RU2384818C1

RU2384818C1 - Product identification and position control device

Info

Publication number: RU2384818C1
Application number: RU2008146170/28A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Карпенко (RU); Сергей Владимирович Карпенко
Original assignee: Сергей Владимирович Карпенко
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2010-03-20

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: invention refers to instrumentation and can be used for identification (recognition) of heated metal and non-metal and non-heated 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 AND, two inverters, logic element OR-NOT, multivibrator with sensing capacitor element, and detector; at that, inductive and capacitor sensing elements and infrared photoreceivers are installed along the straight line in one plane and comprise the device sensing element, and planes of optic windows of infrared photoreceivers, plane of the open edge of ferrite core of inductive element and one of the planes of capacitor sensing element are parallel installed and form the device sensitive surface.

EFFECT: invention allows avoiding false activations of the device from external infrared radiation sources and when external metal objects penetrate into the operating zone of sensing element.

5 dwg

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в машиностроении для идентификации (распознавания) нагретых металлических и неметаллических, и ненагретых неметаллических изделий, а также в качестве бесконтактного датчика контроля положения металлических и неметаллических изделий с учетом их термического состояния и вида материала.The invention relates to the field of measurement technology and can be used in mechanical engineering for identification (recognition) of heated metal and non-metallic, and unheated non-metallic products, as well as a non-contact sensor for monitoring the position of metal and non-metallic 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, пороговый элемент, последовательно включенные фотоприемник, формирователь импульсов, а также первую выходную клемму, являющуюся первым выходом устройства, вторую выходную клемму, являющуюся вторым выходом устройства (см. авторское свидетельство SU 1185419 А "Датчик положения и контроля", кл. МКИ⁴ Н01Н 36/00, 15.10.1985). 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 ring groove of an open cup of a ferrite core with a central hole and included in its oscillating circuit circuit, a threshold element connected in series photodetector, pulse shaper, and also the first output terminal, which is the first output of the device, the second output terminal, the second output of the device (see copyright certificate SU 1185419 A "Position and control sensor", class MKI ⁴ H01N 36/00, 10/15/1985). Such a device has a narrowed functionality, as it performs identification (recognition):

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

б) ограниченной номенклатуры контролируемых изделий, т.е. им осуществляется идентификация только двух разновидностей контролируемых изделий (ненагретых металлических и неметаллических), согласно алгоритму каждое изделие идентифицируется на одном соответствующем выходе из двух выходов устройства, и не позволяет производить идентификацию изделий, имеющих расширенную номенклатуру по числу, виду материала и термическому состоянию контролируемых изделий. Например, такое устройство не позволяет идентифицировать одно из трех разновидностей контролируемых изделий (нагретое металлическое нагретое неметаллическое, ненагретое неметаллическое) на одном соответствующем выходе из трех выходов устройства.b) a limited range of controlled products, i.e. he identifies only two varieties of controlled products (unheated metal and non-metallic), according to the algorithm, each product is identified at one corresponding output from the two outputs of the device, and does not allow identification of products that have an expanded nomenclature by the number, type of material and thermal state of the controlled products. For example, such a device does not allow one of three types of controlled products to be identified (heated metal, heated non-metallic, unheated non-metallic) at one corresponding output from the three outputs of the device.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство идентификации изделий, содержащее индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытой чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно соединенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный элемент, пороговый элемент последовательно включенные инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, а также логический элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом формирователя импульсов и выходом порогового элемента, первую выходную клемму, соединенную с выходом логического элемента И и являющуюся первым выходом устройства, инвертор, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом инвертора, вторую выходную клемму, соединенную с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся вторым выходом устройства (см. авторское свидетельство SU 1610268 А1, кл. МКИ⁵ G01B 21/00 "Индуктивно-оптический датчик положения и контроля", 30.11.1990). Однако такое устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как:The closest in technical essence to the proposed solution is a product identification device containing an inductive sensitive element, made in the form of an inductor placed in an annular groove of an open cup of a ferrite core with a central hole, connected in series with an electric oscillation generator, in the circuit of the oscillatory circuit of which an inductive element is included , the threshold element is a series-connected infrared photodetector, pulse shaper, as well as a logic cue element And, the first and second inputs of which are connected respectively to the output of the pulse former and the output of the threshold element, the first output terminal connected to the output of the logical element And and which is the first output of the device, an inverter, the logical element OR-NOT, the first input of which is connected to the output inverter, a second output terminal connected to the output of the OR-NOT logic element and being the second output of the device (see copyright certificate SU 1610268 A1, cl. MKI ⁵ G01B 21/00 "Inductive-optical position and control sensor", 11/30/1990). 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 изделиями ненагретых неметаллических изделий;- identifies only heated products (metal and non-metal) and does not allow identification (recognition) along with heated products of unheated non-metal products;

- осуществляет идентификацию изделий из числа ограниченной номенклатуры по числу разновидностей контролируемых изделий в соответствии с алгоритмом: идентификация из двух разновидностей контролируемых изделий одного изделия на одном соответствующем выходе из двух выходов устройства, и не позволяет осуществлять идентификацию изделий из числа расширенной номенклатуры (например, из набора из трех видов контролируемых изделий - нагретое металлическое, нагретое неметаллическое, ненагретое неметаллическое) по числу разновидностей контролируемых изделий и по виду их материала согласно алгоритму: идентификация каждого из трех разновидностей контролируемых изделий на одном соответствующем выходе 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 two varieties of controlled products of one product at one corresponding output from two outputs of the device, and does not allow identification of products from among the expanded range of products (for example, from a set of the three types of controlled products - heated metal, heated non-metallic, unheated non-metallic) according to the number of types of control products and by the type of their material according to the algorithm: identification of each of the three varieties of controlled products at one corresponding output from the three outputs of the device.

Кроме того, такое устройство характеризуется двумя зонами его чувствительности - ближней и дальней зонами чувствительности вдоль оси симметрии индуктивного чувствительного элемента, совпадающей с осью симметрии 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 контролируемое им изделие находится за пределами действия зоны действия его чувствительного элемента, из-за ложных его срабатываний от таких посторонних источников инфракрасного излучения, как нагретые металлические и неметаллические предметы, фотоэлектрические датчики положения с открытым оптическим каналом, установленные на технологическом оборудовании, и работающие генераторы инфракрасного излучения измерительных приборов, используемых при ремонте технологического оборудования в цеховых условиях, в том случае, когда они находятся за пределами действия электромагнитного поля. 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 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 product controlled by it is outside the range of its sensitive element, for his false responses from such extraneous sources of infrared radiation as heated metal and non-metallic objects, photoelectric position sensors with an open optical channel, installed They are located on technological equipment, and operating generators of infrared radiation of measuring instruments used in the repair of technological equipment in workshop conditions, when they are outside the electromagnetic field. 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.

Наряду с этим такое устройство обладает низкой надежностью работы в пределах ближней зоны его чувствительности при случайном попадании посторонних нагретых неметаллических предметов в область оптического окна инфракрасного фотоприемника или одновременно в область оптического окна инфракрасного фотоприемника и в электромагнитное поле индуктивного чувствительного элемента.Along with this, such a device has low reliability within the near zone of its sensitivity in case of accidental contact of extraneous heated non-metallic objects in the region of the optical window of the infrared photodetector or simultaneously in the region of the optical window of the infrared photodetector and in the electromagnetic field of the inductive sensitive element.

Решаемая изобретением задача - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности распознавания наряду с нагретыми металлическими и неметаллическими изделиями ненагретых 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 неметаллических предметов.The problem solved by the invention is the expansion of the device’s functionality by providing the possibility of recognizing along with heated metal and nonmetallic products unheated nonmetallic products with the 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 non-metallic objects.

Указанная задача 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 И, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно формирователя импульсов и первого порогового элемента, а его выход является первым выходом устройства, первый инвертор, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к выходу первого инвертора, а его выход 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, выход которого соединен со входом первого инвертора, а также второй логический элемент И, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно формирователя импульсов и второго порогового элемента, а его выход соединен со вторым входом логического элемента ИЛИ-НЕ и является третьим выходом устройства, второй инвертор, выход которого подключен к третьему входу второго логического элемента И, вход - к выходу первого порогового элемента, выход которого соединен с третьим входом логического элемента ИЛИ-НЕ, 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.This task 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, an electric oscillation generator is connected in series, the inductive sensor of which is included in the oscillatory circuit, the first threshold element, the first infrared photodetector, pulse shaper, as well as the first logical element, connected in series NT, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the pulse shaper and the first threshold element, respectively, and its output is the first output of the device, the first inverter is an OR-NOT logic element, the first input of which is connected to the output of the first inverter, and its output is the second the output of the device, a second infrared photodetector is inserted into it, connected in parallel with the first infrared photodetector to the input of the pulse shaper, a multivibrator with capacitive sensitive the second element connected to its input and made in the form of a conductive plate with a geometric shape that repeats the geometric shape of the central hole of the ferrite core, a detector, a second threshold element, the output of which is connected to the input of the first inverter, as well as the second logic element And, the first and second inputs which are connected to the outputs of the pulse shaper and the second threshold element, respectively, and its output is connected to the second input of the OR-NOT logical element and is the third output of the device a, the second inverter, the output of which is connected to the third input of the second logical element AND, the input is to the output of the first threshold element, the output of which is connected to the third input of the logic element OR NOT, while the capacitive sensitive element is installed inside the central hole of the ferrite core in alignment with this a hole with a shift relative to the open end of the ferrite core along the axis of symmetry of its central hole toward the closed end of the ferrite core, the inductive and capacitive sensing Creation elements and infrared photodetectors, between which inductive and capacitive sensitive elements are placed, are installed along a straight line in the same 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, are directed to one side, installed in parallel and form a sensitive surface of the device.

На фиг.1 представлена функциональная 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 металлических изделий в режиме идентификации трех видов изделий; на фиг.4 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства при срабатывании его от нагретых неметаллических 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 the functional diagram of the device, figure 2 is a diagram of the mutual arrangement of infrared photodetectors of capacitive and inductive sensitive elements and the controlled product; figure 3 is a voltage diagram explaining the operation of the device when it is triggered from heated metal products in the identification mode of three types of products; figure 4 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 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, 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, первый логический элемент И 6, первую выходную клемму 7, подключенную к выходу первого логического элемента 6 и являющуюся первым выходом устройства, 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 инвертор 12, вход которого соединен с выходом второго порогового элемента 11, логический элемент ИЛИ-НЕ 13, первый вход которого подключен к выходу первого инвертора 12, третий вход - к выходу первого порогового элемента 5, 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 его выход соединен с первым входом первого логического элемента И 6, второй вход которого подключен к выходу первого порогового элемента 5, второй логический элемент И 17, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам формирователя импульсов 16 и второго порогового элемента 11, выход - ко второму входу логического элемента ИЛИ-НЕ 13, вторую выходную клемму 18, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ 13 и являющуюся вторым выходом устройства, третью выходную клемму 19, соединенную с выходом второго логического элемента И 17 и являющуюся третьим выходом устройства, второй инвертор 20, вход которого подключен к выходу первого порогового элемента 5, выход - к третьему входу второго логического элемента 17.The device contains (see Fig. 1) an inductive sensitive element 1 made in the form of an inductor 2 placed in an annular groove on the side of the open end of a cup of a ferrite core 3 with a central hole, an electric oscillation generator 4, to 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, the first logical element And 6, the first output terminal 7, connected to the first logical element 6 and which is the first output of the device, a multivibrator 8 with a capacitive sensing element 9 connected to its input, a detector 10, the input of which is connected to the output of the multivibrator 8, the second threshold element 11, made, for example, according to the Schmitt trigger, input which is connected to the output of the detector 10, the first inverter 12, the input of which is connected to the output of the second threshold element 11, the logic element OR NOT 13, the first input of which is connected to the output of the first inverter 12, the third input - to the output of the first about the threshold element 5, parallel to each other, the first and second infrared photodetectors 14, 15, the pulse shaper 16, made, for example, according to the Schmitt trigger circuit to the input of which the outputs of the infrared photodetectors 14 and 15 are connected, and its output is connected to the first input of the first logical element And 6, the second input of which is connected to the output of the first threshold element 5, the second logical element And 17, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the pulse shaper 16 and the second threshold electric ment 11, the output is to the second input of the OR-NOT 13 logic element, the second output terminal 18 connected to the output of the OR-NOT 13 logic element and which is the second output of the device, the third output terminal 19 connected to the output of the second And 17 logical element and which is the third output of the device, the second inverter 20, the input of which is connected to the output of the first threshold element 5, the output to the third input of the second logic element 17.

