SE451509B - Elektrisk kopplingsanordning avsedd for och anpassad till en objektsdetekterande utrustning - Google Patents

Description

451 509 REDOGURELSE FUR FURELIGGÅNDE UPPFINNING TEKNISKT PROBLEM Med hänsyn till den teknikens tidigare ståndpunkt, som kommit till ut- tryck i det ovan angivna, är det uppenbart, och praktiska tillämpningar tyder på detta, att det föreligger ett tekniskt problem att med enkla medel kunna skapa en objektsdetekterande utrustning, som kan anses vara oberoende av eller i vart fall starkt oberoende av variationer i det omkringvarande ljuset, i det efterföljande benämnt ströljus.

Det måste vidare få anses vara ett tekniskt problem att kunna komma till den insikten att oberoendet av ströljuset erhålles genom att variera ljusintensiteten hos ljuskällans ljusstråle.

Det måste därtill få anses vara ett tekniskt problem att kunna komma till den insikten att oberoendet av ströljuset erhålles först när reflekterat ljus avkännes såväl vid hög ljusintensitet som vid låg ljusintensitet.

Ytterligare ett tekniskt problem måste få anses föreligga i att komna till den insikten att avkänningarna skall nyttjas för att bilda en band- breddsbegränsad skillnadssignal.

Det måste vidare få anses vara ett kvalificerat tekniskt problem att vid en elektrisk kopplingsanordning av ovan angiven beskaffenhet och anpassad för en objektsdetekterande utrustning skapa sådana förutsättningar att den objektsdetekterande utrustningen inte bara blir utformad okänslig för omkringvarande ljus utan därjämte kan samanbyggas av enkla enheter och därigenom skapa en objektsdetekterande utrustning med låg kostnad.

Det är vidare ett tekniskt problem att kunna skapa en elektrisk kopp- lingsanordning avsedd för en objektsdetekterande utrustning som inte bara är okänslig för omkringvarande ljus och kan framställas av enkla standar- diserade komponenter utan dessutom kan utnyttja en prisbillig ljuskälla, som uppvisar den egenskapen att den på ett på förhand bestämt sätt och med enkla styrkretsar skall kunna variera intensiteten hos de från ljus- källan utsända ljusstrålarna.

Det måste vidare få anses vara ett tekniskt problem att kunna skapa en elektrisk kopplingsanordning av ovan angiven beskaffenhet och som löser de ovan angivna tekniska problemen och där det skapats förutsättningar i de elektriska och/eller de elektroniska medlen, så att mottagna reflekte- rade ljusstrålar kan utvärderas på ett sådant sätt att de reflekterade ljusstrålarnas signalinformation entydigt kan utnyttjas för att fast- ställa när en övergång sker från ett objekt till ett annat.

Det är vidare ett tekniskt problem att skapa sådana förutsättningar för signalbehandlingen att informationen i de reflekterande ljusstrålarna entydigt kan utvärderas och speciellt gäller detta när två eller flera reflekterade ljusstrålar mottagande enheter utnyttjas i den objektsdetekterande utrustningen för bildande av en kvot, gällande för skillnaderna mellan två från de reflekterande ljusstrålarna mottagna enheterna erhållna signaler. ey, 451 509 det måste vidare få anses vara ett tekniskt problem att med enkla medel skapa förutsättningar för att ur skillnadssignalen erhålla en av objektet beroende signifikativ signal trots avsevärd ströljusintensitet.

LUSNINGEN Föreliggande uppfinning anvisar nu en elektrisk kopplingsanordning, som är avsedd för och anpassad till en sådan objektsdetekterande utrustning som bl.a. innefattar en ljuskälla, anpassad för att utsända ljusstrålar i en riktning och då i en riktning där ett för detektering avsett objekt förväntas uppträda samt minst en, vanligtvis två, mot ett uppträtt objekt reflekterade ljusstrålar mottagande enhet samt därjämte elektriska och/eller elektroniska medel för att i beroende av variationer i de mot- tagna reflekterade ljusstrâlarna, härrörande från en relativrörelse mel- lan det för detektering avsedda objektet och av ljuskällan utsända ljus- strålar, utvärdera och detektera närvaron av nämnda objekt.

