RU2351893C1 - Device of identification and control of products position - Google Patents

Device of identification and control of products position Download PDF

Info

Publication number
RU2351893C1
RU2351893C1 RU2007137040/28A RU2007137040A RU2351893C1 RU 2351893 C1 RU2351893 C1 RU 2351893C1 RU 2007137040/28 A RU2007137040/28 A RU 2007137040/28A RU 2007137040 A RU2007137040 A RU 2007137040A RU 2351893 C1 RU2351893 C1 RU 2351893C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
heated
logic
input
voltage
Prior art date
Application number
RU2007137040/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Карпенко (RU)
Сергей Владимирович Карпенко
Original Assignee
Сергей Владимирович Карпенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Владимирович Карпенко filed Critical Сергей Владимирович Карпенко
Priority to RU2007137040/28A priority Critical patent/RU2351893C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2351893C1 publication Critical patent/RU2351893C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention is intended for use in mechanical engineering for identification of heated and unheated metal and heated nonmetallic products. Device includes sensing device formed by inductive sensing device located between infrared photodetectors, executed in the form of inductance coil placed in ring groove of open end face of ferrite core with central hole, and capacitive sensing device erected in the central hole of the ferrite core coaxially with this hole. At travel of the heated or unheated metal product concerning the device sensing unit there is consecutive passage of the first infrared photodetector by it, cross of inductive sensing unit electromagnetic field, interaction to electric field of capacitive sensing device and passage of the second infrared photodetector. Thus on the first device output the signal with level logic "1", bearing the information on identification of the heated or unheated metal product is fulfilled. There is voltage with level logic "0" on the second output of the device. In case of travel of the heated nonmetallic product the signal with level logic "1", bearing the information on its identification, is fulfilled only on the second output of the device. Thus on the first output of the device there is voltage with level logic "0".
EFFECT: identification of heated or unheated metal and heated nonmetallic products with increased reliability without contact with them.
5 dwg

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для использования в машиностроении для идентификации (распознавания) нагретых и ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий, а также в качестве датчика положения металлических и неметаллических изделий с учетом их термического состояния.The invention relates to the field of instrumentation and is intended for use in mechanical engineering for the identification (recognition) of heated and unheated metal and heated non-metallic products, and also as a position sensor of metallic and non-metallic products, taking into account their thermal state.

Известно устройство идентификации изделий, содержащее индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытой чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, высокочастотный генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, пороговый элемент, вход которого подключен к выходу высокочастотного генератора электрических колебаний, фотоприемник, формирователь импульсов, к входу которого подключен фотоприемник, логический элемент 2ИЛИ-НЕ, первую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента 2ИЛИ-НЕ и являющуюся первым выходом устройства, вторую выходную клемму, являющуюся вторым выходом устройства (см. авторское свидетельство SU 1185419, МКИ4 Н01Н 36/00 "Датчик положения и контроля", 15.10.1985).A device for product identification is known that contains an inductive sensitive element made in the form of an inductor placed in the annular groove of an open cup of a ferrite core with a central hole, a high-frequency generator of electrical vibrations, the inductive circuit of which includes an inductive sensitive element, a threshold element whose input is connected to the output of a high-frequency generator of electrical oscillations, a photodetector, a pulse shaper, to the input of which a phot receiver logic gate NOR 2 or, a first output terminal connected to the output of the NAND gate and NOR 2 or which is a first output device, a second output terminal, which is the second output of the device (see. inventor's certificate SU 1185419, IPC N01N 4 36/00 "Sensor position and control ", 10/15/1985).

Такое устройство обладает низкой достоверностью контроля нагретых неметаллических изделий по его первому выходу (выходная клемма 11). Это обусловлено тем, что в составе чувствительного элемента этого устройства отсутствует фотоприемник инфракрасного типа. Наличие же в нем фотоприемника и излучателя для работы их в диапазоне видимого оптического излучения определяет такой принцип действия устройства, при котором идентификация (распознавание) контролируемых изделий основана на прерывании этим изделием видимого светового потока, испускаемого излучателем устройства и засвечивающего фотоприемник. В результате таким устройством по его первому выходу в одинаковой мере идентифицируются как нагретые, так и ненагретые неметаллические контролируемые изделия. То есть при этом реально не обеспечивается достоверность контроля нагретых неметаллических изделий из-за того, что при идентификации нагретых неметаллических изделий отсутствует измерение испускаемого ими инфракрасного излучения фотоприемником в том же инфракрасном диапазоне, в котором происходит излучение инфракрасного потока контролируемыми изделиями. При этом попадающие посторонние ненагретые неметаллические предметы в зону действия чувствительного элемента такого устройства вызывают ложные срабатывания по его первому выходу, на котором отрабатываются ложные информационные сигналы идентификации нагретых неметаллических изделий с уровнями логической "1".Such a device has a low reliability of control of heated non-metallic products by its first output (output terminal 11). This is due to the fact that the infrared-type photodetector is missing from the sensitive element of this device. The presence in it of a photodetector and emitter for operating them in the range of visible optical radiation determines such a principle of the device’s operation, in which the identification (recognition) of controlled products is based on the interruption by this product of the visible light flux emitted by the device’s emitter and illuminating the photodetector. As a result, such a device identifies both heated and unheated non-metallic controlled products to the same extent at its first output. That is, at the same time, the reliability of the control of heated non-metallic products is not really ensured due to the fact that when identifying heated non-metallic products, there is no measurement of the infrared radiation emitted by them by the photodetector in the same infrared range in which the infrared stream is emitted by the controlled products. In this case, extraneous unheated non-metallic objects falling into the range of the sensitive element of such a device cause false alarms at its first output, on which false information signals of identification of heated non-metallic products with logical levels of "1" are processed.

Наряду с этим, когда контролируемым изделием является прозрачное нагретое неметаллическое изделие для видимого светового излучения, его идентификация этим устройством не производится совсем, так как видимый световой поток от излучателя устройства в момент перекрытия контролируемым изделием этого потока, прозрачным для видимого светового излучения, испускаемого излучателем устройства, продолжает проходить на фотоприемник видимого светового излучения, и устройство продолжает находиться в исходном состоянии, при котором фотоприемник устройства продолжает находиться в засвеченном состоянии. В результате чего на его выходе формирования информационного сигнала идентификации контролируемого изделия не происходит.Along with this, when the controlled product is a transparent heated non-metallic product for visible light radiation, it is not identified by this device at all, since the visible light flux from the device emitter at the time the controlled product covers this stream is transparent to the visible light radiation emitted by the device emitter continues to pass to the photodetector of visible light radiation, and the device continues to be in the initial state in which the photodetector the device continues to be in the light-polluted state. As a result, at its output, the formation of an information signal does not identify the controlled product.

Вместе с тем, по причине отсутствия в составе чувствительного элемента устройства фотоприемника инфракрасного излучения оно обладает низкой достоверностью контроля нагретых и ненагретых металлических изделий по его второму выходу (выходная клемма 5). В результате таким устройством на его втором выходе в одинаковой мере идентифицируются индуктивным чувствительным элементом устройства как нагретые, так и ненагретые металлические контролируемые изделия. Т.е. при этом реально не обеспечивается достоверность контроля нагретых и ненагретых металлических изделий из-за того, что идентификация этих контролируемых изделий осуществляется без использования фотоприемника инфракрасного излучения, измеряющего испускаемое контролируемыми изделиями инфракрасное излучение. В связи с чем при контроле, например, нагретого металлического изделия ненагретый посторонний предмет, случайно попадающий в зону действия электромагнитного поля чувствительного элемента устройства, вызывает ложные срабатывания устройства, при которых на его втором выходе формируется ложный информационный сигнал идентификации нагретого металлического контролируемого изделия с уровнем логической "1". И, наоборот, при контроле ненагретого металлического изделия на его втором выходе может формироваться ложный информационный сигнал идентификации ненагретого металлического изделия от постороннего нагретого металлического предмета с уровнем логической "1".At the same time, due to the absence of infrared radiation in the sensitive element of the photodetector device, it has a low reliability of monitoring heated and unheated metal products by its second output (output terminal 5). As a result, both heated and unheated metal controlled products are identically identified by such an device at its second output with the same inductive sensing element of the device. Those. at the same time, the reliability of monitoring heated and unheated metal products is not really ensured due to the fact that the identification of these controlled products is carried out without the use of an infrared radiation detector that measures the infrared radiation emitted by the controlled products. In connection with this, during the monitoring, for example, of a heated metal product, an unheated foreign object accidentally falling into the electromagnetic field of the sensor element of the device causes false positives of the device, in which a false information signal is generated at its second output to identify the heated metal product with a logical level "one". And, conversely, when monitoring an unheated metal product, a false information signal can be generated at its second output to identify an unheated metal product from an extraneous heated metal object with a logic level of "1".

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство идентификации изделий, содержащее индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытой чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, высокочастотный генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, пороговый элемент, вход которого подключен к выходу высокочастотного генератора электрических колебаний, инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, к входу которого подключен инфракрасный фотоприемник, логический элемент 2И, первый вход которого подключен к выходу порогового элемента, второй вход - к выходу формирователя импульсов, инвертор, логический элемент 2ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к выходу инвертора, первую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента 2ИЛИ-НЕ и являющуюся первым выходом устройства, вторую выходную клемму, являющуюся вторым выходом устройства (см. авторское свидетельство SU 1610268, Кл. МКИ5 G01B 21/00 "Индуктивно-оптический датчик положения и контроля", 30.11.1990).Closest to the technical nature of the proposed solution is a product identification device containing an inductive sensitive element, made in the form of an inductor placed in an annular groove of an open cup of a ferrite core with a central hole, a high-frequency generator of electrical vibrations, in the oscillatory circuit of which an inductive sensitive element is included , threshold element, the input of which is connected to the output of a high-frequency generator of electrical oscillations, infra infrared photodetector, pulse shaper, to the input of which an infrared photodetector is connected, logic element 2I, the first input of which is connected to the output of the threshold element, the second input to the output of the pulse shaper, inverter, logic element 2OR-NOT, the first input of which is connected to the output of the inverter, the first output terminal connected to the output of the logic element 2 OR NOT and which is the first output of the device, the second output terminal, which is the second output of the device (see copyright certificate SU 1610268, Cl. MKI 5 G01B 21/00 "Inductive-optical position and control sensor", 11/30/1990).

