管道上，所述金屬探測器部件包括內筒、外筒、發射線圈、接收線圈及端蓋座，沿所述內筒的軸向在其外園周表面設有三個環形凹槽，所述發射線圈繞制在中間的環形凹槽內，而兩接收線圈繞制在另二個環形凹槽內，所述外筒套裝在內筒外，內筒和外筒均固定在兩端蓋座上，外筒與兩端蓋座之間由緊固件相連，內筒和外筒同軸，在內筒的外圓周表面還設有一環形凹段，所述繞制發射線圈和兩接收線圈的環形凹槽均設置在該環形凹段內，且繞制發射線圈的環形凹槽到其兩側的繞制接收線圈的兩環形凹槽之間距離相等，在所述環形凹段的外圓周表面均勻地纏繞有絕緣層，在絕緣層外設有由軟磁體材料制成的導磁層，在導磁層外表面還設有第二金屬屏蔽層，鋁質的外筒和端蓋座構成第一金屬屏蔽層；所述火星探測器部件包括一個或一個以上火星探測器，火星探測器安裝在輸棉管道的管壁上，當火星探測器的數目達一個以上時，各火星探測器則等份地安裝在輸棉管道的管壁上，在該裝置的控制電路中含有光電耦合器和可編程控制器即PLC，在金屬探測器控制的支電路中括電壓放大器、三極管開關電路和繼電器，同時還設有PLC，金屬探測器部件產生的微弱電壓信號經電壓放大器多次放大后通過三極管開關電路，再輸給繼電器，繼電器與控制箱中的PLC相連，最后由PLC來控制執行機構的動作時間；在火星探測器控制的支電路中含有電壓放大器、光電耦合器和PLC，光電耦合器和PLC的連接關系為火星探測器接收到火星信號后便發出電壓信號，此電壓信號經放大后輸給光電耦合器，光電耦合器產生的0或1數字量信號再輸給PLC，最后由PLC來控制執行機構的動作時間。
對本實用新型的進一步改進，在火星探測器的控制支電路中光電耦合器與PLC之間的連接關系為火星探測器發出的電壓信號經放大器放大后輸給光電耦合器上的1號接線腳碼，光電耦合器上的3號和4號接線腳碼分別與PLC上的X0和COM接線腳步碼相連接，2號和4號腳碼同時接地，PLC上的L和N接線腳碼與AC220V單相交流電源相連接，Y0接線腳碼與執行機構的一端相接，執行機構的另一端和PLC上的COMO接線腳碼也與AC220V單相交流電源相連接，+24V和COM接線腳碼與橋堆Z1相連接；在金屬探測器部件控制的支電路中繼電器與PLC之間的連接關系為繼電器上的1號接線腳碼與PLC上的X0、X1、X2……中任一接線腳碼相連，而2號接線腳碼則PLC上的COM接線腳碼相連即可。
作為對本實用新型的進一步改進，所述的光電耦合器的規格為PC817，所述PLC的規格為FXOS-14MR。
由于在本裝置的金屬探測器部件的內筒的外園周設有一環形凹段，在發射線圈和接收線圈外表面設有由軟磁體材料制成的導磁層，它能聚集交變磁場中的磁力線，減少渦流損失，同時在導磁層外又設有由銅皮制成的第二金屬屏蔽層，外筒又采用金屬鋁制成，鋁質的外筒和兩端蓋構成第一金屬屏蔽層，這樣經兩層由不同金屬制成的金屬屏蔽層，使得金屬探測器的抗干擾能力得到了提高，因為原鐵質外筒只能屏蔽電場，不能屏蔽高頻磁場，改用鋁質外筒后可以屏蔽外部的電場、高頻磁場和輻射場對金屬探測器的干擾；用銅皮作為第二金屬屏蔽層，可以屏蔽不同頻率段的高頻電磁場和輻射場，由于內筒由工程塑料制作，可以準確地在其外表用車床車制出所述環形凹段及其中的三個用于安裝線圈的環形凹槽，從而能精確控制發射線圈到其兩側的接收線圈之間距離的等值性，同時可從根本上提高內筒的內孔和外圓的園度和園柱度，從而進一步提高金屬探測器部件的抗干擾能力；由于在該裝置的控制電路中設有光電耦合器和PLC，人們可以根據金屬探測器部件與執行機構以及火星探測器和執行機構之間的安裝距離、棉花或其它紡織纖維在輸棉管道中的輸送速度來確定執行機構應該在什么時間動作，即執行機構的動作時間可由PLC根據人們預先設定的要求來控制，因而無論金屬探測器部件、火星探測器部件與執行機構之間安裝距離是大還是小，執行機構都能將流過火星探測器裝置的棉花或其它紡織纖維中所帶有金屬夾雜物及火星的部份準確、及時地排除，不僅可以徹底清除輸棉管道中所帶有的金屬夾雜物和帶有火星的棉流，而且可以取消原裝置中有關金屬探測器部件、火星探測器部件與執行機構之間安裝距離的限制。