Vid en sådan elektrisk kopplingsanordning föreslår föreliggande uppfin- ning att ljuskällan skall vara anordnad att kunna utsända ljusstrålar med en i tiden varierbar intensitet och att den eller de reflekterade ljus- strâlar mottagande enheten alt. enheterna skall vara så styrda eller j påverkade att mottagningen kan ske dels under sådana tidsavsnitt då ljus- källan utsänder ljus med hög intensitet, företrädesvis när ljuskällan utsänder ljus med sin högsta ljusintensitet, dels under sådana tidsav- snitt då ljuskällan utsänder ljus med låg intensitet. Vidare skall sig- nalerna från en hög och en låg intensitet kombineras genom subtraktion att en bandbreddsbegränsad skillnadsignal bildas eller erhålles.

Speciellt lämpligt synes det vara att låta ljuskällan få vara anpassad för periodisk intensitetsvariation.

Enligt föreliggande uppfinning anvisas att ljuskällan skall kunna utgöras av en prisbillig och i handen förekommande ljus emitterad diod (LED).

Ljuskällan skall med fördel kunna vara driven av en enkel multivibrator och denna multivibrator är även anordnad att kunna alstra en för resp. reflekterade ljusstrâlar mottagande enhet avsedd aktiveringspuls eller triggningspuls.

När det gäller signalerna erhållna från den reflekterade ljusstrålar mottagande enheten föreslår föreliggande uppfinning att en första reflek- terade ljusstrålar mottagande enhet skall samverka med medel för att bilda en fasriktig och en 1800 fasförskjuten signal, varvid dessa signa- ler skall vara anordnade att kunna adderas till varandra efter var sitt av aktiveringspulser påverkbart inkopplingsdon.

Uppfinningen anvisar vidare att en andra reflekterade ljusstrålar motta- gan e enhet skall samverka med medel för att bilda en fasriktig och en 180 fasförskjuten signal, så att dessa signaler kommer att vara anord- nade att adderas till varandra efter var sitt av aktiveringspulsen påverk- bart inkopplingsdon.

Båda dessa adderade signaler skall kunna vara föremål för en integrering och en förstärkning. 451 509 Uppfinningen anvisar nu speciellt att nämnda adderade signaler är i en signalberäknande enhet föremål för en division av dessa momentant upp- trädande absolutvärden så att en mot divisionen svarande signal uppvisar momentant uppträdande höga värden, som kommer att utnyttjas för att fast- ställa en övergång från ett första objekt till ett andra objekt eller en övergång från inget objekt till ett objekt alternativt från ett objekt till inget objekt, i beroende av om objekten är fiskfjällsartat oriente- rade i förhållande till varandra eller om objekten förväntas uppträda med ett avstånd mellan varje objekt. _ FÖRDELAR De fördelar som främst kan få anses vara förknippade med en elektrisk kopplingsanordning, i enlighet med föreliggande uppfinning, är att här- igenom har det skapat möjligheter att på ett enkelt sätt kunna detektera enskilda objekt, speciellt fiskfjällsartat orienterade tidningar, och detta utan att starkt omkringvarande ströljus menligt påverkar detekte- ringen av objekten, inte ens om objekten uppvisar en tryckt överyta, som i tidigare kända objektsdetekterande utrustningar skulle kunna uppfattas som en övergång från ett objekt till ett annat.

Det som främst kan få anses vara kännetecknande för en elektrisk kopp- lingsanordning i enlighet med föreliggande uppfinning anges i det efter- följande patentkravets 1 kännetecknande del. e KORT FIGURBESKRIVNING En for närvarande föreslagen utföringsform, uppvisande de för förelig- gande uppfinning signifikativa kännetecknen, skall närmare beskrivas med hänvisning till bifogad ritning där; figur 1 visar i sidovy principerna för en tidigare känd objekts- - detekterande utrustning, innefattande en ljuskälla, anpassad för att utsända ljusstrålar i en riktning där ett för detektering avsett objekt förväntas uppträda, och två mot ett uppmätt objekt reflekterade ljusstrålar mottagande enheter, figur 2 visar ett elektriskt kopplingsschema för en enligt uppfinningen anvisad elektrisk kopplingsanordning för drift av ljuskällan, figur 3 visar ett elektriskt kopplingsschema för två reflek- terade ljusstrålar mottagande enheter, för att där- igenom bilda signifikativa signaler, figur 4 visar ett elektriskt kopplingsschema vid vilken två signifikativa signaler utnyttjas för att i en signalbe- räknande krets bilda en kvot mellan dessa signifikativa signaler, 451 509 figur 5 visar ett elektriskt kopplingsschema över en signalbe- räknande krets, som utnyttjas för att bilda momentant uppträdande höga signalvärden, utnyttjbara för att fastställa en övergång från ett objekt till ett annat objekt samt figur 6 visar ett exempel på i tiden fördelade signalvaria- tioner vid utnyttjandet utav en enligt uppfinningen anvisad elektrisk kopplingsanordning för räkning av fiskfjällsartat orienterade objekt i form av tidningar med ovansidan försedd med ett tryck som lätt skulle kunna förväxlas med en övergång från ett objekt till ett annat objekt.

