RU2351893C1 - Device of identification and control of products position - Google Patents
Device of identification and control of products position Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Abstract
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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)
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) |
-
2007
- 2007-10-05 RU RU2007137040/28A patent/RU2351893C1/en not_active IP Right Cessation
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 |