Устройство для регистрации металлических предметов

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень20Дата опубликования описания 05.06.80 по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРЕДМЕТОВУстройство предназначено для регистрации транспорта, обладающего металлической массой и проходящего через контролируемый участок пути, с целью его учета или автоматического управления, например, светофорами или приводами ворот гаражей, цехов и т, д, Устройство может найти применение и в других областях народного хозяйства, например, для обнаружения металлических предметов.Известен транспортный детектор для автоматической регистрации автомобилей или любых других экипажей, обладающих металлической массой и проходящих через заданный участок пути, содержащий приемнуюрамку, включенную в коллекторную цепь триода высокочастотного генератора и включенный в цепь обратной связи генератора последовательный резонансный контур, настроенный при отсутствии экипажа в зоне действия приемной индуктивной рамки на частоту основного колебательного контура. Однако это устройство нетермостабильно и обладает невысокой надежностью.Наиболее близким по технической сущности является устройство для регистрации металлических предметов, например автотранспортных средств, содержащее установленный в полотнеконтролируемого участка пути чувствительный элемент (например, катушку индуктивности), подключенный к первому входу генератора, выход которого через детектор соединен с пороговым элементом.Работа этого устройства заключается втом, что при наезде транспорта на контролируемый участок пути, в полотне которого установлен чувствительный элемент-катушка индуктивности изменяются параметры ко О лебательной системы генератора, что вызывает изменение напряжения на выходе детектора и срабатывание порогового элемента.Недостаток прототипа состоит в том, что 15напряжение на выходе детектора зависит не только от наличия или отсутствия металла в зоне действия катушки индуктивности, но и от температуры окружающей среды, напряжения питания и изменения параметров элементов схемы во времени, что выв зывает или ложное срабатывание порогового элемента при отсутствии транспорта, или несрабатывание при его наличии и требует частой подстройки схемы устройства даже в течение суток,10 20 30 3 40 3Известные приемы стабилизации режима работы генератора посредством стабилизации напряжений питания, термокомпенсации и термостабилизации не дают удовлетворительных результатов, так как даже незначительное изменение параметров схемы приводит к значительным увеличениям или уменьшениям амплитуды колебаний и выходного напряжения детектора. Устранение этого недостатка затруднено еще и тем, что, с одной стороны, генератор должен обес. печить стабильность амплитуды и ее независимость от второстепенных факторов (напряжений питания, параметров элементов, схемы устройства, температуры среды), с другой стороны, амплитуда зависит от наличия или отсутствия металла в контролируемой зоне.Целью изобретения является повышение надежности устройства.Указанная цель достигается тем, что в устройство для регистрации металлических предметов, например автотранспортных средств, содержащее установленный в полотне контролируемого участка пути чувствительный элемент (например, катушку индуктивности), подключенный к первому входу генератора, выход которого через детектор соединен с пороговым элементом, введены элемент сравнения, ключевой элемент и интегрирующий элемент, выход детектора подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с ис- точником опорного напряжения, выход элемента сравнения подключен к первому входу ключевого элемента, второй вход которого соединен с выходом порогового элемента, выход ключевого элемента через интегрирующий элемент подключен ко второму входу генератора.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - пример схемной реализации устройства для регистрации металлических предметов.Устройство содержит чувствительный элемент 1, например катушку индуктивности,генератор 2, детектор 3, пороговый элемент 4,интегрирующий элемент 5, ключевой элемент 6, элемент сравнения 7.В устройстве при отсутствии транспорта или металла в зоне действия чувствительного элемента осуществляется автоматическая подстройка напряжения 1.19. на выходе детектора на уровне заданного значения Со.Это происходит следующим образом. Напряжения 1.1 у и Б поступают на первый и второй входы элемента сравнения 7, на выходе которого Ь 1.1 = 1.)