BESKRIVNING UVER NU FURESLAGEN UTFURINGSFORM Med hänvisning till figur 1 visas således i figur 1 i sidovy en objekts- detekterande utrustning 1, där utrustning bl.a. innefattar en ljuskälla 2, anpassad för att utsända ljusstrålar 2a i en riktning där ett för detektering avsett objekt 3 förväntas uppträda. a I figur 1 visas vidare två mot ett uppträtt objekt 3 reflekterade ljus- strålar mottagande enheter 4, 5, och de reflekterade ljusstrålarna till enheten 4 har givits hänvisningsbeteckningen 4a medan de reflekterade ljusstrålarna till den mottagande enheten 5 har tilldelats hänvisningsbe- teckningen 5a. a Föreliggande uppfinning kräver inte med nödvändighet tvâ från varandra skilda mottagande enheter för vissa tillämpningar men även i föreliggande uppfinning är två av varandra skilda mottagande enheter lämpliga, enär en sådan utrustning möjliggör att signalvariationer härrörande från tryck- mönstret, på det objekt som skall räknas, kan elimineras bort och däri- genom erhålles en säkrare objektsdetektering.

Orienteringen utav den ena enheten 5 skall emellertid vara så att ljus- strålen 2a avbryts när objektet 3 passerar den punkt där detektering skall ske.

Till den objektsdetekterande utrustningen 1 hör vidare, en i figur 1 ej visad, elektriska och/eller elektroniska medel, för att i beroende av variationer i de mottagna reflekterade ljusstrålarna, härrörande från en relativrörelse mellan det för detektering avsedda objektet 3 och av ljus- källan utsända ljusstrâlar 2a, kunna utvärdera och detektera närvaron av ett objekt.

Föreliggande uppfinning anvisar nu, vilket figur 2 visar, en elektrisk kopplingsanordning, som gör det möjligt för ljuskällan 2 att utsända en ljusstråle 2a med i tiden varierbar intensitet.

Föreliggande uppfinning anvisar speciellt att ljuskällan är anpassad för periodisk intensitetsvariation, och själva ljuskällan utgöres av en ljus emitterande diod även benämnd LED. 451 509 För att skapa i tiden periodiskt varierbar intensitet utnyttjas en multi- vibrator 10 och denna multivibrator är anordnad att på en ledning 11 utsända fyrkantpulser från 500Hz till 500kHz, men i föreliggande uppfin- ning anvisas att multivibratorn 10 är anpassad för en frekvens lika med 30kHz. i Detta innebär således att ljuskällan 2 kommer att alstra en ljusstråle 2a med en periodisk intensitetsvariation som följer frekvensen 30kHz.

Den signal som uppträder på ledningen 11 från multivibratorn 10 matas via en ledning 11a för att utnyttjas som triggningspuls i de reflekterade ljusstrålar mottagande enheterna 4,5.

I figur 3 illustreras att signaler, erhållna från den reflekterade ljus- strålar mottagande enheten 4, uppträder på ledningen 14 medan signaler, erhållna från den reflekterade ljusstrålar mottagande enheten 5, uppträ- der på ledningen 15.

Signalen uppträdande på ledningen 14 har tilldelats hänvisningsbeteck- ningen "S1" medan signalen uppträdande på ledningen 15 har tilldelats hänvisningsbeteckningen "S2".

Eftersom signalbehandlingen för de båda signalerna på ledningarna 14 och 15 i den efterföljande kopplingen är väsentligen identiska, kommer i den efterföljande beskrivningen enbart signalbehandlingen gällande för sig- nalen "S1", uppträdande på ledningen 14, att behandlas.