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). 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).Generator 4 is made, for example, on the basis of a transistor according to a 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 "PI Vilensky, L. A. Sribner. Contactless limit switches. - M.: Energoatomizdat, 1985. - 80 p., Ill. - (Automation Library Issue 654) ", p. 20, fig. 10, a, p. 38, fig. 25). 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 pic. .4.42, a).

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 магнитному потоку рассеяния (на фиг.2 не показан для лучшей читаемости чертежа) электромагнитного поля 21, 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 sensor 9 is made in the form of a conductive plate with a geometric shape matching the geometric shape of the through central hole made in the cup of the ferrite core 3 of the inductive sensor 1. Moreover, the capacitive sensor 9 is installed inside the central hole of the ferrite core 3, coaxially with this hole 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 core 3 in the direction opposite to the location of the inductor 2, i.e. towards the closed end of the ferrite core 3. The presence of such a displacement does not allow the magnetic flux of scattering (not shown in FIG. 2 for better readability of the drawing) of the electromagnetic field 21 existing directly at the front edge of the central hole from the open end of the cup of the ferrite core 3 surface of the 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, and This turns the possibility of reducing the Q factor 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 sequential inclusion of a rectifying diode with an output load in the form of a parallel RC circuit (see the book "L. Volgin. 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 "M. Aksenenko 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 an emitter follower with an open emitter output, the input of which is connected to the output of a DC amplifier, and its open yty emitter output is the output of the 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 21. Магнитный поток этого поля замыкается через воздушное пространство между внутренним кольцевым выступом чашки, установленным внутри центрального отверстия катушки индуктивности 2, и наружным кольцевым выступом чашки, охватывающем своей внутренней боковой поверхностью наружную боковую поверхность катушки индуктивности 2 по ее периметру. При этом перед закрытым торцом чашки в воздушном пространстве высокочастотное электромагнитное поле не возникает, так как его магнитный поток замыкается внутри сердечника через сплошной слой феррита, образующего закрытый торец чашки, т.е. происходит экранирование этим слоем электромагнитного поля со стороны закрытого торца ферритового сердечника 3. Внутри центрального отверстия ферритового сердечника 3 высокочастотное электромагнитное поле также отсутствует, так как отверстие выполнено в сплошном слое феррита, и магнитный поток замыкается внутри ферритового сердечника 3 через этот слой феррита вследствие небольшого сопротивления феррита для магнитного потока по сравнению с сопротивлением воздуха. Поэтому взаимодействие емкостного чувствительного элемента 9, установленного внутри центрального отверстия ферритового сердечника 3 со смещением в сторону его закрытого торца, с электромагнитным полем 21 катушки индуктивности 2 полностью исключается. При этом центральное отверстие в виде сквозного отверстия чашки ферритового сердечника 3 позволяет конструктивно выполнить электрическое соединение емкостного чувствительного элемента 9 с мультивибратором 8 со стороны закрытого торца чашки ферритового сердечника 3, без взаимодействия соединительного проводника с электромагнитным полем 21, т.е. без внесения нежелательного дополнительного затухания в контур генератора 4, приводящего к уменьшению соединительным металлическим проводником его добротности и, как следствие, к нарушению режима работы генератора 4.The inductive sensing element 1 includes an inductor 2, a ferrite core 3 made in the form of a cup having open and closed ends. On the side of the open end of the cup of the ferrite core 3, a winding of the inductor 2 is installed. At the open end of the cup of the ferrite core 3, when a high-frequency signal is applied to the inductor 2 from the generator 4, a high-frequency electromagnetic field 21 is formed in the airspace. The magnetic flux of this field is closed through the air space between an inner annular protrusion of the cup mounted inside the Central hole of the inductor 2, and an outer annular protrusion of the cup, covering 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 21 of the inductor 2 is completely eliminated. In this case, the central hole in the form of a through hole in the cup of the ferrite core 3 allows constructive electrical connection of the capacitive sensing element 9 with the multivibrator 8 from the closed end of the cup of the ferrite core 3, without the interaction of the connecting conductor with the electromagnetic field 21, i.e. without introducing undesirable additional attenuation into the circuit of the generator 4, which leads to a decrease in the quality factor of the connecting metal conductor and, as a consequence, to a violation of the operating mode of the generator 4.

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 21, индуктивного чувствительного элемента 1, электрическое поле 25 емкостного чувствительного элемента 9 и инфракрасное излучение контролируемого нагретого изделия 22 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 устройства и расстоянием предельной чувствительности инфракрасных фотоприемников 14, 15, устройство теряет свойство идентификации (распознавания) контролируемых изделий 22. 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 может приводить к снижению надежности его работы.With such a mutual arrangement of the elements of the sensitive 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 21, the inductive sensitive element 1, the electric field 25 of the capacitive sensitive element 9 and the infrared radiation of the controlled heated product 22 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 of the device and the distance of the limiting sensitivity of infrared photodetectors 14, 15, the device loses the property of identification (recognition) of controlled products 22. But in this zone of the device under production conditions technological processes can be various extraneous sources of infrared radiation, which may be heated metal and metal objects and technological sources of infrared radiation, for example, optical sensors with an open optical channel or metrological 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 at the outputs of the device with logical levels of "1", which can lead to a decrease in the reliability of its operation.

Кроме того, в ближнюю зону чувствительности устройства в зону действия его чувствительного элемента могут случайно попадать, например, посторонние нагретые неметаллические предметы и вызывать ложные срабатывания устройства, которые проявляются также в виде формирования на выходах устройства ложных импульсов напряжения с уровнями логической "1". Поэтому схема взаимного расположения элементов чувствительного элемента устройства, схемное решение устройства и алгоритм обработки сигналов фотоприемников 14, 15, индуктивного и емкостного чувствительных элементов 1, 9 разработаны с учетом наличия указанных мешающих факторов таким образом, чтобы устранить ложные срабатывания устройства.In addition, in the near sensitivity zone of the device, for example, foreign heated non-metallic objects can accidentally fall into the zone of action of its sensitive element and cause false alarms of the device, which also appear in the form of false voltage pulses with logical "1" levels at the device outputs. Therefore, the mutual arrangement of the elements of the sensing element of the device, the circuit diagram of the device, and the signal processing algorithm of the photodetectors 14, 15, inductive and capacitive sensitive elements 1, 9 are designed taking into account the presence of these interfering factors in such a way as to eliminate false alarms of the device.

Такое взаимное расположение в пространстве инфракрасных фотоприемников 14, 15, емкостного чувствительного элемента 9, индуктивного чувствительного элемента 1 и контролируемого изделия 22 (см. фиг.2) при прохождении им в направлении стрелки 23 (24) относительно чувствительного элемента устройства параллельно его чувствительной поверхности в пределах действия электромагнитного поля 21, электрического поля 25 и в пределах расстояний чувствительности фотоприемников 14, 15 всегда обеспечивает последовательное взаимодействие контролируемого изделия 22 с оптическим окном фотоприемника 14 (15), электромагнитным полем 21, электрическим полем 25 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 22 (see figure 2) when it passes in the direction of the arrow 23 (24) relative to the sensitive element of the device parallel to its sensitive surface in within the limits of the electromagnetic field 21, the electric field 25 and within the sensitivity distances of the photodetectors 14, 15 always provides a consistent interaction of the controlled product I 22 to the optical window of the photodetector 14 (15), an electromagnetic field 21, the electric field 25 and the photodetector 15, an optical window (14). This, in turn, provides:

1) последовательное засвечивание нагретым контролируемым металлическим или неметаллическим изделием 22 своим инфракрасным излучением 26 сначала одного фотоприемника 14 (15), потом пересечение электромагнитного поля 21, оставляя при этом фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, а затем взаимодействие с электрическим полем 25, продолжая оставаться в зоне действия электромагнитного поля 21 и оставляя при этом фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, далее засвечивание другого фотоприемника 15 (14), оставаясь в зоне действия электромагнитного и электрического полей 21, 25 соответственно и оставляя на некотором промежутке времени оба фотоприемника в засвеченном состоянии, потом затемнение фотоприемника 14 (15), оставаясь в зоне действия электромагнитного и электрического полей 21, 25 соответственно и оставляя при этом фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, затем выход из зоны действия электрического поля 25, оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 21 и оставляя фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, далее выход из зоны действия электромагнитного поля 21, оставляя при этом фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии и, наконец, затемнение фотоприемника 15 (14) и выход контролируемого нагретого металлического изделия 22 из зоны чувствительной поверхности устройства.1) sequential illumination by a heated controlled metal or nonmetallic product 22 with its infrared radiation 26 first of one photodetector 14 (15), then the intersection of the electromagnetic field 21, leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state, and then interacting with the electric field 25, continuing remain in the area of influence of the electromagnetic field 21 and while leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state, then the illumination of another photodetector 15 (14), remaining in the area of the electromagnetic field electric fields 21, 25, 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 21, 25, respectively, while leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state then exit from the zone of action of the electric field 25, remaining in the zone of action of the electromagnetic field 21 and leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state, then exit from the zone of action of the electromagnetic field 21, leaving at 15 th photodetector (14) in the light-polluted state and finally darkening a photodetector 15 (14) and an output controlled heated metal product 22 from the sensitive surface of the device area.