о - 1.1. Это напряжение через ключевой элемент 6 поступает на интегрирующий элемент 5, который, в зависимости от величины и знака Ь 1.1, изменяет свое выходное напряжение. Последнее, воздействуя на цепи управления режимом работы генератора 2, изменяет напряжение на детекторе 3 до тех пор, пока не станет 1 у = 1.1 О, т; е. ЫЗ = О. При наезде транспорта на чувствительный элемент 1 прОисходит резкое изменение 11, вызывающее срабатывание порогового элемента 4. Последний выдает сигнал о наличии транспорта и одновременно блокирует посредством ключевого элемента 6 вход интегрирующего элемента 5, чем предотвращается перестройка генератора 2 в течение времени пребывания транспорта в зоне чувствительного элемента 1. Так как температурное влияние на параметры схемы устройства происходит достаточно медленно, то за время пребывания транспорта в зоне чувствительного элемента 1 отклонение работы генератора 2 от нормального незначительно, но и оно будет устранено после выключения порогового элемента 4,На фиг. 2 дан пример схемной реализации устройства, содержащего генератор, выполненный по схеме емкостной трехточки на транзисторе 8. Колебательный контур генератора образован чувствительным элементом-катушкой индуктивности 9 и конденсаторами 10 и 11. В цепь обратной связи генератора включен управляемый резистор, выполненный на резистивном оптроне 12. Питание генератора и управление сопротивлением оптрона осуществляется выходным напряжением интегрирующего элемента, выполненного на операционном усилителе 13, интегрирующей емкости 14 и резисторах 15 и 16. Ко входам интегрирующего элемента подключены опорное напряжение 130, задаваемое резисторным делителем 17 - 18, и напряжение 13 я, снимаемое с детектора, выполненного на диоде 19 и емкости 20, де-, тектор подключен к выходу генератора через переходную цепочку 21 - 22, Инвертирующий вход операционного усилителя подключается к детектору через контакт порогового элемента, который на схеме не показан. Устройство работает следующим образом. При отсутствии металла в зоне действия чувствительного элемента 9 пороговый элемент выключен и напряжение 1.)у сравнивается с 1.10, В зависимости от разности и знака 611 = 110 - 1.1 напряжение на выходе интегрирующего элемента увеличивается или уменьшается, что вызывает соответствующее изменение амплитуды колеба:ний и коэффициента обратной связи (изменяется сопротивление оптрона), что приводит к изменению напряжения на детекторе до тех пор, пока не станет Ь 11 = О.При появлении транспорта в зоне действия катушки 9 амплитуда колебаний резко уменьшается; величина ЬБ превышает порог срабатывания порогового элемента. Последний включается и своим контактом шунтирует вход интегрирующего элемента, что исключает изменение режима работы генератора в течение времени нахождения транспорта в зоне действия чувствительного элемента 9.737977 формула изобретения цг. Н. Багафрич Составитель Техред К. Шу Тираж 682 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж - 35, Рау илиал ППП Патент г. УжгоноваКорректорПодписноеета СССРытийаб., д. 4/5Проектная,едактор Е. Дайчаказ 3271/59 ост ком ити отк ская д, ул В зависимости от схемы исполнения генератора в качестве цепей управления режимом его работы могут быть использованы цепи питания, цепи обратной связи, цепи, задающие режим работы транзистора. Воздействие возможно как на одну из цепей, так и на несколько. В примере на фиг. 2 использованы цепи питания и цепь обратной связи.К достоинству устройства следует отнести автоматическую настройку и подстройку чувствительности, что значительно упро о щает его эксплуатацию и повышает надежность работы. Устройство для регистрации металличес 15ких предметов, например автотранспортных средств, содержащее установленный в полотне контролируемого участка пути чувствительный элемент (например, катушку индуктивности), подключенный к первому входу генератора, выход которого через детектор соединен с пороговым элементом, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены элемент сравнения, ключевой элемент и интегрирующий элемент, выход детектора подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход элемента сравнения подключен к первому входу ключевого элемента, второй вход которого соединен с выходом порогового элемента, выход ключевого элемента через интегрирующий элемент подключен ко второму входу генератора.