JPS59151529A - 自己制御式検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の技術分野］ この発明は検出装置に関し、特に検出レベル事故調整機
能と検出レベル判定機能を備えた光電子スイッチのごと
き自己制御式検出装置に関するものである。

し発明の技術的背景〕 光電子スイッチ、超音波スイッチ、磁界を利用した近接
スイッチ、電界を利用した近接スイッチなどのように光
等の検出信号を電気変換して増幅し次いで検出レベルと
比較する検出装置は、通過物体や状態変化を鋭敏に検出
できるため、今日では自動化製造装置等各分野に広く使
用されている。

しかし、これらの検出装置は感度が高いだけに外部環境
の影響も受は易くまた使用期間中感度低下を来しその結
果誤検出が発生するようになるしかるに従来の検出装置
にはこのような感度低下を自己制御する機能がなかった
ため、人間が定期的に検出結果を検討して感度低下が生
じたかどうかを発見し、検定子を清掃したり検出レベル
の調整を行ったりしていた。　従って自動化無人化を徹
底するには感度低下を自動的に判定しかつ検出レベルを
自動的に調整する機能を備えた検出装置の開発が望まれ
ていた。

［背景技術の問題点］ 以下に前記各種検出装置のうち最も広く利用されている
光電子スイッチを例にとって検出感度の低下（すなわち
検出レベル低下）に伴なう問題点を説明する。

第１図は光電子スイッチの受光素子から生ずる検出信号
と基準値■、。（すなわち検出レベル）との関係を示す
グラフである。　図において、Ａは光電子スイッチに検
出レベル低下を来す現象が全く生じていない正常状態で
の受光素子出力信号（正確に増幅器出力信号である）で
あり、この正常状態では時刻ｔ、においで検出を行い、
検出信号を出ノＪしている。　しかしながら、受光器や
投光器に汚れが付着したりあるいは増幅器の利得低下が
生じたりすると、図のＢのように増幅器出力信号のレベ
ルが低下し、このため検出信号の発生時刻はｔ、にずれ
、検出タイミングの誤差Δｔが生ずる。　さらに汚れや
利得低下がひどくなって図のＣのように増幅器出力信号
が低下すると、検出がされなくなり、スイッチは実質上
誤検出状態となる。

従来は、上記のような感度低下を防止するために定期的
に投光器や受光器の面を清拭したり検出レベルを調整゛
したりする等の人手による保守調整作業を行っていたが
、異常が生じた時直ちにそれを発見することができず、
異常状態を未然に防止することも不可能であり、また定
期的保守調整が煩わしいという欠点があった。

［発明の目的］ この発明の目的は、検出器表面の汚染や増幅器の経時変
化などに起因する検出レベルの変動を自動的に判定し且
つ検出レベルを自己調整する機能を備えた新規な検出装
置を提供することである。

［発明の概要］ この発明による検出装置は、予め設定した初期検出レベ
ルを所定周期毎にサンプリングした検出信号の最大値の
減少量に応じて修正することにより、検出信号のレベル
低下に応じて検出レベルを装置自身自動的に変更する検
出レベル自動調整機能を備えているとともに、所定周期
毎にサンプリングした検出信号の最大値と最小値との差
があらかじめ設定した値よりも大きいか否かによって装
置が保守必要度を自動判定する機能を備えていることを
特徴とする。

［発明の実施例］ 以下に第２図ないし第４図を参照して本発明の一実施例
について説明する。

第２図は本発明を変調光方式の透過形光電子スイッチに
適用した実施例の概略図である。

同図において、１は投光器、２は収束用レンズ等の光学
系、３はホトトランジスタ等の素子からなる受光器であ
る。−投光器１からの光線りの変化に応じて受光器３で
光電変換して生じた変調電圧は交流増幅器４で交流増幅
された後、検波回路５で復調されて高周波弁を除去した
直流分と低周波成分とからなる検出信号Ｖａに変換され
る。

次いで検出信号Ｖａは直流増幅器６で増幅された後、比
較回路７に印加されて別に印加される検出レベル信号■
工と比較され、比較回路７から０′。

もしくは１１１　Ｉ＋の出力信号Ｖが発生される。　信
号Ｖは更に増幅器８において増幅された後、制御波Ｍ（
図示せず）等に入力信号として印加される。

検出レベル信号Ｖ工は、この実施例では直流増幅器６と
比較回路７との間に接続した検出レベル制御回路９にお
いて発生され、検出レベル自動制御回路９は以下に記載
するように検出信号Ｖｄの所定周期毎の最大値の変動に
応じて初期設定検出レベル信号Ｖ　ＴＯの値を変化させ
る自動調整機能を有するとともに検出レベル判定機能を
有している。

