SU1713468A1 - Фотоэлектрический датчик - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к сельскохоз йственному машиностроению и предназначено дл  контрол  уровн  сыпучих материалов, в частности зерна, загружаемого в бункер зерноуборочного комбайна.

Известен датчик, содержащий световой излучатель и фотоприемник, выход которого соединен с входом усилител .

Недостаток этого датчика - низка  надежность при контроле сыпучих материалов , размеры частиц которых соизмеримы с размерами датчика.

Известен фотоэлектрический датчик, содержащий заключенные в корпус и расположенные на крепежном элементе датчика светодиод, соединенный с выходом импульсного генератора, и фотоприемник, выход которого соединен с входом усилител ,

Недостаток известного датчика - ограниченные технологические возможности, так как он не может быть применен дл  контрол  уровн  зерна в бункере зерноуборочного комбайна. Обусловлено это тем, что при уборке зерна при повышенной влажности на рабочую поверхность датчика налипает полова, всегда присутствующа  в зерне. Налипший слой нарушает работу датчика, что и преп тствует его использованию дл  контрол  уровн  зерна, насыпаемого в бункер комбайна.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей датчика.

Дл  достижени  указанной цели датчик снабжен трем  ключевыми элементами, интегратором с диодом в разр дной цепи и сглаживающим фильтром, подключенным через первый ключевой элемент к шинам питани , управл ющий вход первого ключевого элемента подключен к выходу усилител , вход интегратора через второй ключевой элемент подключен к шинам питани , а управл ющий вход второго ключевого элемента подключен к сглаживающему фильтру, выход интегратора соединен с управл ющим входом третьего ключевого элемента, при этом крепежный элемент датчика выполнен в виде рабочего элемента дл  установки под углом к потоку загружаемого материала.

На фиг.1 схематически изображен датчик; на фиг.2 - диаграммы, по сн ющие работу датчика; на фИг.З vt А - варианты установки датчика в бункере сельскохоз йственной машины.

Фотоэлектрический датчик содержит фотоприемник 1 и светодиод 2, установленные на крепежном элементе 3 датчика. Крепежный элемент 3 и Сопр женна  с ним стенха 4 образуют рабочий элемент датчика , который установлен в поток загружаемого в бункер материала под острым углом к потоку. На фиг.З показан вариант установки датчика дл  случа , когдг загр ужаемый поток сыпучего материала направлен под острым углом к стенке бункера. На фиг.4 поток расположен параллельно стенке бункера. В этом случае датчик устанавливаетс  на дополнительном кронштейне так, что рабочий элемент датчика составл ет острый угол с

0 направлением потока сыпучего материала. При такой, установке датчика поток зерна счищает с рабочего элемента датчика налипающие частицы, что повышает надежность работы датчика в услови х повышенной

5 влажности. Светодиод 2 подключен к выходу импульсного генератора 5, а выход фотоприемника 1 - к входу усилител  б через разделительный конденсатор (не показан). Выход усилител  6 соединен с управл ющим входом первого ключевого элемента 7. Сглаживающий фильтр, образованный резистором 8 и конденсатором 9, через элемент 7 и токоограничивающий резистор 10 подключен к шинам 11 и 12 питани  (в случае, когда ток через элемент 7 не превышает предельно допустимого, резистор 10 не устанавливают ). Интегратор, образованный конденсатором 13 и резистором 14, через второй ключевой элемент 15 подключен к

0 шинам 11 и 12. Разр дна  цепь интегратора образована диодом 16 и резистором 17. Управл ющий вход элемента 15 соедик ен с конденсатором 9 сглаживающего фильтра. Управл ющий вход третьего ключевого элемента 18 подключен к конденсатору 13 интегратора . Выходы элемента 18  вл ютс  выходами 19. и 20 фотоэлектрического датчика .

Датчик работает следующим образом.

0 На выходе генератора 5 формируютс  электрические импульсы пр моугольной формы с частотой следовани  несколько килогерц (Us, фиг.2). С такой же частотой ceieтодиод 2 излучает световые импульсы. При

5 работе датчика возможны три режима: бун , кер комбайна не заполнен и транспортер не подает зерно в бункер: идет процесс заполнени  бункера зерном и на фотопару датчика воздействует движущийс  поток зерна;

0 бункер комбайна заполнен зерном и перед фотопарой датчика неподвижно расположен слой зерна.

