Фотодатчик

А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (11) эюв С 01 З 1/44 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 715944, кл, С 01 Л 1(44, 1980.2. Патент США В 3687558, кл. 356-218, опублик. 1972 (прототип).(54)(57) 1. ФОТОДАТЧИК, содержащий фотоприемник, подключенный к входу порогового устройства и обкладке ,конденсатора, причем выход порогового устройства является первым выходом фотодатчика, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что,с целью увеличения его помехоустойчивости и надежности путем сигнализации об уменьшении освещенности, в него введены устройство запрета, устройство задержки и дополнительное пороговое устройство, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выход - с вторым входом устройства запрета, первый вход которого соединен с выходом устройства задержки,. вход которого соединен с выходом первого порогового устройства причем выход устройства запре 1та является вторым выходом фотодатчика,2, фотодатчик по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что устройство запрета выполнено на 3 -триггере, резисторе и конденсаторе, причем С-вход триггера является первым вхо- д дом устройства запрета, Р -входе вторым входом устройства запрета, инверсный выход - вторым выходом фото- датчика, а прямой выход триггера через резистор соединен с К -вхоФ дом и конденсатором. с;денсатора 2 стабильным током фотоприемника 1, Стабильность тока -.следствие высокого выходного сопро- .тивления фотоприемника 1, характерно".го для всех типов фотоприемников, Помере роста напряжения пороговые устч 1 11307Изобретение относится к устройствам для регистрации измененияосвещенности и может найти применениев автоматике, в частности в пневмотранспортных установках, для регистрации пролета капсул,Известен фотодатчик для регистрации пролета капсул, содержащий Фотодиод, один вывод которого соединенчерез резистор с входом усилителяг.Недостатком данного устройстваявляется низкая помехоустойчивость,для которой характерны ложные срабатывания, т,е. появление сигнала на 15выходе.при затемнении фотоприемникапосторонним объектом (помехой), иотсутствие сигнализации о сниженииосвещенности,Наиболее близким по технической,сущности к изобретению являетсяфотодатчик, содержащий фотоприемник,подключенный к входу пороговогоустройства и обкладке конденсатора,причем выход порогового устройства 25является первым выходом фотодатчика 2Недостатками известного устройстваявляются низкая помехоустойчивость иотсутствие сигнализации об уменьшении освещенности,которое приводит квнезапным отказам.эЦель изобретения - увеличение помехоустойчивости и надежности фотодатчика путем сигнализации об умень- З 5шенин освещенности.Указанная цель достигается тем,что в фотодатчик, содержащий фотоприемник, подключенный к входу поро-,гового устройства и обкладке конденсатора, причем выход порогового устройства является первым выходом Фотодатчика, введены устройство запрета,устройство задержки и дополнительное пороговое устройство, вход кото, 45рого соединен с выходом фотоприемника, а выход - с вторым входом устройства запрета, первый вход которогосоединен с выходом устройства задержки, вход которого соединен с вы Оходом первого порогового устройства,причем выход устройства запрета явля-.ется вторым выходом фотодатчика.При этом устройство запрета выполнено на 3 -триггере, резистореи 55конденсаторе, причем С -вход тригге"ра является первым входом устройствазапрета, 2 -вход - вторым выходом фотодатчика, а прямой выход триггера через резистор соединен с 2 -входом и конденсатором.На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого фотодатчика; на фиг. 2. - эпюры электрических сигналов в различных точках устройства.Фотодатчик содержит фотоприемник 1, вывод которого соединен с конденсатором 2 и входами пороговых устройств 3 и 4, выход устройства 3 соединен с первым выходом 5 фото- датчика и входом устройства 6 задержки, выход которого подключен к первому входу устройства 7 запрета, второй вход которого соединен с выходом порогового устройства 4, а выход устройства 7 запрета соединен с вторым выходом 8 фотодатчика,4Устройство запрета выполнено на 3-триггере 9, резисторе 10 и конденсаторе 11, причем С -вход триггера 9 является первым входом устройства 7 запрета, 3 -вход - вторым входом устройства 7 запрета, инверсный выход - вторым выходом Фотодатчика, а прямой выход триггера 9 через резистор 10 соединен с 0 -входом и конденсатором 11.