Таким образом, последовательное засвечивание нагретым контролируемым металлическим или неметаллическим изделием 22 фотоприемников 14 (15) и 15 (14) 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 изделия 22 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 metal or nonmetallic product of 22 photodetectors 14 (15) and 15 (14) 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 of “1” with a duration equal to the residence time of the controlled heated product 22 in the zone of the sensitive surface of the device, starting from the moment the photodetector 14 is illuminated until the light state is exited photodetector 15 (14);

2) последовательное прохождение ненагретым, неметаллическим и нагретыми металлическим и неметаллическим контролируемыми изделиями 22 фотоприемника 14 (15) соответственно без его засвечивания вследствие отсутствия у контролируемого изделия инфракрасного излучения 26 и с засвечиванием фотоприемника 14 (15) вследствие наличия у него инфракрасного излучения 26, потом пересечение им электромагнитного поля 21, затем взаимодействие его с электрическим полем 25, далее прохождение им фотоприемника 15 (14) соответственно без засвечивания и с засвечиванием его и выход контролируемого изделия 22 из зоны чувствительной поверхности устройства. В результате чего на выходе второго порогового элемента 11 формируются импульсы напряжений с уровнями логической "1" длительностями, равными длительности нахождения контролируемого изделия 22 в электрическом поле 25 емкостного чувствительного элемента 9;2) sequential passage of unheated, non-metallic and heated metallic and non-metallic controlled products 22 of the photodetector 14 (15), respectively, without its illumination due to the absence of infrared radiation 26 in the controlled product and with exposure to the photodetector 14 (15) due to the presence of infrared radiation 26, then the intersection electromagnetic field 21, then its interaction with the electric field 25, then the passage of the photodetector 15 (14), respectively, without exposure and exposure m and its output test object 22 from the sensitive surface of the device area. As a result, at the output of the second threshold element 11, voltage pulses are generated with logical levels of "1" durations equal to the duration of the stay of the monitored product 22 in the electric field 25 of the capacitive sensing element 9;

3) получение импульсов на выходе формирователя импульсов 16 длительностью всегда большей, чем длительность каждого импульса на выходе первого порогового элемента 5 и второго порогового элемента 11;3) receiving pulses at the output of the pulse shaper 16 with a duration always greater than the duration of each pulse at the output 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 нагретым металлическим изделием 22 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 heated metal product 22 voltage pulses with a logic level “1” with a 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 выходные импульсы формирователя импульсов 16 большей длительности всегда "охватывали" выходные импульсы меньшей длительности первого порогового элемента 5 и второго порогового элемента 11, и чтобы в тоже время выходные импульсы первого порогового элемента 5, длительности которых больше, чем длительности импульсов на выходе второго порогового элемента 11, всегда "охватывали" выходные импульсы последнего.5) arrangement on the time axis of the generated pulses so that the output pulses of the pulse shaper 16 of greater duration always "cover" the output pulses of shorter duration of the first threshold element 5 and the second threshold element 11, and so that at the same time the output pulses of the first threshold element 5, duration which are longer than the pulse durations at the output of the second threshold element 11, always “covered” the output pulses 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 металлических и неметаллических изделий и ненагретых неметаллических изделий и расширить номенклатуру контролируемых изделий до трех изделий, 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 metal and non-metallic products and unheated non-metallic products and expand the range of controlled products to t product axes, 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 on one corresponding output from the three outputs of the device, as well as 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 22 вне зоны чувствительной поверхности устройства (см. фиг.2) фотоприемники 14, 15 находятся в затемненном состоянии. В результате формирователь 16 устанавливается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U1 с уровнем логического "0", которое подается на первые входы логических элементов 6 и 17 (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 выходе устанавливается напряжение U2 с уровнем логического "0", которое подается на вход инвертора 20, второй и третий входы соответственно логических элементов 6 и 13 (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5). После чего на выходе инвертора 20 устанавливается напряжение U4 с уровнем логической "1", которое подается на третий вход логического элемента 17. Вместе с тем в момент подачи 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 переключается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе, входе инвертора 12 и втором входе логического элемента 17 устанавливается напряжение U3 с уровнем логического "0" (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5). После чего на выходе инвертора 12 устанавливается напряжение U5 с уровнем логической "1", которое подается на первый вход логического элемента 13. В результате на выходах логических элементов 6, 17, 13 и на выходных клеммах 7, 19, 18 устанавливаются соответственно напряжения U6, U7, U8 с уровнями логического "0", так как:When applying the supply voltage at the time the controlled product 22 is outside the sensitive area of the device (see figure 2), the photodetectors 14, 15 are in a darkened state. As a result, the driver 16 is installed in such a stable state, at which voltage U1 is set at its output with a logic level “0”, which is supplied to the first inputs of the logic elements 6 and 17 (see Fig. 3, Fig. 4. Fig. 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 the output is set to voltage U2 with a logic level of "0", which is fed to the input of the inverter 20, the second and third inputs of logic elements 6 and 13, respectively (see figure 3, figure 4, figure 5). Then, at the output of the inverter 20, a voltage U4 with a logic level of "1" is set, which is supplied to the third input of the logic element 17. However, at the time of supply of the supply voltage, the multivibrator 8 goes into a locked state, at which its output, input and output detector 10, at the input of the threshold element 11, voltages with logic levels of "0" are set. As a result, the threshold element 11 switches to such a stable state that at its output, the input of the inverter 12 and the second input of the logic element 17, the voltage U3 is set with a logic level of "0" (see figure 3, figure 4, figure 5) . After that, the voltage U5 with the logic level “1” is set at the output of the inverter 12, which is supplied to the first input of the logic element 13. As a result, the voltage U6 is set respectively at the outputs of the logic elements 6, 17, 13 and at the output terminals 7, 19, 18, U7, U8 with logical “0” levels, as:

- на первом и втором входах логического элемента 6 установлены соответственно с выхода формирователя 16 и выхода порогового элемента 5 напряжения U1 и U2 с уровнями логического "0", под действием которых происходит переключение логического элемента 6 в исходное состояние, при котором на его выходе и выходной клемме 7 устанавливается напряжение U6 с уровнем логического "0";- at the first and second inputs of the logic element 6 are installed respectively from the output of the shaper 16 and the output of the threshold element 5 of the voltage U1 and U2 with levels of logic "0", under the action of which the logical element 6 is switched to its initial state, at which its output and output terminal 7 is set to voltage U6 with a logic level of "0";

- уровень логической "1" напряжения U4 с выхода инвертора 20 через третий вход логического элемента 17 на его выход и выходную клемму 19 не проходит, и на выходе логического элемента 17 и на выходной клемме 19 устанавливается напряжение U7 с уровнем логического "0", потому что на первом и втором входах логического элемента 17 соответственно с выходов формирователя 16 и порогового элемента 11 установлены напряжения U1 и U3 с уровнями логического "0", запрещающие его прохождение;- the level of logical "1" voltage U4 from the output of the inverter 20 through the third input of the logic element 17 to its output and the output terminal 19 does not pass, and the output of the logic element 17 and the output terminal 19 sets the voltage U7 with the level of logical "0", therefore that at the first and second inputs of the logic element 17, respectively, from the outputs of the shaper 16 and the threshold element 11, voltages U1 and U3 are set with levels of logical “0”, which prohibit its passage;

- уровень логической "1" напряжения U5 с выхода инвертора 12 через первый вход логического элемента 13 на его выход и выходную клемму 18 не проходит, и на выходе логического элемента 13 и на выходной клемме 18 устанавливается напряжение U8 с уровнем логического "0", потому что на втором и третьем входах логического элемента 13 соответственно с выхода логического элемента 17 и выхода порогового элемента 5 установлены напряжения U7 и U2 с уровнями логического "0", запрещающие его прохождение.- the level of logical "1" voltage U5 from the output of the inverter 12 through the first input of the logic element 13 to its output and the output terminal 18 does not pass, and the output of the logic element 13 and the output terminal 18 is set to voltage U8 with a logic level of "0", therefore that at the second and third inputs of the logic element 13, respectively, from the output of the logic element 17 and the output of the threshold element 5, voltages U7 and U2 are set with levels of logic "0", which prohibit its passage.

Таким образом, после подачи напряжения питания устройство устанавливается в исходное состояние, при котором контролируемое изделие 22 находится за пределами его чувствительной поверхности, а на выходных клеммах 7, 19 и 18 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 22 is located outside its sensitive surface, and voltage U6, U7, and U8 with logical levels of “0” are set at the output terminals 7, 19, and 18, respectively (see Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5). In this case, the device is ready for the first cycle of product identification.

Рассмотрим работу устройства в режиме идентификации трех видов контролируемых изделий - нагретых металлических, нагретых неметаллических и ненагретых неметаллических, при котором контролируемое изделие 22 (см. фиг.2) перемещается параллельно чувствительной поверхности устройства в пределах ближней зоны чувствительности устройства в одном из направлений по стрелке 23 или 24.Consider the operation of the device in the identification mode of three types of controlled products - heated metal, heated non-metallic and unheated non-metallic, in which the controlled product 22 (see figure 2) moves parallel to the sensitive surface of the device within the near sensitivity zone of the device in one direction in the direction of arrow 23 or 24.

При введении в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства, например нагретого металлического изделия 22, происходит засвечивание его инфракрасным излучением 26 (см. фиг.2) фотоприемника 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 и на первых входах логических элементов 6, 17 устанавливается напряжение U1 с уровнем логической "1" (см. фиг.3). Но уровень логической "1" напряжения U1 с выхода формирователя 16 на выходы логических элементов 6, 17 и соответственно на выходные клеммы 7, 19 не проходит, и на их выходах и выходных клеммах 7, 19 продолжают присутствовать напряжения U6, U7 с уровнями логического "0", так как на второй вход логического элемента 6 с выхода порогового элемента 5 подано напряжение U2 с уровнем логического "0", запрещающее прохождение уровня логической "1" напряжения U1 на выход логического элемента 6 и на выходную клемму 7, а на второй вход логического элемента 17 с выхода порогового элемента 11 подано напряжение U3 с уровнем логического "0", запрещающее прохождение через первый и третий входы логического элемента 17 на его выход и выходную клемму 19 соответственно с выхода формирователя 16 и выхода инвертора 20 напряжений U1 и U4 с уровнями логической "1".When introduced in the direction of the arrow 23 (24) into the zone of the sensitive surface of the device, for example, a heated metal product 22, it is exposed to infrared radiation 26 (see Fig. 2) of the photodetector 14 (15), as a result, a voltage with a logical level is established at its output "1", which is fed to the input of the shaper 16, which switches to such a stable state, in which at its output and at the first inputs of the logic elements 6, 17 the voltage U1 is set with the logic level "1" (see figure 3). But the level of logical "1" voltage U1 from the output of the driver 16 to the outputs of the logic elements 6, 17 and, accordingly, to the output terminals 7, 19 does not pass, and voltage U6, U7 with logical levels continue to be present at their outputs and output terminals 7, 19 0 ", since the second input of the logic element 6 from the output of the threshold element 5 is supplied with voltage U2 with the logic level" 0 ", which prohibits the passage of the level of logical" 1 "voltage U1 to the output of the logic element 6 and to the output terminal 7, and to the second input gate 17 with output of the first element 11, a voltage U3 is supplied with a logic level “0”, which prohibits the passage through the first and third inputs of the logic element 17 to its output and output terminal 19, respectively, from the output of the driver 16 and the output of the inverter 20 of the voltage U1 and U4 with logic levels “1”.

