RU2384817C1

RU2384817C1 - Product identification device

Info

Publication number: RU2384817C1
Application number: RU2008142682/28A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Карпенко (RU); Сергей Владимирович Карпенко
Original assignee: Сергей Владимирович Карпенко
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2010-03-20

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: invention refers to instrumentation and can be used for identification (recognition) of heated non-metal and non-heated metal and non-metal products, as well as non-contact position control sensor of metal and non-metal products considering their thermal state and material type. According to invention, device includes inductive sensing element, electric oscillation generator, two threshold elements, two infrared photoreceivers, pulse former, two logic elements OR-NOT, logic element AND, multivibrator with sensitive capacitor element, detector; at that, inductive and capacitor sensitive elements and infrared photoreceivers are installed along the straight line in one plane and comprise the device sensitive element, and planes of optic windows of infrared photoreceivers, plane of the open edge of ferrite core and one of the planes of capacitor sensitive element, which are directed to one side are parallel installed and form the device sensitive surface.

EFFECT: invention allows avoiding false activations of the device from external infrared radiation sources and heated metal objects.

5 dwg

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в машиностроении для идентификации (распознавания) нагретых неметаллических и ненагретых металлических и неметаллических изделий, а также в качестве датчика контроля положения изделий с учетом их термического состояния и вида материала.The invention relates to the field of instrumentation and can be used in mechanical engineering for the identification (recognition) of heated non-metallic and unheated metallic and non-metallic products, and also as a sensor for monitoring the position of products taking into account their thermal state and type of material.

Известно устройство идентификации (распознавания) изделий, содержащее последовательно соединенные генератор электрических колебаний с индуктивным чувствительным элементом, выполненным в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытой чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, и включенным в цепь его колебательного контура, и пороговый элемент, последовательно включенные фотоприемник и формирователь импульсов, а также логический элемент ИЛИ-НЕ, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, первую выходную клемму, соединенную с выходом логического элемента ИЛИ-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", 1985.10.15). Такое устройство имеет суженные функциональные возможности, так как производит идентификацию (распознавание):A device for identification (recognition) of products is known that contains a series-connected generator of electrical oscillations with 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 and included in the circuit of its oscillating circuit, and a threshold element in series the included photodetector and pulse shaper, as well as an OR-NOT logic element whose input is connected to the output of the pulse shaper, ervuyu output terminal connected to the output of a NOR output and is the first device, a second output terminal, which is the second output of the device (see. inventor's certificate SU 1185419, IPC N01N ⁴ 36/00 "position sensor and control" 1985.10.15 ) Such a device has a narrowed functionality, as it performs identification (recognition):

- только ненагретых металлических и неметаллических изделий и не позволяет производить идентификацию наряду с ненагретыми металлическими и неметаллическими изделиями нагретых неметаллических изделий;- only unheated metal and non-metal products and does not allow identification along with unheated metal and non-metal products of heated non-metal products;

- ограниченной номенклатуры контролируемых изделий, т.е. им осуществляется идентификация каждого изделия только из двух разновидностей контролируемых изделий на одном соответствующем выходе устройства из двух выходов, и не позволяет производить идентификацию изделий, имеющих более расширенную номенклатуру по числу, виду материала и термическому состоянию контролируемых изделий. Например, такое устройство не позволяет идентифицировать одно изделие из трех разновидностей контролируемых изделий (нагретое неметаллическое, ненагретое металлическое, ненагретое неметаллическое) на одном из трех соответствующем выходе устройства.- limited range of controlled products, i.e. he carries out the identification of each product from only two varieties of controlled products at one corresponding output of the device from two outputs, and does not allow identification of products having a more expanded nomenclature by the number, type of material and thermal state of the controlled products. For example, such a device does not allow identification of one product from three varieties of controlled products (heated non-metallic, unheated metallic, unheated non-metallic) at one of the three corresponding output of the device.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство идентификации изделий, содержащее последовательно включенные инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, последовательно соединенные генератор электрических колебаний с индуктивным чувствительным элементом, выполненным в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытой чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, и включенным в цепь его колебательного контура, и пороговый элемент, а также логический элемент ИЛИ-НЕ, первую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся первым выходом устройства, логический элемент И, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, выход - с входом логического элемента ИЛИ-НЕ, вторую выходную клемму, соединенную с выходом логического элемента И и являющуюся вторым выходом устройства (см. авторское свидетельство SU 1610268, МКИ⁵ G01B 21/00, "Индуктивно-оптический датчик положения и контроля", 1990.11.30).The closest in technical essence to the proposed solution is a product identification device containing an infrared photodetector in series, a pulse shaper, an electric oscillation generator connected in series with 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, and included in the circuit of its oscillatory circuit, and a threshold element, as well as a logical element OR -NOT, the first output terminal connected to the output of the OR-NOT logical element and which is the first output of the device, the AND logical element, the input of which is connected to the output of the pulse former, the output - with the input of the OR-NOT logical element, the second output terminal connected to the output logical element And and which is the second output of the device (see copyright certificate SU 1610268, MKI ⁵ G01B 21/00, "Inductive-optical position and control sensor", 1990.11.30).

Однако такое устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как:However, such a device has limited functionality, since:

- производит идентификацию только нагретых изделий (металлических и неметаллических) и не позволяет производить идентификацию (распознавание) наряду с нагретыми неметаллическими изделиями ненагретых металлических и неметаллических изделий;- identifies only heated products (metal and non-metal) and does not allow identification (recognition) along with heated non-metal products of unheated metal and non-metal products;

- осуществляет идентификацию изделий из числа ограниченной номенклатуры по числу разновидностей контролируемых изделий в соответствии с алгоритмом: идентификация каждого из двух разновидностей контролируемых изделий на один соответствующий выход из двух выходов устройства - и не позволяет осуществлять идентификацию изделий из числа расширенной номенклатуры (например, из набора, состоящего из трех видов контролируемых изделий, - нагретое неметаллическое, ненагретое металлическое, ненагретое неметаллическое) по числу разновидностей контролируемых изделий согласно алгоритму: идентификация каждого изделия из трех разновидностей контролируемых изделий на один соответствующий выход из трех выходов устройства.- carries out identification of products from a limited range of products by the number of varieties of controlled products in accordance with the algorithm: identification of each of two varieties of controlled products at one corresponding output from two device outputs - and does not allow identification of products from among the expanded range of products (for example, from a set, consisting of three types of controlled products - heated non-metallic, unheated metallic, unheated non-metallic) by the number of varieties ontroliruemyh products according to the algorithm: the identity of each product from the three varieties of controlled items for one of three corresponding output device outputs.

Кроме того, такое устройство характеризуется двумя зонами его чувствительности - ближней и дальней зонами чувствительности вдоль оси симметрии индуктивного чувствительного элемента, совпадающей с осью симметрии центрального отверстия чашки его ферритового сердечника. В ближней зоне чувствительности, в которой одновременно действуют электромагнитное поле индуктивного чувствительного элемента и инфракрасное излучение контролируемого нагретого изделия в пределах чувствительности инфракрасного фотоприемника, производится идентификация (распознавание) контролируемых изделий. В дальней зоне чувствительности, в которой действует только инфракрасное излучение контролируемых изделий в пределах чувствительности фотоприемника инфракрасного излучения от конца границы ближней зоны чувствительности и до расстояния предельной чувствительности инфракрасного фотоприемника, такое устройство работает только как бесконтактный фотоэлектрический датчик, в одинаковой степени срабатывающий от нагретых металлических и неметаллических изделий по его первому выходу (выходная клемма 12). Это приводит к снижению надежности его работы в режиме идентификации контролируемых изделий, когда устройство находится в исходном состоянии, при котором на его выходах установлены напряжения с уровнями логического "0", а контролируемые им изделия находятся за пределами действия зоны действия его чувствительного элемента из-за ложных его срабатываний от посторонних нагретых металлических и неметаллических предметов и технологических источников инфракрасного излучения. При этом ложные его срабатывания проявляются в виде формирования на его выходной клемме 12 ложных импульсов напряжения с уровнем логической "1".In addition, such a device is characterized by two zones of its sensitivity — the near and far zones of sensitivity along the axis of symmetry of the inductive sensitive element, which coincides with the axis of symmetry of the central opening of the cup of its ferrite core. In the near sensitivity zone, in which the electromagnetic field of the inductive sensitive element and the infrared radiation of the controlled heated product operate simultaneously within the sensitivity of the infrared photodetector, identification (recognition) of the controlled products is performed. In the far sensitivity zone, in which only infrared radiation of controlled products is acting within the sensitivity of the infrared photodetector from the end of the border of the near sensitivity zone and to the distance of the maximum sensitivity of the infrared photodetector, such a device works only as a non-contact photoelectric sensor, equally triggered by heated metal and non-metallic products at its first output (output terminal 12). This leads to a decrease in the reliability of its operation in the identification mode of controlled products, when the device is in the initial state, at which voltages with logical "0" levels are set at its outputs, and the products controlled by it are outside the range of its sensitive element due to its false responses from extraneous heated metal and nonmetallic objects and technological sources of infrared radiation. In this case, its false responses are manifested in the form of the formation of 12 false voltage pulses with a logical level of “1” on its output terminal.

Задача, решаемая изобретением, - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности распознавания наряду с нагретыми неметаллическими изделиями ненагретых металлических и неметаллических изделий с расширением номенклатуры контролируемых изделий, а также повышение надежности работы устройства путем устранения его ложных срабатываний от посторонних источников инфракрасного излучения и нагретых металлических объектов.The problem solved by the invention is to expand the functionality of the device by providing the possibility of recognizing along with heated non-metallic products unheated metal and non-metallic products with an expansion of the range of controlled products, as well as increasing the reliability of the device by eliminating its false positives from extraneous sources of infrared radiation and heated metal objects .