Denna signal "S1" tillföres en första förstärkare 16 och uppträder därvid på en ledning 17 såsom en fasriktig förstärkt första signal "S1". Signa- len på ledningen 14 anslutes även till en förstärkare 18 och denna är kopplad så att på ledningen 19 uppträder en lika förstärkt andra signal, som är 180 fasförskjuten "-S1" i förhållande till den första.

Signalen på ledningen 17 har därför givits hänvisningsbeteckningen "S1" medan signalen på ledningen 19 har givits hänvisningsbeteckningen "-S1".

Aktiveringspulsen eller triggningspulsen, uppträdande på ledningen lla, är via en ledning 20 ansluten till ett första inkopplingsdon 21. Aktive- ringspulsen är därjämte via en inverterande krets 22, och en ledning 23 ansluten till ett andra inkopplingsdon 24.

Inkopplingen utav inkopplingsdonen 21 och 24 sker i beroende av trigg- ningspulsens frekvens och nivå och blir därför i tiden åtskilda. Är signalen på ledningen 14 hög eller låg gäller att under ett första tidsavsnitt passera signalen genom förstärkaren 16 och inkopplingsdonet 21 medan under ett annat tidsavsnitt passerar signaler genom förstärkaren 18 och inkopplingsdonet 24. Genom att signalen på ledningen 19 är fasvänd ger båda signalerna ett gemensamt bidrag till den efterkopplade integrer- kretsen 26, innefattande resistanser och kapacitanser samt en förstärkare 2 . *r 451 509 Ströljuset kommer här, via de ljusdetekterande enheterna, att uppträda som en långsamt varierande spänning. Detta innebär att ströljusets bidrag via förstärkaren 18 kommer att subtraheras från varandra via inkopplings- donen 21 och 24 och ger omväxlande positivt och negativt bidrag till integreringkretsen 26.

Ströljusets inverkan påverkar därmed inte menligt utsignalen på ledningen 28. Signalen efter integreringskrets en 26 med förstärkaren 27 utgöres av en första signifikativ signal betecknat "M1".

Denna signifikativa signal "M1" uppträder på ledningen betecknad 28.

Funktionsbeskrivningen ovan gäller även för signalen "S2" uppträdande på ledningen 15, som via en ledning 28a kommer att bilda en andra signifi- kativ signal, betecknad "M2". 4 Med hänvisning till figur 4 visas ett kopplingsschema över en signalbe- räknande krets 30. Denna signalberäknande krets innefattar en förstärkare 29 för signaler uppträdande på ledningen 28 och en förstärkar 29a avsedd för signaler uppträdande på ledningen 28a.

Med hänvishingsbeteckningen 31 visas en förstärkningsreglering via en förstärkare 32, som tillsammans med en förstärkarkoppling 33 är anordnad att bilda på ledningen 34 en signal svarande mot -(M2/M1).

Med hänvisning till figur 5 visas en beräkningskrets 35, avsedd att kunna ge en utgående väl definierad puls så snart ett objekt övergår till ett annat objekt, när objekten är fiskfjällsartat orienterat i förhållande tfllmmmm.

För detta ändamål utnyttjas en förstärkare 36, som via en krets 37 kan regleras så att kretsen icke fungerar under en viss nivå. Detta visas genom att en lysdiod 38 intager aktivt läge.

Vidare förefinns en krets 39 för att kunna injustera den nivå där detek- teringen skall ske, och denna krets 39 är ansluten till en förstärkare 40. örstärkaren 40 är via en krets 41 ansluten till en multivibrator 42 som är anordnad att via en ledning 43 utsända en puls, när ett nytt de- tekterbart objekt uppträder i ljusstrålen.

Slutligen med hänvisning till figur 6 visas med kurvformen enligt "a" i tiden uppträdande variationer för den signifikativa signalen "M1". Med kurvan "b" visas i tiden uppträdande variationer där signalen uppträdande på ledningen 28a och med hänvisningsbeteckningen "M2". Vidare visas en signal med kurvan "c", som är att hänföra till skillnaden mellan den signifikativa signalen "M2" och "M1".