Через некоторый промежуток времени перемещающееся в выбранном направлении контролируемое изделие 22, оставляя фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, входит в зону действия электромагнитного поля 21. При этом контролируемое изделие 22 вносит существенное затухание в колебательный контур генератора 4, который переходит в режим срыва генерации электрических колебаний, постоянная составляющая тока которых на его выходе создает падение напряжения, превышающее входное пороговое значение напряжения триггера порогового элемента 5. В результате происходит переключение порогового элемента 5 в другое устойчивое состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U2 с уровнем логической "1", которое подается на вход инвертора 20, второй и третий входы логических элементов 6 и 13 соответственно. При этом на выходе инвертора 20 и третьем входе логического элемента 17 устанавливается напряжение U4 с уровнем логического "0". В результате происходит переключение логического элемента 6 в другое состояние, при котором на его выходе и на выходной клемме 7 устанавливается напряжение U6 с уровнем логической "1", а переключения логических элементов 17 и 13 в другое состояние не происходит, и на их выходах и выходных клеммах 19 и 18 продолжают присутствовать соответственно напряжения U7 и U8 с уровнями логического "0", соответствующие исходному состоянию схемы устройства, так как:After a certain period of time, the controlled product 22 moving in the selected direction, leaving the photodetector 14 (15) in the lit state, enters the zone of influence of the electromagnetic field 21. At the same time, the controlled product 22 introduces a significant attenuation into the oscillatory circuit of the generator 4, which goes into the generation failure mode electrical oscillations, the constant current component of which at its output creates a voltage drop that exceeds the input threshold voltage value of the trigger of the threshold element 5. In result Tate switches threshold element 5 in another stable state in which its output voltage U2 is set to a logical level "1" is supplied to the input of the inverter 20, second and third inputs of AND gates 6 and 13, respectively. At the same time, at the output of the inverter 20 and the third input of the logic element 17, a voltage U4 is set with a logic level of "0". As a result, the logical element 6 is switched to another state, in which the voltage U6 with the logic level “1” is set at its output and at the output terminal 7, and the logical elements 17 and 13 do not switch to another state, and at their outputs and outputs terminals 19 and 18 continue to be present, respectively, the voltage U7 and U8 with logical levels of "0", corresponding to the initial state of the device circuit, since:

- на обоих входах логического элемента 6 установлены уровни логической "1" напряжений U1 и U2 с выходов соответственно формирователя 16 и порогового элемента 5, которые проходят через первый и второй входы логического элемента 6 на его выход и выходную клемму 7;- at both inputs of logic element 6, levels of logical "1" of voltages U1 and U2 are set from the outputs of driver 16 and threshold element 5, respectively, which pass through the first and second inputs of logic element 6 to its output and output terminal 7;

- уровень логической "1" напряжения U1 с выхода формирователя 16 через первый вход логического элемента 17 на его выход и на выходную клемму 19 не проходит, потому что с выхода порогового элемента 11 и выхода инвертора 20 соответственно на второй и третий входы логического элемента 17 поданы напряжения U3 и U4 с уровнями логического "0", запрещающие его прохождение;- the level of logical "1" voltage U1 from the output of the driver 16 through the first input of the logic element 17 to its output and to the output terminal 19 does not pass, because from the output of the threshold element 11 and the output of the inverter 20, respectively, the second and third inputs of the logic element 17 are applied voltages U3 and U4 with logical “0” levels prohibiting its passage;

- уровни логической "1" напряжений U5 с выхода инвертора 12 и U2 с выхода порогового элемента 5 соответственно по первому и второму входам логического элемента 13 инвертируются им в напряжение U8 с уровнем логического "0", который проходит на его выход и выходную клемму 18, потому что с выхода логического элемента 17 подано на второй вход логического элемента 13 напряжение U7 с уровнем логического "0", разрешающее их инвертирование и прохождение.- the levels of logical "1" of the voltage U5 from the output of the inverter 12 and U2 from the output of the threshold element 5, respectively, at the first and second inputs of the logic element 13 are inverted by it to the voltage U8 with a level of logical "0", which passes to its output and output terminal 18, because the output of the logic element 17 is supplied to the second input of the logic element 13 voltage U7 with a logic level of "0", allowing their inversion and passage.

Затем перемещающееся в выбранном направлении контролируемое изделие 22, оставляя фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии и по-прежнему оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 21, входит в зону действия электрического поля 25 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 выходе устанавливается напряжение U3 с уровнем логической "1", которое подается на второй вход логического элемента 17 и вход инвертора 12. После чего на выходе инвертора 12 устанавливается напряжение U5 с уровнем логического "0", которое подается на первый вход логического элемента 13. Но под действием уровня логической "1" напряжения U3 с выхода порогового элемента 11 переключения логических элементов 17 и 13 в другое состояние не происходит, и на их выходах и соответственно на выходных клеммах 19 и 18 продолжают присутствовать напряжения U7 и U8 с уровнями логического "0", так как:Then, the controlled product 22 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 21, enters the zone of action of the electric field 25 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 voltage U3 with a level is set at its output logical "1", which is fed to the second input of the logic element 17 and the input of the inverter 12. After which the output of the inverter 12 sets the voltage U5 with the level of the logical "0", which serves is connected to the first input of the logic element 13. But under the influence of the logic level “1”, the voltage U3 does not switch from the output of the threshold element 11 to the other state of the logic elements 17 and 13, and voltages continue to be present at their outputs and, accordingly, at the output terminals 19 and 18 U7 and U8 with logical “0” levels, since:

- на третьем входе логического элемента 17 установлено напряжение U4 с уровнем логического "0", запрещающее прохождение на его выход и выходную клемму 19 через первый и второй входы логического элемента 17 уровней логической "1" напряжений U1 и U3 соответственно с выходов формирователя 16 и порогового элемента 11;- at the third input of the logic element 17, a voltage U4 with a logic level of "0" is set, prohibiting the passage of its output and output terminal 19 through the first and second inputs of the logic element 17 of the logic "1" levels of the voltage U1 and U3 respectively from the outputs of the driver 16 and the threshold element 11;

- по третьему входу логического элемента 13 происходит инвертирование им уровня логической "1" напряжения U2 с выхода порогового элемента 5 в напряжение U8 с уровнем логического "0", которое проходит на выход логического элемента 13 и на выходную клемму 18, потому что с выходов инвертора 12 и логического элемента 17 соответственно на первый и второй входы логического элемента 13 поданы напряжения U5 и U7 с уровнями логического "0", разрешающие его инвертирование и прохождение.- on the third input of the logic element 13, it inverts the level of the logical "1" voltage U2 from the output of the threshold element 5 to the voltage U8 with the level of the logic "0", which passes to the output of the logic element 13 and to the output terminal 18, because from the outputs of the inverter 12 and logic element 17, respectively, the first and second inputs of logic element 13 are supplied with voltage U5 and U7 with levels of logic "0", allowing its inversion and passage.

Далее перемещающееся контролируемое изделие 22, по-прежнему оставляя фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии и оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 21 и электрического поля 25, 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 22, still leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state and remaining in the area of the electromagnetic field 21 and the electric field 25, 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 22, оставаясь в зонах действия электромагнитного и электрического полей 21 и 25 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 22, remaining in the zones of electromagnetic and electric fields 21 and 25, 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.

Потом контролируемое изделие 22, оставляя фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии и оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 21, выходит из зоны действия электрического поля 25. При этом мультивибратор 8 переходит в заторможенное состояние, т.е. в исходное состояние, при котором на его выходе, входе и выходе детектора 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 устойчивое состояние, т.е. в исходное состояние, и на его выходе устанавливается напряжение U3 с уровнем логического "0", которое подается на второй вход логического элемента 17 и вход инвертора 12. После чего под действием напряжения U3 с выхода порогового элемента 11 с уровнем логического "0" на выходе инвертора 12 и на первом входе логического элемента 13 устанавливается напряжение U5 с уровнем логической "1", а на выходах логических элементов 17 и 13 и соответственно на выходных клеммах 19 и 18 продолжают присутствовать напряжения U7 и U8 с уровнями логического "0", так как:Then, the controlled product 22, leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state and remaining in the zone of influence of the electromagnetic field 21, leaves the zone of action of the electric field 25. In this case, the multivibrator 8 goes into a locked state, i.e. in the initial state, in which at its output, input and output of the detector 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 stable state, i.e. to the initial state, and at its output, voltage U3 with a logic level of "0" is set, which is fed to the second input of logic element 17 and the input of inverter 12. Then, under the action of voltage U3, the output of threshold element 11 with a logic level of "0" at the output the inverter 12 and the first input of the logic element 13 sets the voltage U5 with the logic level “1”, and the outputs of the logic elements 17 and 13 and, respectively, the output terminals 19 and 18 continue to contain voltages U7 and U8 with levels of the logic “0”, since :

- уровень логической "1" напряжения U1 с выхода формирователя 16 через первый вход логического элемента 17 на его выход и выходную клемму 19 не проходит, потому что на втором и третьем входах логического элемента 17 с выходов соответственно порогового элемента 11 и инвертора 20 поданы напряжения U3 и U4 с уровнями логического "0", запрещающие его прохождение;- the level of logical "1" voltage U1 from the output of the driver 16 through the first input of the logic element 17 to its output and output terminal 19 does not pass, because at the second and third inputs of the logic element 17 from the outputs of the threshold element 11 and inverter 20, respectively, the voltage U3 and U4 with levels of logical "0", prohibiting its passage;

- уровни логической "1" напряжений U5 и U2 соответственно с выходов инвертора 12 и порогового элемента 5 инвертируются логическим элементом 13 по его первому и третьему входах в напряжение U8 с уровнем логического "0", потому что на второй вход логического элемента 13 с выхода логического элемента 17 подано напряжение U7 с уровнем логического "0", разрешающее их инвертирование и прохождение.- the levels of logical "1" of the voltage U5 and U2, respectively, from the outputs of the inverter 12 and the threshold element 5 are inverted by the logic element 13 at its first and third inputs to the voltage U8 with the level of logic "0", because the second input of the logical element 13 from the output of the logical of element 17, a voltage U7 is applied with a logic level of "0", allowing their inversion and passage.

Затем контролируемое изделие 22, оставляя фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, выходит из зоны действия электромагнитного поля 21. После чего генератор 4 переходит в режим генерации электрических колебаний, т.е. в исходное состояние. В результате пороговый элемент 5 переключается также в исходное состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U2 с уровнем логического "0", которое подается на вход инвертора 20, на второй и третий входы соответственно логических элементов 6 и 13. При этом под действием напряжения U2 с уровнем логического "0" с выхода порогового элемента 5 на выходе инвертора 20 устанавливается напряжение U4 с уровнем логической "1". В результате логический элемент 6 переключается в исходное состояние, и на его выходе и на выходной клемме 7 устанавливается напряжение U6 с уровнем логического "0", а переключения логических элементов 17 и 13 в другое состояние не происходит, и на их выходах и на выходных клеммах 19 и 18 подтверждается присутствие соответственно напряжений U7 и U8 с уровнями логического "0", так как:Then, the controlled product 22, leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state, leaves the zone of influence of the electromagnetic field 21. After that, the generator 4 switches to the mode of generating electric oscillations, i.e. in the initial state. As a result, the threshold element 5 also switches to its initial state, at which voltage U2 is set at its output with a logic level of “0”, which is supplied to the input of the inverter 20, to the second and third inputs of logic elements 6 and 13, respectively. U2 with a logic level “0” from the output of the threshold element 5 at the output of the inverter 20 sets the voltage U4 with a logic level “1”. As a result, the logic element 6 switches to its initial state, and the voltage U6 with the logic level “0” is set at its output and at the output terminal 7, and the logic elements 17 and 13 do not switch to another state, both at their outputs and at the output terminals 19 and 18, the presence of voltages U7 and U8 with logical “0” levels, respectively, is confirmed, since:

- на втором входе логического элемента 6 с выхода порогового элемента 5 подано напряжение U2 с уровнем логического "0";- at the second input of the logic element 6 from the output of the threshold element 5, a voltage U2 with a logic level of "0" is applied;

- логический элемент 17 уже находится в исходном состоянии, при котором на его выходе и на выходной клемме 19 присутствует напряжение U7 с уровнем логического "0", под действием напряжения U3 с уровнем логического "0", поданного с выхода порогового элемента 11 на его второй вход;- the logic element 17 is already in the initial state, in which at its output and at the output terminal 19 there is a voltage U7 with a logic level “0”, under the action of a voltage U3 with a logic level “0”, applied from the output of the threshold element 11 to its second entrance;

- логический элемент 13 уже находится в исходном состоянии, при котором на его выходе и на выходной клемме 18 присутствует напряжение U8 с уровнем логического "0", под действием напряжения U7 с уровнем логического "0", поданного на его второй вход с выхода логического элемента 17. На этом формирование импульса напряжения U6 с уровнем логической "1" на выходной клемме 7 заканчивается.- logical element 13 is already in the initial state, in which at its output and at output terminal 18 there is a voltage U8 with a logic level “0”, under the action of voltage U7 with a logic level “0”, applied to its second input from the output of the logic element 17. At this, the formation of a voltage pulse U6 with a logic level of "1" at the output terminal 7 ends.