Решение указанной 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 включенные первый инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, а также первый логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого является первым выходом устройства, логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, а выход его соединен с первым входом первого логического элемента ИЛИ-НЕ и является вторым выходом устройства, в него введены второй инфракрасный фотоприемник, подключенный параллельно первому инфракрасному фотоприемнику ко входу формирователя импульсов, 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, прямой выход которого соединен со вторым входом логического элемента И, третий вход которого подключен к инверсному выходу первого порогового элемента, прямой выход которого соединен со вторым входом первого логического элемента ИЛИ-НЕ, третий вход которого подключен к инверсному выходу второго порогового элемента, а также второй логический элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с инверсным выходом первого порогового элемента и с выходом формирователя импульсов, а его выход является третьим 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 и инфракрасные фотоприемники, между которыми размещены индуктивный и емкостной чувствительные элементы, установлены вдоль прямой линии в одной плоскости 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 to 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 element is included in the oscillatory circuit of which the first threshold element, the first infrared photodetector, pulse shaper, and the first logic the first OR-NOT element, the output of which is the first output of the device, the logical element AND, the first input of which is connected to the output of the pulse shaper, and its output is connected to the first input of the first logical element OR-NOT and is the second output of the device, the second infrared a photodetector connected in parallel with the first infrared photodetector to the input of the pulse shaper, a multivibrator connected in series with a capacitive sensor connected to its input and made in the form 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, the direct output of which is connected to the second input of the logical element And, the third input of which is connected to the inverse output of the first threshold element, the direct output of which is connected to the second input of the first logical OR-NOT element, the third input of which is connected to the inverse output of the second threshold element, as well as the second logical element OR-NOT, the first and second the first inputs of which are connected respectively to the inverse output of the first threshold element and to the output of the pulse shaper, and its output is the third output of the device, while a capacitive sensing element is installed inside the central hole of the ferrite core coaxially with this hole with an offset relative to the open end of the ferrite core along the axis of symmetry its central hole toward the closed end of the ferrite core, with inductive and capacitive sensitive elements and infrared clear photodetectors, between which inductive and capacitive sensitive elements are placed, are installed along a straight line in one plane and form the sensor element of the device, and the plane of the optical windows of infrared photodetectors, the plane of the open end of the ferrite core and one of the planes of the capacitive sensor element, directed in one direction, installed in parallel and form a sensitive surface of the device.

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

Устройство содержит (см. фиг.1) индуктивный чувствительный элемент 1, выполненный в виде катушки индуктивности 2, помещенной в кольцевом пазу со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника 3 с центральным отверстием, высокочастотный генератор электрических колебаний 4, к цепям колебательного контура которого подключен индуктивный чувствительный элемент 1, первый пороговый элемент 5, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, вход которого подключен к выходу генератора 4, логический элемент И 6, первую выходную клемму 7, мультивибратор 8 с емкостным чувствительным элементом 9, подключенным к его входу, детектор 10, вход которого соединен с выходом мультивибратора 8, второй пороговый элемент 11, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, вход которого подключен к выходу детектора 10, первый логический элемент ИЛИ-НЕ 12, первый вход которого соединен с выходом логического элемента И 6, второй вход - с прямым выходом первого порогового элемента 5, третий вход - с инверсным выходом второго порогового элемента 11, выход - с первой выходной клеммой 7, являющейся первым выходом устройства, вторую выходную клемму 13, подключенную к выходу логического элемента 6 и являющуюся вторым выходом устройства, соединенные между собой параллельно первый и второй инфракрасные фотоприемники 14, 15, формирователь импульсов 16, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников 14 и 15, а выход его соединен с первым входом логического элемента И 6, второй вход которого подключен к прямому выходу второго порогового элемента 11, третий вход - к инверсному выходу первого порогового элемента 5, второй логический элемент ИЛИ-НЕ 17, первый вход которого соединен с инверсным выходом первого порогового элемента 5, второй вход - с выходом формирователя импульсов 16, третью выходную клемму 18, подключенную к выходу второго логического элемента 17 и являющуюся третьим выходом устройства.The device contains (see Fig. 1) an inductive sensitive element 1 made in the form of an inductor 2 placed in an annular groove from the open end of a cup of a ferrite core 3 with a central hole, a high-frequency generator of electric vibrations 4, to the circuits of the oscillatory circuit of which an inductive sensitive element 1, the first threshold element 5, made, for example, according to the Schmitt trigger circuit, the input of which is connected to the output of the generator 4, logic element And 6, the first output terminal 7, multi an selector 8 with a capacitive sensitive element 9 connected to its input, a detector 10, the input of which is connected to the output of the multivibrator 8, a second threshold element 11, made, for example, according to the Schmitt trigger circuit, the input of which is connected to the output of the detector 10, the first logical element OR -HE 12, the first input of which is connected to the output of AND gate 6, the second input - with the direct output of the first threshold element 5, the third input - with the inverse output of the second threshold element 11, the output - with the first output terminal 7, which is the first output ohms of the device, the second output terminal 13 connected to the output of the logic element 6 and which is the second output of the device, connected together in parallel by the first and second infrared photodetectors 14, 15, a pulse shaper 16, made, for example, according to the Schmitt trigger circuit, to the input of which the outputs of infrared photodetectors 14 and 15, and its output is connected to the first input of AND 6, the second input of which is connected to the direct output of the second threshold element 11, the third input to the inverse output of the first por of the output element 5, the second logic element OR NOT 17, the first input of which is connected to the inverse output of the first threshold element 5, the second input is the output of the pulse shaper 16, the third output terminal 18 connected to the output of the second logic element 17 and which is the third output of the device .

Генератор 4 выполнен, например, на основе транзистора по схеме автогенератора электрических колебаний с индуктивной трехточкой, в котором индуктивный чувствительный элемент 1 подключен к цепям его колебательного контура (см. книгу Виленский П.И., Срибнер Л.А. Бесконтактные путевые выключатели. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 80 с., ил. - (Библиотека по автоматике; Вып.654)", стр.20, рис.10, а; стр.38, рис.25).Generator 4 is made, for example, on the basis of a transistor according to the circuit of an oscillator of electrical oscillations with an inductive three-point, in which the inductive sensitive element 1 is connected to the circuits of its oscillatory circuit (see the book Vilensky P.I., Sribner L.A. Contactless limit switches. - M .: Energoatomizdat, 1985. - 80 p., Ill. - (Library on Automation; Issue 654) ", p. 20, fig. 10, a; p. 38, fig. 25).

Мультивибратор 8 выполнен, 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).The multivibrator 8 is made, for example, according to the scheme of a symmetrical rectangular oscillator based on an operational amplifier (see the book Shilo V.L. Linear integrated circuits in electronic equipment. - M.: Sov. Radio, 1974, p. 175, Fig. 4.42, but).

Емкостной чувствительный элемент 9, 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 9 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 9 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 расположению катушки индуктивности 2, т.е. в сторону закрытого торца ферритового сердечника 3. Наличие такого смещения не позволяет потоку рассеяния (на фиг.2 не показан для лучшей читаемости чертежа) электромагнитного поля 19, существующего непосредственно у передней кромки центрального отверстия со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника 3, взаимодействовать с поверхностью емкостного чувствительного элемента 9, и, тем самым, исключает возможность внесения нежелательного дополнительного затухания в колебательный контур генератора 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 9 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 electric circuits 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 9 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 9 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 in a direction opposite the location of inductors 2, i.e. towards the closed end of the ferrite core 3. The presence of such a displacement does not allow the scattering flux (not shown in FIG. 2 for better readability of the drawing) of the electromagnetic field 19, which exists directly at the leading edge of the central hole from the open end of the cup of the ferrite core 3, to interact with the surface capacitive sensing element 9, and thereby eliminates the possibility of introducing unwanted additional attenuation into the oscillatory circuit of the generator 4. This, in turn, eliminates zmozhnost reduce the Q of the oscillatory circuit generator 4 and violating the generation mode electrical oscillations, resulting in equipment malfunction.

Детектор 10 выполнен, например, по схеме диодного пассивного преобразователя амплитудных значений переменного напряжения в постоянное с последовательным включением выпрямительного диода с выходной нагрузкой в виде параллельной RC - цепи (см. книгу Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное.- М.: Сов. радио, 1977, с.174, рис.4.9, б).The detector 10 is made, for example, according to the scheme of a diode passive converter of the amplitude values of the alternating voltage to constant with the series-connected rectifier diode with the output load in the form of a parallel RC circuit (see the book Volgin L.I. Measuring converters of alternating voltage to constant.- M. : Sov. Radio, 1977, p. 174, fig. 4.9, b).

Каждый инфракрасный фотоприемник 14, 15 выполнен, например, по схеме, состоящей из усилителя постоянного тока на основе 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 infrared photodetector 14, 15 is made, for example, according to a circuit consisting of a direct current amplifier based on an operational amplifier, an infrared photodiode included in the photodiode mode at the input of the operational amplifier (see the book by 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 transistor emitter a repeater with an open emitter output, the input of which is connected to the output of a DC amplifier, and its open The live emitter output is the output of an infrared photodetector.

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 19. 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 9, установленного внутри центрального отверстия ферритового сердечника 3 со смещением в сторону его закрытого торца, с электромагнитным полем 19 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 19 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 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 occur 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 9, installed inside the Central hole of the ferrite core 3 with an offset towards its closed end, with the electromagnetic field 19 of the inductor 2 is completely eliminated.

Между инфракрасными фотоприемниками 14, 15 установлен индуктивный чувствительный элемент 1 с емкостным чувствительным элементом 9 (см. фиг.2). При этом инфракрасные фотоприемники 14, 15, индуктивный и емкостной чувствительные элементы 1, 9 установлены вдоль прямой линии в одной плоскости и образуют чувствительный элемент устройства. Причем плоскости оптических окон инфракрасных фотоприемников 14, 15, плоскость открытого торца чашки ферритового сердечника 3 катушки индуктивности 2 и одна из плоскостей емкостного чувствительного элемента 9, направленные в одну сторону, установлены параллельно между собой и образуют чувствительную поверхность устройства.Between the infrared photodetectors 14, 15 an inductive sensitive element 1 is installed with a capacitive sensitive element 9 (see figure 2). In this case, infrared photodetectors 14, 15, inductive and capacitive sensitive elements 1, 9 are installed along a straight line in the same plane and form the sensitive element of the device. Moreover, the plane of the optical windows of the infrared photodetectors 14, 15, 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 9, directed in one direction, are installed parallel to each other and form the sensitive surface of the device.

При таком взаимном расположении элементов чувствительного элемента устройства он и, следовательно, устройство в целом характеризуется двумя зонами чувствительности - ближней и дальней зонами чувствительности. В ближней зоне чувствительности, в которой одновременно действуют электромагнитное поле 19, индуктивного чувствительного элемента 1, электрическое поле 23 емкостного чувствительного элемента 9 и инфракрасное излучение контролируемого нагретого изделия 20 в пределах чувствительности инфракрасных фотоприемников 14, 15, производится идентификация (распознавание) контролируемых изделий. В дальней зоне чувствительности, ограниченной в пределах чувствительности фотоприемников 14, 15 инфракрасного излучения концом границы ближней зоны чувствительности и расстоянием предельной чувствительности инфракрасных фотоприемников 14, 15, устройство теряет свойство идентификации (распознавания) контролируемых изделий 20. Но в этой зоне устройства в условиях производственных технологических процессов могут находиться различные посторонние источники инфракрасного излучения, которыми могут быть 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. Такие источники, воздействуя своим инфракрасным излучением на чувствительные элементы фотоприемников 14, 15, могут вызывать ложные срабатывания устройства, проявляющиеся в виде формирования на выходах устройства ложных импульсов напряжения с уровнями логической "1", что приводит к снижению надежности его работы.With such a mutual arrangement of the elements of the sensing element of the device, it and, therefore, the device as a whole is characterized by two sensitivity zones - the near and far sensitivity zones. In the near sensitivity zone, in which the electromagnetic field 19, the inductive sensitive element 1, the electric field 23 of the capacitive sensitive element 9 and the infrared radiation of the controlled heated product 20 are simultaneously operating within the sensitivity of the infrared photodetectors 14, 15, the controlled products are identified (recognized). In the far sensitivity zone, limited within the sensitivity of infrared photodetectors 14, 15 by the end of the border of the near sensitivity zone and the distance of the limiting sensitivity of infrared photodetectors 14, 15, the device loses the property of identification (recognition) of controlled products 20. But in this zone of the device under production technological conditions processes can be various extraneous sources of infrared radiation, which can be heated metal and non-metallic Kie technological objects and sources of infrared radiation, for example optical sensors with an open channel or an optical metrology equipment with measuring infrared radiation generators. Such sources, acting with their infrared radiation on the sensitive elements of the photodetectors 14, 15, can cause false alarms of the device, manifested in the form of formation of false voltage pulses with logical “1” levels at the device outputs, which reduces its reliability.