圖1為本實用新型金屬及火星探測裝置在輸棉管道中的安裝示意圖圖2為本實用新型中金屬探測器的結構示意圖
圖3為金屬探測器部件中所述內筒的結構示意圖圖4為本實用新型的電路功能框圖圖5為金屬及火星探測裝置的控制電路原理示意圖具體實施方式
以下結合附圖介紹本實用新型的最佳實施例本實用新型金屬及火星探測裝置，由金屬探測器部件10、火星探測器部件40、控制箱20和執行機構30組成，金屬探測器部件10、火星探測器部件40和執行機構30串接在輸棉管道上，執行機構30包括閥門和滅火箱，控制箱內裝有可編程控制器PLC，用來連接金屬探測器部件10和火星探測器部件40發出的有關信號，并以此來控制執行機構30，所述金屬探測器部件10包括由工程塑料制成的內筒9、鋁質的外筒3、發射線圈7、接收線圈4、8及兩鋁質的端蓋座1，在內筒9外圓周表面設有個環形凹段91，沿內筒9的軸向在內筒9的外圓周表面設有的環形凹段91處設有三個環形凹槽92、93、94，環形凹槽93位于環形凹槽92、94中間，所述發射線圈7繞制在環形凹槽93內，二個接收線圈4、8分別繞制在環形凹槽92和94內，在環形凹段91的外圓表面均勻地繞纏有一層絕緣膠布，在絕緣膠布層外再均勻地繞纏一層雙面膠，然后再將大小均勻的鎳鋅鐵氧體長方形塊均勻地相互粘接起來，使環形凹段91的外圓表面形成所述的導磁層5，在導磁層5的外表面再包一層銅皮6，即所述的第二金屬屏蔽層，鋁質的外筒3套裝在內筒9的外面，且外筒3和內筒9均安裝在鋁質的端蓋座1上，內筒9靠其上定位外圓安裝在兩端蓋座1上的對應孔中，而外筒3則由鋁質螺釘與兩端蓋座連接，確保外筒3和內筒9同軸，鋁質的外筒3和兩端蓋座1構成所述的第一金屬屏蔽層。
上述金屬探測器控制的支電路包括五級電壓放大器、三極管開關電路、繼電器和PLC，由金屬探測器部件10產生的微弱電壓信號經五級電壓放大器放大后，通過三極管開關電路再輸入繼電器，繼電器上的1號接線腳碼與PLC上的X2相連，2號接線腳碼與PLC上的COM相連，由PLC來控制執行機構30的動作時間；在火星探測器部件中包括二個火星探測器，在其控制的支電路中包括紅外線傳感器、四級放大器、光電藕合器和PLC，所述光電藕合器和PLC之間的連接關系為火星探測器接收到火星信號后發出的電壓信號經放大器放大輸入光電藕合器上的1號接線腳碼，光電藕合器上的3號和4號接線腳碼分別與PLC上的X0和COM接線腳碼相連接，2號和4號接線腳碼同時接地，PLC上的L、N接線腳碼與AC220V單相交流電源相連；另一火星探測器部件中光電藕合器上的3號接線腳碼與PLC上的X1接線腳碼相連接，其它接線腳碼的連接關系均與第一個火星探測器上的光電藕合與PLC的連接關系相對應。
在所述金屬及火星探測裝置的控制電路中，光電藕合器的規格為PC817，PLC的規格為FX0S-14MR，所述金屬探測器部件10中的導磁層5的材質為鎳鋅鐵氧體。
權利要求1.一種金屬及火星探測裝置，由金屬探測器部件(10)、火星探測器部件(40)、控制箱(20)和執行機構(30)組成，金屬探測器部件(10)、火星探測器部件(40)和執行機構(30)串接在輸棉管道上，所述金屬探測器部件(10)包括內筒(9)、外筒(3)、發射線圈(7)、接收線圈(4、8)及端蓋座(1)，沿所述內筒(9)的軸向方向在其外圓表面設有三個環形凹槽(92、93、94)，所述發射線圈(7)安裝在中間的環形凹槽(93)內，而二個接收線圈(4、8)則安裝在另二個相應的環形凹槽(92、94)內；所述外筒(3)套裝在內筒(9)外，內筒(9)和外筒(3)均固定在兩端蓋座(1)上，外筒(3)與二端蓋座(1)之間由緊固件(