CS259671B1

CS259671B1 - Reflex Position Sensor Connection

Info

Publication number: CS259671B1
Application number: CS858449A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Fojtik; Hynek Brazda
Original assignee: Zdenek Fojtik; Hynek Brazda
Priority date: 1985-11-22
Filing date: 1985-11-22
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS844985A1

Abstract

řtewení se týká zapojení reflexního snímače polohy s vláknovou optikou, určeného pro indikaci přítomnosti materiálu v zorném poli snímače, přičemž příčný rozměr materiálu je podstatně menší než je zorné pole snímače, které je obdélníkového tvaru, zejména vyžaduje-li se přesnost a reprodukovatelnost spínání při vysoké dovolené'rychlosti materiálu, přičemž se materiál může v zorném poli příčně pohybovat. Je zajištěna plná automatická kontrola správné funkce. Podstata řešení spočívá v tom, že za rotační clonou, která má po svém obvodu uspořádány štěrbiny ve tvaru Archimedový spirály, je umístěna optika a koutový odražeč, přičemž mezi optiku a rotační clonu je v části svazků záření umístěno zrcadlo, směrované na vláknovou optiku, připojenou na fotodetektor, který je svým výstupem připojen přes analogový obvod paralelně na první vstupy obvodu kontrolky a čítače, jejichž výstupy jsou připojeny na výstupní obvod, zatímco na vstup obvodu řízení je připojen přijímač synchronizačního záření, na jeho první výstup je připojen vysílač synchronizačního záření, na jeho druhý výstup je připojen druhý vstup čítače, na jeho třetí výstup je připojen druhý vstup obvodu kontrolky a na jeho čtvrtý výstup je připojen výstupní obvod.The invention relates to the connection of a reflective position sensor with fiber optics, designed to indicate the presence of material in the field of view of the sensor, the transverse dimension of the material being significantly smaller than the field of view of the sensor, which is rectangular in shape, especially when accuracy and reproducibility of switching are required at a high permissible material speed, while the material can move transversely in the field of view. A fully automatic check of correct function is ensured. The essence of the solution lies in the fact that behind the rotating aperture, which has slits arranged in the shape of an Archimedean spiral along its circumference, there is an optic and a corner reflector, while between the optic and the rotating aperture, in the part of the radiation beams, there is a mirror directed to the fiber optics connected to a photodetector, the output of which is connected via an analog circuit in parallel to the first inputs of the indicator lamp circuit and the counter, the outputs of which are connected to the output circuit, while the receiver of the synchronization radiation is connected to the input of the control circuit, the transmitter of the synchronization radiation is connected to its first output, the second input of the counter is connected to its second output, the second input of the indicator lamp circuit is connected to its third output, and the output circuit is connected to its fourth output.

Description

Vynález se týká zapojení reflexního snímače polohy, určeného pro indikaci přítomnosti materiálu v zorném poli snímače, přičemž příčný rozměr materiálu je podstatně menší než zorné pole snímače, které je obdélníkového tvaru, přičemž materiál se může v zorném poli příčně pohybovat·BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflective position sensor for detecting the presence of material in a sensor's field of view, wherein the transverse dimension of the material is substantially smaller than the sensor's field of view, which is rectangular.

Jsou známy foto.elektrické reflexní snímače pro indikaci materiálu s malým příčným průřezem, využívající odrazu od rotačních zrcadel, zrcadel parabolických, případně s použitím protizářiče. Tyto detektory nezaručují přesnost a reprodukovatelnost spínání v podélném směru, jejich mechanická konstrukce je náročná a složitá· Někdy je k těmto účelům používáno zařízení, které pracuje na principu televizních kamer, případně kamer s CCD obvody. Tato zařízení jsou značně složitá a finančně nákladná·Photoelectric reflective sensors are known for indicating a material with a small cross-section using reflection from rotating mirrors, parabolic mirrors, possibly using an anti-radiator. These detectors do not guarantee the accuracy and reproducibility of switching in the longitudinal direction, their mechanical construction is difficult and complicated · Sometimes a device that works on the principle of television cameras or cameras with CCD circuits is used for this purpose. These devices are very complex and costly ·