Кроме того, в ближнюю зону чувствительности устройства в зону действия его чувствительного элемента могут случайно попадать, например, посторонние нагретые металлические предметы и вызывать ложные срабатывания устройства, которые проявляются также в виде формирования на выходах устройства ложных импульсов напряжения с уровнями логической "1". Поэтому взаимное расположение элементов чувствительного элемента устройства, построение его электрической схемы и алгоритм обработки ею сигналов фотоприемников 14, 15, индуктивного и емкостного чувствительных элементов 1, 9 выбирается с учетом наличия указанных мешающих факторов.In addition, in the near sensitivity zone of the device, for example, extraneous heated metal objects can accidentally fall into the zone of action of its sensitive element and cause false alarms of the device, which also appear as the formation of false voltage pulses with logical "1" levels at the device outputs. Therefore, the relative position of the elements of the sensitive element of the device, the construction of its electrical circuit and the algorithm for processing it with the signals of the photodetectors 14, 15, inductive and capacitive sensitive elements 1, 9 are selected taking into account the presence of these interfering factors.

Такое взаимное расположение в пространстве инфракрасных фотоприемников 14, 15, емкостного чувствительного элемента 9, индуктивного чувствительного элемента 1 и контролируемого изделия 20 (см. фиг.2) при прохождении им в направлении стрелки 21 (22) относительно чувствительного элемента устройства параллельно его чувствительной поверхности в пределах действия электромагнитного поля 19, электрического поля 23 и в пределах расстояний чувствительности фотоприемников 14, 15 всегда обеспечивает последовательное взаимодействие контролируемого изделия 20 с оптическим окном фотоприемника 14 (15), электромагнитным полем 19, электрическим полем 23 и оптическим окном фотоприемника 15 (14). Это в свою очередь обеспечивает:Such a mutual arrangement in space of infrared photodetectors 14, 15, a capacitive sensing element 9, an inductive sensitive element 1 and a controlled product 20 (see figure 2) when it passes in the direction of the arrow 21 (22) relative to the sensitive element of the device parallel to its sensitive surface in within the electromagnetic field 19, the electric field 23 and within the sensitivity distances of the photodetectors 14, 15 always provides a consistent interaction of the controlled product I 20 to the optical window of the photodetector 14 (15), an electromagnetic field 19, the electric field 23 and the photodetector 15, an optical window (14). This in turn provides:

1) последовательное засвечивание нагретым контролируемым неметаллическим изделием 20 своим инфракрасным излучением 24 сначала одного фотоприемника 14 (15), потом пересечение электромагнитного поля 19, оставляя при этом фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, а затем взаимодействие с электрическим полем 23, продолжая оставаться в зоне действия электромагнитного поля 19 и оставляя при этом фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, далее засвечивание другого фотоприемника 15 (14), оставаясь в зоне действия электромагнитного и электрического полей 19, 23 соответственно и оставляя на некотором промежутке времени оба фотоприемника в засвеченном состоянии, потом затемнение фотоприемника 14 (15), оставаясь в зоне действия электромагнитного и электрического полей 19, 23 соответственно и оставляя при этом фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, затем выход из зоны действия электрического поля 23, оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 19 и оставляя фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, далее выход из зоны действия электромагнитного поля 19, оставляя при этом фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии и, наконец, затемнение фотоприемника 15 (14) и выход контролируемого нагретого неметаллического изделия 20 из зоны чувствительной поверхности устройства.1) sequential illumination by a heated controlled non-metallic product 20 with its infrared radiation 24 first of one photodetector 14 (15), then the intersection of the electromagnetic field 19, while leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state, and then the interaction with the electric field 23, while remaining in the area of the electromagnetic field 19 and leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state, then the illumination of another photodetector 15 (14), remaining in the area of the electromagnetic and electric p lei 19, 23, respectively, and leaving both photodetectors in the illuminated state for a certain period of time, then darkening the photodetector 14 (15), remaining in the zone of electromagnetic and electric fields 19, 23, respectively, while leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state, then exit from the zone of action of the electric field 23, remaining in the zone of influence of the electromagnetic field 19 and leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state, then exit from the zone of action of the electromagnetic field 19, while leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state and, finally, the dimming of the photodetector 15 (14) and the exit of the controlled heated non-metallic products 20 from the zone of the sensitive surface of the device.

Таким образом, последовательное засвечивание нагретым контролируемым изделием 20 одного 14 (15) и другого 15 (14) фотоприемника происходит без разрыва, т.е. формируется на выходе формирователя импульсов 16 обоими параллельно включенными фотоприемниками сплошной импульс напряжения с уровнем логической "1" длительностью, равной времени нахождения контролируемого нагретого неметаллического изделия в зоне чувствительной поверхности устройства, начиная с момента засветки фотоприемника 14 (15) и до момента выхода из засвеченного состояния фотоприемника 15 (14);Thus, sequential illumination by a heated controlled product 20 of one 14 (15) and another 15 (14) photodetector occurs without interruption, i.e. a continuous voltage pulse is formed at the output of the pulse shaper 16 by both parallel photodetectors with a logic level “1” of duration equal to the residence time of the controlled heated non-metallic product in the zone of the device’s sensitive surface, starting from the moment the photodetector 14 is exposed to light and up to the moment it leaves the illuminated state photodetector 15 (14);

2) последовательное прохождение ненагретым неметаллическим контролируемым изделием фотоприемника 14 (15) без его засвечивания вследствие отсутствия у контролируемого изделия инфракрасного излучения 24, потом пересечение им электромагнитного поля 19, затем взаимодействие его с электрическим полем 23, далее прохождение им фотоприемника 15 (14) без засвечивания его из-за отсутствия у контролируемого изделия 20 инфракрасного излучения 24 и выход контролируемого изделия 20 из зоны чувствительной поверхности устройства. В результате чего на выходе второго порогового элемента 11 формируется импульс напряжения с уровнем логической "1" длительностью, равной длительности нахождения контролируемого изделия 20 в электрическом поле 23 емкостного чувствительного элемента 9.2) the sequential passage of an unheated non-metallic controlled product of the photodetector 14 (15) without its exposure due to the absence of infrared radiation 24 from the controlled product, then its intersection with the electromagnetic field 19, then its interaction with the electric field 23, then its passage through the photodetector 15 (14) without exposure it due to the absence of the controlled product 20 of infrared radiation 24 and the output of the controlled product 20 from the sensitive area of the device. As a result, a voltage pulse is generated at the output of the second threshold element 11 with a logic level “1” of duration equal to the length of time the monitored product 20 is in the electric field 23 of the capacitive sensing element 9.

3) получение на выходе формирователя импульсов 16 импульса длительностью всегда большей, чем длительность каждого импульса на выходах первого порогового элемента 5 и второго порогового элемента 11;3) receiving at the output of the pulse shaper 16 pulses with a duration always greater than the duration of each pulse at the outputs of the first threshold element 5 and the second threshold element 11;

4) получение на выходе первого порогового элемента 5 в случае взаимодействия чувствительного элемента устройства с контролируемым ненагретым металлическим изделием 20 импульса напряжения с уровнем логической "1" длительностью всегда большей, чем длительность импульса на выходе второго порогового элемента 11;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 controlled unheated metal product 20 of a voltage pulse with a logic level “1” of duration always greater than the pulse duration at the output of the second threshold element 11;

5) расстановку на временной оси сформированных импульсов таким образом, чтобы выходной импульс формирователя импульсов 16 большей длительности всегда "охватывал" выходные импульсы меньшей длительности первого порогового элемента 5 и второго порогового элемента 11, и чтобы в то же время выходной импульс первого порогового элемента 5, длительность которого больше, чем длительность импульса на выходе второго порогового элемента 11, всегда "охватывал" выходной импульс последнего.5) the arrangement on the time axis of the generated pulses so that the output pulse of the pulse shaper 16 of greater duration always "covers" the output pulses of shorter duration of the first threshold element 5 and the second threshold element 11, and that at the same time the output pulse of the first threshold element 5, whose duration is greater than the duration of the pulse at the output of the second threshold element 11, always "covered" the output pulse of the latter.

