CS257184B1 - Fotoolektrický indikátortenkých neprůhledných objektů - Google Patents

Abstract

Je řešen fotoelektrický indikátor tenkých neprůhledných objektů s rovnoměrným průběhem světelné citlivosti sledované zóny a vysokou rozlišovací schopností indikace. Mezi světelný zdroj s kolimátorem a světlocitlivé prvky je souose s kolimátorem vřazen systém světlovodivých vláken, uspořádaný v místě dopadu světelných paprsků v aktivní plochu. V aktivní ploše jsou světlovodivá vlákna uspořádána těsně vedle sebe, podélnými osami rovnoběžně s s dopadajícími světelnými paprsky a příčnými řezy kolmo na směr jejich dopadu. Za místem dopadu se světlovodivá vlákna rozvětvuji', a každé z nich je opticky spojeno s jedním světlocitlivým prvkem. Světlocitlivé prvky jsou uspořádány do libovolného geometrického seskupení, jsou sériově spojeny a tvoří bázový odpor tranzistorového spínače, jehož kolektorový výstup je výstupem fotoelektrického indikátoru.

Description

Je řešen fotoelektrický indikátor tenkých neprůhledných objektů s rovnoměrným průběhem světelné citlivosti sledované zóny a vysokou rozlišovací schopností indikace. Mezi světelný zdroj s kolimátorem a světlocitlivé prvky je souose s kolimátorem vřazen systém světlovodivých vláken, uspořádaný v místě dopadu světelných paprsků v aktivní plochu. V aktivní ploše jsou světlovodivá vlákna uspořádána těsně vedle sebe, podélnými osami rovnoběžně s s dopadajícími světelnými paprsky a příčnými řezy kolmo na směr jejich dopadu. Za místem dopadu se světlovodivá vlákna rozvětvuji', a každé z nich je opticky spojeno s jedním světlocitlivým prvkem. Světlocitlivé prvky jsou uspořádány do libovolného geometrického seskupení, jsou sériově spojeny a tvoří bázový odpor tranzistorového spínače, jehož kolektorový výstup je výstupem fotoelektrického indikátoru.

Vynález se týká fotoelektrického indikátoru tenkých neprůhledných objektů, například vláken nebo vodičů, v jehož snímací části je užito optické rozměrové konverse.

Fotoelektrické indikátory nebo snímače jsou velmi často používány v automatizované výrobě pro bezdotykovou indikaci neprůhledných objektů s libovolných materiálů, stávající provedení bývá obvykle složeno pouze ze světelného zdroje tvořeného žárovkou nebo svítivou diodou a světlocitlivého snímače, tvořeného fototranzistorem nebo fotodiodou. Jejich nasazení však přináší potíže v případech, kdy rozměr sledovaného objektu je menší než aktivní plocha použitého světlocitlivého prvku a zejména tehdy, jestliže se objekt ve sledované zóně pohybuje, nebot jeho výchylka může mnohdy mnohonásobně přesahovat rozměr vlastního objektu.

V takových případech je nutno používat více v řadě uspořádaných světlocitlivých prvků. Potřebnou šířku sledované zóny je nutno obvykle když je třeba optické zvětšení opticky přizpůsobit rozměrům řady použitých světlocitlivých prvků pomocí optických členů. To vše značně komplikuje konstrukční řešení a navíc není obvykle možné dosáhnout rovnoměrné světelné citlivosti podél celé sledované zóny.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje fotoélektricky indikátor tenkých neprůhledných objektů dle vynálezu, sestávající ze světelného zdroje s kolimátorem a ze světlocitlivých prvků.

Jeho podstatou je to, že mezi světelný zdroj s kolimátorem a světlocitlivé prvky uspořádané souose s kolimátorem, je vřazen systém světlovodivých vláken, uspořádaný v místě dopadu světelných paprsků v aktivní plochu. Světlovodivá vlákna jsou v aktivní ploše umístěna těsně vedle sebe, podélnými osami rovnoběžně s dopadajícími světelnými paprsky a příčnými řezy kolmo na směr jejich dopadu.

Za místem dopadu světelných paprsků se světlovodivá vlákna rozvětvují a každé z nich je opticky spojeno vždy s jedním světlocitlivým prvkem. Tyto světlocitlivé prvky jsou uspořádány do libovolného geometrického seskupení, jsou sériově spojeny a tvoří bázový odpor dále připojeného tranzistorového spínače. Kolektorový výstup tohoto tranzistorového spínače je výstupem fotoelektrického indikátoru.