Такое устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как оно не обеспечивает идентификацию (распознавание) нагретых и ненагретых металлических изделий на одном выходе и нагретых неметаллических контролируемых изделий на другом его выходе, так как по его первому выходу (выходная клемма 12) идентифицируются нагретые неметаллические контролируемые изделия, но по его второму выходу (выходная клемма 7) - только нагретые металлические контролируемые изделия, а идентификация ненагретых металлических изделия на втором выходе устройства при этом не обеспечивается совсем. Наряду с этим такое устройство обладает низкой достоверностью контроля в части идентификации нагретых неметаллических контролируемых изделий по его первому выходу (выходная клемма 12) из-за:Such a device has limited functional capabilities, since it does not provide identification (recognition) of heated and unheated metal products at one output and heated non-metallic controlled products at its other output, since heated non-metallic controlled products are identified by its first output (output terminal 12) but by its second output (output terminal 7) - only heated metal controlled products, and the identification of unheated metal products on the second in During the device is not provided at all. Along with this, such a device has a low reliability of control in terms of identification of heated non-metallic controlled products by its first output (output terminal 12) due to:

1) прохождения на его первый выход недостоверной информации об идентификации нагретых неметаллических изделий, так как в момент нахождения устройства в исходном состоянии и нахождения нагретого неметаллического контролируемого изделия за пределами чувствительного элемента устройства имеют место ложные срабатывания устройства при случайном попадании в область оптического окна инфракрасного фотоприемника устройства посторонних нагретых металлических или неметаллических предметов, находящихся за пределами действия электромагнитного поля индуктивного чувствительного элемента, но в пределах расстояния чувствительности инфракрасного фотоприемника устройства. При этом ложные срабатывания проявляются на первом выходе устройства в виде ложных импульсов напряжения с уровнем логической "1";1) passing to its first exit false information on the identification of heated non-metallic products, since at the time the device was in the initial state and the heated non-metallic controlled product was located outside the sensitive element of the device, false alarms of the device occur when the infrared photodetector of the device accidentally enters the optical window region extraneous heated metal or non-metallic objects that are outside the scope of electromagnetic oh field of the inductive sensor, but within the sensitivity distance of the infrared photodetector of the device. In this case, false alarms appear on the first output of the device in the form of false voltage pulses with a logic level of "1";

2) ложных срабатываний устройства по его первому выходу, например, от таких посторонних источников инфракрасного излучения, как фотоэлектрические датчики положения с открытым оптическим каналом, установленные на технологическом оборудовании, и работающие генераторы инфракрасного излучения измерительных приборов, используемых при ремонте технологического оборудования в цеховых условиях, в том случае, когда они находятся за пределами действия электромагнитного поля, но в пределах расстояния чувствительности инфракрасного фотоприемника устройства, а устройство находится в исходном состоянии, и контролируемое нагретое неметаллическое изделие расположено вне зоны действия чувствительного элемента устройства. И в этом случае ложные срабатывания устройства проявляются в виде формирования на его первом выходе ложных импульсов напряжения с уровнем логической "1".2) false positives of the device at its first output, for example, from extraneous infrared radiation sources such as photoelectric position sensors with an open optical channel installed on technological equipment, and working infrared radiation generators of measuring instruments used in the repair of technological equipment in workshop conditions, in the case when they are outside the electromagnetic field, but within the sensitivity distance of the infrared photodetector device, and the device is in the initial state, and the controlled heated non-metallic product is located outside the range of the sensitive element of the device. And in this case, false alarms of the device are manifested in the form of the formation of false voltage pulses at its first output with a logic level of "1".

Решаемая изобретением задача - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения идентификации наряду с нагретыми металлическими и неметаллическими изделиями ненагретых металлических изделий и повышение достоверности его работы путем устранения ложных срабатываний от посторонних источников инфракрасного излучения.The problem solved by the invention is to expand the functionality of the device by providing identification along with heated metal and non-metal products of unheated metal products and increasing the reliability of its work by eliminating false alarms from extraneous sources of infrared radiation.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известное устройство, содержащее индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно соединенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, первый пороговый элемент, последовательно соединенные первый инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, а также первый логический элемент 2И, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого порогового элемента и формирователя импульсов, инвертор, логический элемент 2ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом инвертора, а его выход является первым выходом устройства, в него введены второй инфракрасный фотоприемник, подключенный к входу формирователя импульсов параллельно первому инфракрасному фотоприемнику, последовательно включенные мультивибратор с емкостным чувствительным элементом, подключенным к его входу и выполненным в виде токопроводящей пластины с геометрической формой, повторяющей геометрическую форму центрального отверстия ферритового сердечника, детектор, второй пороговый элемент, а также второй логический элемент 2И, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно формирователя импульсов и второго порогового элемента, выход - со входом инвертора, третий логический элемент 2И, первый вход которого подключен к выходу первого порогового элемента и ко второму входу логического элемента 2ИЛИ-НЕ, второй вход - к выходу второго порогового элемента, логический элемент 2ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и третьего логических элементов 2И, а выход его является вторым выходом устройства, при этом емкостной чувствительный элемент установлен внутри центрального отверстия ферритового сердечника соосно с этим отверстием со смещением относительно открытого торца ферритового сердечника вдоль оси симметрии его центрального отверстия в сторону закрытого торца ферритового сердечника, причем индуктивный и емкостной чувствительные элементы, первый и второй инфракрасные фотоприемники, между которыми помещены индуктивный и емкостной чувствительные элементы, установлены в одной плоскости вдоль прямой линии и образуют чувствительный элемент устройства, а плоскости оптических окон инфракрасных фотоприемников, плоскость открытого торца ферритового сердечника и одна из плоскостей емкостного чувствительного элемента, направленные в одну сторону, установлены параллельно и образуют чувствительную поверхность устройства.The solution of this problem is achieved by the fact that in a known device containing an inductive sensitive element made in the form of an inductor placed in an annular groove of the open end of a ferrite core with a central hole, the electric oscillation generator is connected in series, the inductive sensor is included in the oscillatory circuit of which the first threshold element, the first infrared photodetector, pulse shaper, and the first logs connected in series a logical element 2I, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first threshold element and the pulse shaper, respectively, an inverter, a logic element 2 OR NOT, the first input of which is connected to the output of the inverter, and its output is the first output of the device, a second infrared photodetector is introduced into it connected to the input of the pulse shaper parallel to the first infrared photodetector, sequentially connected multivibrator with a capacitive sensor connected to its input and made m in the form of a conductive plate with a geometric shape that repeats the geometric shape of the central hole of the ferrite core, a detector, a second threshold element, as well as a second logic element 2I, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the pulse shaper and the second threshold element, the output is with the input inverter, the third logic element 2I, the first input of which is connected to the output of the first threshold element and to the second input of the logic element 2 OR NOT, the second input - to the output of the second a horn element, a logical element 2 OR, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first and third logical elements 2I, and its output is the second output of the device, while the capacitive sensing element is installed inside the central hole of the ferrite core coaxially with the hole with a relative relative open the end face of the ferrite core along the axis of symmetry of its central hole toward the closed end of the ferrite core, and the inductive and capacitive senses The elements, the first and second infrared photodetectors, between which the inductive and capacitive sensors are placed, are installed in the same plane along a straight line and form the sensor element of the device, and the plane of the optical windows of the infrared photodetectors, the plane of the open end of the ferrite core and one of the planes of the capacitive sensor , directed in one direction, are installed in parallel and form a sensitive surface of the device.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема взаимного расположения индуктивного и емкостного чувствительных элементов, инфракрасных фотоприемников и контролируемого изделия; на фиг.3 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства при срабатывании его от нагретых металлических изделий в режиме идентификации нагретых и ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий; на фиг.4 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства при срабатывании его от ненагретых металлических изделий в режиме идентификации нагретых и ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий; на фиг.5 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства при срабатывании его от нагретых неметаллических изделий в режиме идентификации нагретых и ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий.Figure 1 presents a block diagram of a device; figure 2 - diagram of the relative position of the inductive and capacitive sensitive elements, infrared photodetectors and the controlled product; figure 3 is a voltage diagram explaining the operation of the device when it is triggered from heated metal products in the identification mode of heated and unheated metal and heated non-metallic products; figure 4 is a voltage diagram explaining the operation of the device when it is triggered from unheated metal products in the identification mode of heated and unheated metal and heated non-metallic products; figure 5 is a voltage diagram explaining the operation of the device when it is triggered from heated non-metallic products in the identification mode of heated and unheated metallic and heated non-metallic products.

Устройство содержит (см. фиг.1) индуктивный чувствительный элемент 1, выполненный в виде катушки индуктивности 2, помещенной со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника 3 с центральным отверстием в ее кольцевом пазу, высокочастотный генератор электрических колебаний 4, выполненный, например, по схеме индуктивной трехточки, причем выходы индуктивного чувствительного элемента 1 подключены к цепям его колебательного контура, первый пороговый элемент 5, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, вход которого подключен к выходу высокочастотного генератора электрических колебаний 4, первый логический элемент 2И 6, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента 5, емкостной чувствительный элемент 7, последовательно включенные мультивибратор 8, к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент 7, выполненный, например, по схеме симметричного автогенератора прямоугольных импульсов на основе операционного усилителя (см. книгу "Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: Сов. радио, 1974", с.175, рис.4.42, а), детектор 9, выполненный, например, по схеме диодного пассивного преобразователя амплитудных значений переменного напряжения в постоянное с последовательным включением выпрямительного диода с выходной нагрузкой в виде параллельной RC-цепочки (см. книгу Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. - М.: Сов. радио, 1977, с.174, рис.4.9, б), второй пороговый элемент 10, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, а также второй логический элемент 2И 11, второй вход которого подключен к выходу второго порогового элемента 10, инвертор 12, вход которого соединен с выходом второго логического элемента 11, логический элемент 2ИЛИ-НЕ 13, первый вход которого подключен к выходу инвертора 12, второй вход - к выходу первого порогового элемента 5, первую выходную клемму 14, соединенную с выходом логического элемента 13 и являющуюся первым выходом устройства, третий логический элемент 2И 15, первый вход которого соединен с выходом первого логического элемента 5, второй вход - с выходом второго порогового элемента 10, логический элемент 2ИЛИ 16, первый вход которого подключен к выходу первого логического элемента 6, второй - к выходу третьего логического элемента 15, вторую выходную клемму 17, соединенную с выходом логического элемента 16 и являющуюся вторым выходом устройства, первый и второй инфракрасные фотоприемники 18, 19, включенные между собой параллельно, формирователь импульсов 20, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, ко входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников 18, 19, а выход его соединен с первым входом логического элемента 11 и вторым входом первого логического элемента 6.The device contains (see Fig. 1) an inductive sensitive element 1 made in the form of an inductor 2 placed on the open end of a cup of a ferrite core 3 with a central hole in its annular groove, a high-frequency generator of electric oscillations 4, made, for example, according to the scheme inductive three-point, and the outputs of the inductive sensitive element 1 are connected to the circuits of its oscillatory circuit, the first threshold element 5, made, for example, according to the Schmitt trigger circuit, the input of which is connected to the output to the high-frequency generator of electric oscillations 4, the first logic element 2I 6, the first input of which is connected to the output of the first threshold element 5, a capacitive sensing element 7, a multivibrator 8 connected in series, to the input of which a capacitive sensing element 7 is connected, made, for example, according to a symmetrical scheme a rectangular-pulse oscillator based on an operational amplifier (see the book "Shilo V.L. Linear integrated circuits in electronic equipment. - M .: Owls. radio, 1974 ", p.175, Fig.4.42, a), detector 9, made, for example, according to the scheme of a diode passive converter of amplitude values of alternating voltage to constant with sequential connection of a rectifying diode with an output load in the form of a parallel RC circuit (see book Volgin LI Measuring transducers of alternating voltage to constant. - M .: Sov. radio, 1977, p.174, fig. 4.9, b), the second threshold element 10, made, for example, according to the Schmitt trigger scheme, and also the second logic element 2I 11, the second input of which is connected to the output the second threshold element 10, the inverter 12, the input of which is connected to the output of the second logic element 11, the logic element 2 OR NOT 13, the first input of which is connected to the output of the inverter 12, the second input to the output of the first threshold element 5, the first output terminal 14 connected with the output of logic element 13 and which is the first output of the device, the third logic element 2I 15, the first input of which is connected to the output of the first logic element 5, the second input - with the output of the second threshold element 10, logic element 2 OR 16, the first the course of which is connected to the output of the first logical element 6, the second to the output of the third logical element 15, the second output terminal 17 connected to the output of the logical element 16 and which is the second output of the device, the first and second infrared photodetectors 18, 19 connected in parallel, pulse shaper 20, made, for example, according to the Schmitt trigger circuit, to the input of which the outputs of infrared photodetectors 18, 19 are connected, and its output is connected to the first input of the logic element 11 and the second input of the first log chemical elements 6.