Следовательно, 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 трех видов изделий из числа нагретых неметаллических и ненагретых металлических и неметаллических изделий и расширить номенклатуру контролируемых изделий до трех, т.е. производить распознавание неметаллических и металлических изделий с учетом их термического состояния и вида материала при расширенной номенклатуре контролируемых изделий по алгоритму: идентификация каждого из трех разновидностей контролируемых изделий, на один соответствующий выход из трех выходов устройства, а также повысить надежность работы устройства.Therefore, 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 output signals by the proposed device circuit, allow the device to operate in the identification mode of three types of products from the number of heated non-metallic and unheated metal and non-metal products and expand the range of controlled products to three, i.e. to recognize non-metallic and metal products based on their thermal state and type of material with an expanded range of controlled products according to the algorithm: identification of each of the three varieties of controlled products, one corresponding output from the three outputs of the device, and also to increase the reliability of the device.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подаче напряжения питания в момент нахождения контролируемого изделия 20 вне зоны чувствительной поверхности устройства (см. фиг.2) фотоприемники 14, 15 находятся в затемненном состоянии. В результате формирователь импульсов 16 устанавливается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе, первом и втором входах соответственно логических элементов 6 и 17 устанавливается напряжение U1 уровнем логического "0" (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5). При этом в момент подачи напряжения питания генератор 4 переходит в режим генерации электрических колебаний, постоянная составляющая тока которых на его выходе создает падение напряжения, превышающее входное пороговое значение напряжения триггера порогового элемента 5. В результате последний переключается в такое устойчивое состояние, при котором на его прямом и инверсном выходах устанавливаются напряжения U2 и U3 с уровнями логического "0" и логической "1" соответственно, которые подаются соответственно на второй вход логического элемента 12 и третий вход логического элемент 6, первый вход логического элемента 17 (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5). Вместе с тем в момент по дачи напряжения питания мультивибратор 8 переходит в заторможенное состояние, при котором на его выходе, на входе и выходе детектора 10, на входе порогового элемента 11 устанавливаются напряжения с уровнями логического "0". В результате пороговый элемент 11 устанавливается в такое устойчивое состояние, при котором на его прямом и инверсном выходах устанавливаются соответственно напряжения U4 и U5 с уровнями логического "0" и логической "1", которые подаются соответственно на второй и третий входы логических элементов 6 и 12 (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5). После чего на выходах логических элементов 6, 17, 12 и на выходных клеммах 13, 18, 7 устанавливаются соответственно напряжения U6, U7, U8 с уровнями логического "0", так как:When applying the supply voltage at the time the controlled product 20 is outside the sensitive area of the device (see figure 2), the photodetectors 14, 15 are in a darkened state. As a result, the pulse shaper 16 is set in such a stable state that at its output, the first and second inputs of the logic elements 6 and 17, respectively, the voltage U1 is set to the logic level “0” (see figure 3, figure 4, figure 5) . In this case, at the time of supply of the supply voltage, the generator 4 enters the mode of generating electrical oscillations, the constant current component of which at its output creates a voltage drop exceeding the input threshold voltage value of the trigger of the threshold element 5. As a result, the latter switches to a stable state in which direct and inverse outputs are set voltage U2 and U3 with levels of logical "0" and logical "1", respectively, which are supplied respectively to the second input of the logic element 12 and a third input of the logical element 6, the first input of NAND gate 17 (see FIG. 3, 4, 5). At the same time, at the time of supplying the supply voltage, the multivibrator 8 goes into a decelerated state, at which voltages with logical "0" levels are set at its output, at the input and output of the detector 10, at the input of the threshold element 11. As a result, the threshold element 11 is set in such a stable state that at its direct and inverse outputs the voltages U4 and U5 are set, respectively, with logic levels “0” and logic “1”, which are supplied to the second and third inputs of logic elements 6 and 12, respectively (see figure 3, figure 4, figure 5). Then, at the outputs of the logic elements 6, 17, 12 and at the output terminals 13, 18, 7, the voltages U6, U7, U8 with logical levels of "0" are set, respectively, since:

- уровень логической "1" напряжения U3 с инверсного выхода порогового элемента 5 через третий вход логического элемента 6 на его выход и на выходную клемму 13 не проходит при установленных на его первом и втором входах напряжений U1 и U4 с уровнями логического "0" соответственно с выхода формирователя 16 и с прямого выхода порогового элемента 11;- the level of logical "1" voltage U3 from the inverse output of the threshold element 5 through the third input of the logic element 6 to its output and to the output terminal 13 does not pass when the voltage U1 and U4 are installed on its first and second inputs with levels of logical "0" respectively the output of the shaper 16 and from the direct output of the threshold element 11;

- уровень логической "1" напряжения U3 с инверсного выхода порогового элемента 5 по первому входу логического элемента 17 инвертируется им под действием напряжения U1 с уровнем логического "0" с выхода формирователя 16 в напряжение U7 с уровнем логического "0", которое проходит на выход логического элемента 17 и на выходную клемму 18;- the level of logical "1" voltage U3 from the inverse output of the threshold element 5 at the first input of the logic element 17 is inverted by the voltage U1 with the logic level "0" from the output of the driver 16 to voltage U7 with the level of the logical "0", which passes to the output logic element 17 and output terminal 18;

- уровень логической "1" напряжения U5 с инверсного выхода порогового элемента 11 по третьему входу логического элемента 12 инвертируется им под действием напряжений U6 и U2 с уровнями логического "0" соответственно с выхода логического элемента 6 и прямого выхода порогового элемента 5, поданных соответственно на первый и второй входы логического элемента 12, в напряжение U8 с уровнем логического "0", которое проходит на выход логического элемента 12 и на выходную клемму 7.- the level of logical "1" voltage U5 from the inverse output of the threshold element 11 at the third input of the logic element 12 is inverted by it under the action of voltages U6 and U2 with levels of logic "0", respectively, from the output of the logic element 6 and the direct output of the threshold element 5, applied respectively to the first and second inputs of the logic element 12, to the voltage U8 with a logic level of "0", which passes to the output of the logic element 12 and to the output terminal 7.

Таким образом, после подачи напряжения питания устройство устанавливается в исходное состояние, при котором контролируемое изделие 20 находится за пределами его чувствительной поверхности, а на выходных клеммах 13, 18 и 7 устанавливаются соответственно напряжения U6, U7 и U8 с уровнями логического "0" (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5). При этом устройство готово к первому циклу идентификации изделий.Thus, after applying the supply voltage, the device is restored to its initial state, in which the controlled product 20 is located outside its sensitive surface, and the voltage U6, U7, and U8 with logical “0” levels are set at the output terminals 13, 18, and 7, respectively (see Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5). In this case, the device is ready for the first cycle of product identification.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства в режиме идентификации трех видов контролируемых изделий - нагретых неметаллических, ненагретых металлических и ненагретых неметаллических, при котором контролируемое изделие 20 (см. фиг.2) перемещается параллельно чувствительной поверхности устройства в пределах зон действия электромагнитного поля 19, электрического поля 23 и в пределах расстояний чувствительности инфракрасных фотоприемников 14, 15 в одном из направлений по стрелке 21 или 22.Consider the operation of the proposed device in the identification mode of three types of controlled products - heated non-metallic, unheated metal and unheated non-metallic, in which the controlled product 20 (see figure 2) moves parallel to the sensitive surface of the device within the zones of electromagnetic field 19, electric field 23 and within the sensitivity distances of infrared photodetectors 14, 15 in one of the directions along arrow 21 or 22.

При введении в направлении стрелки 21 (22) в зону чувствительной поверхности устройства, например, нагретого неметаллического изделия 20, происходит засвечивание его инфракрасным излучением 24 (см. фиг.2) фотоприемника 14 (15), в результате на его выходе устанавливается напряжение с уровнем логической "1", которое подается на вход формирователя 16, который переключается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе, на первом входе логического элемента 6 и на втором входе логического элемента 17 устанавливается напряжение U1 с уровнем логической "1" (см. фиг.3). Но уровень логической "1" напряжений U1 и U3 соответственно с выхода формирователя 16 и с инверсного выхода порогового элемента 5 через первый и третий входы логического элемента 6 на его выход и выходную клемму 13 не проходит, и на его выходе и выходной клемме продолжает присутствовать напряжение U6 с уровнем логического "0". Так как при этом на обоих входах логического элемента 17 с выхода формирователя 16 и инверсного выхода порогового элемента 5 установлены соответственно напряжения U1 и U3 с уровнями логической "1", переключения логического элемента 17 в другое состояние не происходит, и на его выходе и выходной клемме 18 продолжает присутствовать напряжение U7 с уровнем логического "0".When an arrow, for example, of a heated non-metallic product 20 is introduced in the direction of the arrow 21 (22) into the area of the sensitive surface of the device, it is exposed to infrared radiation 24 (see Fig. 2) of the photodetector 14 (15), as a result, a voltage of logical "1", which is fed to the input of the shaper 16, which switches to such a stable state, in which at its output, at the first input of the logic element 6 and at the second input of the logic element 17, the voltage U1 is set with a logic level tion "1" (see. Figure 3). But the logic level “1” of voltages U1 and U3, respectively, from the output of the driver 16 and from the inverse output of the threshold element 5 does not pass through the first and third inputs of the logic element 6 to its output and output terminal 13, and voltage continues to be present at its output and output terminal U6 with a logic level of "0". Since in this case, at both inputs of the logic element 17 from the output of the driver 16 and the inverse output of the threshold element 5, the voltages U1 and U3 with levels of logic “1” are set respectively, the logic element 17 does not switch to another state, and its output and output terminal 18, voltage U7 continues to be present with a logic level of “0”.

Через некоторый промежуток времени перемещающееся в выбранном направлении контролируемое изделие 20, оставляя фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, входит в зону действия электромагнитного поля 19. При этом контролируемое изделие 20 существенного затухания в колебательный контур генератора 4 не вносит, и последний продолжает находиться в режиме генерации электрических колебаний, т.е. в исходном состоянии, при котором на прямом выходе порогового элемента 5 установлено напряжение U2 с уровнем логического "0". Поэтому описанные состояния схемы устройства и диаграмм напряжений на фиг.3, установившиеся до момента вхождения контролируемого изделия в зону действия электромагнитного поля 19, не изменились.After a certain period of time, the controlled product 20 moving in the selected direction, leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state, enters the electromagnetic field 19. In this case, the controlled product 20 does not introduce significant attenuation into the oscillatory circuit of the generator 4, and the latter continues to be in the mode of generation of electrical vibrations, i.e. in the initial state, in which the direct output of the threshold element 5 is set to voltage U2 with a logic level of "0". Therefore, the described state of the device circuit and voltage diagrams in figure 3, established before the entry of the controlled product into the zone of influence of the electromagnetic field 19, have not changed.

Затем перемещающееся в выбранном направлении контролируемое изделие 20, оставляя фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии и по-прежнему оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 19, входит в зону действия электрического поля 23 емкостного чувствительного элемента 9 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 10 в постоянное напряжение с уровнем логической "1", которое превышает входное пороговое значение напряжения триггера порогового элемента 11. При этом пороговый элемент 11 переключается в другое устойчивое состояние, при котором на его прямом и инверсном выходах устанавливаются соответственно напряжения U4 и U5 с уровнями логической "1" и логического "0", которые подаются соответственно на второй вход логического элемента 6 и третий вход логического элемента 12. В результате на всех трех входах логического элемента 6 с выхода формирователя 16, с прямого выхода порогового элемента 11 и с инверсного выхода порогового элемента 5 установлены соответственно напряжения U1, U4 и U3 с уровнями логической "1". Поэтому на выходе логического элемента 6, первом входе логического элемента 12 и на выходной клемме 13 устанавливается напряжение U6 с уровнем логической "1". При этом инвертирования уровня логического "0" напряжений U2 и U5 логическим элементом 12 соответственно по его второму и третьему входам в напряжение U8 с уровнем логической "1" не происходит, и на его выходе и выходной клемме 7 продолжает присутствовать напряжение U8 с уровнем логического "0", так как на первом входе логического элемента 12 с выхода логического элемента 6 установлено напряжение U6 с уровнем логической "1", запрещающее инвертирование.Then, the controlled product 20 moving in the selected direction, leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state and still remaining in the zone of action of the electromagnetic field 19, enters the zone of action of the electric field 23 of the capacitive sensing element 9 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 10 into a constant voltage with a logic level of "1", which exceeds the input threshold voltage value of the trigger of the threshold element 11. In this case, the threshold element 11 switches to another stable state, at which its direct and inverse outputs are set respectively voltage U4 and U5 with levels of logic "1" and logic "0", which are supplied respectively to the second input of logic element 6 and the third input of logic element 12. The result e at all three inputs of the logic element 6 from the output of the shaper 16, from the direct output of the threshold element 11 and from the inverse output of the threshold element 5, the voltages U1, U4 and U3 with logic levels “1” are respectively set. Therefore, at the output of logic element 6, the first input of logic element 12, and at output terminal 13, voltage U6 is set with logic level “1”. In this case, inversion of the logic level “0” of voltages U2 and U5 by logic element 12, respectively, at its second and third inputs to voltage U8 with logic level “1” does not occur, and voltage U8 with logic level continues to be present at its output and output terminal 7 0 ", since at the first input of the logic element 12 from the output of the logic element 6, a voltage U6 with a logic level of" 1 "is set, which prohibits inversion.