Výhodou navrhovaného uspořádání fotoelektrického indikátoru je snadná přizpůsobitelnost rozměrů sledované zóny rozměrům a geometrickému uspořádání světlocitlivých prvků při konstrukč ní jednoduchosti, rovnoměrný průběh světelné citlivosti sledované zóny a v neposlední řadě i dosažitelná vysoká rozlišovací schopnost indikace.

Příklad uspořádání fotoelektrického indikátoru podle vynálezu je schematicky uveden na přiloženém výkrese.

Fotoelektrický indikátor je tvořen světelným zdrojem 2 ^s kolimátorem, proti němuž souose je ve vzdálenosti určené světelným výkonem světelného zdroje 2/ umístěn systém světlovodivých vláken 5, Tento systém tvoří v místě dopadu světelných paprsků 2, co nejblíže za sledovaným objektem 3, aktivní plochu _4· Světlovodivá vlákna 2 jsou v aktivní ploše _4 uspořádána těsně vedle sebe, takže se dotýkají. Jejich podélné osy jsou rovnoběžné v v místě dopadu světla s dopadajícími světelnými paprsky 2 ^a příčné řezy jsou kolmo na směr jejich dopadu.

Průměr světloyodivých vláken 2 j® roven maximálně polovině příčného rozměru nejmenšího indikovaného objektu 2· Světlovodivá vlákna 2 jsou ^za místem dopadu libovolně rozvětvena a opticky spojena s libovolně geometricky uspořádaným seskupením světlocitlivých prvků 2, tvořených například fototranzistory nebo fotodiodami. Tyto světlocitlivé prvky 2 jsou elektricky spojeny v sérii a tvoří bázový odpor tranzistorového spínače Ί_, jehož kolektorový výstup 2 j® výstupem fotoelektrického indikátoru.

Světelný zdroj 2 ^s kolimátorem vytváří rovnoběžný svazek světelných paprsků 2_, který osvětluje indikovaný objekt 2 ^a promítá se přes něj na aktivní plochu tvořenou příčnými řezy, světlovodivých vláken 5, která jsou opticky spojena se světlocitlivými prvky 6.

Elektrické zapojení pracuje jako součinový obvod, který dodává na kolektorovém výstupu 2 a tedy na výstupu indikátoru, elektrický signál pouze tehdy, jestliže aktivní plocha alespoň jednoho světlovodivého vlákna 2 je indikováným objektem 2 zastíněna a odpovídající světlocitlivý prvek 2 3® tedy v nevodivém stavu.

Pokud indikovaný objekt 3_ není ve sledované zóně, například při přetrhu, je celá aktivní plocha 2 světlovodivých vláken 2 ^a tedy i světlocitlivé prvky osvětleny, jejich výsledný odpor je malý a kolektorový obvod tranzistorového spínače 7_ je otevřen do saturace, čemuž odpovídá prakticky nulový výstupní signál na kolektorovém výstupu 2·

Šířka sledované zóny i rozlišovací schopnost fotoelektrického indikátoru podle vynálezu je určena rozměrem světlovodivých vláken 5 a jejich počtem.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Fotoelektrický indikátor tenkých neprůhledných objektů sestávající ze světelného zdroje s kolimátorem a ze světlocitlivých prvků, vyznačující se tím, že mezi světelný zdroj (1) s kolimátorem a světlocitlivé prvky (6) je souose s kolimátorem vřazen systém světlovodivých vláken (5), uspořádaný v místě dopadu světelných paprsků (2) v aktivní plochu (4), kde jsou světlovodivá vlákna (5) umístěna těsně vedle sebe, podélnými osami rovnoběžně s dopadajícími světelnými paprsky (2) a příčnými řezy kolmo na směr jejich dopadu a za místem dopadu se světlovodivá vlákna (5) rozvětvují a každé z nich je opticky spojeno vždy s jedním světlocitlivým prvkem (6), přičemž tyto světlocitlivé prvky (6) jsou sériově spojeny a tvoří bázový odpor tranzistorového spínače.. (7) , jehož kolektorový výstup je výstupem fotoelektrického indikátoru.