Индуктивный чувствительный элемент 1 включает в себя катушку индуктивности 2, ферритовый сердечник 3, выполненный в виде чашки, имеющей открытый и закрытый торцы. Со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника 3 установлена обмотка катушки индуктивности 2. У открытого торца чашки ферритового сердечника 3 при подаче высокочастотного сигнала на катушку индуктивности 2 с генератора 4 образуется в воздушном пространстве высокочастотное электромагнитное поле 21. Магнитный поток этого поля замыкается через воздушное пространство между внутренним кольцевым выступом чашки, установленным внутри центрального отверстия катушки индуктивности 2, и наружным кольцевым выступом чашки, охватывающем своей внутренней боковой поверхностью наружную боковую поверхность катушки индуктивности 2 по ее периметру. При этом перед закрытым торцом чашки в воздушном пространстве высокочастотное электромагнитное поле не возникает, так как его магнитный поток замыкается внутри сердечника через сплошной слой феррита, образующего закрытый торец чашки, т.е. происходит экранирование этим слоем электромагнитного поля со стороны закрытого торца ферритового сердечника 3. Внутри центрального отверстия ферритового сердечника 3 высокочастотное электромагнитное поле также отсутствует, так как отверстие выполнено в сплошном слое феррита, и магнитный поток замыкается внутри ферритового сердечника 3 через этот слой феррита вследствие небольшого сопротивления феррита для магнитного потока по сравнению с сопротивлением воздуха. Поэтому взаимодействие емкостного чувствительного элемента 7, установленного внутри центрального отверстия ферритового сердечника 3, с электромагнитным полем 21 катушки индуктивности 2 полностью исключается.The inductive sensing element 1 includes an inductor 2, a ferrite core 3, made in the form of a cup having open and closed ends. On the side of the open end of the cup of the ferrite core 3, a winding of the inductor 2 is installed. At the open end of the cup of the ferrite core 3, when a high-frequency signal is applied to the inductor 2 from the generator 4, a high-frequency electromagnetic field 21 is formed in the airspace. The magnetic flux of this field is closed through the air space between an inner annular protrusion of the cup mounted inside the Central hole of the inductor 2, and an outer annular protrusion of the cup, covering the with its inner side surface, the outer side surface of the inductor 2 along its perimeter. In this case, a high-frequency electromagnetic field does not arise in front of the closed cup end in air space, since its magnetic flux closes inside the core through a continuous layer of ferrite forming a closed cup end, i.e. this layer is shielded by the electromagnetic field from the closed end of the ferrite core 3. Inside the central hole of the ferrite core 3, a high-frequency electromagnetic field is also absent, since the hole is made in a continuous layer of ferrite, and the magnetic flux is closed inside the ferrite core 3 through this layer of ferrite due to the small resistance ferrite for magnetic flux compared to air resistance. Therefore, the interaction of the capacitive sensing element 7, installed inside the Central hole of the ferrite core 3, with the electromagnetic field 21 of the inductor 2 is completely eliminated.

Емкостной чувствительный элемент 7, подключенный в цепи отрицательной обратной связи к инвертирующему входу операционного усилителя мультивибратора 8, является одной из обкладок частотозадающего "раскрытого конденсатора", второй обкладкой которого являются электрические цепи общей "земли" мультивибратора 8 и устройства в целом, и служит емкостным чувствительным элементом мультивибратора 8 (см. журнал "Радио", №10, 2002, с.38, рис.1; с.39, рис.3). При этом емкостной чувствительный элемент 7 выполнен в виде токопроводящей пластины с геометрической формой, совпадающей с геометрической формой сквозного центрального отверстия, выполненного в чашке ферритового сердечника 3 индуктивного чувствительного элемента 1. Причем емкостной чувствительный элемент 7 установлен внутри центрального отверстия ферритового сердечника 3 соосно с этим отверстием со смещением относительно поверхности открытого торца чашки ферритового сердечника 3 вдоль оси симметрии центрального отверстия ферритового сердечника 3 в сторону, противоположную размещению катушки индуктивности 2, т.е. в сторону закрытого торца ферритового сердечника 3. Наличие такого смещения не позволяет потоку рассеяния электромагнитного поля 21, существующего непосредственно у передней кромки центрального отверстия со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника 3, взаимодействовать с поверхностью емкостного чувствительного элемента 7 и тем самым исключает возможность внесения нежелательного дополнительного затухания в колебательный контур высокочастотного генератора электрических колебаний 4. Это, в свою очередь, исключает возможность снижения добротности колебательного контура генератора 4 и нарушения его режима генерации электрических колебаний, приводящего к нарушению работоспособности устройства.A capacitive sensing element 7, connected in the negative feedback circuit to the inverting input of the operational amplifier of the multivibrator 8, is one of the plates of the frequency-setting "open capacitor", the second lining of which is the electrical circuit of the common ground of the multivibrator 8 and the device as a whole, and serves as capacitive sensitive multivibrator element 8 (see the journal "Radio", No. 10, 2002, p. 38, fig. 1; p. 39, fig. 3). In this case, the capacitive sensing element 7 is made in the form of a conductive plate with a geometric shape matching the geometrical shape of the through central hole made in the cup of the ferrite core 3 of the inductive sensing element 1. Moreover, the capacitive sensing element 7 is installed inside the central opening of the ferrite core 3 coaxially with this hole with offset relative to the surface of the open end of the cup of the ferrite core 3 along the axis of symmetry of the Central hole of the ferrite of the core 3 to the side opposite the placement of the coil 2, i.e. towards the closed end of the ferrite core 3. The presence of such a displacement does not allow the scattering flux of the electromagnetic field 21, which exists directly at the front edge of the central hole from the open end of the cup of the ferrite core 3, to interact with the surface of the capacitive sensitive element 7 and thereby eliminates the possibility of introducing an undesirable additional attenuation into the oscillatory circuit of a high-frequency generator of electrical oscillations 4. This, in turn, eliminates the possibility of s Q reducing oscillatory circuit generator 4 and violating the generation mode electrical oscillations, resulting in equipment malfunction.

Каждый из инфракрасных фотоприемников 18, 19 выполнен, например, по схеме, состоящей из усилителя постоянного тока на базе операционного усилителя, инфракрасного фотодиода, включенного в фотодиодном режиме на вход операционного усилителя (см. книгу Аксененко М.Д. и др. Микроэлектронные фотоприемные устройства / М.Д.Аксененко, М.Л.Бараночников, О.В.Смолин. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 208 с., ил., с.83, рис.4.11, Б), и транзисторного эмиттерного повторителя с открытым эмиттерным выходом, вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, а его открытый эмиттерный выход является выходом инфракрасного фотоприемника.Each of the infrared photodetectors 18, 19 is made, for example, according to a circuit consisting of a direct current amplifier based on an operational amplifier, an infrared photodiode connected in the photodiode mode to the input of an operational amplifier (see the book Aksenenko M.D. et al. Microelectronic photodetector devices / M.D.Aksenenko, M.L. Baranochnikov, O.V. Smolin. - M .: Energoatomizdat, 1984. - 208 p., Ill., P. 83, fig. 4.11, B), and a transistor emitter follower with an open emitter output, the input of which is connected to the output of a DC amplifier, and its from Ryty emitter output is the output of the infrared photodetector.

Между инфракрасными фотоприемниками 18, 19 помещен индуктивный чувствительный элемент 1 с емкостным чувствительным элементом 7 (см. фиг.2). При этом инфракрасные фотоприемники 18, 19, индуктивный и емкостной чувствительные элементы 1, 7 установлены вдоль прямой линии в одной плоскости и образуют чувствительный элемент устройства. Причем плоскости оптических окон инфракрасных фотоприемников 18, 19, плоскость открытого торца чашки ферритового сердечника 3 катушки индуктивности 2 и одна из плоскостей емкостного чувствительного элемента 7, направленные в одну сторону, т.е. в сторону контролируемого изделия 22, установлены параллельно между собой и образуют чувствительную поверхность устройства.Between the infrared photodetectors 18, 19 an inductive sensor element 1 with a capacitive sensor element 7 is placed (see figure 2). In this case, infrared photodetectors 18, 19, inductive and capacitive sensitive elements 1, 7 are installed along a straight line in the same plane and form a sensitive element of the device. Moreover, the planes of the optical windows of the infrared photodetectors 18, 19, the plane of the open end of the cup of the ferrite core 3 of the inductor 2 and one of the planes of the capacitive sensing element 7, directed in one direction, i.e. towards the controlled product 22, are installed parallel to each other and form a sensitive surface of the device.

Такое взаимное расположение в пространстве инфракрасных фотоприемников 18, 19, емкостного чувствительного элемента 7, индуктивного чувствительного элемента 1 и контролируемого изделия 22 (см. фиг.2) при прохождении им в направлении стрелки 23 (24) относительно чувствительного элемента устройства параллельно его чувствительной поверхности в пределах действия электромагнитного поля 21 у открытого торца чашки ферритового сердечника 3, электрического поля 25 емкостного чувствительного элемента 7 и в пределах расстояний чувствительности фотоприемников 18, 19 всегда обеспечивает последовательное взаимодействие контролируемого изделия 22 с оптическим окном фотоприемника 18 (19), электромагнитным полем 21, электрическим полем 25 емкостного чувствительного элемента 7 и оптическим окном фотоприемника 19 (18). Это, в свою очередь, обеспечивает:Such a mutual arrangement in space of infrared photodetectors 18, 19, a capacitive sensing element 7, an inductive sensitive element 1 and a controlled product 22 (see figure 2) when it passes in the direction of the arrow 23 (24) relative to the sensitive element of the device parallel to its sensitive surface in the range of the electromagnetic field 21 at the open end of the cup of the ferrite core 3, the electric field 25 of the capacitive sensor 7 and within the sensitivity distances of the photodetector nicks 18, 19 always provides a consistent interaction of the test object 22 from the photodetector 18, an optical window (19), an electromagnetic field 21, the electric field 25 of the capacitive sensing element 7 and the photodetector 19, an optical window (18). This, in turn, provides:

1) последовательное засвечивание нагретым контролируемым металлическим или неметаллическим изделием 22 своим инфракрасным излучением 26 сначала одного фотоприемника 18 (19), потом пересечение электромагнитного поля 21 у открытого торца чашки ферритового сердечника 3, оставляя при этом фотоприемник 18 (19) в засвеченном состоянии, а затем взаимодействие с электрическим полем 25 емкостного чувствительного элемента 7, продолжая оставаться в зоне действия электромагнитного поля 21 и оставляя при этом фотоприемник 18 (19) в засвеченном состоянии, далее засвечивание другого фотоприемника 19 (18), оставаясь в зоне действия электромагнитного и электрического полей 21, 25 соответственно и оставляя на некотором промежутке времени оба фотоприемника в засвеченном состоянии, потом затемнение фотоприемника 18 (19), оставаясь в зоне действия электромагнитного и электрического полей 21, 25 соответственно и оставляя при этом фотоприемник 19 (18) в засвеченном состоянии, затем выход из зоны действия электрического поля 25, оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 21 и оставляя фотоприемник 19 (18) в засвеченном состоянии, далее выход из зоны действия электромагнитного поля 21, оставляя при этом фотоприемник 19 (18) в засвеченном состоянии и, наконец, затемнение фотоприемника 19 (18) и выход нагретого контролируемого металлического или неметаллического изделия 22 из зоны чувствительной поверхности устройства. Таким образом, последовательное засвечивание нагретым контролируемым изделием одного 18 (19) и другого 19 (18) фотоприемника происходит без разрыва, т.е. формируется на выходе формирователя импульсов 20 обоими параллельно включенными фотоприемниками 18, 19 сплошной импульс напряжения с уровнем логической "1" длительностью, равной времени нахождения нагретого металлического или нагретого неметаллического контролируемого изделия в зоне чувствительной поверхности устройства, начиная с момента засветки фотоприемника 18 (19) и до момента выхода из засвеченного состояния фотоприемника 19 (18);1) sequential illumination by a heated controlled metal or nonmetallic product 22 with its infrared radiation 26 first of one photodetector 18 (19), then the intersection of the electromagnetic field 21 at the open end of the cup of the ferrite core 3, leaving the photodetector 18 (19) in the illuminated state, and then interaction with the electric field 25 of the capacitive sensing element 7, while continuing to remain in the zone of action of the electromagnetic field 21 and leaving the photodetector 18 (19) in the illuminated state, then illumination of another photodetector 19 (18), remaining in the zone of action of the electromagnetic and electric fields 21, 25, respectively, and leaving both photodetectors in a lit state for a certain period of time, then dimming of the photodetector 18 (19), remaining in the zone of action of the electromagnetic and electric fields 21, 25, respectively, while leaving the photodetector 19 (18) in the illuminated state, then leaving the zone of action of the electric field 25, remaining in the zone of action of the electromagnetic field 21 and leaving the photodetector 19 (18) in the light state, then leaving the electromagnetic field 21, leaving the photodetector 19 (18) in the illuminated state and, finally, dimming the photodetector 19 (18) and leaving the heated controlled metal or nonmetallic product 22 from the sensitive surface area of the device. Thus, the sequential illumination by a heated controlled product of one 18 (19) and another 19 (18) photodetector occurs without interruption, i.e. a continuous voltage pulse with a logic level “1” of duration equal to the residence time of the heated metallic or heated non-metallic controlled product in the zone of the sensitive surface of the device is formed at the output of the pulse shaper 20 by both parallel photodetectors 18, 19 and starting from the moment the photodetector 18 is illuminated (19) and until the photodetector 19 exits from the illuminated state (18);

2) последовательное прохождение ненагретым металлическим контролируемым изделием фотоприемника 18 (19) без его засвечивания вследствие отсутствия у контролируемого изделия инфракрасного излучения 26, потом пересечение им электромагнитного поля 21, затем взаимодействие его с электрическим полем 25, далее прохождение им фотоприемника 19 (18) без засвечивания его из-за отсутствия у контролируемого изделия 22 инфракрасного излучения 26 и выход контролируемого изделия 22 из зоны чувствительной поверхности устройства. В результате чего на выходе второго порогового элемента 10 формируется импульс напряжения с уровнем логической "1" длительностью, равной длительности нахождения контролируемого изделия в электрическом поле 25 емкостного чувствительного элемента 7;2) the sequential passage of an unheated metal controlled product of the photodetector 18 (19) without its exposure due to the absence of infrared radiation from the controlled product 26, then its intersection with the electromagnetic field 21, then its interaction with the electric field 25, then the passage of the photodetector 19 (18) without exposure it due to the absence of the controlled product 22 of infrared radiation 26 and the output of the controlled product 22 from the sensitive area of the device. As a result, a voltage pulse is generated at the output of the second threshold element 10 with a logic level “1” of duration equal to the length of time the monitored product was in the electric field 25 of the capacitive sensing element 7;

3) получение на выходе формирователя импульсов 20 импульса длительностью всегда большей, чем длительность каждого импульса на выходах первого и второго пороговых элементов 5 и 10;3) receiving at the output of the pulse shaper 20 pulses with a duration always greater than the duration of each pulse at the outputs of the first and second threshold elements 5 and 10;

4) получение на выходе первого порогового элемента 5 в случае взаимодействия чувствительного элемента устройства с нагретым или ненагретым контролируемым металлическим изделием 22 импульса напряжения с уровнем логической "1" длительностью всегда большей, чем длительность импульса на выходе второго порогового элемента 10;4) receiving at the output of the first threshold element 5 in the case of the interaction of the sensitive element of the device with a heated or unheated controlled metal product 22 voltage pulses with a logic level of "1" duration always greater than the pulse duration at the output of the second threshold element 10;

5) расстановку на временной оси сформированных импульсов таким образом, чтобы выходной импульс формирователя импульсов 20 большей длительности всегда "охватывал" выходные импульсы меньшей длительности первого порогового элемента 5 и второго порогового элемента 10 и чтобы в то же время выходной импульс первого порогового элемента 5, длительность которого больше, чем длительность импульса на выходе второго порогового элемента 10, всегда "охватывал" выходной импульс последнего.5) arrangement on the time axis of the generated pulses in such a way that the output pulse of the longer pulse generator 20 always "covers" the output pulses of shorter duration of the first threshold element 5 and the second threshold element 10 and at the same time the output pulse of the first threshold element 5, duration which is longer than the pulse duration at the output of the second threshold element 10, always "covered" the output pulse of the latter.

Такое взаимное расположение инфракрасных фотоприемников, индуктивного и емкостного чувствительных элементов и взаимодействие их в описанной выше последовательности с контролируемым изделием, а также соответствующая обработка предложенной схемой устройства их выходных сигналов позволяют реализовать принцип действия устройства в режиме идентификации нагретых и ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий и повысить достоверность идентификации контролируемых изделий, т.е. производить распознавание нагретых и ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий с учетом их термического состояния и вида материала по алгоритму: идентификация каждого из двух разновидностей контролируемых изделий на одном соответствующем выходе из двух выходов устройства.Such a mutual arrangement of infrared photodetectors, inductive and capacitive sensitive elements and their interaction in the sequence described above with the controlled product, as well as the corresponding processing of the device output signals by the proposed device circuit, allow the device to operate in the identification mode of heated and unheated metal and heated non-metallic products and increase authenticity of identification of controlled products, i.e. Recognize heated and unheated metallic and heated non-metallic products, taking into account their thermal state and type of material according to the algorithm: identification of each of two varieties of controlled products at one corresponding output from two outputs of the device.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После подачи напряжения питания в момент нахождения контролируемого изделия 22 вне зоны чувствительной поверхности устройства (см. фиг.2) генератор 4 переходит в режим генерации электрических высокочастотных колебаний, постоянная составляющая тока которых на его выходе создает падение напряжения, превышающее входное пороговое значение напряжения триггера порогового элемента 5. При этом последний переключатся в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U2 с уровнем логического "0" (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5), которое подается на первые входы логических элементов 6, 15. После подачи напряжения питания инфракрасные фотоприемники 18, 19 переходят в затемненное состояние, и на выходе формирователя 20 устанавливается напряжение U1 с уровнем логического "0", которое подается на второй вход логического элемента 6 и на первый вход логического элемента 11. Вместе с тем в момент подачи напряжения питания мультивибратор 8 переходит в заторможенное состояние, при котором на его выходе, на входе и выходе детектора 9, на входе порогового элемента 10 устанавливаются напряжения с уровнями логического "0". В результате пороговый элемент 10 устанавливается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе, на вторых входах логических элементов 11, 15 устанавливается напряжение U3 с уровнем логического "0" (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5). Так как на обоих входах логического элемента 6 установлены напряжения U1, U2 с уровнями логического "0", на его выходе и на первом входе логического элемента 16 устанавливается напряжение U4 также с уровнем логического "0". Вместе с тем на обоих входах логического элемента 15 установлены напряжения U2, U3 с уровнями логического "0", поэтому на его выходе и на втором входе логического элемента 16 устанавливается напряжение U5 также с уровнем логического "0". Так как на обоих входах логического элемента 11 установлены напряжения U1, U3 с уровнями логического "0", на его выходе и на входе инвертора 12 устанавливается напряжение U6 с уровнем логического "0", под действием которого на выходе инвертора 12 устанавливается напряжение U7 с уровнем логической "1", которое подается на первый вход логического элемента 13. Так как на второй вход логического элемента 13 подается разрешающее инвертирование напряжение U2 с уровнем логического "0", по первому его входу происходит инвертирование им напряжения U7 с уровнем логической "1" в напряжение U9 с уровнем логического "0", которое проходит на выход логического элемента 13 и на первую выходную клемму 14. Так как на обоих входах логического элемента 16 установлены напряжения U4, U5 с уровнями логического "0", на его выходе и на выходной клемме 17 устанавливается напряжение U8 с уровнем логического "0".After applying the supply voltage when the controlled product 22 is outside the zone of the sensitive surface of the device (see Fig. 2), the generator 4 goes into the mode of generating electric high-frequency oscillations, the constant current component of which at its output creates a voltage drop exceeding the input threshold value of the threshold trigger voltage element 5. In this case, the latter will switch to such a stable state, at which voltage U2 is set at its output with a logic level of “0” (see FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5 ), which is supplied to the first inputs of the logic elements 6, 15. After applying the supply voltage, the infrared photodetectors 18, 19 go into a darkened state, and the voltage U1 is set at the output of the shaper 20 with a logic level “0”, which is supplied to the second input of the logic element 6 and at the first input of the logic element 11. At the same time, when the supply voltage is applied, the multivibrator 8 goes into a locked state, in which at its output, at the input and output of the detector 9, at the input of the threshold element 10 voltage with logic levels of "0". As a result, the threshold element 10 is set in such a stable state that at its output, at the second inputs of the logic elements 11, 15, the voltage U3 is set with a logic level of "0" (see figure 3, figure 4, figure 5). Since the voltages U1, U2 with the logic levels “0” are set at both inputs of the logic element 6, the voltage U4 with the logic level “0” is also set at its output and at the first input of the logic element 16. At the same time, voltages U2, U3 with logic levels “0” are set at both inputs of logic element 15, therefore, voltage U5 with logic level “0” is also set at its output and at the second input of logic element 16. Since the voltages U1, U3 with logic levels “0” are set at both inputs of the logic element 11, the voltage U6 with the logic level “0” is set at its output and at the input of the inverter 12, under the influence of which the voltage U7 with the level is set at the output of the inverter 12 logic "1", which is fed to the first input of logic element 13. Since the voltage U2 with the logic level "0" is allowed to invert logic 2 to the second input of logic element 13, the voltage U7 is inverted with the logic level 0 at its first input the other "1" to the voltage U9 with a logic level "0", which passes to the output of the logic element 13 and to the first output terminal 14. Since the voltage U4, U5 with the levels of the logic "0" are installed on both inputs of the logic element 16, it the output and output terminal 17 is set to voltage U8 with a logic level of "0".

Таким образом, после подачи напряжения питания устройство устанавливается в исходное состояние, при котором контролируемое изделие 22 находится за пределами зоны чувствительной поверхности устройства, а на выходных клеммах 17 и 14 устанавливаются соответственно напряжения U8 и U9 с уровнями логического "0". После чего устройство готово к первому циклу идентификации нагретых и ненагретых металлических или нагретых неметаллических изделий в режиме идентификации нагретых и ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий.Thus, after supplying the supply voltage, the device is restored to its initial state, in which the controlled product 22 is located outside the zone of the sensitive surface of the device, and voltage U8 and U9 with logical “0” levels are set at the output terminals 17 and 14, respectively. After which the device is ready for the first cycle of identification of heated and unheated metal or heated non-metallic products in the identification mode of heated and unheated metal and heated non-metallic products.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства в режиме идентификации нагретых и ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий, при котором контролируемое изделие 22 (см. фиг.2) перемещается параллельно чувствительной поверхности устройства в пределах зон действия электромагнитного поля 21, электрического поля 25 и в пределах расстояний чувствительности фотоприемников 18, 19 в одном из направлений по стрелке 23 или 24.Consider the operation of the proposed device in the identification mode of heated and unheated metal and heated non-metallic products, in which the controlled product 22 (see figure 2) moves parallel to the sensitive surface of the device within the range of electromagnetic field 21, electric field 25 and within the sensitivity distances of photodetectors 18, 19 in one of the directions along arrow 23 or 24.