Далее перемещающееся контролируемое изделие 20, по-прежнему оставляя фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии и оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 19 и электрического поля 23, засвечивает фотоприемник 15 (14). После чего уровень напряжения на входе и выходе формирователя 16, соответствующий уровню логической "1", не изменился, так как параллельно включенные фотоприемники 14, 15 реализуют логическую функцию МОНТАЖНОЕ ИЛИ. Поэтому описанные выше состояния схемы устройства и диаграмм напряжений на фиг.3, установившиеся до момента засвечивания фотоприемника 15 (14), не изменились.Next, the moving controlled product 20, still leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state and remaining in the zone of action of the electromagnetic field 19 and the electric field 23, illuminates the photodetector 15 (14). After that, the voltage level at the input and output of the shaper 16, corresponding to the logical level “1”, has not changed, since the photodetectors 14, 15 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 15 (14), did not change.

При дальнейшем перемещении в том же направлении контролируемое изделие 20, оставаясь в зонах действия электромагнитного и электрического полей 19, 23 соответственно и оставляя фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, выходит за пределы оптического окна фотоприемника 14 (15). При этом происходит затемнение последнего, после чего уровень напряжения U1 на выходе формирователя 16, соответствующий уровню логической "1", также не изменяется по причине реализации фотоприемниками 14, 15 логической функции МОНТАЖНОЕ ИЛИ. В связи с этим описанные состояния схемы устройства и диаграмм напряжений на фиг.3, установившиеся до момента затемнения фотоприемника 14 (15), также не изменились.With further movement in the same direction, the controlled product 20, remaining in the zones of electromagnetic and electric fields 19, 23, respectively, and leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state, goes beyond the optical window of the photodetector 14 (15). In this case, the latter dims, after which the voltage level U1 at the output of the driver 16, corresponding to the logical level “1”, also does not change due to the implementation of the logical function INSTALLING OR by the photodetectors 14, 15. In this regard, the described state of the device circuit and voltage diagrams in figure 3, established before the dimming of the photodetector 14 (15), also did not change.

Далее контролируемое изделие 20, оставляя фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии и оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 19, выходит из зоны действия электрического поля 23. При этом мультивибратор 8 переходит в заторможенное состояние, т.е. в исходное состояние, при котором на его выходе, входе и выходе детектора 10 устанавливаются напряжения с уровнями логического "0". В результате на вход порогового элемента 11 подается напряжение с уровнем логического "0", под действием которого он переключается в другое состояние, т.е. в исходное состояние, и на его прямом и инверсном выходах устанавливаются напряжения U4 и U5 с уровнями логического "0" и логической "1" соответственно, которые подаются соответственно на второй вход логического элемента 6 и на третий вход логического элемента 12. После чего под действием напряжения U4 с уровнем логического "0" с прямого выхода порогового элемента 11 логический элемент 6 переключается в исходное состояние, при котором на его выходе и на выходной клемме 13 устанавливается напряжение U6 с уровнем логического "0", которое подается на первый вход логического элемента 12. Но под действием нулевого уровня напряжений U6 и U2 соответственно с выхода логического элемента 6 и прямого выхода порогового элемента 5 изменения напряжения U8 на выходе логического элемента 12 и выходной клемме 7 не происходит вследствие отсутствия инвертирования им напряжений U6 и U2 с уровнями логического "0" соответственно по его первому и второму входам в напряжение U8 с уровнем логической "1", так как на третьем входе логического элемента 12 установлено с инверсного выхода порогового элемента 11 напряжение U5 с уровнем логической "1", запрещающее инвертирование. На этом формирование импульса напряжения U6 с уровнем логической "1" на выходной клемме 13 заканчивается.Next, the controlled product 20, leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state and remaining in the zone of influence of the electromagnetic field 19, leaves the zone of action of the electric field 23. 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 10 are set voltage with logical levels of "0". As a result, a voltage with a logic level of "0" is applied to the input of the threshold element 11, under the influence of which it switches to another state, i.e. in the initial state, and on its direct and inverse outputs, the voltages U4 and U5 are set with levels of logical "0" and logical "1", respectively, which are supplied respectively to the second input of logic element 6 and the third input of logic element 12. Then, under the action voltage U4 with a logic level “0” from the direct output of the threshold element 11, the logic element 6 switches to the initial state, at which voltage U6 is set at its output and at the output terminal 13 with a logic level “0”, which is supplied to the input of the logic element 12. But under the action of the zero level of voltages U6 and U2, respectively, from the output of the logic element 6 and the direct output of the threshold element 5, the voltage U8 does not change at the output of the logic element 12 and output terminal 7 due to the absence of voltage inversion of U6 and U2 with it levels of logic "0", respectively, at its first and second inputs to voltage U8 with logic level "1", since at the third input of logic element 12, voltage U5 s is installed from the inverse output of threshold element 11 logical level "1", prohibiting inversion. On this, the formation of a voltage pulse U6 with a logic level of "1" at the output terminal 13 ends.

Затем контролируемое изделие 20, оставляя фотоприемник 14 (15) в затемненном состоянии, а фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, выходит из зоны действия электромагнитного поля 19. После чего генератор 4 по-прежнему остается в режиме генерации колебаний, т.е. в исходном состоянии. В результате описанные состояния схемы устройства и диаграмм напряжений на фиг.3, установившиеся до момента выхода контролируемого изделия 20 из зоны действия электромагнитного поля 19 не изменились.Then, the controlled product 20, leaving the photodetector 14 (15) in a darkened state, and the photodetector 15 (14) in the illuminated state, leaves the electromagnetic field 19. After that, the generator 4 remains in the oscillation generation mode, i.e. in the initial state. As a result, the described states of the device circuit and voltage diagrams in Fig. 3, which were established until the controlled product 20 exited the electromagnetic field 19, remained unchanged.

И на последнем отрезке своего перемещения контролируемое изделие 20 выходит за пределы оптического окна фотоприемника 15 (14). После чего он затемняется, т.е. устанавливается в исходное состояние, и на выходе формирователя 16, первом входе логического элемента 6 и втором входе логического элемента 17 устанавливается напряжение U1 с уровнем логического "0". На этом цикл идентификации нагретого неметаллического изделия заканчивается. В результате устройство устанавливается в исходное состояние и готово к очередному циклу идентификации контролируемого изделия. При повторном прохождении нагретого неметаллического контролируемого изделия 20 относительно чувствительной поверхности устройства описанный выше в соответствии с диаграммами, приведенными на фиг.3, цикл идентификации нагретого неметаллического изделия повторяется.And in the last segment of its movement, the controlled product 20 goes beyond the optical window of the photodetector 15 (14). After which it is darkened, i.e. is set to its initial state, and at the output of the shaper 16, the first input of the logic element 6 and the second input of the logic element 17, the voltage U1 with a logic level of "0" is set. This completes the identification cycle of the heated non-metallic product. As a result, the device is set to its original state and is ready for the next cycle of identification of the controlled product. With the repeated passage of the heated non-metallic controlled product 20 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 non-metallic product is repeated.

Таким образом, при введении в направлении стрелки 21 (22) в зону чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого неметаллического изделия информационный сигнал напряжения U6 с уровнем логической "1" об его идентификации появляется только на выходной клемме 13 устройства, а на выходных клеммах 18 и 7 при этом присутствуют соответственно напряжения U7 и U8 с уровнями логического "0".Thus, when a controlled heated non-metallic product is introduced into the sensitive area of the device in the direction of arrow 21 (22), an information signal of voltage U6 with a logic level “1” about its identification appears only on the output terminal 13 of the device, and on the output terminals 18 and 7 when In this case, there are voltages U7 and U8 with logical “0” levels, respectively.

