高精度金属分离器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高精度金属分离器，包括探测模块、信号处理模块、执行模块和原料传输通道；探测模块包括传感器和正弦信号发生器，传感器包括内筒、线圈和导磁层；信号处理模块包括单片机、放大电路和差分放大器；单片机与正弦信号发生器的输入端电连接；传感器的线圈接入一路放大电路；两路放大信号输入连接单片机的差分放大器；原料传输通道包括进料口、分离通道、好料通道以及斜向的金属通道；执行模块包括电磁阀和挡板；电磁阀与单片机电连接。当混有金属杂质的物料通过传感器的线圈时，其交变磁场会受到扰乱，干扰信号经放大后由单片机进行处理使执行模块的电磁阀控制挡板动作，从而可靠地分拣出金属杂质，使用方便、效率高。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种金属分离器，尤其是涉及一种在工业生产中从塑料中分离细小 金属杂质的高精度金属分离器。
技术介绍
工业生产过程中使用的加工设备大都价格昂贵，而生产原料中往往夹杂着一些金属 材料，由于这些硬度高、延伸性好的金属材料的存在，使得加工设备在生产过程中经常 被损坏，有时甚至引起生产线停转或瘫痪，因此影响了企业的生产进度，增加了生产成 本，降低了经济效益。在生产线中，需要及时分离出夹杂在原料中的金属物质，来保护 下游机械设备不受金属损坏，如保护注塑机或挤出机的螺杆和炮筒，防止喷嘴堵塞以及 保护热流道系统，保护模具等，并保证产品的纯洁性。中国专利文献CN 2815506Y公开的一种《旋磁式金属与非金屈分离机》中，它包 括机架及固定在机架上的分离机构、刮料机构和消磁机构，采用机械化操作将佥屈与非 金属材料进行分离。虽然它提供了 一种能将体积相近的金属与非金属材料分离的分离 机，在--定程度上提高了分离效率减轻了工人的劳动强度，但是这种金属分离器存在着 不足之处首先，只能将体积相近的金属4非金属材料分离，无法对细小的金属进行分 离，分离精度不高；其次，基本采用机械结构，结构较&杂，且只能分离可以被磁条吸 引的铁类金属，对其他类金属无法分离，分离效率相对较低。美国专利文献US 2007029235A1公开了一种用于在混合材料中分离金属的金属分 离器，它包括检测模块及设于检测模块下方的分离模块，分离模块中具有分离板，在 检测模块测得混合材料中存在金^时，控制分离板动作，使金J4块进入相应的分离通道。 但是由于分离板的转动由电动马达控制，这类马达--方面成本较高，另一方曲'使用寿命 较短，从而影响了金属分离器的使用寿命，增大了维护成本。
技术实现思路
本技术的目的是解决上述现有金属分离器存在的技术缺陷，为工业生产中分离 金属杂质提供一种实用、检测精度卨—、分离效率高、稳定性好、使用方便、适用场合广 的金属分离器。本技术所采用的技术方案是一种高精度金属分离器，包括探测模块、信号处理 模块、执行模块和原料传输通道；所述探测模块包括传感器和正弦信号发生器，传感器 包括内筒、线圈和导磁层，导磁层固定在内筒外表面；所述信号处理模块包括单片机、 放大电路和差分放大器；单片机与正弦信号发生器的输入端电连接；放大电路包括放大 倍数相同的且与正弦信号发生器的输出端电连接的第一放大电路和第二放大电路，传感 器的线圈接入第二放大电路；第一放大电路和第二放大电路的放大信号输入差分放大 器，差分放大器将结果输出给单片机；所述原料传输通道与探测模块传感器的内筒相通， 包括位于传感器上方的进料口、位于探测模块下方的分离通道、竖向设于分离通道下方 且与之相通的好料通道以及斜向设于分离通道下方且与之相通的金属通道；所述执行模 块包括电磁阀和挡板；电磁阀与单片机电连接；挡板工作时可由电磁阀控制而位于封闭 金属通道的入口处或者位于封闭好料通道的入口处。所述导磁层外设有金属屏蔽层，金属屏蔽层接地。所述传感器的内筒外表面中间位置设有一凹槽；所述传感器的线圈包括发射线圈和 接收线圈；发射线圈为20匝多股高频丝包线和精密电容构成的LC振荡线圈，绕在内筒 的凹槽内；接收线圈为2匝多股高频丝包线，绕在发射线圈外。所述正弦信号发生器为集成电路AD9833,它的FSYNC、 SCLK、 SDATA引脚分别 与单片机的PAO、 PA1、 PA2引脚电连接；所述单片机型号为ATmegal28，贝:PFO引脚 与差分放大器的输出端电连接；所述差分放大器为集成ili路INA101 。所述信号处理模块还包括分别与笫一放大电路和第二放大电路电连接的第一线性 全波整流屯路和第二线性全波整流电路；所述第一放大电路和第二放大电路以及笫一线 性全波整流电路和第二线性全波整流电路分别包括运放LT1122及其外围电路。所述信号处理模块还包括接入第一放大电路的型号为X9C103的数字电位器。所述信号处理模块还包括与单片机的PFO引脚以及^分放大器的输出端屯连接的 第三放大电路；第三放大电路包括运放LF356及外ffl电路。