検出レベル制御回路９は、その内部にサンプルホールド
回路１０、最大値検出保持回路１１、最小値検出保持回
路１２、検出レベル自動調整回路１３、検出レベル判定
回路１４を有するほか、最大値検出保持回路１１及び最
小値検出保持回路１２をリセットするためのリセット信
号発生回路１５と、リセット信号発生回路１５及びサン
プルホールド回路１０を制御するタイミング信号発生回
路１６を有している。　また検出レベル自動調整回路１
３には初期検出レベル設定器１７が設けられており、初
期検出レベルＶ　Ｔｏを設定できるようになっている。

一方検出レベル判定回路１．４には、異常状態設定器１
８と要注意状態設定器１９と力Ｓ設けられ、これらの設
定器１８及び１９に設定された値よりも最大値検出保持
回路１１の出力Ｖ８と最小値検出保持回路１２の出力Ｖ
５との差（ＶＢ　−Ｖｓ　）が小さくなるときには、検
出レベル判定回路１４からは警報装置（図示せず）等に
対して出力信号が発生するようになっている。

異常状態設定器１８で設定される異常レベルは検出装置
の検出値が正常でない上限値であり、また要注意状態設
定器１９で設定される要注意レベルは検出装置の検出レ
ベルが変動して保守点検が必要となる上限値である。　
第３図に示すように異常レベルＶ、は要注意レベルＶｃ
よりも小さい値に設定され、またＶｃは正常レベルＶ。

よりも小さい値に設定されている。

次にタイミング信号発生回路１６にはタイミング設定器
２０が設けられており、サンプルホールド回路１０のサ
ンプリング周期とリセット信号発生回路１５のリセット
信号発生周期とを設定できるようになっている。

さらに、リセット信号発生回路１５は、最大値検出保持
回路１１と最小値検出保持回路１２とを所定周期毎にリ
セットさせるものであり、タイミング設定器２０におけ
る設定周期（これはサンプルホールド回路１０の設定周
期に等しい）を王としたときにリセット信号ＳＲの発生
周期がｎＴ（ｎは１より大きな正整数）となるように設
定されている。

以上のごとき構成の本実施例装置の作動について第２図
ないし第４図を参照して説明する。

タイミング設定器２０に設定された所定周期Ｔのタイミ
ング信号ＳＴがサンプルボールド回路１０及びリセット
信号発生回路１５に印加されると、リセット信号発生回
路１５はリセット信号ＳＲを発生し、これにより最大値
検出保持回路１１及び最小値検出保持回路１２がリセッ
トされてリンプルホールド回路１０からの出力信号を受
（プ入れるように準備される。

一方、サンプルホールド回路１０はタイミング信号Ｓ□
が印加されるとタイミング信号に設定された周期Ｔで直
流増幅器６の出力信号（すなわち検出信号）Ｖｄを取り
込んで最大値検出保持回路１１及び最小値検出保持回路
１２にＶ、ｉを印加し、リセット信号回路１５からのリ
セット信号が次に印加されるまでの周期ｎＴの間それぞ
れ最大値ｖ、３及び最小値■５を検出した後、Ｖ８及び
Ｖｓを検出レベル判定回路１４に印加する一方、Ｖ８を
検出レベル自動調整回路１３に印加する。

検出レベル判定回路１４では最大値Ｖ８と最小値Ｖ５と
の差（ＶＢ　　ＶＳ）が演算された後、予め異常状態設
定器１８と要注意状態設定器１９に設定されている異常
レベル■ε及び要注意レベルＶｃと上記差（ｖ８−Ｖｓ
　）とが比較サレ、Ｖｃより小さければ注意信号Ｓ、を
発生し、また差がＶ、より小さければ異常信号Ｓ、を発
生する。

この場合図示のように検出レベル判定回路１４にホトダ
イオードから成る警告灯２１が設けられてあり、Ｓ、及
び８２発生により警告灯２１を点灯させるなど適宜の手
段が設【プられている。

一方最大値Ｖ８が印加された検出レベル自動調整回路１
３は、初期検出レベル設定器１７によって設定されて（
、）る初期設定検出レベルＶ　ＴＯと最大値Ｖ８とを比
較して、例えばｖ８が所定の範囲内にありかつＶＢ　／
ＶＶＯ２所定範囲内にあるときには、出力としてＶ　Ｔ
Ｏを比較回路７に対して印加するが、ＶＢが所定の範囲
より小さくあるいはＶｌｌ／ＶＴＯが所定値より小さい
場合には、それらの値に応じてＶ工＜’ＶＴｏなる出力
を比較回路７に印加するように調整する。　従って本発
明装置においては検出レベルＶ□が検出信号の所定周一
期毎のサンプリング最大値Ｖ８の変動に応じて変化する
ため検出信号が所定範囲内で変動する限り検出レベルを
自己調整して感度低下と誤検出を防止することとなる。

第４図は前記のごとき調整結果を図示したグラフであり
、同図において曲線りは正常な状態（投光器や受光器表
面が汚れておらず、また増幅器の経時劣化などのない状
態）における検出信号を示し、また曲線Ｅは感度低下状
態（何らかの原因で増幅器６の出力が許容範囲内で低下
している状態）における検゛出信号を示ず。　一方Ｖ　
ＴＯは初期設定検出レベルすなわち正常な状態における
検出レベル、Ｖ工は感度低下に応じて調整された検出レ
ベルを示す。