И на последнем отрезке своего перемещения контролируемое изделие 22 выходит за пределы оптического окна фотоприемника 15 (14). После чего он затемняется, т.е. устанавливается в исходное состояние, при котором на выходе формирователя 16 устанавливается напряжение U1 с уровнем логического "0, которое подается на первые входы логических элементов 6 и 17. Но под действием этого напряжения переключения логических элементов 6 и 17 не происходит, и на их выходах и соответственно на выходных клеммах 7 и 19 продолжают присутствовать напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0", соответствующие исходному состоянию схемы устройства, так как логические элементы 6 и 17 к этому моменту уже переключены в исходное состояние под действием напряжений U2 и U3 соответственно с выходов пороговых элементов 5 и 11. На этом цикл идентификации нагретого металлического изделия 22 на выходной клемме 7 устройства заканчивается. В результате устройство устанавливается в исходное состояние и готово к очередному циклу идентификации контролируемого изделия. При повторном прохождении нагретого металлического контролируемого изделия 22 относительно чувствительной поверхности устройства описанный выше в соответствии с диаграммами, приведенными на фиг.3, цикл идентификации нагретого металлического изделия повторяется.And in the last segment of its movement, the controlled product 22 goes beyond the optical window of the photodetector 15 (14). After which it is darkened, i.e. is set to the initial state in which the voltage U1 with the logic level "0, which is supplied to the first inputs of logic elements 6 and 17, is set at the output of the driver 16, but under the action of this voltage, switching of logic elements 6 and 17 does not occur, and at their outputs and accordingly, voltages U6 and U7 with logical "0" levels corresponding to the initial state of the device circuit continue to be present at the output terminals 7 and 19, since the logic elements 6 and 17 are already switched to the initial state by this moment under the action of voltages U2 and U3, respectively, from the outputs of the threshold elements 5 and 11. This completes the identification cycle of the heated metal product 22 at the device output terminal 7. As a result, the device is restored to its initial state and is ready for the next identification cycle of the controlled product. heated metal controlled product 22 relative to the sensitive surface of the device described above in accordance with the diagrams shown in figure 3, the identification cycle heated metal article is repeated.

Таким образом, при введении в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого металлического изделия информационный сигнал напряжения U6 с уровнем логической "1" об его идентификации появляется только на выходной клемме 7 устройства, а на выходных клеммах 19 и 18 при этом присутствуют соответственно напряжения U7 и U8 с уровнями логического "0".Thus, when the controlled heated metal product is introduced into the sensitive area of the device in the direction of arrow 23 (24), an information signal of voltage U6 with a logic level “1” about its identification appears only on the output terminal 7 of the device, and on the output terminals 19 and 18 when In this case, there are voltages U7 and U8 with logical "0" levels, respectively.

В случае введения в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства нагретого неметаллического изделия 22 происходит засвечивание фотоприемников 14, 15 вследствие наличия у него инфракрасного излучения 26 и переключение формирователя 16 в другое устойчивое состояние. В результате на выходе формирователя 16 происходит формирование импульса напряжения U1 с уровнем логической "1" (см. фиг.4), который подается на первые входы логических элементов 6 и 17. Но под действием этого импульса переключения логических элементов 6 и 17 не происходит, и на их выходах и соответственно на выходных клеммах 7 и 19 продолжают присутствовать напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0", так как:In the case of the introduction of a heated non-metallic product 22 in the direction of the arrow 23 (24) into the sensitive area of the device, the photodetectors 14, 15 are illuminated due to the presence of infrared radiation 26 and the shaper 16 is switched to another stable state. As a result, the output of the shaper 16 is the formation of a voltage pulse U1 with a logic level of "1" (see figure 4), which is fed to the first inputs of logic elements 6 and 17. But under the influence of this pulse, switching of logic elements 6 and 17 does not occur, and at their outputs and, respectively, at the output terminals 7 and 19, voltages U6 and U7 with levels of logical “0” continue to be present, since:

- уровень логической "1" импульса напряжения U1 с выхода формирователя 16 через первый вход логического элемента 6 на его выход и выходную клемму 7 не проходит, и на его выходе и выходной клемме 7 продолжает присутствовать напряжение U6 с уровнем логического "0", потому что на втором входе логического элемента 6 с выхода порогового элемента 5 установлено напряжение U2 с уровнем логического "0". запрещающее его прохождение:- the level of logical "1" of the voltage pulse U1 from the output of the driver 16 through the first input of the logic element 6 to its output and output terminal 7 does not pass, and voltage U6 with the level of logical "0" continues to be present at its output and output terminal 7, because at the second input of the logic element 6 from the output of the threshold element 5, a voltage U2 with a logic level of "0" is set. prohibiting its passage:

- уровни логической "1" импульса напряжения U1 с выхода формирователя 16 и напряжения U4 с выхода инвертора 20 соответственно через первый и третий входы логического элемента 17 на его выход и выходную клемму 19 не проходят, и на его выходе и выходной клемме 19 продолжает присутствовать напряжение U7 с уровнем логического "0", потому что на втором входе логического элемента 17 с выхода порогового элемента 11 установлено напряжение U3 с уровнем логического "0", запрещающее их прохождение.- the levels of logical "1" of the voltage pulse U1 from the output of the driver 16 and voltage U4 from the output of the inverter 20, respectively, do not pass through the first and third inputs of the logic element 17 to its output and output terminal 19, and voltage continues to be present at its output and output terminal 19 U7 with the logic level “0”, because at the second input of the logic element 17 from the output of the threshold element 11, a voltage U3 with a logic level “0” is set, which prohibits their passage.

Наряду с этим при пересечении контролируемым нагретым неметаллическим изделием 22 электромагнитного поля 21 формирования на выходах порогового элемента 5 и инвертора 20 соответственно импульсов напряжений U2 и U4 с уровнями логической "1" и логического "0" в течение всего цикла идентификации нагретого неметаллического изделия не происходит (см. фиг.4), так как оно существенного затухания в колебательный контур генератора 4 не вносит, и генератор 4 продолжает находиться в исходном состоянии. В результате на втором входе логического элемента 6, третьем входе логического элемента 13 и третьем входе логического элемента 17 продолжают присутствовать в течение всего цикла идентификации нагретого неметаллического изделия 22 соответственно напряжения U2 и U4 с уровнями логического "0" и логической "1", соответствующие исходному состоянию схемы устройства. При этом формируется только импульс напряжения U3 на выходе порогового элемента 11 с уровнем логической "1", который подается на второй вход логического элемента 17 и вход инвертора 12 (см. фиг.4). В результате на выходе инвертора 12 происходит формирование импульса напряжения U5 с уровнем логического "0". Под действием импульса напряжения U3 с уровнем логической "1" происходит формирование на выходе логического элемента 17 и на выходной клемме 19 импульса напряжения U7 с уровнем логической "1", а на выходах логических элементов 6 и 13 и соответственно на выходных клеммах 7 и 18 продолжают присутствовать напряжения U6 и U8 с уровнями логического "0", так как:In addition, when the controlled heated non-metallic product 22 intersects the electromagnetic field 21, the formation of voltage pulses U2 and U4 with the levels of logical “1” and logical “0” at the outputs of the threshold element 5 and inverter 20, respectively, does not occur during the entire identification cycle of the heated non-metallic product ( see Fig. 4), since it does not introduce significant attenuation into the oscillatory circuit of the generator 4, and the generator 4 continues to be in the initial state. As a result, the second input of the logic element 6, the third input of the logic element 13 and the third input of the logic element 17 continue to be present throughout the entire identification cycle of the heated non-metallic product 22, respectively, the voltage U2 and U4 with levels of logical "0" and logical "1" corresponding to the original device circuit status. In this case, only a voltage pulse U3 is generated at the output of the threshold element 11 with a logic level of "1", which is fed to the second input of the logic element 17 and the input of the inverter 12 (see Fig. 4). As a result, the output of the inverter 12 is the formation of a voltage pulse U5 with a logic level of "0". Under the action of a voltage pulse U3 with a logic level “1”, a voltage pulse U7 with a logic level “1” is formed at the output of the logic element 17 and at the output terminal 19, and continue at the outputs of the logic elements 6 and 13 and, respectively, at the output terminals 7 and 18 voltage U6 and U8 with logical “0” levels are present, since:

- на втором входе логического элемента 6 установлено с выхода порогового элемента 5 напряжение U2 с уровнем логического "0", запрещающие прохождение на выход логического элемента 6 и выходную клемму 7 с выхода формирователя 16 импульса напряжения U1 с уровнем логической "1";- at the second input of logic element 6, voltage U2 with a logic level “0” is installed from the output of threshold element 5, which prohibits passage to the output of logic element 6 and output terminal 7 from the output of voltage pulse shaper U1 with logic level “1”;

- на всех трех входах логического элемента 17 установлены с выходов формирователя 16, выхода порогового элемента 11 и инвертора 20 соответственно импульс напряжения U1, импульс напряжения U3 и напряжение U4 с уровнями логической "1", под действием которых на выходе логического элемента 17 и выходной клемме 19 формируется импульс напряжения U7 с уровнем логической "1";- at all three inputs of the logic element 17 are installed from the outputs of the driver 16, the output of the threshold element 11 and the inverter 20, respectively, the voltage pulse U1, voltage pulse U3 and voltage U4 with logic levels "1", under the action of which at the output of logic element 17 and the output terminal 19, a voltage pulse U7 is formed with a logic level of "1";

- по первому и третьему входам логического элемента 13 инвертирования им соответственно импульса напряжения U5 с выхода инвертора 12 и напряжения U2 с выхода порогового элемента 5 с уровнями логического "0" в импульс напряжения U8 с уровнем логической "1" и прохождения его на выход логического элемента 13 и выходную клемму 18 не происходит, потому что на второй вход логического элемента 13 с выхода логического элемента 17 подан запрещающий их инвертирование и прохождение импульс напряжения U7 с уровнем логической "1". После окончания формирования на выходной клемме 19 импульса напряжения U7 с уровнем логической "1", которому соответствует момент выхода контролируемого изделия 22 из зоны действия электрического поля 25, и после выхода контролируемого нагретого неметаллического изделия 22 из зоны действия электромагнитного поля 21 и области оптического окна фотоприемника 15 (14) цикл идентификации нагретого неметаллического изделия заканчивается. В результате устройство устанавливается в исходное состояние и готово к очередному циклу идентификации контролируемого изделия. При повторном перемещении нагретого неметаллического изделия относительно чувствительной поверхности устройства цикл его работы в соответствии с диаграммами напряжений, приведенными на фиг.4, повторяется.- on the first and third inputs of the logic element 13 inverting, respectively, the voltage pulse U5 from the output of the inverter 12 and voltage U2 from the output of the threshold element 5 with logic levels “0” to the voltage pulse U8 with logic level “1” and passing it to the output of the logic element 13 and the output terminal 18 does not occur, because the voltage pulse U7 with a logic level of "1" is supplied to the second input of the logic element 13 from the output of the logic element 17. After the end of the formation at the output terminal 19 of the voltage pulse U7 with a logic level of "1", which corresponds to the moment the controlled product 22 exits from the electric field 25, and after the controlled heated non-metallic product 22 leaves the electromagnetic field 21 and the optical window of the photodetector 15 (14) the identification cycle of the heated 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 the heated non-metallic product relative to the sensitive surface of the device, the cycle of its operation in accordance with the voltage diagrams shown in figure 4 is repeated.

