Индуктивно-оптический датчик положения и контроля

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1422800, кл. 6 01 В 21/00, 1987.(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляраспознавания нагретых металлических инеметаллических изделий. Цель изобретения - повышение достоверности работыдатчика путем устранения ложных срабатываний от ненагретых металлических предметов. При перемещении нагретыхметаллических предметов относительно индуктивно-оптического датчика, выполненного в виде катушки индуктивности,размещенной в кольцевом пазу чашки ферритового сердечника 3 с центральным отверстием, и инфракрасного фотоприемника 8, установленного соосно с центральным отверстием чашки сердечника 3 со стороны, противоположной размещению катушки индуктивности, происходит последовательное пересечение электромагнитного поля датчика, засвечивание фотоприемника 8, При этом на выходной шине 7 появляется сигнал "1", несущий информацию о попадании в зону действия датчика нагретого металлического предмета. На выходной шине 12 при этом присутствует сигнал "0", При попадании в зону действия датчика нагретого не- металлического предмета информационный сигнал появляется только от фотоприемника 8, который проходит на шину 12, при этом на шине 7 присутствует сигнал "0". При попадании в зону действия датчика ненагретого металлического предмета на шинах 7 и 12 присутствует нулевой сигнал. Датчик обеспечивает распознавание нагретых металлических и неметаллических предметов и устраняет ложные срабатывания от ненагретых металлических предметов, 2 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для распознавания нагретых металлических и неметаллических изделий и их дифференцированного счета, а также в качестве датчика положения и контроля нагретых иэделий в технологических линиях и комплексах.Цель изобретения - повышение достоверности работы датчика путем устранения его ложных срабатываний от ненагретых металлических предметовНа фиг,1 представлена блок-схема датчика; на фиг.2 - схема взаимного расположения фотоприемника и контролируемого изделия относительно ферритового сердечника.Датчик содержит индуктивный чувствительный элемент 1, выполненный в виде катушки 2 индуктивности, размещенной в кольцевом пазу чашки ферритового сердечника 3 с центральным отверстием, высокочастотный генератор 4 электрических колебаний, выполненный, например, по схеме индуктивной трехточки, причем выходы индуктивного чувствительного элемента подключены к цепям его колебательного контура, пороговый элемент 5, вход которого подключен к выходу высокочастотного , генератора электрических колебаний, логический элемент 2 И б, первый вход которого соединен с выходом порогового элемента,первую выходную клемму 7, соединенную с выходом логического элемента 2 И и являющуюся первым выходом датчика, инфракрасный фотоприемник 8, формирователь 9, к входу которого подключен фотоприемник, а выход соединен с вторь 1 м входом логического элемента 2 И, инвертор 10, вход которого соединен с выходом формирователя,логический элемент 2 ИЛИ-НЕ 11, первый вход которого соединен с выходом инвертора 10, а второй вход - с выходом. логического элемента 2 И, и вторую выходную клемму 12, соединенную с выходом логического элемента 2 ИЛИ-НЕ и являющуюся вторым выходом датчика. Фотоприемник 8 установлен (фиг.2) соосно с центральным отверстием чашки ферритового сердечника 3 со стороны, противоположной размещению катушки индуктивности, Такое взаимное расположение индуктивного чувствительного элемента 1 и фотоприемника 8 всегда обеспечивает пересечение контролируемым изделием, перемещающимся относительно открытого торца чашки ферритового сердечника 3 и в пределах действия его электромагнитного поля, сначала электромагнитного поля, э затем засвечивание фотоприемника 8.35 40 505 5 10 15 20 25 30 Датчик работает следующим образом, При подаче напряжения питания и отсутствии в зоне действия магнитного поля контролируемого изделия генератор 4 переходит в режим генерации высокочастотных колебаний, постоянная составляющая которых на его выходе создает падение напряжения, превышающее пороговое значение триггера порогового элемента 5. При этом пороговый элемент 5 переключается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение с уровнем "0", которое прикладывается к одному из входов логического элемента 2 И б, В результате на выходе логического элемента 2 И и выходной клемме 7 устанавливается напряжение с уровнем "0", прикладываемое на первый вход логического элемента 2 ИЛИ-НЕ 11. Фотоприемник 8 находится в затемненном состоянии, и на выходе формирователя 9 устанавливается напряжение с уровнем "О", а на выходе инвертора 10 - напряжение с уровнем "1". Это напряжение подается на второй вход логического элемента 2 ИЛИНЕ 11, инвертируется им, так как на его первый вход подается разрешающий нулевой уровень напряжения с выхода логического элемента 2 И, и в результате на второй выходной клемме 12 устанавливается напряжениес уровнем "0". С выхода формирователя 9 на второй вход логического элемента 2 И 6 поступает напряжение с уровнем "0".В режиме распознавания нагретых металлических и неметаллических изделий. при котором контролируемое изделие перемещается относительно открытого торца чувствительного элемента 1 в пределах зоны действия электромагнитного поля, датчик работает следующим образом.При введении в направлении стрелки в зону действия электромагнитного поля нагретого металлического изделия происходит . срыв генерации генератора 4 вследствие внесения затухания в его колебательный контур. В результате резко уменьшается постоянная составляющая напряжения на выходе генератора, и, когда его значение оказывается ниже порогового значения триггера порогового элемента 5, последний переключается в другое устойчивое состояние, при котором на его выходе и первом входе логического элемента 2 И б устанавливается напряжение с уровнем "1".