При перемещении в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства, например, нагретого металлического изделия 22 происходит засвечивание его инфракрасным излучением 26 (см. фиг.2) фотоприемника 18 (19), в результате на его выходе устанавливается напряжение с уровнем логической "1", которое поступает на вход формирователя 20, который переключается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе, на втором входе логического элемента 6 и на первом входе логического элемента 11 устанавливается напряжение U1 с уровнем логической "1" (см. фиг.3). Но уровень логической "1" напряжения U1 на их выходы не проходит, так как на первом входе логического элемента 6 и втором входе логического элемента 11 установлены соответственно напряжения U2 и U3 с уровнями логического "0".When moving in the direction of the arrow 23 (24) into the zone of the sensitive surface of the device, for example, a heated metal product 22, it is exposed to infrared radiation 26 (see Fig. 2) of the photodetector 18 (19), as a result, a voltage with a logical level is established at its output "1", which is fed to the input of the shaper 20, which switches to such a stable state that at its output, at the second input of the logic element 6 and at the first input of the logic element 11, the voltage U1 is set with the log level character "1" (see figure 3). But the level of logical "1" voltage U1 to their outputs does not pass, because at the first input of the logic element 6 and the second input of the logic element 11 are installed, respectively, voltage U2 and U3 with levels of logical "0".

Затем контролируемое изделие 22, оставляя фотоприемник 18 (19) в засвеченном состоянии, входит в зону действия электромагнитного поля 21. При этом происходит срыв генерации электрических колебаний генератора 4 вследствие внесения существенного затухания в его колебательный контур нагретым металлическим контролируемым изделием 22. В результате резко уменьшается составляющая постоянного напряжения на выходе генератора 4 и, когда его значение оказывается ниже входного порогового значения напряжения триггера порогового элемента 5, последний переключается в другое устойчивое состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U2 (см. фиг.3) с уровнем логической "1", которое подается на первые входы логических элементов 6, 15. После чего на обоих входах логического элемента 6 устанавливаются напряжения U1 и U2 с уровнями логической "1", поэтому на его выходе устанавливается напряжение U4 с уровнем логической "1", которое подается на первый вход логического элемента 16. При этом уровень логической "1" напряжения U2 на выход логического элемента 15 не проходит, и на его выходе и на втором входе логического элемента 16 продолжает находиться напряжение U5 с уровнем логического "0", так как на второй вход логического элемента 15 подается напряжение U3 с уровнем логического "0" с выхода порогового элемента 10. Но уровень логической "1" напряжения U4 проходит на выход логического элемента 16 и на выходную клемму 17 и на ней устанавливается напряжение U8 с уровнем логической "1".Then, the controlled product 22, leaving the photodetector 18 (19) in the illuminated state, enters the zone of action of the electromagnetic field 21. In this case, the generation of electrical oscillations of the generator 4 is interrupted due to the significant attenuation of the heated metal controlled product 22 into its oscillating circuit 22. As a result, it sharply decreases DC voltage component at the output of the generator 4 and, when its value is below the input threshold voltage value of the trigger of the threshold element 5, the last switches to another stable state, at which voltage U2 is set at its output (see Fig. 3) with logic level "1", which is supplied to the first inputs of logic elements 6, 15. After that, voltage U1 is set at both inputs of logic element 6 and U2 with logic levels "1", therefore, the voltage U4 is set at its output with logic level "1", which is supplied to the first input of logic element 16. Moreover, the level of logic "1" of voltage U2 does not pass to the output of logic element 15, and on his way out and on second the input of the logic element 16 continues to be the voltage U5 with the logic level “0”, since the second input of the logic element 15 is supplied with the voltage U3 with the logic level “0” from the output of the threshold element 10. But the level of the logic “1” voltage U4 passes to the output logic element 16 and the output terminal 17 and on it is set voltage U8 with a logic level of "1".

Далее контролируемое изделие 22, находясь в зоне действия электромагнитного поля и оставляя фотоприемник 18 (19) в засвеченном состоянии, входит в зону действия электрического поля 25 емкостного чувствительного элемента 7 и образует с ним электрический конденсатор. Значение электрической емкости образованного таким образом конденсатора увеличивается до такого уровня, при котором происходит возбуждение мультивибратора 8 и переход его в режим генерации электрических колебаний. Амплитуда выходных импульсов мультивибратора 8 преобразуется детектором 9 в постоянное напряжение с уровнем логической "1", которое превышает входное пороговое значение напряжения триггера порогового элемента 10. При этом последний переключается в другое устойчивое состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U3 с уровнем логической "1" (см. фиг.3), которое подается на вторые входы логических элементов 11, 15. Так как на обоих входах логического элемента 15 установлены напряжения U2 и U3 с уровнями логической "1", на его выходе, на втором входе логического элемента 16 устанавливается напряжение U5 с уровнем логической "1", который проходит на выход логического элемента 16 и подтверждает наличие его на выходе и на выходной клемме 17 устройства уровень логической "1" напряжения U8. При этом на обоих входах логического элемента 11 устанавливаются напряжения U1 и U3 с уровнями логической "1", поэтому на его выходе также устанавливается напряжение U6 с уровнем логической "1", которое подается на вход инвертора 12. Уровень логической "1" напряжения U6 инвертируется инвертором 12 в напряжение U7 с уровнем логического "0", которое подается на первый вход логического элемента 13. При этом уровень напряжения U2 с уровнем логической "1" с выхода порогового элемента 5 по второму входу логического элемента 13 инвертируется в напряжение U9 с уровнем логического "0" и проходит на его выход и выходную клемму 14, так как на первый вход логического элемента 13 с выхода инвертора 12 подается напряжение U7 с уровнем логического "0", разрешающее инвертирование и прохождение.Next, the controlled product 22, being in the zone of influence of the electromagnetic field and leaving the photodetector 18 (19) in the lit state, enters the zone of action of the electric field 25 of the capacitive sensing element 7 and forms an electric capacitor with it. The value of the electric capacitance of the capacitor thus formed increases to a level at which the multivibrator 8 is excited and transitions to the mode of generation of electrical vibrations. The amplitude of the output pulses of the multivibrator 8 is converted by the detector 9 into a constant voltage with a logic level of "1", which exceeds the input threshold voltage value of the trigger of the threshold element 10. In this case, the latter switches to another stable state, at which voltage U3 with a logic level is set at its output 1 "(see figure 3), which is fed to the second inputs of the logic elements 11, 15. Since both inputs of the logic element 15 are set to voltage U2 and U3 with levels of logic" 1 ", at its output, torus input of NAND gate 16 is set to the level of the voltage U5 logic "1" which passes to the output of NAND gate 16, and confirms the presence of its output and the output terminal 17 of the device logic level "1" U8 voltage. At the same time, voltage U1 and U3 with logic levels “1” are set at both inputs of logic element 11, therefore, voltage U6 with logic level “1”, which is fed to the input of inverter 12, is also installed at its output. Logical level “1” of voltage U6 is inverted an inverter 12 into voltage U7 with a logic level “0”, which is supplied to the first input of logic element 13. In this case, the voltage level U2 with logic level “1” from the output of threshold element 5 along the second input of logic element 13 is inverted to voltage U9 from the level a logic “0” and passes to its output and output terminal 14, since the first input of the logic element 13 from the output of the inverter 12 is supplied with voltage U7 with a logic level “0”, allowing inversion and passage.

При дальнейшем перемещении в выбранном направлении контролируемое изделие 22, по-прежнему оставляя фотоприемник 18 (19) в засвеченном состоянии и оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 21 и электрического поля 25, засвечивает фотоприемник 19 (18). После чего уровень напряжения на входе и выходе формирователя 20, соответствующий уровню логической "1", не изменился, так как параллельно включенные фотоприемники 18, 19 реализуют логическую функцию МОНТАЖНОЕ ИЛИ. Поэтому описанные выше состояния схемы устройства и диаграмм напряжений на фиг.3, установившиеся до момента засветки фотоприемника 19 (18), не изменились.With further movement in the selected direction, the monitored article 22, still leaving the photodetector 18 (19) in the illuminated state and remaining in the zone of action of the electromagnetic field 21 and electric field 25, illuminates the photodetector 19 (18). After that, the voltage level at the input and output of the shaper 20, corresponding to the logic level “1”, has not changed, since the photodetectors 18, 19 connected in parallel implement the logical function MOUNTING OR. Therefore, the above-described states of the device circuit and voltage diagrams in FIG. 3, which were established before the exposure of the photodetector 19 (18), did not change.

Затем контролируемое изделие 22, оставаясь в зонах действия электромагнитного и электрического полей 21, 25 и оставляя фотоприемник 19 (18) в засвеченном состоянии, выходит за пределы оптического окна фотоприемника 18 (19). При этом происходит затемнение фотоприемника 18 (19). После чего уровень напряжения U1 на выходе формирователя 20, соответствующий уровню логической "1", также не изменяется по причине реализации фотоприемниками 18, 19 логической функции МОНТАЖНОЕ ИЛИ. В связи с этим описанные состояния схемы устройства и диаграмм напряжений на фиг.3, установившиеся до момента затемнения фотоприемника 18 (19), также не изменились.Then the controlled product 22, remaining in the zones of electromagnetic and electric fields 21, 25 and leaving the photodetector 19 (18) in the illuminated state, goes beyond the optical window of the photodetector 18 (19). In this case, the photodetector 18 (19) is darkened. After that, the voltage level U1 at the output of the shaper 20, corresponding to the logical level “1”, also does not change due to the implementation of the logical function MOUNTING OR by the photodetectors 18, 19. In this regard, the described state of the device circuit and voltage diagrams in figure 3, established before the dimming of the photodetector 18 (19), also did not change.

Далее контролируемое изделие 22, оставляя фотоприемник 19 (18) в засвеченном состоянии и оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 21, выходит из зоны действия электрического поля 25. При этом мультивибратор 8 переходит в заторможенное состояние, т.е. в исходное состояние, при котором на его выходе, входе и выходе детектора 9 устанавливается напряжение с уровнем логического "0". В результате на вход порогового элемента 10 подается напряжение с уровнем логического "0", под действием которого он переключается в другое состояние, т.е. в исходное состояние, и на его выходе устанавливается напряжение U3 с уровнем логического "0". Этот нулевой логический уровень напряжения U3 поступает на вторые входы логических элементов 11, 15. В результате чего логические элементы 11, 15 переключаются в исходное состояние, при котором на их выходах устанавливаются соответственно напряжения U6, U5 с уровнями логического "0". При этом на выходе инвертора 12 устанавливается напряжение U7 с уровнем логической "1", и на обоих входах логического элемента 13 устанавливаются напряжения U2, U7 с уровнями логической "1". Поэтому на его выходе и на выходной клемме 14 продолжает оставаться напряжение U9 с уровнем логического "0". В то же время на выходе логического элемента 16 и на выходной клемме 17 продолжает присутствовать напряжение U8 с уровнем логической "1", так как на первом и втором входах логического элемента 16 установлены соответственно напряжения U4 уровнем логической "1" и U5 с уровнем логического "0".Next, the controlled product 22, leaving the photodetector 19 (18) in the illuminated state and remaining in the zone of influence of the electromagnetic field 21, leaves the zone of action of the electric field 25. In this case, the multivibrator 8 goes into a locked state, i.e. in the initial state, in which at its output, input and output of the detector 9 is set voltage with a logical level of "0". As a result, a voltage with a logic level “0” is applied to the input of the threshold element 10, under the influence of which it switches to another state, i.e. in the initial state, and at its output, the voltage U3 is set with a logic level of "0". This zero logical voltage level U3 is supplied to the second inputs of the logic elements 11, 15. As a result, the logical elements 11, 15 are switched to the initial state, in which the voltage U6, U5 with the logic levels “0” are set respectively at their outputs. In this case, the voltage U7 with the logic level “1” is set at the output of the inverter 12, and the voltage U2, U7 with the levels of the logic “1” are set at both inputs of the logic element 13. Therefore, at its output and at the output terminal 14, voltage U9 continues to remain with a logic level of "0". At the same time, the voltage U8 with the logic level “1” continues to be present at the output of the logic element 16 and at the output terminal 17, since the voltage U4 with the logic level “1” and U5 with the logic level ”are respectively set at the first and second inputs of the logic element 16 0 ".