Таким образом, при прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого неметаллического изделия на выходной клемме 19 формируется импульс напряжения U7 с уровнем логической "1", а на выходных клеммах 7 и 18 при этом присутствуют соответственно напряжения U6 и U8 с уровнями логического "0".Thus, when a relatively heated surface of the device is controlled, a heated non-metallic product passes through the output terminal 19, a voltage pulse U7 with a logic level of "1" is formed, and at the output terminals 7 and 18, there are respectively U6 and U8 with logical levels of "0".

В случае введения в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства ненагретого неметаллического изделия 22 засвечивания фотоприемников 14, 15 из-за отсутствия у него инфракрасного излучения 26 и переключения формирователя 16 в другое устойчивое состояние не происходит. В результате чего на выходе формирователя 16 в течение всего цикла идентификации ненагретого неметаллического изделия 22 формирования импульса напряжения U1 с уровнем логической "1" не происходит, и следовательно, формирователь 16 и логические элементы 6, 17 находятся в течение всего этого цикла идентификации в исходном состоянии (см. фиг.5). При этом переход генератора 4 в режим срыва электрических колебаний не происходит вследствие отсутствия внесения контролируемым ненагретым неметаллическим изделием 22 существенного затухания в его колебательный контур при взаимодействии с электромагнитным полем 21. Поэтому переключения порогового элемента 5 в другое устойчивое состояние и формирования на его выходе импульса напряжения U3 с уровнем логической "1" не происходит, и он продолжает также находиться в исходном состоянии в течение всего цикла идентификации контролируемого изделия 22. В этом случае формируются только импульсы напряжений U3 и U5 на выходах порогового элемента 11 и инвертора 12 соответственно с уровнями логической "1" и логического "0", которые подаются соответственно на второй и первый входы логических элементов 17 и 13. В результате на выходе логического элемента 13 и на выходной клемме 18 формируется импульс напряжения U8 с уровнем логической "1", а на выходах логических элементов 6 и 17 и соответственно на выходных клеммах 7 и 19 продолжают присутствовать напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0", так как:In the case of introducing in the direction of the arrow 23 (24) into the zone of the sensitive surface of the device of an unheated non-metallic product 22 the illumination of the photodetectors 14, 15 due to the lack of infrared radiation 26 and the shaper 16 is switched to another stable state. As a result, at the output of the shaper 16 during the entire identification cycle of the unheated non-metallic product 22, the formation of a voltage pulse U1 with the logic level “1” does not occur, and therefore, the shaper 16 and the logic elements 6, 17 are in the initial state throughout this identification cycle (see figure 5). In this case, the transition of the generator 4 to the mode of disruption of electrical oscillations does not occur due to the absence of a controlled unheated non-metallic product 22 introducing significant attenuation into its oscillatory circuit when interacting with the electromagnetic field 21. Therefore, switching the threshold element 5 to another stable state and generating a voltage pulse U3 at its output with the logical level “1” does not occur, and it also continues to be in the initial state throughout the entire identification cycle of the controlled item line 22. In this case, only voltage pulses U3 and U5 are generated at the outputs of the threshold element 11 and inverter 12, respectively, with logic levels “1” and logic “0”, which are supplied to the second and first inputs of logic elements 17 and 13, respectively. As a result, at the output of the logic element 13 and at the output terminal 18, a voltage pulse U8 with a logic level of "1" is formed, and at the outputs of the logic elements 6 and 17 and, respectively, at the output terminals 7 and 19, voltages U6 and U7 with logic levels of "0" continue to be present, as:

- по первому входу логического элемента 13 происходит инвертирование им импульса напряжения U5 с уровнем логического "0" с выхода инвертора 12 в импульс напряжение U8 с уровнем логической "1" и прохождение его на выход логического элемента 13 и выходную клемму 18, потому что на второй и третий входы логического элемента 13 соответственно с выходов логического элемента 17 и порогового элемента 5 поданы напряжения U7 и U2 с уровнями логического "0", разрешающие его инвертирование и прохождение;- at the first input of the logic element 13, it inverts the voltage pulse U5 with the logic level “0” from the output of the inverter 12 to the voltage pulse U8 with the logic level “1” and passes it to the output of the logic element 13 and the output terminal 18, because the second and the third inputs of the logic element 13, respectively, from the outputs of the logic element 17 and the threshold element 5, voltages U7 and U2 are supplied with levels of logic "0", allowing its inversion and passage;

- на обоих входах логического элемента 6 установлены с выходов формирователя 16 и порогового элемента 5 соответственно напряжения U1 и U2 с уровнями логического "0", под действием которых на его выходе и выходной клемме 7 установлено напряжение U6 с уровнем логического "0";- at both inputs of the logic element 6 are installed from the outputs of the driver 16 and the threshold element 5, respectively, the voltage U1 and U2 with levels of logic "0", under the action of which at its output and output terminal 7 voltage U6 is set with the level of logic "0";

- уровни логической "1" импульса напряжения U3 и напряжение U4 с выходов соответственно порогового элемента 11 и инвертора 20 через второй и третий входы логического элемента 17 на его выход и выходную клемму 19 не проходят, потому что на первый вход логического элемента 17 с выхода формирователя 16 подано напряжение U1 с уровнем логического "0".- the levels of logical "1" of the voltage pulse U3 and voltage U4 from the outputs of the threshold element 11 and inverter 20, respectively, do not pass through the second and third inputs of the logic element 17 to its output and output terminal 19, because the first input of the logic element 17 from the output of the driver 16, voltage U1 is applied with a logic level of “0”.

По окончании формирования импульса напряжения U8 на выходной клемме 18, которому соответствует момент выхода контролируемого ненагретого неметаллического изделия 22 из зоны действия электрического поля 25, и после выхода контролируемого изделия 22 из зоны действия электромагнитного поля 21 и 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 контролируемого ненагретого неметаллического изделия 22 относительно чувствительной поверхности устройства описанный выше в соответствии с диаграммами, приведенными на фиг.5, цикл его идентификации повторяется.At the end of the formation of a voltage pulse U8 at the output terminal 18, which corresponds to the moment the controlled unheated non-metallic product 22 exits from the electric field 25, and after the controlled product 22 leaves the electromagnetic field 21 and beyond the optical window of the photodetector 15 (14), the cycle his identification ends here. The device is installed in its initial state and is ready for the next cycle of identification of the controlled product. With the repeated passage of the controlled unheated non-metallic product 22 relative to the sensitive surface of the device described above in accordance with the diagrams shown in Fig.5, the cycle of its identification is repeated.

Таким образом, при введении в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства ненагретого неметаллического изделия 22 информационный сигнал напряжения U8 с уровнем логической "1" об его идентификации появляется только на выходной клемме 18 устройства, а на выходных клеммах 7 и 19 при этом присутствуют соответственно напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0".Thus, when an unheated non-metallic product 22 is introduced in the direction of the arrow 23 (24) into the sensitive surface area of the device, an information signal of voltage U8 with a logic level “1” about its identification appears only on the output terminal 18 of the device, and on the output terminals 7 and 19 when In this case, there are voltages U6 and U7 with logical “0” levels, respectively.

Следовательно, в рассмотренном режиме работы устройства информационный сигнал на его выходной клемме 7 однозначно соответствует прохождению относительно чувствительной поверхности устройства нагретого металлического изделия, информационный сигнал на выходной клемме 19 - нагретого неметаллического изделия, а информационный сигнал на выходной клемме 18 - ненагретого неметаллического изделия, чем и обеспечивается процесс идентификации (распознавания) трех видов изделий из числа нагретого металлического, нагретого неметаллического и ненагретого неметаллического изделий, т.е. обеспечивается процесс идентификации изделий с учетом их термического состояния и вида материала при расширенной номенклатуре контролируемых изделий, а также повышение надежности работы устройства.Therefore, in the considered operation mode of the device, the information signal at its output terminal 7 unambiguously corresponds to the passage of a heated metal product relative to the sensitive surface of the device, the information signal at the output terminal 19 of a heated non-metallic product, and the information signal at the output terminal 18 of an unheated non-metallic product, which the process of identification (recognition) of three types of products from the number of heated metallic, heated non-metallic and non-metallic heated non-metallic 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, as well as improving the reliability of the device.

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 металлических и неметаллических изделий;1) the identification mode of heated metal and nonmetallic products;

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

3) режим идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий.3) the identification mode of heated and unheated non-metallic products.

В режиме идентификации нагретых металлических и неметаллических изделий используются выходные клеммы 7 и 19, а выходная клемма 18 при этом не задействуется. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого металлического изделия 22 на выходной клемме 7 отрабатывается информационный сигнал U6 с уровнем логической "1", несущий информацию об его идентификации. На выходной клемме 19 при этом присутствует напряжение U7 с уровнем логического "0", и цикл идентификации нагретого металлического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.3. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого неметаллического изделия информационный сигнал U7 с уровнем логической "1" об его идентификации отрабатывается только на выходной клемме 19. На выходной клемме 7 при этом присутствует напряжение U6 с уровнем логического "0", и цикл идентификации нагретого неметаллического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.4.In the identification mode of heated metal and nonmetallic products, output terminals 7 and 19 are used, and output terminal 18 is not activated. With the passage of the relatively sensitive surface of the device of the controlled heated metal product 22 at the output terminal 7, an information signal U6 with a logic level of "1" is carried, 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 19, and the identification cycle of a heated metal product is described by the diagrams shown in FIG. 3. When passing through a relatively sensitive surface of the device of a heated heated non-metallic product, an information signal U7 with a logic level of “1” about its identification is processed only at the output terminal 19. At the output terminal 7, there is a voltage U6 with a logic level of “0”, and the identification cycle of the heated non-metallic products are described by diagrams shown in figure 4.

В режиме идентификации нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий используются выходные клеммы 7 и 18, а выходная клемма 19 при этом не задействуется. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого металлического изделия на выходной клемме 7 отрабатывается информационный сигнал U6 с уровнем логической "1", несущий информацию об его идентификации. На выходной клемме 18 при этом присутствует напряжение U8 с уровнем логического "0", и цикл идентификации нагретого металлического 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 18. На выходной клемме 7 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 metal and unheated non-metal products, output terminals 7 and 18 are used, and output terminal 19 is not activated. With the passage of the relatively sensitive surface of the device of a heated heated metal product at the output terminal 7, an information signal U6 with a logic level of "1" is carried, 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 18, and the identification cycle of a heated metal product is described by the diagrams shown in FIG. 3. When a relatively unheated non-metallic product is monitored on a relatively sensitive surface of the device, an information signal U8 with a logic level of “1” about its identification is processed only at the output terminal 18. At the output terminal 7, there is a voltage U6 with a logic level of “0”, and the identification cycle of an unheated non-metallic products are described by diagrams shown in figure 5.