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии фиг,21 фото- приемник 1 освещен и его ток 1 максимальный. При затемнении фотоприемника объектом, ток фотоприемника резко падает. Напряжение на конденсаторе 2 падает постепенно вследствие его разряда через входные цепи пороговых устройств 3 и 4. При постепенном уменьшениИ напряжения Пз,1 на входах пороговых устройств последние срабатывают, причем уровни порогов П, и Б,ро 4 выбиРаютцОроотаким образом, что устройство 4 срабатывает раньше, чем устройство 3.После прохождения объекта освещенность фотоприемника 1 и ток черезнего восстанавливают прежние уровни,но напряжение на входах пороговыхустройств 3 и 4 возрастает постепенно вследствие линейного заряда кон11307 35 3ройства 3 и 4 принимают исходныесостояния, причем устройство 3 раньше, чем устройство 4. На выходахпороговых устройств 3 и 4 возникаютимпульсы напр .ения ивЫх ъ и Цвых 4. 5Импульсы с выхода устройства 4 поступают на 1) -вход триггера 9, а свыхода устройства 3 - на первыйвыход 5 фотодатчика (выходную шину)и на вход устройства б задержки,С выхода устройства б задержкизадержанный инвертированный импульсБ вы в поступает на С -вход триггера9. Исходное состояние триггера9 - нулевое. Величину задержки1 в выбирают таким образом чтозадйий фронт задержанного импульсаприходит на С -вход триггера 9,после окончания импульса на 2 -входе 20Таким образом, триггер не изменяет своего состояния, и на выходе 8импульс Увв не возникает.При воздействии на фотоприемникпомех импульс тока имеет либо небольшую длительность, но большуюамплитуду, либо, наоборот, большуюдлительность, но небольшую амплитуду,В этих случаях импульсы на выходахфотодатчика не возникают (фиг,2) 30вследствие интегрирования тока фотоприемника на конденсаторе или вследствие недостаточной амплитуды. Напряжение на входах пороговых устройств3 и 4 в этом случае не достигаетпорогов и не вызывает срабатыванияустройств 3 и 4.Уменьшение исходной освещенностифотоприемника 1 под действием каких-либо факторов, например вследствие загрязнения фотодатчика, уменьшает начальный ток. При затемнениифотоприемника 1 объектом работа фотодатчика происходит аналогично описанной. Отличие возникает после прохождения объекта, так как начальныйток фотоприемника становится меньше,длительность заднего фронта импульса на конденсаторе 2 возрастает,ибо она пропорциональна току заряда 50конденсатора. Увеличение длительности заднего фронта импульса навходах пороговых устройств 3 и 4 приводит к увеличению длительностиимпульсов на их выходах, причем на 55выходе устройства 4 в большей степени, чем на выходе устройства 3.Так как время задержки устройства 6 45 4остается постоянным, то к моменту прихода на С -вход триггера 9 заднего фронта инвертированного задержанного импульса с выхода устройства 6, на 3 -входе импульс еще присутствует и триггер изменяет свое состояние на единичное. На выходе 8 возникает перепад напряжения, свидетельствующий об уменьшении освещенности. Через некоторое время, определяемое величиной сопротивления резистора и емкостью конденсатора 11, триггер принимает исходное состояние.Применение в качестве устройства запретами -триггера вызвано тем, что в известных схемах запрета импульс большей длительности запрещает прохождение импульсов равной или меньшей длительности.Предлагаемая схема запрета позволяет запретить прохождение импульса большей длительности импульсом меньшей длительности.Одновременно схема запрета формирует выходной импульс необходимой длительности с помощью КС-цепи.Кроме того, при нормальной освещенности пересечение луча света помехой может вызвать срабатывание порогового устройства 4 и не вызватьлсрабатывание порогового устройства 3. Устройство запрета на 2 -триггере в отличие от известных схем запрета игнорирует импульс на втором входе устройства запрета импульс не возникает.Величину порога срабатывания порогового устройства 4 выбирают таким образом, что при уменьшении освещенности импульс на выходе 8 возникает раньше,чем возникают срабатывания фотодатчика, вызываемые помехами.Изобретение в пневмотранспортных установках ползволяет существенно повысить эксплуатационную надежность установок и поднять их производительность вследствие сокращения в несколько раз числа сбоев и отказов фотодатчиков, приводящих к простою установок, связанному с устранением причин сбоев и отказов.Степень полезного использования установок повышается также в связи с введением сигнализации о загрязнении фотодатчкка, в результате чего периодические профилактические работы можно производить по мере необходимости.1130745 ар Фвех ставитель А,Чурбаковхред А.Вабинец Корректор М.Максиюппн едакто Сае сно з 4 Патент", г. Ужгород, ул.Проектна иал ИсходнаяосВеисеинкаь т И 00/29 Тираж 822 ВНИИПИ Государственно по делам изобретенкВ 3035, Москва, Ж, Ра ПониженнаяОсВещенносеь Подкойитета ССоткрытийская наб., д