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojení reflexního snímače polohy podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že za rotační clonou, která má po svém obvodu uspořádány štěrbiny ve tvaru Archimedovy spirály, je umístěna optika a koutový odrážeč, přičemž mezi optikou a rotační clonoh je v části svazků záření umístěno zrcadlo, směrované na vláknovou optiku, připojenou na fotodetektor, který je svým výstupem připojen přes analogový obvod paralelně na první vstupy obvodu kontroly a čítače, jejichž výstupy jsou připojeny na výstupní obvod, zatímco na vstup obvodu řízení je připojen přijímač synchronizačního záření, na jeho první výstup je připojen vysílač synchronizačního záření, na jeho druhý výstup je připojen druhý vstup čítače, na jeho třetí výstup je připojen druhý vstup obvodu kontroly a na jeho čtvrtý výstup je připojen výstupní obvod.These drawbacks are overcome by the connection of the reflective position sensor according to the invention. It is based on the fact that an optics and a corner reflector are located behind the rotary orifice, which has slots in the shape of an Archimedes spiral around its periphery, and a mirror directed at the fiber optic attached to the optic and the rotary orifice is located between the optics and the rotary orifice. a photodetector that is connected via an analog circuit in parallel to the first inputs of a control circuit and a counter whose outputs are connected to an output circuit, while a sync receiver is connected to a control circuit input, a sync transmitter is connected to its first output; its second output is connected to the second input of the counter, its third output is connected to the second input of the control circuit, and its fourth output is connected to the output circuit.

Výhodou zapojení podle vynálezu je zajištění spínání snímače' v přesně definovaném okamžiku při vysoké dovolené rychlosti materiálu, možnost určení polohy materiálu o podstatně menším rozměry než je velikost zorného pole obdélníkového tvaru, dovoluje určení pozice materiálu v zorném poli, zajištuje automatickou kontrolu správné funkce.The advantage of the circuitry according to the invention is to ensure that the sensor is switched at a precisely defined time at a high permissible material speed, the possibility of determining the position of the material of considerably smaller dimensions than the field of view of the rectangular shape.

Zapojení snímače je uvedeno na přiloženém výkresu·The wiring of the sensor is shown in the attached drawing ·

Před rotační clonou 2 s pohonem £ je umístěn zdroj 2 záření, kondenzor 2 a štěrbinová clona 2· Za rotační clonou 2 je umístěna optika 6 a koutový odražeč 2* Mezi optikou 6. a rotační clonou 2 je v části svazku záření umístěno zrcadlo 8 směrované na vláknovou optiku 2» která je spojena s fotodetektor^m 10« Ten je sv/m výstupem připojen přes analogový obvod 11 paralelně na první vetupy obvodu 12 kontroly a čítače 13. Výstupy obvodu 12 kontroly a čítače 13 jsou připojeny na výstupní obvod 12. Na vstup obvodu 14 řízení je připojen přijímač 16 synchronizačního zářeftí. Na první výstup obvodu 14 řízení je připojen vysílač 17 synchronizačního záření, na druhý výstup obvodu 14 je připojen druhý vstup čítače 13. na třetí výstup obvodu 14 je připojen druhý vstup obvodu 12 kontroly a na čtvrtý výstup obvodu 14 je připojen výstupní obvod 12«A radiation source 2, a condenser 2 and a slit screen 2 are located in front of the rotating orifice 2. The optics 6 and the corner reflector 2 are located behind the rotating orifice 2. * Between the optics 6 and the rotary orifice 2 The fiber optic 2, which is connected to the photodetector 10, is connected to the first circuit of the control circuit and counter 13 via the analog circuit 11 in parallel with the first circuit. The outputs of the control circuit 12 and counter 13 are connected to the output circuit 12. A sync burst receiver 16 is connected to the input of the control circuit 14. A sync radiation transmitter 17 is connected to a first output of control circuit 14, a second counter input 13 is connected to a second output of circuit 14, a second control circuit 12 is connected to a third output of circuit 14, and output circuit 12 is connected to a fourth output.