В режиме идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий используются выходные клеммы 19 и 18, а выходная клемма 7 при этом не задействуется. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого неметаллического изделия на выходной клемме 19 отрабатывается информационный сигнал U7 с уровнем логической "1", несущий информацию об его идентификации. На выходной клемме 18 при этом присутствует напряжение U8 с уровнем логического "0", и цикл идентификации нагретого неметаллического 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 18. На выходной клемме 19 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 heated and unheated non-metallic products, output terminals 19 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 19 is processed information signal U7 with a logical 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 18, and the identification cycle of a heated non-metallic product is described by the diagrams shown in Fig. 4. When the relatively sensitive surface of the device is monitored for heating an unheated non-metallic product, an information signal U8 with a logic level of "1" about its identification is processed only at the output terminal 18. At the output terminal 19, there is a voltage U7 with a logic level of "0", and the identification cycle of an 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 инфракрасного излучения от посторонних источников 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 22 находится за пределами его чувствительной поверхности. В результате происходит срабатывание формирователя 16 и формирование на его выходе ложного импульса напряжения U1 с уровнем логической "1", который подается на первые входы логических элементов 6 и 17. Но под действием этого импульса на выходах логических элементов 6 и 17 и соответственно на выходных клеммах 7 и 19 формирования ложных импульсов не происходит, и на их выходах и соответственно на выходных клеммах 7 и 19 продолжают присутствовать соответственно напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0" так как:When infrared radiation from extraneous sources enters the optical window region of the photodetector 14 (15) or into the optical windows of both photodetectors 14, 15, it or their illumination occurs when the device is in the initial state, in which the controlled product 22 is outside its sensitive surface. As a result, the driver 16 is triggered and a false voltage pulse U1 with a logic level “1” is formed at its output, which is fed to the first inputs of logic elements 6 and 17. But under the influence of this pulse, the outputs of logic elements 6 and 17 and, respectively, at the output terminals 7 and 19, the formation of false pulses does not occur, and at their outputs and, respectively, at the output terminals 7 and 19, voltages U6 and U7 with logical “0” levels continue to be present, since:

- на втором входе логического элемента 6 с выхода порогового элемента 5 установлено напряжения U2 с уровнем логического "0", запрещающее прохождение с выхода формирователя 16 через первый вход логического элемента 6 на его выход и выходную клемму 7 ложного импульса напряжения U1 с уровнем логической "1";- at the second input of the logic element 6 from the output of the threshold element 5, the voltage U2 is set with a logic level of "0", which prohibits passage from the output of the driver 16 through the first input of the logic element 6 to its output and the output terminal 7 of the false voltage pulse U1 with the logic level "1 ";

- на второй вход логического элемента 17 с выхода порогового элемента 11 подано напряжение U3 с уровнем логического "0", запрещающее прохождение ложного импульса напряжения U1 с выхода формирователя 16 и напряжения U4 с выхода инвертора 20 с уровнями логической "1" на выход логического элемента 17 и на выходную клемму 19.- to the second input of the logic element 17 from the output of the threshold element 11, a voltage U3 with a logic level of "0" is applied, prohibiting the passage of a false pulse of voltage U1 from the output of the driver 16 and voltage U4 from the output of the inverter 20 with levels of logic "1" to the output of the logic element 17 and to the output terminal 19.

Таким образом, ложного срабатывания от посторонних источников инфракрасного излучения логических элементов 6, 17 и формирования на их выходах и на выходных клеммах 7, 19 устройства соответственно ложных импульсов напряжений U6, U7 с уровнями логической "1" не происходит.Thus, false triggering from extraneous sources of infrared radiation of the logic elements 6, 17 and the formation of false pulses of voltages U6, U7 with logical "1" levels, respectively, do not occur at their outputs and at the output terminals 7, 19.

Устранение ложных срабатываний устройства и, следовательно, повышение надежности его работы при одновременном попадании в пределах ближней зоны чувствительности устройства посторонних нагретых неметаллических предметов в область оптического окна фотоприемника 14 (15) и в электромагнитное поле 23 происходит следующим образом.The elimination of false positives of the device and, consequently, the increase in the reliability of its operation when foreign heated non-metallic objects fall within the near sensitivity zone of the device into the optical window region of the photodetector 14 (15) and into the electromagnetic field 23 occurs as follows.

При одновременном попадании в пределах ближней зоны чувствительности устройства посторонних нагретых неметаллических предметов в область оптического окна фотоприемника 14 (15) и в электромагнитное поле 23 на выходе формирователя 16 формируется ложный импульс напряжения U1 с уровнем логической "1", который подается на первые входы логических элементов 6 и 17. При этом на выходах порогового элемента 5 и инвертора 20 формирования ложных импульсов напряжений U2 и U4 соответственно с уровнями логической "1" и логического "0" не происходит вследствие отсутствия внесения посторонним нагретым неметаллическим предметом существенного затухания в колебательный контур генератора 4. Поэтому генератор 4, пороговый элемент 5 и инвертор 20 продолжают находиться в исходном состоянии, при котором на втором входе логического элемента 6, третьем входе логического элемента 13 и на третьем входе логического элемента 17 продолжают присутствовать напряжения U2 и U4 с уровнями логического "0" и логической "1" соответственно. Но под действием ложных импульсов напряжения U1 и напряжения U4 с уровнями логического "1" соответственно с выходов формирователя 16 и инвертора 20 на выходах логических элементов 6, 17, 13 и соответственно на выходных клеммах 7, 19, 18 формирования ложных импульсов напряжений U6, U7, U8 с уровнями логической "1" не происходит, и на их выходах и соответственно на выходных клеммах 7, 19, 18, продолжают присутствовать напряжения U6, U7, U8 с уровнями логического "0", так как:When foreign heated non-metallic objects fall within the near sensitivity zone of the device into the region of the optical window of the photodetector 14 (15) and into the electromagnetic field 23, 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 inputs of the logic elements 6 and 17. Moreover, at the outputs of the threshold element 5 and the inverter 20, the formation of false pulses of voltages U2 and U4, respectively, with the levels of logical “1” and logical “0” does not occur due to the fact that the extraneous heated non-metallic object causes significant attenuation to the oscillatory circuit of the generator 4. Therefore, the generator 4, the threshold element 5 and the inverter 20 continue to be in the initial state, in which at the second input of the logic element 6, the third input of the logic element 13 and at the third input of the logic element 17, voltages U2 and U4 with levels of logical “0” and logical “1”, respectively, continue to be present. But under the influence of false pulses of voltage U1 and voltage U4 with logical levels of "1", respectively, from the outputs of the driver 16 and inverter 20 at the outputs of logic elements 6, 17, 13 and, respectively, at the output terminals 7, 19, 18 of the formation of false pulses of voltage U6, U7 , U8 does not occur with logical “1” levels, and voltages U6, U7, U8 with logical “0” levels continue to be present at their outputs and, respectively, at output terminals 7, 19, 18, because:

- с выхода порогового элемента 5 подается на второй вход логического элемента 6 напряжение U2 с уровнем логического "0", запрещающее прохождение ложного импульса напряжения U1 с уровнем логической "1" с выхода формирователя 16 на выход логического элемента 6 и на выходную клемму 7;- from the output of the threshold element 5, the voltage U2 with the logic level “0” is forbidden to the second input of the logic element 6, prohibiting the passage of a false voltage pulse U1 with the logic level “1” from the output of the driver 16 to the output of the logic element 6 and to the output terminal 7;

- на второй вход логического элемента 17 с выхода порогового элемента 11 подано напряжение U3 с уровнем логического "0", запрещающее прохождение с выхода формирователя 16 ложного импульса напряжения U1 и с выхода инвертора 20 напряжения U4 с уровнями логической "1" на выход логического элемента 17 и выходную клемму 19 соответственно через его первый и третий входы;- to the second input of the logic element 17 from the output of the threshold element 11, a voltage U3 with a logic level of "0" is applied, prohibiting the passage of a false voltage pulse U1 from the output of the driver 16 and from the output of the inverter 20 of the voltage U4 with levels of logic "1" to the output of the logic element 17 and output terminal 19, respectively, through its first and third inputs;

- на второй и третий входы логического элемента 13 поданы с выходов логического элемента 17 и порогового элемента 5 соответственно напряжения U7 и U2 с уровнями логического "0", разрешающие инвертирование логическим элементом 13 по его первому входу напряжения U5 с уровнем логической "1" с выхода инвертора 12 в напряжение U8 с уровнем логического "0" и подтверждающие присутствие на выходе логического элемента 13 и на выходной клемме 18 напряжения U8 с уровнем логического "0", соответствующего исходному состоянию схемы устройства.- the second and third inputs of the logic element 13 are supplied from the outputs of the logic element 17 and the threshold element 5, respectively, the voltage U7 and U2 with levels of logic "0", allowing the inverting of the logic element 13 at its first input voltage U5 with the level of logic "1" from the output an inverter 12 to voltage U8 with a logic level of "0" and confirming the presence at the output of logic element 13 and at output terminal 18 of voltage U8 with a level of logic "0" corresponding to the initial state of the device circuit.

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 в пределах ближней зоны чувствительности устройства посторонних нагретых неметаллических предметов одновременно в область оптического окна фотоприемника 14 (15) и в зону действия электромагнитного поля 21 на выходных клеммах 7, 19 и 18 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 foreign heated nonmetallic devices entering the near sensitivity zone of the device objects simultaneously in the region of the optical window of the photodetector 14 (15) and in the area of influence of the electromagnetic field 21 at the output terminals 7, 19 and 18 of the formation device, respectively, false voltage pulses U6, U7 and U8 does not occur, which ensures increased reliability of the proposed device.

Кроме того, устройство дополнительно обладает в пределах его ближней зоны чувствительности повышенной надежностью работы при случайном попадании посторонних нагретых неметаллических изделий в область оптического окна фотоприемника 14 (15), а также посторонних ненагретых металлических предметов в зону действия электромагнитного поля 21 или одновременно в области оптических окон фотоприемников 14, 15 и в зоны действия электромагнитного и электрического полей 21 и 25. Это происходит следующим образом.In addition, the device additionally has, within its near sensitivity zone, increased operational reliability in case of accidental ingress of foreign heated non-metallic products into the region of the optical window of the photodetector 14 (15), as well as foreign unheated metal objects in the area of the electromagnetic field 21 or simultaneously in the region of the optical windows photodetectors 14, 15 and in the zone of action of the electromagnetic and electric fields 21 and 25. This occurs as follows.

Устранение ложных срабатываний устройства и, следовательно, повышение надежности его работы, при попадании в пределах ближней зоны чувствительности устройства посторонних нагретых неметаллических предметов в область оптического окна фотоприемника 14 (15) происходит аналогично описанному выше для случая устранения ложных срабатываний устройства от посторонних источников инфракрасного излучения, находящихся в дальней зоне его чувствительности.The elimination of false alarms of the device and, consequently, the increase in the reliability of its operation, when foreign heated non-metallic objects fall into the optical region of the photodetector 14 (15) within the near sensitivity zone of the device occurs similarly to that described above for the case of eliminating false alarms of the device from extraneous sources of infrared radiation, located in the far zone of its sensitivity.