Затем контролируемое изделие 22, оставляя фотоприемник 19 (18) в засвеченном состоянии, выходит из зоны действия электромагнитного поля 21. В результате генератор 4 снова переходит в режим генерации колебаний, т.е. в исходное состояние, и пороговый элемент 5 также переключается в исходное состояние, при котором на его выходе и на первых входах логических элементов 6, 15 устанавливается напряжение U2 с уровнем логического "0". Под действием этого напряжения логический элемент 6 переключается также в исходное состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U4 с уровнем логического "0", которое подается на первый вход логического элемента 16. При этом переключения логического элемента 15 не происходит, так как на его обоих входах устанавливаются напряжения U2, U4 с уровнями логического "0". Так как на обоих входах логического элемента 16 установлены напряжения U4, U5 с уровнями логического "0", происходит переключение его в исходное состояние, при котором на его выходе и на выходной клемме 17 устанавливается напряжение U8 с уровнем логического "0". После чего формирование информационного сигнала об идентификации нагретого металлического изделия на выходной клемме 17 заканчивается.Then, the controlled product 22, leaving the photodetector 19 (18) in the illuminated state, leaves the zone of influence of the electromagnetic field 21. As a result, the generator 4 again switches to the oscillation generation mode, i.e. in the initial state, and the threshold element 5 also switches to the initial state, in which at its output and at the first inputs of the logic elements 6, 15 the voltage U2 is set with a logic level of "0". Under the action of this voltage, the logic element 6 also switches to its initial state, at which voltage U4 is set at its output with a logic level “0”, which is supplied to the first input of the logic element 16. At the same time, the switching of the logic element 15 does not occur, since Both inputs are set voltage U2, U4 with logic levels of "0". Since the voltages U4, U5 with logic levels “0” are set at both inputs of the logic element 16, it switches to its initial state, at which voltage U8 with a logic level “0” is set at its output and at the output terminal 17. After that, the formation of an information signal about the identification of a heated metal product at the output terminal 17 ends.

И на последнем отрезке своего перемещения контролируемое изделие 22 выходит за пределы оптического окна фотоприемника 19 (18). После чего он затемняется, т.е. устанавливается в исходное состояние, при котором на выходе формирователя 20, на первом входе логического элемента 11 и на втором входе логического элемента 6 устанавливается напряжение U1 с уровнем логического "0", которое подтверждает нахождение логических элементов 6 и 11 в исходном состоянии, при котором на их выходах ранее установлены соответственно напряжения U4 и U6 с уровнями логического "0". После чего описанные состояния схемы устройства и диаграмм напряжений на фиг.3 в остальных его точках схемы, установившиеся до момента выхода контролируемого изделия 22 за пределы оптического окна фотоприемника 19 (18), не изменились, так как при этом переключения логических элементов 6, 11 не происходит. На этом цикл идентификации нагретого металлического изделия заканчивается. При повторном прохождении контролируемого нагретого металлического изделия 22 относительно чувствительной поверхности устройства описанный выше в соответствии с диаграммами, приведенными на фиг.3, цикл идентификации нагретого металлического изделия повторяется.And in the last segment of its movement, the controlled product 22 goes beyond the optical window of the photodetector 19 (18). After which it is darkened, i.e. is set to the initial state in which at the output of the shaper 20, at the first input of the logic element 11 and at the second input of the logic element 6, the voltage U1 is set with the logic level "0", which confirms the presence of logic elements 6 and 11 in the initial state, at which their outputs were previously set, respectively, voltages U4 and U6 with logical levels of "0". After that, the described states of the device circuit and voltage diagrams in Fig. 3 at its other circuit points, which were established until the controlled product 22 exceeded the optical window of the photodetector 19 (18), did not change, since the switching of the logic elements 6, 11 did not going on. This completes the identification cycle of the heated metal product. When re-passing the controlled heated metal product 22 relative to the sensitive surface of the device described above in accordance with the diagrams shown in Fig.3, the identification cycle of the heated metal product is repeated.

Следовательно, при прохождении относительно чувствительной поверхности устройства нагретого металлического изделия на выходной клемме 17 устройства отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения U8 с уровнем логической "1" об его идентификации, а на выходной клемме 14 устройства при этом присутствует напряжение U9 с уровнем логического "0".Therefore, when a heated metal product passes through the relatively sensitive surface of the device at the device output terminal 17, a potential information signal of voltage U8 with a logic level “1” about its identification is processed, and voltage U9 with a logic level “0” is present at the device output terminal 14.

В случае введения в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства ненагретого металлического изделия 22 засвечивания фотоприемников 18, 19 из-за отсутствия инфракрасного излучения 26 и переключения формирователя 20 в другое состояние не происходит, в результате на его выходе, на выходах логических элементов 6, 11, на выходе инвертора 12 и на выходной клемме 14 формирования импульсов напряжений U1, U4, U6, U7 и U9 соответственно в течение всего цикла идентификации контролируемого ненагретого металлического изделия не происходит (см. фиг.4).In the case of introducing in the direction of the arrow 23 (24) into the area of the sensitive surface of the device an unheated metal product 22 the illumination of the photodetectors 18, 19 due to the lack of infrared radiation 26 and the shaper 20 is switched to another state, as a result, at its output, at the logic outputs elements 6, 11, at the output of the inverter 12 and at the output terminal 14 of the formation of voltage pulses U1, U4, U6, U7 and U9, respectively, during the entire identification cycle of the controlled unheated metal product (See FIG. 4).

В этом случае формируются только импульс напряжения U2 на выходе порогового элемента 5 с уровнем логической "1", который подается на первый вход логического элемента 15, и импульс напряжения U3 с уровнем логической "1" на выходе порогового элемента 10, который подается на второй вход логического элемента 15. Так как на обоих входах логического элемента 15 устанавливаются импульсы напряжений U2 и U3 с уровнями логической "1", на его выходе и на втором входе логического элемента 16 формируется импульс напряжения U5 также с уровнем логической "1". При этом на выходе логического элемента 16 и на выходной клемме 17 формируется импульс напряжения U8 с уровнем логической "1", так как на втором его входе присутствует импульс напряжения U5 с уровнем логической "1" при наличии напряжения U4 с уровнем логического "0" на его первом входе, подаваемого с выхода логического элемента 6. После выхода контролируемого изделия 22 из зоны действия электромагнитного поля 21 формирование информационного сигнала идентификации ненагретого металлического изделия заканчивается, а в момент выхода контролируемого изделия 22 из области оптического окна фотоприемника 19 (18) заканчивается цикл идентификации ненагретого металлического изделия, и устройство переходит в исходное состояние. При повторном прохождении контролируемого ненагретого металлического изделия 22 относительно чувствительной поверхности устройства описанный выше в соответствии с диаграммами, приведенными на фиг.4, цикл идентификации ненагретого металлического изделия повторяется.In this case, only a voltage pulse U2 is generated at the output of the threshold element 5 with a logic level “1”, which is supplied to the first input of the logic element 15, and a voltage pulse U3 with a logic level “1” at the output of the threshold element 10, which is fed to the second input logic element 15. Since voltage pulses U2 and U3 with levels of logic “1” are set at both inputs of logic element 15, voltage pulse U5 is also formed at its output and at the second input of logic element 16 with logic level “1”. At the same time, a voltage pulse U8 with a logic level of "1" is formed at the output of the logic element 16 and at the output terminal 17, since at its second input there is a voltage pulse U5 with a logic level of "1" in the presence of voltage U4 with a logic level of "0" at its first input, supplied from the output of the logic element 6. After the controlled product 22 leaves the electromagnetic field 21, the formation of the information signal for identifying an unheated metal product ends, and at the time of the controlled item 22 from the region of the optical window of the photodetector 19 (18) ends the identification cycle of an unheated metal product, and the device returns to its original state. When re-passing the controlled unheated metal product 22 with respect to the sensitive surface of the device described above in accordance with the diagrams shown in Fig. 4, the identification cycle of the unheated metal product is repeated.

Следовательно, при прохождении относительно чувствительной поверхности устройства ненагретого металлического изделия на выходной клемме 17 устройства отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения U8 с уровнем логической "1" об его идентификации, а на выходной клемме 14 устройства при этом присутствует напряжение U9 с уровнем логического "0".Therefore, when a relatively unheated metal product passes through the relatively sensitive surface of the device, a potential information signal of voltage U8 with a logic level “1” about its identification is processed at the output terminal 17 of the device, and voltage U9 with a logic level “0” is present at the output terminal 14 of the device.

В случае введения контролируемого нагретого неметаллического изделия 22 в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства при взаимодействии его с электромагнитным полем 21 существенного затухания в колебательный контур генератора 4 оно не вносит. При этом изменения режима генератора 4 относительно его исходного состояния и срабатывания порогового элемента 5 и формирования импульса напряжения U2 не происходит (см. фиг, 5). В результате чего на выходах логических элементов 6 и 15 формирования соответственно импульсов напряжений U4 и U5 и, следовательно, на выходе логического элемента 16 и на выходной клемме 17 формирования импульса напряжения U8 с уровнем логической "1" в течение всего цикла идентификации нагретого неметаллического изделия не происходит (см. фиг.5). В этом случае формируются только импульсы напряжений U1 и U3 с уровнями логической "1" соответственно на выходе формирователя 20 и на выходе порогового элемента 11, которые подаются соответственно на первый и второй входы логического элемента 11. Под действием этих напряжений формируется импульс напряжения U6 с уровнем логической "1" на выходе логического элемента 11, который инвертируется инвертором 12 в импульс напряжения U7 с уровнем логического "0", а затем инвертируется логическим элементом 13 в импульс напряжения с уровнем логической "1" и проходит на его выход и на выходную клемму 14 в виде импульса напряжения U9 с уровнем логической "1", так как на второй вход логического элемента 13 с выхода порогового элемента 5 подается напряжение U2 с уровнем логического "0", разрешающее инвертирование и прохождение. После выхода контролируемого изделия 22 из зоны действия электрического поля 25 формирование информационного сигнала идентификации нагретого неметаллического изделия заканчивается, а в момент выхода контролируемого изделия 22 из области оптического окна фотоприемника 19 (18) заканчивается цикл идентификации нагретого неметаллического изделия, и устройство переходит в исходное состояние. При повторном прохождении контролируемого нагретого неметаллического изделия 22 относительно чувствительной поверхности устройства описанный выше в соответствии с диаграммами, приведенными на фиг.5, цикл идентификации нагретого неметаллического изделия повторяется.In the case of introducing a controlled heated non-metallic product 22 in the direction of the arrow 23 (24) into the zone of the sensitive surface of the device, when it interacts with the electromagnetic field 21, it does not introduce significant attenuation into the oscillatory circuit of the generator 4. In this case, the change in the mode of the generator 4 relative to its initial state and the triggering of the threshold element 5 and the formation of a voltage pulse U2 does not occur (see Fig. 5). As a result, at the outputs of the logic elements 6 and 15 of the formation of voltage pulses U4 and U5, respectively, and therefore, at the output of the logic element 16 and at the output terminal 17 of the formation of voltage pulses U8 with a logic level of “1” during the entire identification cycle of the heated non-metallic product, occurs (see figure 5). In this case, only voltage pulses U1 and U3 with logical levels of “1” are formed respectively at the output of the driver 20 and at the output of the threshold element 11, which are supplied respectively to the first and second inputs of logic element 11. Under the action of these voltages, a voltage pulse U6 with a level logic "1" at the output of logic element 11, which is inverted by inverter 12 into a voltage pulse U7 with logic level "0", and then inverted by logic element 13 into a voltage pulse with logic level "1" and pass um at its output and to the output terminal 14 as a voltage pulse U9 with a logic level "1" as the second input of NAND gate 13 output from the threshold element 5 is supplied with a voltage U2 level logical "0" to allow inversion and passage. After the controlled product 22 leaves the electric field 25, the formation of the information signal for identifying the heated non-metallic product ends, and at the time of the controlled product 22 coming out of the optical window area of the photodetector 19 (18), the identification cycle of the heated non-metallic product ends, and the device returns to its original state. With the repeated passage of the controlled heated non-metallic product 22 relative to the sensitive surface of the device described above in accordance with the diagrams shown in Fig.5, the identification cycle of the heated non-metallic product is repeated.