Claims (1)

1. Транспортер комбайна подает зерно в бункер отдельными порци ми, поэтому поток зерна, воздействующий на датчик,  вл етс  дискретным, состо щим из отдельных порций зерна. Величина порции и длина , промежутка между ними определ етс  конг структивными особенност ми транспортера , подающего зерно в бункер., Если бункер комбайна не заполнен и транспортер не подает зерно, то световые импульсы, излученные светодиодом 2, не возвращаютс  к фотоприемнику 1. На выходе усилител  6 сохран етс  напр жение, близкое к нулю. Поэтому ключевые элементы 7,15 и 18 остаютс  разомкнутыми, Прсто нна  составл юща  сигнала, обусловленна  действием дневного света, не проходит с выхода фотоприемника 1 на вход усилител  из-за действи  разделительного конденсатора. При заполнении бункера перед фотопарой датчика движетс  дискретный поток зерна. В результате этого на выходе усилител  б формируютс  пачки импульсов (Ue, на фиг.2); Длительность пачки импульсов определ етс  временем прохождени  порции зернового потока перед датчиком, а пауза временем , когда зерна перед датчиком нет (участок 21-22, фиг.2) Каждым импульсом с выхода усилител  6 открываетс  элемент 7 и конденсатор 9 зар жаетс  через резистор 10. Параметры элементов схемы выбраны так, чтобы выполн лись соотношени  Сэ Cg.Re,(2) где г - длительность импульсов на выходе усилител  6; Т - период следовани  этих импульсов; Bs, RIO, €9 номинальные значени  элементов 8-10. При выполнении соотношений (1) и (2) на конденсаторе 9 формируютс  низкочастотные импульсы (Оэ, фиг.2-), которые управл ют работой ключевого элемента 15. В то врем , когда элемент 15 открыт, напр жение на конденсаторе 13 нарастает по экспоненциальмому закону (Ui3, фиг.2). В паузах между импульсами, когда элемент 15 заперт, конденсатор 13 быстро разр жаетс  через диод 16 и резистор 17. Посто нна  времени интегратора выбрана так, что при воздействии на Датчик дискретного потока зерна напр жение на конденсаторе 13 не достигает порогового напр жени  (Unop.), при котором замыкаетс  ключевой элемент 18. Дл  этого необходимо выполнение соотношений Ci3RM Tt:(3) Ci3 Ri7«T2,(4) где TI - максимальна  длительность низкочастотных импульсов; Т2 - максимальна  длительность паузы между низкочастотными импульсами. При выполнении соотношений (3) и (4) элемент 18 остаетс  разомкнутым все врем , пока бункер заполн етс  зерном. После заполнени  бункера до уровн , где установлен датчик, на выходе усилител  формируетс  непрерывна  последовательность импульсов (Ue, фиг.2), а на резисторе 17 - посто нное напр жение (Ui7, фиг.2). Вследствие этого через .интервал Тз напр жение на конденсаторе 13 достигает порогового значени  и элемент 18 включаетс . В этом случае срабатывает сигнальное устройство (не показано), подключенное к зажимам 19 и 20 (I, фиг.2). Формула изобретени  Фотоэлектрический датчик, содержащий заключенные в корпус и расположенные на крепежном элементе датчика светодиод, соединенный с выходом импульсного генератора, и фотоприемник, выход которого соединен с входом усилител , отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей , он снабжен трем  ключевыми элементами , интегратором с диодом в разр дной цепи и сглаживающим фильтром, подключенным через первый ключевой элемент к шинам питани , при этом управл ющий вход первого ключевого элемента подключен к выходу усилител , вход интегратора через второй ключевой элемент также соединен с шинами питани , а его выход соединен с управл ющим входом третьего ключевого элемента, выходы которого  вл ютс  выходами фотодатчика, кроме того, управл ющий вход второго ключевого элемента также подключен к сглаживающему фильтру, а крепежный элемент датчика выполнен с возможностью установки рабочей поверхности фотодатчика под углом к потоку загружаемого материала.

   ИЛ А I .1/ Li /1

   /fJO/

   Напраблёние полюка

   / saffftjfffaefiofo Хриа

   Фае.2

   HanpodAetiue

   Д

   датчик