Через некоторый промежуток времени контролируемое нагретое металлическое изделие перекрывает центральное отверстие чашки ферритового сердечника 3 и сво 161026810 15 20 25 30 35 40 45 50 55 им инфракрасным световым потоком засвечивает фотоприемник 8.При этом на выходе формирователя 9, входе инвертора 10 и втором входе логического элемента 2 И б устанавливается напряжение с уровнем "1", а на выходе инвертора 10 - напряжение с уровнем "0".В момент появления на обоих входах элемента 2 И напряжений с уровнями "1" на его выходе, и, следовательно, на первом входе логического элемента 2 ИЛИ-НЕ 11 и первой выходной шине 7 устанавливается напряжение с уровнем "1",При продолжении перемещения контролируемого нагретого металлического изделия оно, оставаясь в зоне действия электромагнитного поля, открывает центральное отверстие чашки ферритового сердечника 3. При этом фотоприемник снова затемняется и на выходе формирователя 9 и втором входе элемента 2 И 6 устанавливается уровень "0", а на выходе инвертора 10 - уровень "1", В момент появления на втором входе элемента 2 И "0" он переключается и на первой выходной шине 7 и первом входе элемента .2 ИЛИ-НЕ 11 устанавливается "0".Затем в момент выхода контролируемого изделия из зоны действия электромагнитного поля генератор 4 снова переходит в режим генерации колебаний, т,е. в исходное состояние, в результате чего пороговый элемент 5 также переключается в исходное состояние, при котором на его выходе и первом входе элемента 2 И устанавливается "0",Следовательно, при прохождении контролируемого нагретого металлического изделия относительно торца индуктивного чувствительного элемента на первой выходной клемме 7 формируется импульс напряжения с уровнем "1", а на выходе инвертора 10 - импульс напряжения с уровнем "0", который на вторую выходную клемму 12 через логический элемент 2 ИЛИ-НЕ 11 не проходит, так как поданный одновременно с выхода логического элемента 2 И 6 на первый вход логического элемента 2 ИЛ И-Н Е 11 импульс напряжения с уровнем "1" запрещает его прохождение.В случае перемещения по стрелке нагретого неметаллического изделия относительно открытого торца индуктивного чувствительного элемента 1 существенного затухания в колебательный контур генератора 4 оно не вносит. При этом изменения режима генератора 4 и срабатывания порогового устройства 5 не происходит, в результате чего на выходе порогового элемента 5 и на первой выходной клемме 7 формирования импульсов напряжений непроисходит, В этом случае формируются только импульс напряжения с уровнем "1" на выходе формирователя 9 и импульс напряжения с уровнем "0" на выходе инвертора 10, который инвертируется логическим элементом 2 ИЛИ-НЕ 11 и проходит на выходную клемму 12, так как в этот момент на первый вход логического элемента 2 ИЛИНЕ 11 с выхода логического элемента 2 И 6 поступает разрешающий нулевой логический уровень напряжения,Таким образом, в описанном режиме работы датчика сигнал на его первой выходной клемме 7 однозначно соответствует прохождению относительно торца чувствительного элемента 1 нагретого металлического изделия,а сигнал на второй выходной клемме 12 - прохождению нагретого неметаллического изделия, что обеспечивает распознавание нагретых металлических инеметаллических изделий,При перемещении контролируемого нагретого изделия за пределами зоны действия электромагнитного поля предлагаемыйдатчик не реагирует дифференцированно нанагретые металлические и неметаллические изделия. В этом случае он работает как бесконтактный фотоэлектрический датчик положения, одинаково срабатывающий от нагретых металлических и нагретых неметаллических изделий,Припопадании в зону действия электромагнитного поля датчика постороннего ненагретого металлического предмета на выходе порогового элемента формируется импульс напряжения с уровнем "1", который поступает на первый вход логического элемента 2 И 6, Однако этот ложный импульс на выход логического элемента 2 И 6 выходную клемму 7 не проходит, так как одновременно на второй вход логического элемента 2 И 6 с выхода формирователя 9 поступает запрещающий нулевой уровень напряжения,Таким образом, датчик позволяет реализовать режим дифференцированного реагирования на нагретые металлические и неметаллические изделия, т.е, осуществлять распознавание металлических и неметаллических (прозрачных и непрозрачных) изделий с учетом их термического состояния,Формула изобретения Индуктивно-оптический датчик положения и контроля, содержащий последовательно соединенные генератор. электрических колебаний с индуктивным чувствительным элементом, включенным в цепь его колебательного контура, и порого1610268 оставитель И.Юрьеваехред М.Моргентал Корректор С.Ш дакт гар Заказ 3728 ВНИИПТираж 483 Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 1 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 вый элемент, последовательно соединенные инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, инвертор и логический элемент 2 ИЛИ-НЕ, выход которого является вторым выходом датчика, индуктивный чув ствительный элемент выполнен в виде катушки индуктивности, размещенной в кольцевом пазу ферритового сердечника с центральным отверстием, соосно с которым размещен инфракрасный фотоприемник со 10 стороны, противоположной размещению катушки индуктивности, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения достоверности работы датчика путем устранения ложных срабатываний от ненагретых металлических предметов, он снабжен логическим элементом 2 И, первый вход которого соединен с выходом порошкового элемента, второй вход - с выходом формирователя, а выход, являющийся первым выходом датчика, соединен с вторым входом логического элемента 2 ИЛИ-НЕ.