所述信号处理模块还包括与单片机的PF1引脚电连接的响应时间调节电路和与单 片机的PF2引脚电连接的精度调节电路；所述精度调节rll路和响应时间调节电路分别由 电位器和电阻组成。所述执行模块还包括光电隔离电路和固态继电器；所述光Ki隔离电路包括鬼成电路 TLP521及外围电路。所述执行模块的电磁阀为气动电磁阀。 釆用了上述技术方案，本技术具有以下的有益效果 (1)本高精度金属分离器由正弦波发生器产生髙频正弦波信号对发射线圈进行激5励，产生交变的高频磁场，正弦波信号输出至两路放大倍数相同的放大电路中，其中的 一路放大电路接入探测金属的传感器，两路放大电路的放大信号输入到差分放大器。当 混有金属杂质的物料通过传感器的线圈时，其交变磁场会受到扰乱，接入线圈的一路放 大电路的信号会减小，两路放大信号的差值就是探测到的金属信号，此信号经放大后由 单片机进行处理使执行模块的电磁阀控制挡板动作，从而可靠地分拣出金属杂质，使用 方便、效率高。(2) 本技术的金属分离器的传感器在内筒外表面中间位置设有一凹槽，这样 就能稳定地绕制线圈。(3) 为了能更好聚集交变磁场中的磁力线，减少涡流损耗，本技术的金属分 离器的传感器的内筒凹槽外表面固定有镍锌铁氧体材料的导磁层。同时为了，提高导磁 层的抗干扰能力，导磁层外设有金属屏蔽层，屏蔽层接地。(4) 本技术的金属分离器的线圈包括发射线圈和接收线圈，发射线圈串联电 容构成LC振荡电路，在发射线圈受正弦波信号激励后，产生交变的高频磁场，有利于 提高金属的灵敏度。此外，发射线圈和检测线圈采用丝包线结构，可以去除肌肤效应的 影响。(5) 本技术的金属分离器的信号处理模块采用高速增强型的ATmegal28单片 机用于中断口接收探测信号，产生中断，并进行屮断响应处理，控制电磁阀执行分拣金 属的动作，性能稳定，效率高。(6) 本技术的金属分离器的信号处理模块还包括线性全波整流电路，用于将 正弦波电压转变成直流电压。(7) 在正弦波信号输入到两路放大倍数相同的放大电路中时，两路信号是一样的， 电气上是平衡的，当其中一路接入传感器线圈时，加入的线圈破坏了两路放大电路的电 气平衡，使两路输出信号会产生信号差，为调节两路输出平衡，本技术的金属分离 器在未加入线圈的一路放大电路中加入数字电位器来调节放大倍数，从而两路输出信号 在系统启动时自动保持一致。(8) 当本技术的高精度金属分离器的信号处理模块还包括精度调节电路时， 能满足不同的分离金属精度要求，分离精度最小可达0.5立方毫米。当还包括响应吋间 调节电路时，还可以精确的控制调节电磁阀的响应时间。(9) 本技术的高精度金属分离器的执行模块Ell固态继电器控制电磁阀动作， 为了防止固态继电器对单片机的千扰，本技术的高精度金属分离器还包括了由集成 电路TLP521及外围电路组成的光电隔离电路，用来隔离单片机和固态继电器，提高了 系统控制的稳定性。(10) 本技术的高精度金属分离器的执行模块采用电磁气阀控制挡板的动作，电磁气阀具有使用寿命长的优点，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度金属分离器，包括探测模块、信号处理模块、执行模块和原料传输通道；其特征在于：　所述探测模块包括传感器（１１）和正弦信号发生器（１２），传感器（１１）包括内筒（１１－１）、线圈（１１－２）和导磁层（１１－３），导磁层（１１－３ ）固定在内筒（１１）外表面；　所述信号处理模块包括单片机（２１）、放大电路和差分放大器（２５）；单片机（２１）与正弦信号发生器（１２）的输入端电连接；放大电路包括放大倍数相同的且与正弦信号发生器（１２）的输出端电连接的第一放大电路（２ ２－１）和第二放大电路（２２－２），传感器（１１）的线圈（１１－２）接入第二放大电路（２２－２）；第一放大电路（２２－１）和第二放大电路（２２－２）的放大信号输入差分放大器（２５），差分放大器（２５）将结果输出给单片机（２１）；　所述 原料传输通道与探测模块传感器的内筒（１１）相通，包括位于传感器上方的进料口（４１）、位于探测模块下方的分离通道（４２）、竖向设于分离通道（４２）下方且与之相通的好料通道（４４）以及斜向设于分离通道（４２）下方且与之相通的金属通道（４３）；　　所述执行模块包括电磁阀（３３）和挡板（３４）；电磁阀（３３）与单片机（２１）电连接；挡板（３４）工作时可由电磁阀（３３）控制而位于封闭金属通道（４３）的入口处或者位于封闭好料通道（４４）的入口处。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：芮晴波，李开霞，叶晓东，花加丽，
申请(专利权)人：常州机械电子工程研究所，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]