В случае введения в направлении стрелки 21 (22) в зону чувствительной поверхности устройства ненагретого металлического изделия 20 засвечивания фотоприемников 14, 15 из-за отсутствия у него инфракрасного излучения 24 и переключения формирователя 16 в другое устойчивое состояние не происходит. В результате чего на выходе формирователя 16 и на выходной клемме 13 формирования соответственно импульсов напряжений U1 и U6 не происходит (см. фиг.4). В этом случае формируются импульсы напряжений U2 и U3 на выходе порогового элемента 5 соответственно с уровнями логической "1" и логического "0", которые подаются на второй вход логического элемента 12 и на третий вход логического элемент 6, первый вход логического элемента 17 соответственно, а также импульсы напряжений U4 и U5 на прямом и инверсном выходах порогового элемента 11 соответственно с уровнями логической "1" и логического "0", которые подаются на второй логического элемента 6 и третий вход логического элемента 12 соответственно. При этом на выходе логического элемента 6 формирования импульса напряжения U6 с уровнем логической "1" не происходит, и на его выходе и выходной клемме 13 продолжает присутствовать напряжение U6 с уровнем логического "0", так как на первом и третьем входах логического элемента 6 с выхода формирователя 16 и с инверсного выхода порогового элемента 5 поданы соответственно напряжение U1 и импульс напряжения U3 с уровнями логического "0", запрещающие прохождение с прямого выхода порогового элемента 11 импульса напряжения U4 с уровнем логической "1" через второй вход логического элемента 6 на его выход и выходную клемму 13. Вместе с тем инвертирования логическим элементом 12 выходного импульса напряжения U5 порогового элемента 11 и выходного напряжения U6 логического элемента 6 с уровнями логического "0" соответственно по его третьему и первому входам в импульс напряжения U8 с уровнем логического "1" не происходит, и на его выходе и выходной клемме 7 продолжает по-прежнему присутствовать напряжение U8 с уровнем логического "0", так как поданный на второй вход логического элемента 12 с прямого выхода порогового элемента 5 импульс напряжения U2 с уровнем логической "1" запрещает инвертирование. Но при этом импульс напряжения U3 с уровнем логического "0", поданный на первый вход логического элемента 17 с инверсного выхода порогового элемента 5, инвертируется им в импульс напряжения U7 с уровнем логической "1" и проходит на его выход и на выходную клемму 18, так как на его втором входе к этому моменту установлено с выхода формирователя 16 разрешающее инвертирование и прохождение напряжение U1 с уровнем логического "0". По окончании формирования импульса напряжения U7 на выходной клемме 18, которому соответствует момент выхода контролируемого ненагретого металлического изделия 20 из зоны электромагнитного поля 19, и после выхода контролируемого изделия 20 за пределы оптического окна фотоприемника 15 (14) цикл его идентификации на этом заканчивается. Устройство устанавливается в исходное состояние и готово к очередному циклу идентификации контролируемого изделия. При повторном прохождении ненагретого металлического контролируемого изделия 20 относительно чувствительной поверхности устройства описанный выше в соответствии с диаграммами, приведенными на фиг.4, цикл его идентификации повторяется.In the case of introducing in the direction of the arrow 21 (22) into the zone of the sensitive surface of the device an unheated metal product 20, the illumination of photodetectors 14, 15 due to the lack of infrared radiation 24 and the shaper 16 does not switch to another stable state. As a result, at the output of the driver 16 and at the output terminal 13, respectively, the formation of voltage pulses U1 and U6 does not occur (see Fig. 4). In this case, voltage pulses U2 and U3 are generated at the output of the threshold element 5, respectively, with logic levels “1” and logic “0”, which are fed to the second input of logic element 12 and to the third input of logic element 6, the first input of logic element 17, respectively as well as voltage pulses U4 and U5 at the direct and inverse outputs of the threshold element 11, respectively, with levels of logic "1" and logic "0", which are supplied to the second logic element 6 and the third input of the logic element 12, respectively. At the same time, the output of the logic element 6, the formation of a pulse of voltage U6 with a logic level of "1" does not occur, and at its output and output terminal 13 voltage U6 with a level of logic "0" continues to be present, since the first and third inputs of the logic element 6 s the output of the driver 16 and the inverse output of the threshold element 5 are supplied, respectively, the voltage U1 and the voltage pulse U3 with levels of logical "0", prohibiting the passage from the direct output of the threshold element 11 of the voltage pulse U4 with the level of logical "1" through W The second input of the logic element 6 to its output and output terminal 13. At the same time, the logic element 12 inverts the output pulse of the voltage U5 of the threshold element 11 and the output voltage U6 of the logic element 6 with logic levels “0” according to its third and first inputs to the voltage pulse U8 with logic level “1” does not occur, and voltage U8 with logic level “0” continues to be present at its output and output terminal 7, since the input to the second input of logic element 12 from the direct output of ovogo element 5 U2 pulse voltage with a level of logic "1" prohibits inversion. But at the same time, the voltage pulse U3 with the logic level “0”, applied to the first input of the logic element 17 from the inverse output of the threshold element 5, is inverted by it into the voltage pulse U7 with the logic level “1” and passes to its output and to the output terminal 18, since at its second input, by this moment, the output voltage U1 with a logic level of "0" is enabled from the output of the driver 16 to enable inversion and transmission. At the end of the formation of the voltage pulse U7 at the output terminal 18, which corresponds to the moment the controlled unheated metal product 20 exits from the zone of the electromagnetic field 19, and after the controlled product 20 leaves the optical window of the photodetector 15 (14), its identification cycle ends here. The device is installed in its initial state and is ready for the next cycle of identification of the controlled product. When re-passing unheated metal controlled product 20 relative to the sensitive surface of the device described above in accordance with the diagrams shown in figure 4, the cycle of identification is repeated.

Таким образом, при введении в направлении стрелки 21 (22) в зону чувствительной поверхности устройства ненагретого металлического изделия 20 информационный сигнал напряжения U7 с уровнем логической "1" об его идентификации появляется только на выходной клемме 18 устройства, а на выходных клеммах 13 и 7 при этом присутствуют соответственно напряжения U6 и U8 с уровнями логического "0".Thus, when an unheated metal product 20 is introduced in the direction of the arrow 21 (22) into the sensitive surface area of the device, the information signal of voltage U7 with the logic level “1” about its identification appears only on the output terminal 18 of the device, and on the output terminals 13 and 7 when In this case, there are voltages U6 and U8, respectively, with logical "0" levels.

В случае введения в направлении стрелки 21 (22) в зону чувствительной поверхности устройства ненагретого неметаллического 20 засвечивания фотоприемников 14, 15 из-за отсутствия у него инфракрасного излучения 24 и переключения формирователя 16 в другое устойчивое состояние не происходит. В результате чего на выходе формирователя 16 и на выходной клемме 13 формирования соответственно импульсов напряжений U1 и U6 с уровнями логической "1" не происходит (см. фиг.5). Поэтому на выходе формирователя 16, на первом и втором входах соответственно логических элемента 6 и 17 по-прежнему продолжает оставаться напряжение U1 с уровнем логического "0". Наряду с этим при пересечении ненагретым неметаллическим контролируемым изделием 20 электромагнитного поля 19 формирования пороговым элементом 5 импульса напряжения U2 с уровнем логической "1" и импульса напряжения U3 с уровнем логического "0" не происходит (см. фиг.5), так как оно существенного затухания в колебательный контур генератора 4 не вносит. В этом случае формируются только импульсы напряжений U4 и U5 соответственно на прямом и инверсном выходах порогового элемента 11 с уровнями логической "1" и логического "0", которые подаются соответственно на второй и третий входы логических элементов 6 и 12. При этом происходит инвертирование логическим элементом 12 по его третьему входу импульса напряжения U5 с уровнем логического "0" в импульс напряжения U8 с уровнем логической "1" и прохождение его на выход логического элемента 12 и на выходную клемму 7, так как на первом и втором входах логического элемента 12 установлены соответственно с выхода логического элемента 6 и прямого выхода порогового элемента 5 соответственно напряжения U6 и U2 с уровнями логического "0", разрешающие инвертирование и прохождение. В результате на выходе логического элемента 12 и на выходной клемме 7 формируется импульс напряжения U8 с уровнем логической "1". После окончания формирования на выходной клемме 7 импульса напряжения U8 с уровнем логической "1", которому соответствует момент выхода контролируемого изделия 20 из зоны действия электрического поля 23, и, следовательно, переход мультивибратора 8 в заторможенное состояние, т.е. в исходное состояние, при котором на выходной клемме 7 устанавливается напряжение U8 с уровнем логического "0". После выхода контролируемого ненагретого неметаллического изделия 20 из зоны действия электромагнитного поля 19 и области оптического окна фотоприемника 15 (14) цикл идентификации ненагретого неметаллического изделия заканчивается. В результате устройство устанавливается в исходное состояние и готово к очередному циклу идентификации контролируемого изделия. При повторном перемещении ненагретого неметаллического изделия относительно чувствительной поверхности устройства цикл его работы в соответствии диаграммами напряжений, приведенными на фиг.5, повторяется.In the case of introducing in the direction of the arrow 21 (22) into the zone of the sensitive surface of the unheated non-metallic 20 device the illumination of the photodetectors 14, 15 due to the lack of infrared radiation 24 and the shaper 16 does not switch to another stable state. As a result, at the output of the driver 16 and at the output terminal 13, respectively, the formation of voltage pulses U1 and U6 with logical levels of “1” does not occur (see FIG. 5). Therefore, at the output of the shaper 16, at the first and second inputs of the logic elements 6 and 17, respectively, the voltage U1 with the logic level “0” continues to remain. Along with this, when an unheated non-metallic controlled article 20 intersects the electromagnetic field 19 with the formation of threshold element 5 of voltage pulse U2 with a logic level of "1" and voltage pulse U3 with a level of logical "0" does not occur (see Fig. 5), since it is significant attenuation in the oscillatory circuit of the generator 4 does not contribute. In this case, only voltage pulses U4 and U5 are formed, respectively, at the direct and inverse outputs of the threshold element 11 with logic levels “1” and logic “0”, which are supplied to the second and third inputs of logic elements 6 and 12., respectively. element 12 at its third input of voltage pulse U5 with a logic level “0” to voltage pulse U8 with logic level “1” and passing it to the output of logic element 12 and to output terminal 7, since at the first and second inputs of logic element 12 are installed respectively from the output of the logic element 6 and the direct output of the threshold element 5, respectively, the voltage U6 and U2 with levels of logic "0", allowing inversion and passage. As a result, a voltage pulse U8 with a logic level of "1" is formed at the output of the logic element 12 and at the output terminal 7. After the formation of the voltage pulse U8 with the logic level “1” at the output terminal 7, which corresponds to the moment the controlled product 20 leaves the electric field 23 and, therefore, the multivibrator 8 is in the inhibited state, i.e. in the initial state, in which the voltage U8 is set at the output terminal 7 with a logic level of "0". After the controlled unheated non-metallic product 20 leaves the electromagnetic field 19 and the optical window region of the photodetector 15 (14), the identification cycle of the unheated non-metallic product ends. As a result, the device is set to its original state and is ready for the next cycle of identification of the controlled product. When re-moving unheated non-metallic products relative to the sensitive surface of the device, the cycle of its operation in accordance with the voltage diagrams shown in Fig. 5 is repeated.

Таким образом, при прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого ненагретого неметаллического изделия на выходной клемме 7 формируется импульс напряжения с уровнем логической "1", а на выходных клеммах 13 и 18 при этом присутствуют соответственно напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0".Thus, when a relatively unheated non-metallic product is monitored on the relatively sensitive surface of the device, a voltage pulse with a logic level of "1" is formed at the output terminal 7, and at the output terminals 13 and 18, there are respectively U6 and U7 with logical levels of "0".

Следовательно, в рассмотренном режиме работы устройства информационный сигнал на его выходной клемме 13 однозначно соответствует прохождению относительно чувствительной поверхности устройства нагретого неметаллического изделия, информационный сигнал на выходной клемме 18 - ненагретого металлического изделия, а информационный сигнал на выходной клемме 7 - ненагретого неметаллического изделия, чем и обеспечивается процесс идентификации (распознавания) трех видов изделий из числа нагретого неметаллического, ненагретых металлического и неметаллического изделий, т.е. обеспечивается процесс идентификации изделий с учетом их термического состояния и вида материала при расширенной номенклатуре контролируемых изделий.Therefore, in the considered operation mode of the device, the information signal at its output terminal 13 unambiguously corresponds to the passage of a heated non-metallic product relative to the sensitive surface of the device, the information signal at the output terminal 18 is an unheated metal product, and the information signal at the output terminal 7 is an unheated non-metallic product, which the process of identification (recognition) of three types of products from the number of heated non-metallic, unheated metallic non-metal products, i.e., the process of product identification is provided taking into account their thermal state and type of material with an expanded range of controlled products.