Следовательно, при прохождении относительно чувствительной поверхности устройства нагретого неметаллического изделия на выходной клемме 14 устройства отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения U9 с уровнем логической "1" об его идентификации, а на выходной клемме 17 устройства при этом присутствует напряжение U8 с уровнем логического "0".Therefore, when a heated non-metallic product passes through the relatively sensitive surface of the device, a potential information signal of voltage U9 with a logic level “1” about its identification is processed at the output terminal 14 of the device, and voltage U8 with a logic level “0” is present at the output terminal 17 of the device.

Таким образом, в рассмотренном режиме работы устройства информационный потенциальный сигнал на его первой выходной клемме 14 однозначно соответствует прохождению относительно чувствительной поверхности устройства нагретого неметаллического изделия, а сигнал на второй выходной клемме 17 - металлического (нагретого или ненагретого) изделия, чем и обеспечивается идентификация (распознавание) нагретых и ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий с повышением достоверности работы устройства.Thus, in the considered operation mode of the device, the potential information signal at its first output terminal 14 unambiguously corresponds to the passage of a heated non-metallic product relative to the sensitive surface of the device, and the signal at the second output terminal 17 corresponds to a metal (heated or unheated) product, which ensures identification (recognition ) heated and unheated metal and heated non-metallic products with increased reliability of the device.

Повышение достоверности работы устройства путем устранения ложных срабатываний по его первому выходу (выходная клемма 14) от посторонних источников инфракрасного излучения, которыми могут быть в условиях технологических производственных процессов посторонние нагретые металлические и неметаллические предметы и технологические источники инфракрасного излучения, например, оптические датчики с открытым оптическим каналом или метрологическое оборудование с измерительными генераторами инфракрасного излучения, обеспечивается следующим образом. При попадании в область оптического окна фотоприемника 18 (19) или в оптические окна обоих фотоприемников 18, 19 в момент нахождения устройства в исходном состоянии, при котором контролируемое нагретое неметаллическое изделие 22 находится за пределами его чувствительной поверхности, от посторонних источников инфракрасного излучения, находящихся за пределами действия электромагнитного и электрического полей 21, 25, но в пределах расстояний чувствительности фотоприемников 18 (19), происходит его или их засветка, затем срабатывание формирователя 20 и формирование им импульса напряжения U1 с уровнем логической "1". Импульс напряжения U1 поступает на первый вход логического элемента 11, но на его выходе формирования ложного импульса напряжения U6 и прохождения его далее через инвертор 12 и логический элемент 13 на выходную клемму 14 не происходит, так как на втором входе логического элемента 11 установлено с выхода порогового элемента 10 напряжение U3 с уровнем логического "0", которое запрещает его прохождение.Improving the reliability of the device by eliminating false positives at its first output (output terminal 14) from extraneous sources of infrared radiation, which can be in the conditions of technological production processes foreign heated metal and nonmetallic objects and technological sources of infrared radiation, for example, optical sensors with open optical channel or metrological equipment with measuring generators of infrared radiation, the following is provided m manner. When the photodetector 18 (19) or the optical windows of both photodetectors 18, 19 get into the optical window region when the device is in the initial state, in which the controlled heated non-metallic product 22 is located outside its sensitive surface, from extraneous sources of infrared radiation located outside the limits of the action of electromagnetic and electric fields 21, 25, but within the sensitivity distances of the photodetectors 18 (19), it or they are exposed to light, then the shaper is triggered 20 and the formation of a voltage pulse U1 with a logic level of "1". The voltage pulse U1 is supplied to the first input of the logic element 11, but at its output, the formation of a false voltage pulse U6 and its further passage through the inverter 12 and the logic element 13 to the output terminal 14 does not occur, since the threshold input is installed at the second input of the logic element 11 element 10 voltage U3 with a logic level of "0", which prohibits its passage.

Повышение достоверности идентификации предлагаемым устройством контролируемых изделий путем устранения ложных срабатываний по его второму выходу (выходная клемма 17) от посторонних источников инфракрасного излучения, которыми могут быть в условиях технологических производственных процессов посторонние нагретые металлические и неметаллические предметы и технологические источники инфракрасного излучения, например, оптические датчики с открытым оптическим каналом или метрологическое оборудование с измерительными генераторами инфракрасного излучения. Устранение ложных срабатываний устройства при этом осуществляется следующим образом. При попадании в область оптического окна инфракрасного фотоприемника 18 (19) или обоих фотоприемников 18, 19 в момент нахождения устройства в исходном состоянии, при котором контролируемое металлическое (нагретое или ненагретое) изделие 15 находится за пределами его чувствительной поверхности, от посторонних источников инфракрасного излучения, находящихся за пределами действия электромагнитного и электрического полей 21, 25, но в пределах расстояний чувствительности фотоприемников 18, 19, происходит его или их засветка, затем срабатывание формирователя 20 и формирование им импульса напряжения U1 с уровнем логической "1". Импульс напряжения U1 поступает на второй вход логического элемента 6, но на его выходе формирования ложного импульса напряжения U4 и прохождения его далее через логический элемент 16 на выходную клемму 17 не происходит, так как на первом входе логического элемента 6 установлено напряжение U2 с уровнем логического "0", которое запрещает его прохождение.Increasing the reliability of identification of controlled products by the proposed device by eliminating false alarms at its second output (output terminal 17) from extraneous sources of infrared radiation, which can be foreign heated metal and nonmetallic objects and technological sources of infrared radiation in technological production processes, for example, optical sensors with an open optical channel or metrological equipment with measuring generators inf colorful radiation. The elimination of false alarms of the device is carried out as follows. When the infrared photodetector 18 (19) or both photodetectors 18, 19 fall into the optical window region at the moment the device is in the initial state, in which the controlled metal (heated or unheated) product 15 is located outside its sensitive surface, from extraneous sources of infrared radiation, outside the range of electromagnetic and electric fields 21, 25, but within the sensitivity distances of the photodetectors 18, 19, it or their illumination occurs, then the forms The driver 20 and the formation of a voltage pulse U1 with a logic level of "1". The voltage pulse U1 is supplied to the second input of the logic element 6, but at its output the formation of a false pulse of voltage U4 and its passage through the logic element 16 to the output terminal 17 does not occur, since the voltage U2 with the logic level is set at the first input of the logic element 6 0 ", which prohibits its passage.

Кроме того, в изобретении обеспечивается повышенная достоверность работы устройства при идентификации им нагретых и ненагретых металлических контролируемых изделий на выходной клемме 17. Обеспечивается она за счет использования инфракрасных фотоприемников 18, 19 и формирователя 20 для определения нагретого состояния контролируемого металлического изделия 22 посредством контроля его инфракрасного излучения, испускаемого им в нагретом состоянии и осуществления раздельного контроля при идентификации нагретых и ненагретых металлических изделий по двум ветвям электрических цепей схемы устройства (одна ветвь с фотоприемниками, а другая без фотоприемников) с последующим суммированием сигналов этих ветвей с помощью логического элемента 16 (см. фиг.1). Первую ветвь контроля нагретого металлического изделия образуют последовательно включенные генератор 4 с индуктивным чувствительным элементом 1, пороговый элемент 5, осуществляющие контроль изделия по виду материала, формирователь 20 с включенными на его вход фотоприемниками 18, 19, осуществляющий контроль факта нагретого состояния изделия и логический элемент 6, на выходе которого формируется информационный сигнал напряжения U4 контроля нагретого металлического изделия, поступающий для суммирования на первый вход логического элемента 16. Вторая ветвь контроля образована последовательно включенными генератором 4 с индуктивным чувствительным элементом 1, пороговым элементом 5, последовательно включенными мультивибратором 8 с емкостным чувствительным элементом 7, детектором 9, пороговым элементом 10, осуществляющими контроль изделия по виду материала и по факту ненагретого состояния изделия, и логическим элементом 15, на выходе которого формируется информационный сигнал контроля ненагретого металлического изделия, поступающий для суммирования на второй вход логического элемента 16.In addition, the invention provides increased reliability of the device when it identifies heated and unheated metal controlled products at the output terminal 17. It is provided through the use of infrared photodetectors 18, 19 and the shaper 20 to determine the heated state of the controlled metal product 22 by monitoring its infrared radiation emitted by it in a heated state and the implementation of separate control when identifying heated and unheated metal products along two branches of the electric circuits of the device circuit (one branch with photodetectors, and the other without photodetectors), followed by summing the signals of these branches using logic element 16 (see figure 1). The first control branch of the heated metal product is formed by a series-connected generator 4 with an inductive sensitive element 1, a threshold element 5, which control the product by type of material, shaper 20 with photodetectors 18, 19 connected to its input, which controls the fact of the heated state of the product and logic element 6 at the output of which an information signal of the voltage U4 of the control of the heated metal product is generated, which is supplied for summing to the first input of the logic element 16 The second control branch is formed by a series-connected generator 4 with an inductive sensitive element 1, a threshold element 5, sequentially connected a multivibrator 8 with a capacitive sensitive element 7, a detector 9, a threshold element 10, which control the product by the type of material and upon the unheated state of the product, and a logical element 15, at the output of which an information signal for monitoring an unheated metal product is generated, which is fed to the second input of a logical lementa 16.

В изобретении обеспечивается также устранение ложных срабатываний по его второму выходу (выходная клемма 17) от посторонних нагретых или ненагретых металлических предметов, случайно попадающих в его в зону действия электромагнитного поля 21 в момент нахождения устройства в исходном состоянии и контролируемого металлического изделия 22 за пределами его чувствительной поверхности. Устранение ложных срабатываний при этом происходит следующим образом.The invention also provides the elimination of false positives on its second output (output terminal 17) from extraneous heated or unheated metal objects that accidentally fall into its electromagnetic field 21 when the device is in the initial state and the controlled metal product 22 is outside its sensitive surface. The elimination of false positives in this case occurs as follows.

При попадании в зону действия электромагнитного поля 21 постороннего нагретого или ненагретого предмета генератором 4 и пороговым элементом 5 формируется импульс напряжения U2 с уровнем логической "1", который подается на первый вход логического элемента 15. Но на его выход и далее на выходную клемму 17 устройства этот ложный импульс не проходит, так как на втором входе логического элемента 15 с выхода порогового элемента 10 установлено напряжение U3 с уровнем логического "0", запрещающее его прохождение.When an extraneous heated or unheated object enters the electromagnetic field 21, the generator 4 and the threshold element 5 generate a voltage pulse U2 with a logic level of "1", which is fed to the first input of the logic element 15. But to its output and then to the output terminal 17 of the device this false impulse does not pass, because at the second input of the logic element 15 from the output of the threshold element 10, a voltage U3 is set with a logic level of "0", which prohibits its passage.