При попадании постороннего ненагретого металлического предмета в зону действия электромагнитного поля 21 происходит формирование на выходе порогового элемента 5 ложного импульса напряжения U2 с уровнем логической "1", который подается на второй вход логического элемента 6, третий вход логического элемента 13 и на вход инвертора 20. При этом на выходе инвертора 20 и третьем входе логического элемента 17 формируется импульс напряжения U4 с уровнем логического "0". Но под действием этих ложных импульсов переключения логических элементов 6, 17 и 13 в другое состояние не происходит, и на их выходах и соответственно на выходных клеммах 7, 19 и 18 продолжают присутствовать напряжения U6, U7 и U8 с уровнями логического "0", соответствующие исходному состоянию схемы устройства, так как:When a foreign unheated metal object enters the electromagnetic field 21, a false voltage pulse U2 is generated at the output of the threshold element 5 with a logic level of “1”, which is fed to the second input of logic element 6, the third input of logic element 13, and to the input of inverter 20. In this case, a voltage pulse U4 with a logic level of "0" is formed at the output of the inverter 20 and the third input of the logic element 17. But under the influence of these false pulses, the switching of the logic elements 6, 17 and 13 to a different state does not occur, and at their outputs and, respectively, at the output terminals 7, 19 and 18, voltages U6, U7 and U8 with logic levels “0” corresponding to the initial state of the device circuit, since:

- на первом входе логического элемента 6 с выхода формирователя 16 установлено напряжения U1 с уровнем логического "0", запрещающее прохождение с выхода порогового элемента 5 ложного импульса напряжения U2 с уровнем логической "1" через второй вход логического элемента 6 на его выход и на выходную клемму 7;- at the first input of the logic element 6 from the output of the shaper 16, the voltage U1 with a logic level of "0" is set, which prohibits the output of the threshold element 5 of a false voltage pulse U2 with the level of logic "1" through the second input of the logic element 6 to its output and output terminal 7;

- на первый и второй входы логического элемента 17 поданы с выходов соответственно формирователя 16 и порогового элемента 11 напряжения U1 и U3, а с выхода инвертора 20 на третий вход логического элемента 17 ложного импульса напряжения U4 с уровнями логического "0", запрещающие переключение логического элемента 17 в другое состояние и подтверждающие присутствия на выходе логического элемента 17 и на выходной клемме 19 напряжения U7 с уровнем логического "0";- the first and second inputs of the logic element 17 are supplied from the outputs of the driver 16 and the threshold element 11 of the voltage U1 and U3, respectively, and from the output of the inverter 20 to the third input of the logic element 17 of the false voltage pulse U4 with logic levels "0", which prohibit the switching of the logic element 17 to a different state and confirming the presence at the output of the logic element 17 and at the output terminal 19 of the voltage U7 with a logic level of "0";

- по первому и третьему входам логического элемента 13 происходит инвертирование им напряжения U5 и ложного импульса напряжения U2 с уровнями логической "1" с выходов соответственно инвертора 12 и порогового элемента 5 в напряжение U8 с уровнем логического "0" и прохождение его на выход логического элемента 13, потому что на второй вход логического элемента 13 с выхода логического элемента 17 подано напряжение U7 с уровнем логического "0", разрешающее инвертирование и прохождение.- at the first and third inputs of the logic element 13, it inverts the voltage U5 and the false voltage pulse U2 with logic levels “1” from the outputs of inverter 12 and threshold element 5, respectively, to voltage U8 with logic level “0” and passes it to the output of the logic element 13, because the second input of the logic element 13 from the output of the logic element 17 is supplied with voltage U7 with a logic level of "0", allowing inversion and passage.

При попадании постороннего ненагретого металлического предмета одновременно в области оптических окон фотоприемников 14, 15 и в зоны действия электромагнитного и электрических полей 21, 25 происходит формирование ложных импульсов напряжений U2 и U3 с уровнями логической "1" соответственно на выходах пороговых элементов 5 и 11, которые подаются соответственно на второй вход логического элемента 6, вход инвертора 20, третий вход логического элемента 13 и на второй вход логического элемента 17, вход инвертора 12. При этом под действием этих ложных импульсов на выходах инверторов 20 и 12 формируются соответственно ложные импульсы напряжений U4 и U5 с уровнями логического "0", которые подаются на третий и первый входы соответственно логических элементов 17 и 13. Но ложные импульсы напряжений U2 и U3 с уровнями логической "1" соответственно через второй вход логического элемента 6, третий вход логического элемента 13 и второй вход логического элемента 17 на их выходы и соответственно на выходные клеммы 7, 18 и 19 не проходят, и на их выходах и соответственно на выходных клеммах 7, 18 и 19 продолжают присутствовать соответственно напряжения U6, U8 и U7 с уровнями логического "0", соответствующие исходному состоянию схемы устройства, так как:When a foreign unheated metal object enters simultaneously in the area of the optical windows of the photodetectors 14, 15 and in the zones of electromagnetic and electric fields 21, 25, false voltage pulses U2 and U3 are formed with logical levels of “1” respectively at the outputs of threshold elements 5 and 11, which fed respectively to the second input of the logic element 6, the input of the inverter 20, the third input of the logic element 13, and the second input of the logic element 17, the input of the inverter 12. Moreover, under the influence of these false impulses At the outputs of inverters 20 and 12, respectively, false pulses of voltages U4 and U5 with logic levels “0” are generated, which are fed to the third and first inputs of logic elements 17 and 13, respectively. But false pulses of voltages U2 and U3 with logic levels “1”, respectively through the second input of the logic element 6, the third input of the logic element 13 and the second input of the logic element 17 to their outputs and, respectively, to the output terminals 7, 18 and 19 do not pass, and the presence continues at their outputs and, respectively, at the output terminals 7, 18 and 19 amb respectively voltage U6, U8 and U7 with the levels of the logical "0" corresponding to the initial state of circuit devices, because:

- на первом входе логического элемента 7 с выхода формирователя 16 установлено напряжение U1 с уровнем логического "0", запрещающее прохождение с выхода порогового элемента 5 ложного импульса напряжения U2 с уровнем логической "1" через второй вход логического элемента 6 на его выход и на выходную клемму 7;- at the first input of the logic element 7 from the output of the shaper 16, a voltage U1 with a logic level of "0" is established, which prohibits the output of the threshold element 5 of a false voltage pulse U2 with a level of logic "1" through the second input of the logic element 6 to its output and output terminal 7;

- на первом и третьем входах логического элемента 17 с выходов формирователя 16 и инвертора 20 установлены напряжение U1 и ложный импульс напряжения U4 с уровнями логического "0", запрещающие прохождение на выход логического элемента 17 и на выходную клемму 19 через его второй вход с выхода порогового элемента 11 ложного импульса напряжения U3 с уровнем логической "1";- at the first and third inputs of the logic element 17 from the outputs of the driver 16 and the inverter 20, the voltage U1 and a false pulse of voltage U4 are set with logic levels "0", which prohibit the passage to the output of the logic element 17 and to the output terminal 19 through its second input from the threshold output element 11 of a false voltage pulse U3 with a logic level of "1";

- по третьему входу логического элемента 13 происходит инвертирование им ложного импульса напряжения U2 с уровнем логической "1" с выхода порогового элемента 5 в напряжение U8 с уровнем логического "0" и прохождение его на выход логического элемента 13 и выходную клемму 18, потому что на первый и второй входы логического элемента 13 поданы соответственно с выхода инвертора 12 ложный импульс напряжения U5 и с выхода логического элемента 17 напряжение U7 с уровнями логического "0", разрешающие инвертирование и прохождение.- at the third input of the logic element 13, the false voltage pulse U2 with the logic level “1” is inverted from the output of the threshold element 5 to the voltage U8 with the logic level “0” and it passes to the output of the logic element 13 and output terminal 18, because the first and second inputs of the logic element 13 are supplied respectively from the output of the inverter 12 a false pulse voltage U5 and from the output of the logic element 17 voltage U7 with levels of logic "0", allowing inversion and passage.

Таким образом, при случайном попадании в пределах ближней зоны чувствительности устройства посторонних нагретых неметаллических предметов в область оптического окна фотоприемника 14 (15), посторонних ненагретых металлических предметов в зону действия электромагнитного поля 21 или одновременно в области оптических окон фотоприемников 14, 15 и в зоны действия электромагнитного и электрического полей 21, 25 на выходных клеммах 7, 19 и 18 устройства формирования соответственно ложных импульсов напряжений U6, U7 и U8 с уровнями логической "1" не происходит, чем и обеспечивается дополнительно повышение надежности работы предлагаемого устройства.Thus, in the event of accidental ingress of foreign heated non-metallic objects into the optical window region of the photodetector 14 (15), foreign unheated metal objects into the electromagnetic field zone 21 or simultaneously in the optical window region of the photodetectors 14, 15 and into the zone of influence within the near sensitivity zone of the device electromagnetic and electric fields 21, 25 at the output terminals 7, 19 and 18 of the device for generating false impulses of voltages U6, U7 and U8, respectively, with logic levels “1” did not occur um, and this is provided further increasing the reliability of operation of the 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 (в сравнении с импульсным принципом формирования сигналов идентификации изделий) 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 (in comparison with the pulsed principle of generating product identification signals) does not disappear and continues to be present at the corresponding output of the device, while monitoring its controlled product with its potential signal with the logic level “1”, as when moving it within the sensitive surface area of the device, and when it is in it in a stationary state for an arbitrarily long period of time.

Следовательно, 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.Therefore, 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 металлических изделий устройство функционирует как бесконтактный датчик положения индуктивно-оптического типа. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.3. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 7, а выходные клеммы 19 и 18 не задействуются.In the control mode of the position of heated metal products, the device functions as a non-contact position sensor of the inductive-optical 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 7, and the output terminals 19 and 18 are not involved.

В режиме контроля положения нагретых неметаллических изделий устройство функционирует как бесконтактный датчик оптико-емкостного типа. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.4. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 19, 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 sensor of the optical-capacitive 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 19, and the output terminals 7 and 18 are not involved.

В режиме контроля положения ненагретых неметаллических изделий устройство функционирует как бесконтактный датчик положения емкостного типа. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.5. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 18, а выходные клеммы 7 и 19 не задействуются.In the control mode of the position of unheated non-metallic products, the device functions as a non-contact capacitive type position sensor. The operation of the device in this case is described by the diagrams shown in Fig.5. In this case, the information signal is removed from the output terminal 18, and the output terminals 7 and 19 are not involved.

Claims

A device for identifying and monitoring the position of products containing an inductive sensitive element made in the form of an inductor placed in an annular groove of the open end of a ferrite core with a central hole, connected in series to an electric oscillation generator, in the oscillatory circuit of which an inductive sensitive element is included, the first threshold element, the first infrared photodetector, pulse shaper, as well as the first logical element And, p the first and second inputs of which are connected to the outputs of the pulse shaper and the first threshold element, respectively, and its output is the first output of the device, the first inverter, the OR-NOT logic element, the first input of which is connected to the output of the first inverter, and its output is the second output of the device, characterized in that a second infrared photodetector is introduced into it, connected in parallel with the first infrared photodetector to the input of the pulse shaper, a multivibrator with capacitively connected in series a sensitive element connected to its input and made in the form of a conductive plate with a geometric shape that repeats the geometric shape of the central hole of the ferrite core, a detector, a second threshold element, the output of which is connected to the input of the first inverter, as well as the second logic element And, the first and second the inputs of which are connected to the outputs of the pulse shaper and the second threshold element, respectively, the output to the second input of the OR-NOT logic element, the third input of which is connected to the first threshold element, the second inverter, the input of which is connected to the output of the first threshold element, the output - with the third input of the second logic element And, the output of which 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 displacement relative to the open end of the ferrite core along the axis of symmetry of its Central hole in the direction of the closed end of the ferrite core, and inductive capacitive sensors and infrared photodetectors, between which inductive and capacitive sensors are placed, are installed along a straight line in the same 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, are installed in parallel and form the sensitive surface of the device.