Предлагаемое устройство обеспечивает также три режима идентификации изделий при суженной номенклатуре контролируемых изделий до двух единиц:The proposed device also provides three modes of product identification with a narrowed range of controlled products to two units:

1) режим идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий;1) the identification mode of heated and unheated non-metallic products;

2) режим идентификации" нагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий;2) the identification mode of "heated non-metallic and unheated metal products;

3) режим идентификации ненагретых металлических и неметаллических изделий.3) the identification mode of unheated metal and non-metal products.

В режиме идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий используются выходные клеммы 13 и 7, а выходная клемма 18 при этом не задействуется. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого неметаллического изделия на выходной клемме 13 отрабатывается информационный сигнал U6 с уровнем логической "1", несущий информацию об его идентификации. На выходной клемме 7 при этом присутствует напряжение U8 с уровнем логического "0", и цикл идентификации нагретого неметаллического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.3. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого ненагретого неметаллического изделия информационный сигнал U8 с уровнем логической "1" об его идентификации отрабатывается только на выходной клемме 7. На выходной клемме 13 при этом присутствует напряжение U6 с уровнем логического "0", и цикл идентификации ненагретого неметаллического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.5.In the identification mode of heated and unheated non-metallic products, output terminals 13 and 7 are used, and output terminal 18 is not activated. With the passage of the relatively sensitive surface of the device controlled heated non-metallic products at the output terminal 13 is processed information signal U6 with a logic level of "1", carrying information about its identification. At the output terminal 7, there is a voltage U8 with a logic level of "0", and the identification cycle of a heated non-metallic product is described by the diagrams shown in Fig.3. When the relatively sensitive surface of the device is monitored for unheated non-metallic products, an information signal U8 with a logic level of “1” about its identification is processed only at output terminal 7. At the output terminal 13, there is a voltage U6 with a logic level of “0”, and the identification cycle of unheated non-metallic products are described by diagrams shown in figure 5.

В режиме идентификации нагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий используются выходные клеммы 13 и 18, а выходная клемма 7 при этом не задействуется. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого неметаллического изделия на выходной клемме 13 отрабатывается информационный сигнал U6 с уровнем логической "1", несущий информацию об его идентификации. На выходной клемме 18 при этом присутствует напряжение U7 с уровнем логического "0", и цикл идентификации нагретого неметаллического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.3. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого ненагретого металлического изделия информационный сигнал U7 с уровнем логической "1" об его идентификации отрабатывается только на выходной клемме 18. На выходной клемме 13 при этом присутствует напряжение U6 с уровнем логического "0", и цикл идентификации ненагретого металлического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.4.In the identification mode of heated non-metallic and unheated metal products, output terminals 13 and 18 are used, and output terminal 7 is not activated. With the passage of the relatively sensitive surface of the device controlled heated non-metallic products at the output terminal 13 is processed information signal U6 with a logic level of "1", carrying information about its identification. At the same time, an output voltage U7 with a logic level of “0” is present at the output terminal 18, and the identification cycle of a heated non-metallic product is described by the diagrams shown in FIG. 3. When passing through a relatively sensitive surface of the device under control of an unheated metal product, an information signal U7 with a logic level of "1" about its identification is processed only at the output terminal 18. At the output terminal 13, there is a voltage U6 with a logic level of "0", and the identification cycle of an unheated metal products are described by diagrams shown in figure 4.

В режиме идентификации ненагретых металлических и неметаллических изделий используются выходные клеммы 18 и 7, а выходная клемма 13 при этом не задействуется. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого ненагретого металлического изделия на выходной клемме 18 отрабатывается информационный сигнал U7 с уровнем логической "1", несущий информацию об его идентификации. На выходной клемме 7 при этом присутствует напряжение U8 с уровнем логического "0", и цикл идентификации ненагретого металлического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.4. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого ненагретого неметаллического изделия информационный сигнал U8 с уровнем логической "1" об его идентификации отрабатывается только на выходной клемме 7. На выходной клемме 18 при этом присутствует напряжение U7 с уровнем логического "0", и цикл идентификации ненагретого неметаллического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.5.In the identification mode of unheated metal and nonmetallic products, output terminals 18 and 7 are used, and the output terminal 13 is not activated. With the passage of the relatively sensitive surface of the device controlled unheated metal products on the output terminal 18 is processed information signal U7 with a logic level of "1", carrying information about its identification. At the same time, an output voltage U8 with a logic level of “0” is present at the output terminal 7, and the identification cycle of an unheated metal product is described by the diagrams shown in Fig. 4. When the relatively sensitive surface of the device is monitored for unheated non-metallic products, an information signal U8 with a logic level of “1” about its identification is processed only at output terminal 7. At the output terminal 18, there is a voltage U7 with a logic level of “0”, and the identification cycle of unheated non-metallic products are described by diagrams shown in figure 5.

Повышение надежности работы устройства путем устранения ложных срабатываний от посторонних источников инфракрасного излучения, находящихся в дальней зоне чувствительности устройства, обеспечивается следующим образом.Improving the reliability of the device by eliminating false positives from extraneous sources of infrared radiation located in the far sensitivity zone of the device is ensured as follows.

При попадании от посторонних источников инфракрасного излучения в область оптического окна фотоприемника 14 (15) или в оптические окна обоих фотоприемников 14, 15 происходит его или их засвечивание в момент нахождения устройства в исходном состоянии, при котором контролируемое изделие 20 находится за пределами его чувствительной поверхности. В результате происходит срабатывание формирователя 16 и формирование им ложного импульса напряжения U1 с уровнем логической "1". Ложный импульс напряжения U1 поступает на первый вход логического элемента 6 и на второй вход логического элемента 17, но на их выходы и соответственно на выходные клеммы 13 и 18 этот ложный импульс не проходит, так как на втором входе логического элемента 6 установлено с выхода порогового элемент 11 напряжение U4 с уровнем логического "0", запрещающие его прохождение, а поданный на второй вход логического элемента 17 этот ложный импульс вместе с уровнем логической "1" напряжения U3, поданного на его первый вход с инверсного выхода порогового элемента 5, является блокирующим для логического элемента 17 в момент действия этого ложного импульса. Поэтому переключения логического элемента 17 не происходит и на его выходе и на выходной клемме 18 подтверждается присутствие напряжения U7 с уровнем логического "0". Таким образом, ложного срабатывания логических элементов 6 и 17 и формирования на их выходах и на выходных клеммах 13 и 18 соответственно ложных импульсов напряжений U6 и U7 с уровнями логической "1" не происходит.When infrared radiation from external sources enters the optical window of the photodetector 14 (15) or into the optical windows of both photodetectors 14, 15, it or they illuminates when the device is in the initial state, in which the controlled product 20 is outside its sensitive surface. As a result, the driver 16 is triggered and the false voltage pulse U1 is formed by it with a logic level of “1”. A false voltage pulse U1 is supplied to the first input of logic element 6 and to the second input of logic element 17, but this false pulse does not pass to their outputs and, respectively, to output terminals 13 and 18, since a threshold element is installed at the second input of logic element 6 11 voltage U4 with a logic level of "0", which prohibits its passage, and this false pulse applied to the second input of logic element 17 together with the level of logic "1" of voltage U3, applied to its first input from the inverse output of the threshold element 5, is blocking for the logic element 17 at the time of the operation of this false impulse. Therefore, the switching of the logic element 17 does not occur both at its output and at the output terminal 18, the presence of voltage U7 with a logic level of "0" is confirmed. Thus, false triggering of the logic elements 6 and 17 and the formation of false pulses of voltages U6 and U7 with logical "1" levels, respectively, do not occur at their outputs and output terminals 13 and 18.

Наряду с этим предлагаемое устройство обеспечивает также в пределах ближней зоны его чувствительности повышенную надежность работы при случайном попадании в область оптического окна инфракрасного фотоприемника 14 (15) или одновременно в область оптического окна инфракрасного фотоприемника 14 (15) и в электромагнитное поле 19 посторонних нагретых металлических предметов, когда устройство находится в исходном состоянии, а контролируемое изделие 20 при этом находится вне зоны действия чувствительного элемента устройства. Это происходит следующим образом.Along with this, the proposed device also provides within the near zone of its sensitivity increased reliability in case of accidental contact with the optical window of the infrared photodetector 14 (15) or simultaneously in the optical window of the infrared photodetector 14 (15) and in the electromagnetic field 19 of foreign heated metal objects when the device is in the initial state, and the controlled product 20 is thus outside the range of the sensing element of the device. This happens as follows.

При попадании в пределах ближней зоны чувствительности устройства постороннего нагретого металлического предмета в область оптического окна фотоприемника 14 (15) на выходе формирователя 16 формируется ложный импульс напряжения U1 с уровнем логической "1", который подается на первый и второй входы соответственно логических элементов 6 и 17. Но под действием этого ложного импульса на их выходах и соответственно на выходных клеммах 13, 18 формирования ложных импульсов напряжений U6 и U7 с уровнями логической "1" не происходит, и на их выходах и соответственно на выходных клеммах 13, 18 продолжают присутствовать напряжения U6, U7 с уровнями логического "0", так как:When an extraneous heated metal object falls within the near sensitivity zone of the device into the optical window region of the photodetector 14 (15), a false voltage pulse U1 with a logic level of “1” is generated at the output of the shaper 16, which is fed to the first and second inputs of logic elements 6 and 17, respectively But under the influence of this false pulse at their outputs and, respectively, at the output terminals 13, 18, the formation of false pulses of voltages U6 and U7 with levels of logical "1" does not occur, and at their outputs Actually, the output terminals 13, 18 continue to have voltages U6, U7 with logic levels of "0", since:

- на втором входе логического элемента 6 установлено с выхода порогового элемент 11 напряжение U4 с уровнем логического "0", запрещающие его прохождение, поэтому на выходе логического элемента 6 и на выходной клемме 13 продолжается присутствовать напряжение U6 с уровнем логического "0";- at the second input of the logic element 6, the voltage U4 with a logic level of "0" is forbidden from passing through the output of the threshold element 11, which prohibits its passage, therefore, the voltage U6 with the logic level of 0 continues to be present at the output of the logic element 6 and at the output terminal 13;

- под действием ложного импульса напряжения U1 с уровнем логической "1", поданного на второй вход логического элемента 17, и напряжения U3 с уровнем логической "1", поданного на его первый вход с инверсного выхода порогового элемента 5, переключения логического элемента 17 не происходит. Поэтому на выходе логического элемента 17 и на выходной клемме 18 подтверждается присутствие напряжения U7 с уровнем логического "0.- under the influence of a false pulse voltage U1 with a logic level “1” applied to the second input of the logic element 17, and voltage U3 with a logic level “1” applied to its first input from the inverse output of the threshold element 5, switching of the logic element 17 does not occur . Therefore, the output of the logic element 17 and the output terminal 18 confirms the presence of voltage U7 with a logic level of "0.