すなわち、第４図に示すように、本発明の検出装置にお
いては、検出信号がＤからＥへとレベル低下するにつれ
て検出レベルもＶ　Ｔｏから■１へ自動的に調整される
ため、検出タイミングは検出信号のレベル変化にもかか
わらず一定時刻ｔ、に保たれる。　ただし異常信号Ｓ２
が発生するような状態では検出レベルの自動調整は行わ
れず、従って検出装置の出力信号は生じない。

なお以上の実施例では、検出レベル制御回路９の中にタ
イミング発生回路１６やリセット信号発生回路１５が組
み込まれているがこれらのタイミング信号発生部分は外
部の制御装置のものを共用にするようにしてもよい。　
また、タイミング信号発生回路やリセット信号発生回路
における出力は定周期でなくともよく、ランダム信号で
あってもよい。　さらに、これらタイミング発生部とし
てはたとえば関数発生器等を用いてもよい。

また実施例ではアナログ式の装置を例として説明したが
ディジタル式の装置として実現できることは当然である
。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、検出
感度の低下を自己補正し且つ検出レベル低下に起因する
状態を自己判定する機能を備えた検出装置が提供される
。　本発明の装置によれば、検出レベルの低下が生じて
も検出精度が保持されるとともに点検必要状態などが装
置自身によって自動的に判定されるので、従来の検出装
置におけるような誤検出の発生や検出タイミングの遅れ
などの問題点が生ぜず、また点検及び保守は適時に確実
に行うことができる。

なお実施例は透過形光電子スイッチに関するもののみ示
したが、反射形光電子スイッチ、ミラー形光電子スイッ
チについても容易に適用でき、さらに本発明が他の原理
に基く検出装置、例えば高周波発振回路中の発振コイル
のインピーダンス変化を検出する高周波発振回路中スイ
ッチ、うず電流による磁束を検出する作動コイル形近接
スイッチ、静電容量変化を発振回路で検出する電界利用
形近接スイッチ、超音波ビームや超音波パルスで検出す
る超音波スイッチ等の検出装置として適用できることも
当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の検出装置における問題点を説明するため
の図、第２図は本発明の一実施例の構成を示すブロック
図、第３図は第２図の装置におけるレベル判定基準を説
明するための図、第４図は第２図の装置における検出信
号と検出レベルとの関係を示す図である。 １・・・投光器、　２・・・光学系、　３・・・受光器
、４・・・交流増幅器、　５・・・検波回路、　６・・
・直流増“幅器、　７・・・比較回路、８・・・直流増
幅器、　９・・・検出レベル制御回路、　１０・・・サ
ンプルホールド回路、　１１・・・最大値検出保持回路
、　１２・・・最小値検出保持回路、　１３・・・検出
レベル自動調整回路、　１４・・・検出レベル判定回路
、　１５・・・リセット信号発生回路、　１６・・・タ
イミング信号発生回路　１７・・・初期検出レベル設定
器、　１８・・・異常状態設定器、　１９・・・要注意
状態設定器、２０・・・タイミング設定器。 特許出願人　東京芝浦電気株式会社 第４図 １．事件の表示　　　　昭和５８年特許願第０１２１３
９号２、発明の名称　　　　自己制御式検出装置３、補
正を′ツる者 事件との関係　　　特許出願人 代表者　　佐　　波　　正　　− ５、補正命令の日付　　　自発補正 ６、補正により増加する発明の数　　　Ｏ乞補正の対象
　　　　　明細書の「発明の詳細な説明の欄」及び図面
の第２図 ８、補正の内容 （１）　明細書の第６頁第９行のｒＶｄＪを「Ｖｄ′」
と補正する。 （２）　明細書の第９頁第７行の「Ｖｄ」を１’Ｖｄ″
Ｊと補正する。 （３）　明細書第９頁第８行のｒＶ、ｉ　Ｊを「ｖｄ″
」と補正する。 （４）　図面の第２図を別紙図面に補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　検出信号を所定時間間隔でサンプリングし且つ出力
   す゛るサンプルホールド回路と、該サンプルホールド回
   路の出力信号から所定周期毎の最大値及び最小値を検出
   し且つ保持する最大値検出保持回路及び最小値検出保持
   回路と、予め設定された初期検出レベルを該最大値の減
   少量に応じて修正するとともに修正値を検出レベル信号
   として発生する検出レベル自動調整回路と、該最大値と
   該最小値の差を演算するとともに該差を予め設定された
   検出レベル判定値と比較して判定信号を発生する検出レ
   ベル判定回路と、検出信号を前記修正された検出レベル
   信号と比較してスイッチ信号を発生する比較回路とを有
   して成る検出装置。