Zdroj 2 záření je tvořen výbojkou, žárovkou s rovným vláknem. Kondenzor 2 je tvořen optickou čočkou. Štěrbinová clona J^e tvořena obdélníkovou štěrbinou, pro ohraničení zdroje světla. Rotační clona 2 je tvořena rotačníxn kotoučem, na jehož obvodu jsou jednak otvory zaručující synchronizaci činnosti celého zapojení a jednak štěrbiny v místě okolí optické osy štěrbinové clony 2» uspořádané tak, že postupně vytvářejí tvar Archimédovy spirály. To umožňuje zdánlivý pohyb světelného paprsku shora dolů. Pohon £ je tvořen motorkem, který otáčí rotační clonou 2· Optika 6 promítá světelný paprsek, který prošel přes rotační clonu 2 do roviny koutového odražeče 2· Koutový odražeč. 2 odráží dopadající záření zpět ve stejném směru, ve kterém záření dopadlo. Zrcadlo 8 směruje odražené záření koutovým odražečem 2 na vláknovou optiku Vláknová optika 2 transformuje obdélníkový tvar zorného pole na tvar kruhový, na jedné straně jsou optická vlákna uspořádána do obdélníku, na druhé straně do kruhového průřezu· Záření dopadá ze strany obdélníku. Fotodětektor 10 je tvořen fotodiodou, nebo fototranzistorem, případně fotoodporem. Analogový obvod 1.1 je tvořen obvody pro řízení pracovního bodu fotodetektoru 10. obvody pro zesílení a úpravU analogového signálu a obvody pro transformaci měronosného signálu na signál vhodný pro číslicové zpracování. Obvod kontroly 12 je sestaven z číslicových obvodů, zajišťuje automatickou plnou kontrolu správné funkce. Čítač 13 je tvořen číslicovými obvody, do něj jsou zaznamenávány impulsy, odpovídající prosvětlené štěrbině v rotační cloně 2» její pozici na obvodu rotační clony 2 a po odrazu zpracované pomocí vláknové optiky 2 fotodetektorem 10. Obvod 14 řízení je tvořen logickými obvody. Zajišťuje pomocí obvodu přijímače 16 a vysílače 17 synchronizačního záření správnou činnost, řídí všechny ostatní bloky. Výstupní obvod 15 259671The radiation source 2 consists of a lamp, a bulb with a straight filament. The condenser 2 is formed by an optical lens. J ^e Slit aperture is a rectangular slit for limiting a light source. The rotating orifice plate 2 is formed by a rotating disc, on the periphery of which there are openings guaranteeing synchronization of the operation of the entire circuit and, on the other hand, slots in the vicinity of the optical axis of the slotted orifice plate. This allows the apparent movement of the light beam from top to bottom. The drive 6 is formed by a motor which rotates the rotary orifice plate 2. The optic 6 projects a light beam which has passed through the rotary orifice plate 2 to the plane of the corner reflector 2. 2 reflects the incident radiation back in the same direction in which the radiation fell. The mirror 8 directs the reflected radiation through the corner reflector 2 to the fiber optic The fiber optic 2 transforms the rectangular shape of the field of view into a circular shape, on one side the optical fibers are arranged in a rectangle, on the other side into a circular cross section. The photodetector 10 comprises a photodiode, or a phototransistor, or a photoresistor. The analog circuit 1.1 is formed by circuitry for controlling the operating point of the photodetector 10. circuitry for amplifying and adjusting the analog signal, and circuitry for transforming the mono-carrier signal into a signal suitable for digital processing. The control circuit 12 is made up of digital circuits, providing automatic full control of proper operation. The counter 13 is formed by digital circuits, into which pulses corresponding to the illuminated slit in the rotating orifice 2, its position on the periphery of the rotating orifice 2 and after reflection processed by the fiber optic 2 by the photodetector 10 are recorded. It ensures the correct operation by means of the receiver 16 and the synchronizing radiation transmitter 17, controlling all other blocks. Output circuit 15 259671

je tvořen obvody pro zajištění výstupních signálů v požadované formě, reléový výstup, frekvenční výstup, rychlý dvouhodnotový výstup, číslicový výstup, kontrolní výstup.it consists of circuits for providing output signals in the required form, relay output, frequency output, fast two-value output, digital output, control output.