При одновременном попадании в пределах ближней зоны чувствительности устройства постороннего нагретого металлического предмета в электромагнитное поле 19 и в область оптического окна фотоприемника 14.(15) на выходе формирователя 16 формируется ложный импульс напряжения U1 с уровнем логической "1", который подается на первый и второй входы соответственно логических элементов 6 и 17, а на прямом и инверсном выходах порогового элемента 5 - соответственно ложные импульсы напряжений U2 и U3 соответственно с уровнями логической "1" и логического "0", которые подаются на второй вход логического элемента 12 и первый вход логического элемента 17, третий вход логического элемента 6. Но под действием этих ложных импульсов на выходах логических элементов 6, 17, 12 и соответственно на выходных клеммах 13, 18, 7 формирования ложных импульсов напряжений U6, U7, U8 с уровнями логической "1" не происходит, и на их выходах и соответственно на выходных клеммах 13, 18, 7 продолжают присутствовать напряжения U6, U7, U8 с уровнями логического "0", так как:When a foreign heated metal object falls into the electromagnetic field 19 and into the region of the optical window of the photodetector 14 within the near sensitivity zone of the device’s sensitivity, a false voltage pulse U1 is generated at the output of shaper 16 with a logic level of “1”, which is applied to the first and second inputs of logic elements 6 and 17, respectively, and on direct and inverse outputs of threshold element 5, respectively, false impulses of voltages U2 and U3, respectively, with levels of logic "1" and logic "0", which They are fed to the second input of logic element 12 and the first input of logic element 17, the third input of logic element 6. But under the influence of these false pulses at the outputs of logic elements 6, 17, 12 and, respectively, at the output terminals 13, 18, 7 of the formation of false voltage pulses U6, U7, U8 with logical 1 levels does not occur, and voltages U6, U7, U8 with logical 0 levels continue to be present at their outputs and, respectively, at output terminals 13, 18, 7, because:

- на второй и третий входы логического элемента 6 подаются соответственно напряжение U4 с прямого выхода порогового элемента 11 и ложный импульс напряжения U3 с инверсного выхода порогового элемента 5 с уровнями логического "0", запрещающие прохождение ложного импульса напряжения U1 с выхода формирователя 16 с уровнем логической "1" на выход логического элемента 6 и выходную клемму 13, поэтому на выходе логического элемента 6 и на выходной клемме 13 продолжает присутствовать напряжение U6 с уровнем логического "0";- the second and third inputs of the logic element 6 are supplied, respectively, the voltage U4 from the direct output of the threshold element 11 and a false voltage pulse U3 from the inverse output of the threshold element 5 with logic levels "0", prohibiting the passage of a false voltage pulse U1 from the output of the driver 16 with a logic level "1" to the output of logic element 6 and output terminal 13, therefore, at the output of logic element 6 and output terminal 13, voltage U6 with a logic level of "0" continues to be present;

- по второму входу логического элемента 17 происходит инвертирование им ложного импульса напряжения U1 с уровнем логической "1" с выхода формирователя 16 под действием импульса напряжения U3 с уровнем логического "0", подаваемого с инверсного выхода порогового элемента 5 на первый вход логического элемента 17, в напряжение U7 с уровнем логического "0", которое проходит на выход логического элемента 17 и на выходную клемму 18, поэтому на выходе логического элемента 17 и на выходной клемме 18 продолжает присутствовать напряжение U7 с уровнем логического "0";- at the second input of the logic element 17, the false voltage pulse U1 with a logic level “1” is inverted from the output of the driver 16 under the action of a voltage pulse U3 with a logic level “0” supplied from the inverse output of the threshold element 5 to the first input of the logic element 17, to the voltage U7 with a logic level “0”, which passes to the output of the logic element 17 and to the output terminal 18, therefore, the output of the logic element 17 and the output terminal 18 continues to contain voltage U7 with a logic level “0” ";

- по второму и третьему входам логического элемента 12 происходит инвертирование им ложного импульса напряжения U2 уровнем логической "1" с выхода порогового элемента 5 и напряжения U5 с уровнем логической "1" с инверсного выхода порогового элемента 11 под действием напряжения U6 с уровнем логического "0", подаваемого на первый вход логического элемента 12 с выхода логического элемента 6, в напряжение U8 с уровнем логического "0", которое проходит на выход логического элемента 12 и на выходную клемму 7, поэтому на выходе логического элемента 12 и на выходной клемме 7 продолжает присутствовать напряжение U8 с уровнем логического "0".- on the second and third inputs of the logic element 12, the false pulse of voltage U2 is inverted by the logic level “1” from the output of the threshold element 5 and voltage U5 with the logic level “1” from the inverse output of the threshold element 11 under the action of voltage U6 with the logic level “0 "supplied to the first input of the logic element 12 from the output of the logic element 6, to the voltage U8 with the logic level" 0 ", which passes to the output of the logic element 12 and to the output terminal 7, therefore, the output of the logic element 12 and the output At terminal 7, voltage U8 continues to be present with a logic level of "0".

Таким образом, при попадании из дальней зоны чувствительности устройства, инфракрасного излучения в область оптического окна фотоприемника 14 (15) или в оптические окна обоих фотоприемников 14, 15 от посторонних источников инфракрасного излучения, а также при попадании посторонних нагретых металлических предметов в пределах ближней зоны чувствительности устройства в область оптического окна фотоприемника 14 (15) или одновременном в зону действия электромагнитного поля 19 и в область оптического окна фотоприемника 14 (15) на выходных клеммах 13, 18 и 7 устройства формирования соответственно ложных импульсов напряжений U6, U7 и U8 не происходит, чем и обеспечивается повышение надежности работы предлагаемого устройства.Thus, when infrared radiation enters from the far sensitivity zone of the device into the optical window region of the photodetector 14 (15) or into the optical windows of both photodetectors 14, 15 from extraneous sources of infrared radiation, as well as when foreign heated metal objects get inside the near sensitivity zone devices in the region of the optical window of the photodetector 14 (15) or simultaneously in the area of the electromagnetic field 19 and in the region of the optical window of the photodetector 14 (15) at the output terminals 13, 1 8 and 7, the device for generating false impulses of voltages U6, U7 and U8, respectively, does not occur, which ensures increased reliability of the proposed device.

В предложенном устройстве реализован потенциальный принцип формирования на его выходах информационных сигналов идентификации нагретых и ненагретых изделий, когда нахождению контролируемого изделия в зоне его чувствительной поверхности однозначно соответствует установление на его соответствующем выходе потенциала с уровнем логической "1", соответствующего информационному сигналу идентификации изделия. Причем этот сигнал не исчезает и продолжает присутствовать на соответствующем выходе устройства, отслеживая при этом своим потенциальным сигналом с уровнем логической "1" контролируемое изделие, как при перемещении его в пределах зоны чувствительной поверхности устройства, так и при нахождении его в ней в неподвижном состоянии в течение сколь угодно продолжительного промежутка времени.The proposed device implements the potential principle of generating at its outputs information signals for identifying heated and unheated products, when the presence of a controlled product in the area of its sensitive surface uniquely corresponds to the establishment of a potential at its corresponding output with a logic level “1” corresponding to the information signal of product identification. Moreover, this signal does not disappear and continues to be present at the corresponding output of the device, while monitoring with its potential signal with the logic level “1” the controlled product, both when moving it within the zone of the sensitive surface of the device and when it is stationary in it over an arbitrarily long period of time.

Таким образом, имеет место однозначное соответствие потенциального информационного сигнала на соответствующем выходе устройства истинному положению контролируемого изделия в определенной точке пространства, где устанавливается предлагаемое устройство. Это, в свою очередь, позволяет обеспечить работу предлагаемого устройства в режимах контроля положения металлических и неметаллических изделий с учетом их термического состояния и вида материала.Thus, there is an unambiguous correspondence of the potential information signal at the corresponding output of the device to the true position of the monitored product at a certain point in space where the proposed device is installed. This, in turn, allows you to ensure the operation of the proposed device in the control modes of the position of metal and nonmetallic products, taking into account their thermal state and type of material.

В режиме контроля положения нагретых неметаллических изделий устройство функционирует как бесконтактный датчик положения оптико-емкостного типа. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.3. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 13, а выходные клеммы 7 и 18 не задействуются.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 case is described by the diagrams shown in Fig.3. When this information signal is removed from the output terminal 13, and the output terminals 7 and 18 are not involved.

В режиме контроля положения ненагретых металлических изделий устройство функционирует как бесконтактный индуктивный датчик положения автогенераторного типа. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.4. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 18, а выходные клеммы 7 и 13 не задействуются.In the mode of monitoring the position of unheated metal products, the device functions as a non-contact inductive position sensor of a self-generating type. The operation of the device in this case is described by the diagrams shown in figure 4. In this case, the information signal is removed from the output terminal 18, and the output terminals 7 and 13 are not involved.

В режиме контроля положения ненагретых неметаллических изделий устройство функционирует как бесконтактный датчик индуктивно-емкостного типа. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.5. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 7, а выходные клеммы 13 и 18 не задействуются.In the control mode of the position of unheated non-metallic products, the device functions as a proximity sensor of inductive-capacitive type. The operation of the device in this case is described by the diagrams shown in Fig.5. When this information signal is removed from the output terminal 7, and the output terminals 13 and 18 are not involved.

Claims

An product identification 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, 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 connected in series infrared photodetector, pulse shaper, as well as the first logical element OR-NOT, the output of which is is the first output of the device, the logical element AND, the first input of which is connected to the output of the pulse shaper, and its output is connected to the first input of the first logical element OR-NOT and is the second output of the device, characterized in that a second infrared photodetector is connected to it, connected in parallel the first infrared photodetector to the input of the pulse shaper, a multivibrator connected in series with a capacitive sensor connected to its input and made in the form of conductive th plate with a geometric shape that repeats the geometric shape of the central hole of the ferrite core, a detector, a second threshold element, the direct output of which is connected to the second input of the logical element And, the third input of which is connected to the inverse output of the first threshold element, the direct output of which is connected to the second input of the first logical OR-NOT element, the third input of which is connected to the inverse output of the second threshold element, as well as the second logical element OR-NOT, the first and second inputs of which connected respectively with the inverse output of the first threshold element and with the output of the pulse shaper, and its output is the third output of the device, while the capacitive sensitive element is installed inside the central hole of the ferrite core coaxially with this hole with an offset relative to the open end of the ferrite core along the axis of symmetry of its central holes toward the closed end of the ferrite core, with inductive and capacitive sensors and infrared photodetectors the sensors, between which the inductive and capacitive sensors are located, are installed along a straight line in the same plane and form the sensor element of the device, and the planes of the optical windows of infrared photodetectors, the plane of the open end of the ferrite core and one of the planes of the capacitive sensor element pointing in one direction are installed parallel and form a sensitive surface of the device.