Slutligen visas även med kurvan "d" den signal som alstras på ledningen 34 via den beräknande kretsen i figur 4 och härav framgår specifikt de höga spänningstopparna 45 och 46, som utnyttjas för att kunna fastställa övergången från ett objekt till ett annat objekt. 451 509 Från figur 6 visas speciellt tydligt att variationer (illustrerad vid avsnitten 50 och 51 i tryckmönstret på ovansidan de tidningar som utgör objekt och som skall räknas i viss mån kompenseras bort när dessa signa- ler drages ifrån varandra men speciellt markant blir övergången från ett âbjekt till ett annat objekt om signalen i stället blir föremål för en ivision.

I figur 6d har även införts i förtydligande syfte profilen 47 för de objekt som skall räknas, i detta fall ett antal fiskfjällsorienterade tidningar. övergången från en tidning till en annan har givits hävis- ningsbeteckningen 48 och 49.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan såsom exempel an- givna utföringsformen utan kan genomgå modifikationer inom ramen för uppfinningstanken illustrerad i efterföljande patentkrav.

Claims (11)

q 451* 509 PATENTKRAV

1. Elektrisk kopplingsanordning avsedd för och anpassad till en objekts- detekterande utrustning (1), där utrustningen bl.a. innefattar en ljus- källa (2), anpassad för att utsända ljusstrålar (2a) i en riktning där ett för detektering avsett objekt (3) förväntas uppträda, minst en mot ett uppträtt objekt reflekterade ljusstrålar mottagande enhet (4) samt elektriska och/eller elektroniska medel, för att i beroende av varia- tioner i de mottagna reflekterade ljusstrålarna (4a), härrörande från en relativrörelse mellan det för detektering avsedda objektet och av ljus- källan (2) utsända ljusstrålar (Za), utvärdera och detektera närvaron av nämnda objekt, k ä n n e t e c k n a d därav, att ljuskällan (2) är anordnad att utsända ljusstrålarna med i tiden varierbar intensitet, att den eller de reflekterade ljusstrålar (4a) mottagande enheten (4) är så styrd, att mottagning sker under sådana tidsavsnitt då ljuskällan (2) utsänder ljus (2a) med hög intensitet samt under sådana tidsavsnitt då ljuskällan (2) utsänder ljus med låg intensitet och att sålunda mottagna, vid olika tidsavsnitt uppträdande, signaler jämföres med varandra för att bilda en mot objektsdetekteringen signifikativ signal.

2. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att resultatet från hög intensitet och resultatet från låg inten- sitet kombineras så att en bandbreddsbegränsad skillnadssignal erhålles.

3. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att ljuskällan (2) är anpassad för periodisk intensitetsvariation.

4. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1, 2 eller 3, k ä n n e - t e c k n a d därav, att ljuskällan (2) utgöres av en ljus emitterande diod.

5. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att ljuskällan (2) är driven av en multivibrator (10), som även- ledes är anordnad att alstra en för reflekterade ljusstrâlar mottagande enhet avsedd aktiveringspuls (lla).

6. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att en första, reflekterade ljusstrålar mottagande, Snhet samver- kar med medel (16,17) för att bilda en fasriktig och en 180 fasför- skjuten signal (18,19), att dessa signaler är anordnade att adderas till varandra i beroende av var sitt av aktiveringspulsen påverkbart inkopp- lingsdon.

7. Kopplingsanordning enligt patentkravet 6, k ä n n e t ewc k n a d därav, att nämnda adderade signal är föremål för en integrering (26).

8. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1 eller 5, k ä n n e t e c k - n a d därav, att en andra, reflekterade ljusstrålar mottsgande, enhet samverkar med medel för att bilda en fasriktig och en 180 fasförskjuten signal, att dessa signaler är anordnade att adderas till varandra i bero- ende av var sitt av aktiveringspulsen påverkbart inkopplingsdon. 4 5 1 5 0 9 'MW 10

9. Koppiingsanordning en1igt patentkravet 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda adderade signaï är föremål för en integrering.

10. Koppïingsanordning enïigt något av föregående patentkrav 5-9, k ä n - n e t e c k n a d därav, att nämnda adderade signaier är i en signaibe- räknande krets (31,32,33,34) föremål för en division av dess momentana absoiutvärden.

11. Koppïingsanordning enïigt något av föregående patentkrav 5-10, k ä n- n e t e c k n a d därav, att en mot divisionen svarande signaï, uppvi- sande momentant uppträdande höga värden, är utnyttjad för att faststäila en övergång från ett objekt ti11 ett annat objekt.