В предлагаемом устройстве обеспечивается также устранение ложных срабатываний по его первому выходу (выходная клемма 14) при случайном попадании посторонних нагретых или ненагретых металлических и неметаллических предметов в зону действия электрического поля 25. Устранение ложных срабатываний устройства при этом осуществляется следующим образом. При попадании в зону действия электрического поля 25 устройства в момент нахождения его в исходном состоянии, при котором контролируемое нагретое неметаллическое изделие 22 находится за пределами его чувствительной поверхности, постороннего нагретого или ненагретого металлического или неметаллического предмета на выходе порогового элемента 10 формируется импульс напряжения U3 с уровнем логической "1", который поступает на второй вход логического элемента 11. Однако этот ложный импульс на выход логического элемента 11 и далее на выходную клемму 14 не проходит, так как одновременно на его первый вход с выхода формирователя 20 поступает запрещающий нулевой логический уровень напряжения U1.The proposed device also provides the elimination of false alarms at its first output (output terminal 14) in case of accidental ingress of foreign heated or unheated metal and non-metallic objects into the electric field 25. The elimination of false alarms of the device is as follows. When the device enters the coverage area of the electric field 25 at the moment it is in the initial state, in which the controlled heated non-metallic product 22 is outside its sensitive surface, an extraneous heated or unheated metal or non-metallic object, a voltage pulse U3 with a level is formed at the output of the threshold element 10 logical "1", which is fed to the second input of the logical element 11. However, this false pulse to the output of the logical element 11 and then to the output cl Lemma 14 does not pass, since at the same time its first input from the output of the driver 20 receives a prohibiting zero logical voltage level U1.

Устройство обеспечивает также его работу в режиме контроля положения металлических (нагретых и ненагретых) и нагретых неметаллических изделий, так как в нем используется потенциальный принцип формирования информационных сигналов об идентификации контролируемых изделий.The device also provides its operation in the control mode of the position of metallic (heated and unheated) and heated non-metallic products, since it uses the potential principle of generating information signals about the identification of controlled products.

Так при помещении контролируемого нагретого или ненагретого металлического или нагретого неметаллического изделия в зону действия чувствительного элемента предлагаемого устройства на его соответствующем выходе устанавливается потенциал выходного напряжения с уровнем логической "1", соответствующий информационному сигналу о положении контролируемого изделия, длительность которого определяется временем одновременного нахождения контролируемого изделия: в зоне действия электромагнитного поля и в области оптических окон фотоприемников - для нагретых металлических изделий; в зоне действия электромагнитного и электрического полей - для ненагретых металлических изделий; в зоне действии электрического поля и в области оптических окон фотоприемников - для нагретых неметаллических изделий.So when placing a controlled heated or unheated metal or heated non-metallic product in the range of the sensitive element of the proposed device at its corresponding output, the output voltage potential with a logic level of “1” is set, which corresponds to an information signal about the position of the controlled product, the duration of which is determined by the time the controlled product is located : in the area of the electromagnetic field and in the field of optical windows nikov - for heated metal products; in the range of electromagnetic and electric fields - for unheated metal products; in the zone of action of the electric field and in the region of the optical windows of the photodetectors - for heated non-metallic products.

Причем этот сигнал не исчезает, как, например, в случае импульсного принципа формирования информационного сигнала о контролируемом изделии по перепадам напряжения (по переднему или по заднему фронту), а продолжает непрерывно отслеживать потенциальным уровнем выходного напряжения контролируемое изделие как при перемещении его в пределах чувствительной поверхности устройства, так и при нахождении контролируемого изделия в ней в неподвижном состоянии в течение неопределенного промежутка времени. Т.е. при этом имеет место однозначное соответствие потенциального информационного сигнала на соответствующей выходной клемме устройства положению контролируемого изделия в определенной точке пространства, где установлено предлагаемое устройство. Это, в свою, очередь, и обеспечивает работу предлагаемого устройства в режиме контроля положения нагретых и ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий.Moreover, this signal does not disappear, as, for example, in the case of the impulse principle of generating an information signal about the controlled product by voltage drops (on the leading or trailing edges), but continues to continuously monitor the controlled product with the potential output voltage level as if moving it within the sensitive surface device, and when the controlled product is in it in a stationary state for an indefinite period of time. Those. in this case, there is an unambiguous correspondence of the potential information signal on the corresponding output terminal of the device to the position of the monitored product at a certain point in space where the proposed device is installed. This, in turn, ensures the operation of the proposed device in the mode of monitoring the position of heated and unheated metal and heated non-metal products.

В режиме контроля положения нагретых металлических изделий устройство функционирует как бесконтактный индуктивно-оптический датчик положения. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.3. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 17, а выходная клемма 14 не задействуется.In the control mode of the position of heated metal products, the device functions as a non-contact inductive-optical position sensor. The operation of the device in this case is described by the diagrams shown in Fig.3. When this information signal is removed from the output terminal 17, and the output terminal 14 is not involved.

В режиме контроля положения ненагретых металлических изделий устройство функционирует как бесконтактный датчик положения индуктивно-емкостного типа. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.4. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 17, а выходная клемма 14 не задействуется.In the control mode of the position of unheated metal products, the device functions as a non-contact position sensor of inductive-capacitive type. The operation of the device in this case is described by the diagrams shown in figure 4. When this information signal is removed from the output terminal 17, and the output terminal 14 is not involved.

В режиме контроля положения нагретых неметаллических изделий устройство функционирует как бесконтактный датчик положения оптико-емкостного типа. Работа устройства в этом режиме описывается диаграммами, приведенными на фиг.5. В этом случае информационный сигнал снимается с выходной клеммы 14, а выходная клемма 17 не задействуется.In the control mode of the position of heated non-metallic products, the device functions as a non-contact position sensor of the optical-capacitive type. The operation of the device in this mode is described by the diagrams shown in Fig.5. In this case, the information signal is removed from the output terminal 14, and the output terminal 17 is not involved.

Claims (1)

Устройство идентификации и контроля положения изделий, содержащее индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно соединенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, первый пороговый элемент, последовательно соединенные первый инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, а также первый логический элемент 2И, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого порогового элемента и формирователя импульсов, инвертор, логический элемент 2ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом инвертора, а его выход является первым выходом устройства, отличающееся тем, что в него введены второй инфракрасный фотоприемник, подключенный к входу формирователя импульсов параллельно первому инфракрасному фотоприемнику, последовательно включенные мультивибратор с емкостным чувствительным элементом, подключенным к его входу и выполненным в виде токопроводящей пластины с геометрической формой, повторяющей геометрическую форму центрального отверстия ферритового сердечника, детектор, второй пороговый элемент, а также второй логический элемент 2И, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно формирователя импульсов и второго порогового элемента, выход - со входом инвертора, третий логический элемент 2И, первый вход которого подключен к выходу первого порогового элемента и ко второму входу логического элемента 2ИЛИ-НЕ, второй вход - к выходу второго порогового элемента, логический элемент 2ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и третьего логических элементов 2И, а выход его является вторым выходом устройства, при этом емкостный чувствительный элемент установлен внутри центрального отверстия ферритового сердечника соосно с этим отверстием со смещением относительно открытого торца ферритового сердечника вдоль оси симметрии его центрального отверстия в сторону закрытого торца ферритового сердечника, причем индуктивный и емкостный чувствительные элементы, первый и второй инфракрасные фотоприемники, между которыми помещены индуктивный и емкостный чувствительные элементы, установлены в одной плоскости вдоль прямой линии и образуют чувствительный элемент устройства, а плоскости оптических окон инфракрасных фотоприемников, плоскость открытого торца ферритового сердечника и одна из плоскостей емкостного чувствительного элемента, направленные в одну сторону, установлены параллельно и образуют чувствительную поверхность устройства. A device for identifying and controlling the position of products containing an inductive sensitive element made in the form of an inductor placed in an annular groove of the open end of a ferrite core with a central hole, connected in series to an electric oscillation generator, in the oscillatory circuit of which an inductive sensitive element is included, the first threshold element, the first infrared photodetector, pulse shaper, as well as the first logical element 2I, connected in series the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first threshold element and the pulse shaper, an inverter, a 2OR-NOT logic element, the first input of which is connected to the inverter output, and its output is the first output of the device, characterized in that a second infrared photodetector is introduced into it connected to the input of the pulse shaper parallel to the first infrared photodetector, sequentially connected multivibrator with a capacitive sensor connected to its input and in the form of a conductive plate with a geometric shape that repeats the geometric shape of the central hole of the ferrite core, a detector, a second threshold element, as well as a second logic element 2I, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the pulse shaper and the second threshold element, the output - with the input inverter, the third logic element 2I, the first input of which is connected to the output of the first threshold element and to the second input of the logic element 2 OR NOT, the second input - to the output of the second of the threshold element, the OR gate 2, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first and third logic gates 2I, respectively, and its output is the second output of the device, while the capacitive sensing element is installed inside the central hole of the ferrite core coaxially with this hole with an offset open end of the ferrite core along the axis of symmetry of its central hole toward the closed end of the ferrite core, the inductive and capacitive sensing sensitive elements, the first and second infrared photodetectors, between which inductive and capacitive sensors are placed, are installed in the same plane along a straight line and form the sensor element of the device, and the plane of the optical windows of the infrared photodetectors, the plane of the open end of the ferrite core and one of the planes of the capacitive sensor , directed in one direction, are installed in parallel and form a sensitive surface of the device.
RU2007137040/28A 2007-10-05 2007-10-05 Device of identification and control of products position RU2351893C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007137040/28A RU2351893C1 (en) 2007-10-05 2007-10-05 Device of identification and control of products position

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007137040/28A RU2351893C1 (en) 2007-10-05 2007-10-05 Device of identification and control of products position

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2351893C1 true RU2351893C1 (en) 2009-04-10

Family

ID=41015031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007137040/28A RU2351893C1 (en) 2007-10-05 2007-10-05 Device of identification and control of products position

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2351893C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2384816C1 (en) Product identification and position control device
US20150077141A1 (en) Capacitive sensor for an anti-collision apparatus, and capacitive sensor
SU1610268A1 (en) Inductive-optical pickup of position and for checking
RU2383861C1 (en) Device for identification and control of items position
RU2383859C1 (en) Device for identification and control of items position
RU2384814C1 (en) Multi-function product identification device
RU2351893C1 (en) Device of identification and control of products position
US3411625A (en) Pattern recognition device
RU2357208C1 (en) Device for identification of products
RU2384815C1 (en) Product identification device
RU2343406C1 (en) Products identification and positional checking apparatus
RU2384818C1 (en) Product identification and position control device
RU2357209C1 (en) Device for identification of products
RU2350902C1 (en) Device for identification of items
RU2349876C1 (en) Product identification apparatus
RU2354933C1 (en) Device for product identification
RU2359223C1 (en) Product identification device
RU2344372C1 (en) Device of identifying and controlling position of objects
RU2351894C1 (en) Device for product identification
RU2350903C1 (en) Device for identification of items
RU2384817C1 (en) Product identification device
RU2340870C1 (en) Device for identifying and monitoring positions of objects
RU2349903C1 (en) Product identification apparatus
RU2340869C1 (en) Sensor for identifying and monitoring positions of objects
RU2384819C1 (en) Product identification and position control device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111006