Reflexní snímač je zaměřen na koutový odražeč £ svým obdélníkovým zorným polem, ve kterém ae nachází předmět o příčném rozměru menším, než je výška zorného pole záření, které vysílá zdroj £ záře. ní. Záření je pomocí kondenzoru 2 usměrněno přes štěrbinovou clonu £ a rotační clonu £ a přes optiku £ do roviny koutového odražeče 7. Rotační clona £ má štěrbiny po obvodu, uspořádány do tvaru Archimédovy spirály a jejich podélný rozměr je podstatně menší než rozměr štěrbinové clony 2· Rotační clona £ se otáčí pomocí pohonu £, takže v rovině rotační clony £ ae pohybuje světáný paprsek zdola nahoru, což se promítá do roviny koutového odražeče 2* odrazu od koutového odražeče 2 ^se obraz promítá přes optiku £ na zrcadlo 8 a ná vláknovou optiku £, kde se pohybuje pe obdélníkové citlivé plošce synchronně s otáčením rotační clony £. Přes vláknovou optiku £ je vybuzen fotodetelctor £0, jehož výstup je spojen se vstupem analogového obvodu 11. který jednak přizpůsobí vysoký vstupní odpor na velikost vhodnou pro připojení dalších obvodů, jednak zajistí optimalizaci nastavení pracovního bodu a všech tepelných a světelných podmínek, dále zesílení a úpravu signálu, aby byl vhodný pro číslicové zpracování. Do obvodu 12 kontroly je, kromě signálu z analogového obvodu 11, přiváděn srovnávací signál z obvodu 14 řízení. Stejně tak je tomu s čítačem 13, který je rovněž spojen s výstupem obvodu JI řízení. Obvod JI řízení vysílá signály na základě impulsů generovaných vysílačem 17 synchronizačního záření a zachycených přijímačem 16 synchronizace záření, přičemž přijímač 16 je umístěn na jedné a vysílač 17 na druhé straně rotační clony £. V místě přijímače 16 a vysílače 17 synchronizačního záření, tj, po obvodu rotační clony £, jsou vytvořeny synchronizační otvory tak, aby jeden otvor odpovídal jedné štěi^bině v Archimédově spirále. Z výstupního obvodu ££ je pak možno odebírat kontrolní signál, signál nesoucí informaci o přítomnosti předmětu v zorném poli, pňccwa tpeti' vystup udává informaci o pozici předmětu v zorném poli.The reflective sensor is directed to the corner reflector 4 with its rectangular field of view in which it finds an object of transverse dimension less than the height of the field of view of the radiation emitted by the source of the glow. her. The radiation is directed by means of the condenser 2 through the slit diaphragm 6 and the rotary diaphragm 6 and through the optics 8 to the plane of the corner reflector 7. The rotary diaphragm 6 has slits around the circumference, arranged in the shape of an Archimedes spiral. The rotary orifice 6 is rotated by means of the actuator 8 so that in the plane of the rotary orifice a, the beam is moved upwards, which is reflected in the plane of the corner reflector 2 * of reflection from the corner reflector 2 ^. wherein the pe moves in a rectangular sensitive spot synchronously with the rotation of the rotary orifice 6. Through the fiber optic 8, a photodetelctor 60 is energized, the output of which is coupled to the input of the analog circuit 11, which adjusts the high input resistance to a size suitable for connecting other circuits, optimizes the setpoint and all thermal and light conditions. adjusting the signal to be suitable for digital processing. In addition to the signal from the analog circuit 11, a control signal from the control circuit 14 is supplied to the control circuit 12. The same is true of the counter 13, which is also connected to the output of the control circuit 11. The control circuit 11 transmits signals based on pulses generated by the synchronization radiation transmitter 17 and received by the radiation synchronization receiver 16, the receiver 16 being located on one and the transmitter 17 on the other side of the rotary orifice 6. At the location of the synchronization radiation receiver 16 and transmitter 17, i.e., around the circumference of the rotary orifice plate 6, the synchronization holes are formed so that one opening corresponds to one slot in the Archimedean spiral. A control signal can then be taken from the output circuit 60, the signal carrying information about the presence of the object in the field of view, and the output indicates the position of the object in the field of view.

Claims

BEFORE WALKING

The connection of the reflective position animation, where between the radiation source and the rotary orifice there is a condenser and a slit diaphragm, on both sides of the rotary orifice, a receiver and a transmitter of synchronizing radiation are placed opposite each other, characterized in that behind the rotary orifice (4) having slots in the shape of an Archimedes spiral arranged around its periphery, an optics (6) and a corner reflector (7) are disposed, with a mirror (8) directed towards the fibrous portion between the optics (6) and the rotary orifice (4) optics (9) connected to the photodetector (10), which is connected via an analog circuit (11) in parallel to the first inputs of the control circuit (12) and the counter (13), the outputs of which are connected to the output circuit (15), a sync radiation receiver (16) is connected to the input of the control circuit (14), a synhhronization transmitter (17) is connected to its first output, the second output is connected to the second input of the counter (13) »its third output is connected to the second input of the control circuit (12) and its fourth output is connected to the output circuit (15) ·