2)相連；所述火星探測器部件(40)包括一個或一個以上火星探測器，火星探測器安裝在輸棉管道的管壁上，當火星探測器數為二個或二個以上時，各火星探測器則等份地安裝地輸棉管道的管壁上，其特征在于在所述金屬探測器部件(10)中，在內筒(9)的外圓表面還設有一環形凹段(91)，所述的三個環形凹槽(93、92、94)均設在該環形凹段(91)內，在該環形凹段(91)的外圓周上均勻地纏繞有絕緣層，在絕緣層外粘有由軟磁體材料制成的導磁層(5)，導磁層(5)外設有第二金屬屏蔽層(6)，所述端蓋座(1)和外筒(3)的材質同為金屬鋁；在所述金屬及火星探測裝置的控制電路中含有光電藕合器和可編程控制器即PLC，它們在電路中的連接關系如下在金屬探測器部件(10)的控制支電路中，金屬探測器部件(10)接收到金屬信號后便發出電壓信號，此信號經多級電壓放大器放大后通過三極管開關電路再輸入繼電器，繼電器與PLC相連，由PLC來控制執行機構(30)；而在火星探測器部件的控制支電路中，火星探測器接收到火星信號后便發出電壓信號，此電壓信號經放大后輸給光電藕合器，光電藕合器產生0或1數字量信號再傳給PLC，最后由PLC來控制執行機構的動作時間。
2.根據權利要求1所述金屬及火星探測裝置，其特征在于所述金屬探測器部件(10)中的導磁層(5)外設有的第二金屬屏蔽層(6)是銅皮；所述連接外筒(3)與端蓋座(1)的緊固件(2)的材質為鋁質、不銹鋼、工程塑料中的任一種；所述內筒(9)的材質為工程塑料，所述導磁層(5)的材質為鐵氧體；在火星探測器部件的控制支電路中，所述光電藕合器和PLC之間的連接關系為火星探測器接收到火星信號后發出的電壓信號經放大器放大輸入光電藕合器上的1號接線腳碼，光電藕合器上的3號和4號接線腳碼分別與PLC上的X0和COM接線腳碼相連接，2號和4號接線腳碼同時接地，PLC上的L、N接線腳碼與AC220V單相交流電源相連接，Y0接線腳碼與執行機構一端相接，執行機構的另一端及PLC的COM接線腳碼與AC220V單相交流電源相連，PLC上的+24V及COM接線腳碼與橋堆Z1相連接；若火星探測器部件中有二個或二個以上火星探測器，則其它火星探測器上的光電藕合器與PLC的連接關系均與第一個火星探測器上的光電藕合器與PLC的連接關系相對應；在金屬探測器部件(10)的控制電路中，繼電器與PLC之間的連接關系為金屬探測器接收到金屬信號后發出的電壓信號經放大器放大后通過三極管開關電路再輸給繼電器，繼電器上1號接線腳碼與PLC上的X0、X1、X3……中任一接線腳碼相連接，2號接線腳碼與PLC上的COM接線腳碼接即可。
3.根據權利要求1或2所述金屬及火星探測裝置，其特征在于所述控制電路中光電藕合器的規格為PC817，可編程控制器的規格為FX0S-14MR，所述火星探測部件中設有二個火星探測器，所述金屬探測器部件(10)中的導磁層(5)的材質為鎳鋅鐵氧體。
專利摘要本實用新型公開了一種金屬及火星探測裝置,在內筒的外表面設有一環形凹段,在該凹段外設有絕緣層,絕緣層外設有導磁層,導磁層外還設有第二金屬屏蔽層,在控制電路中含有光電耦合器和PLC,金屬探測器部件發出電壓信號經放大后通過三極管開關電路再輸入繼電器,繼電器與PLC相連;而火星探測器發出電壓信號經放大后輸給光電耦合器,再傳給PLC,最后由PLC來控制執行機構;由于在金屬探測器部件中增設了導磁層,它能更好聚集交變磁場中的磁力線,減少渦流損失,采用二層屏蔽層,抗干擾能力強;控制電路中采用光電耦合器和可編程控制器,執行機構的動作可得到準確控制,因而可準確及時地將金屬夾雜物和火星清除掉。
文檔編號G01N21/35GK2515673SQ01266508
公開日2002年10月9日 申請日期2001年11月12日 優先權日2001年11月12日
發明者高志勤, 張萍, 朱中華 申請人:江蘇省金壇市紡織機械總廠