JTY-4型金屬探測儀的改進

胡開利 韓 明 吉松毅 王 波

(河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司安陽卷煙廠1，河南 安陽 455004;云南中煙昆船瑞升科技有限公司2，云南 昆明 650106)

0 引言

切絲機是卷煙企業(yè)制絲生產(chǎn)線的重要設(shè)備，切絲質(zhì)量的好壞將直接影響卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量［1］。由于煙葉在來料或加工過程中經(jīng)?；烊虢饘匐s物，為保證切絲機的完好性，需要在切絲機前安裝金屬探測系統(tǒng)。但若金屬探測系統(tǒng)不能有效地工作，混有金屬物的來料煙葉容易漏檢進入切絲機，從而造成切絲機進刀系統(tǒng)、刀片或刀門等部件的損壞，影響正常生產(chǎn)和零備件的消耗［2-3］。由此可見，金屬探測儀質(zhì)量的好壞將影響切絲工序的連續(xù)生產(chǎn)。金屬探測器技術(shù)經(jīng)歷了從最初的信號模擬技術(shù)到連續(xù)波技術(shù)，再到數(shù)字脈沖技術(shù)［4-5］的發(fā)展過程。目前，大多數(shù)金屬探測儀基于振蕩器原理，使用數(shù)字脈沖感應(yīng)設(shè)計而成［6］。

1 工作原理

安陽卷煙廠目前使用的JTY-4型金屬探測儀采用數(shù)字脈沖技術(shù)，由電子線路和自動剔除裝置構(gòu)成。其工作原理是:先由晶體振蕩器產(chǎn)生高頻信號，經(jīng)分頻、選頻、推動、功率放大后產(chǎn)生功率信號并發(fā)送給傳感器發(fā)射部分，再轉(zhuǎn)變成似穩(wěn)電磁場分布在傳感器內(nèi);傳感器接收部分把接收到的信號發(fā)送給接收前置放大器進行放大處理。當有金屬雜物通過傳感器時，必然會對傳感器內(nèi)電磁場產(chǎn)生微擾，從而改變傳感器內(nèi)電磁場結(jié)構(gòu)。這時傳感器輸出一個電信號給接收部分，經(jīng)其放大處理后，再將控制信號發(fā)送給檢除器。檢除器的執(zhí)行機構(gòu)將自動剔除金屬雜物，以保證正常生產(chǎn)［7-9］。

2 存在的問題

現(xiàn)有金屬探測儀往往存在如下問題。

①傳感器周圍存在電磁干擾，使傳感器檢測信號失真，導(dǎo)致金屬探測儀未檢測到金屬。

從金屬探測儀面板的檢除燈提示可以看出，在無物料時，檢除燈也存在閃動較嚴重的現(xiàn)象。使用示波器測量P308監(jiān)測點，在對傳感器波形進行檢測的同時，也可以發(fā)現(xiàn)波形存在明顯的抖動。

②應(yīng)用程序本身存在設(shè)計缺陷，有時會使得剔除信號丟失，導(dǎo)致未剔除已檢測到的金屬。

金屬探測儀探測到金屬后，正常工作流程為延時5 s并給出剔除信號，使檢除器動作，剔除金屬。但程序中未考慮到一種特殊情況，即當金屬探測儀探測到金屬后，剔除金屬延時時間還未到5 s時，若切絲機上方分料振槽停止運行，此時延時時間仍將繼續(xù)。當時間到達預(yù)設(shè)的5 s后，檢除器雖然不動作，但剔除過程相當于已經(jīng)完成，從而導(dǎo)致本次探測到的剔除信號失效。

3 改進方法

針對傳感器周圍存在電磁干擾、傳感器檢測信號失真導(dǎo)致金屬探測儀未檢測到金屬的情況，車間技術(shù)人員采取了以下措施。

3.1 屏蔽或抑制電磁干擾源

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，為提高人員設(shè)備操作維護的安全性，在切絲前喂料設(shè)備、金屬探測儀和陡帶輸送設(shè)備側(cè)安裝安全操作維護平臺［10］。屏蔽或抑制電磁干擾源的具體措施如下。

①調(diào)整陡帶輸送機變頻器參數(shù)

陡帶輸送機變頻器為丹佛斯VLT5000系列。該變頻器的調(diào)制速率可調(diào)范圍為600～9600 bit/s。根據(jù)變頻器工作原理和特性可知，當調(diào)制速率高時，電機振動小、發(fā)熱少，對其他設(shè)備干擾較大;當調(diào)制速率低時，電機振動大、噪聲大、溫升加劇，對其他設(shè)備干擾較?。?1］。因此，通過將調(diào)制速率調(diào)整至設(shè)備允許的最小值600 bit/s進行測試，完全可以滿足設(shè)備正常工作需要。

②加裝殼狀屏蔽體并接地

在金屬探測儀外部加裝導(dǎo)磁材料制成的殼狀屏蔽體，并在殼狀屏蔽體上加裝接地線。

③更換防干擾信號線

將傳感器與控制箱之間的信號線更換為防干擾專用的屏蔽雙絞線。

④供電電源加裝隔離變壓器、濾波器。

3.2 完善應(yīng)用程序

完善后的應(yīng)用程序如圖1所示。

圖1 金屬探測儀應(yīng)用程序Fig.1 Application program of metal detector

圖1中，T57為延時時間，DB35.DBD80為剩余延時時間轉(zhuǎn)存地址。

4 改進效果

當啟動喂料設(shè)備在無物料時，觀察到金屬探測儀面板檢除燈狀態(tài)不閃爍。現(xiàn)場使用濾波器重新測量P308監(jiān)測點，由傳感器得到的波形已趨于平滑，沒有發(fā)生畸變?，F(xiàn)場測試表明，金屬探測儀靈敏度和誤動作率均符合標準要求［12-15］。

5 結(jié)束語

通過對JTY-4型金屬探測儀的改進，系統(tǒng)沒有出現(xiàn)切絲機刀片、刀門等因金屬物流入而損壞的現(xiàn)象，生產(chǎn)也未因此而中斷，說明此次改進效果良好。但該方法仍有不足之處，如對金屬探測儀剔除的含有金屬物的煙葉如何進行快速而有效的篩分，還需要作進一步的研究和改進。

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