Устройство для распознавания цветных меток

(56) Авторское свидетельство СССРР 1000779, кл. О 01 ) 3/46, 1981.Авторское свидетельство СССРМ 1539543, кл. 6 01,3 3/46, 1988.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯЦВЕТОВЫХ МЕТОК и. 1 и масштабных преобльных сумматоров,р и регистратор, Втического сигнала матиэа- частноающей и вида ение в Изобретение относится ции технологических процес сти для контроля продукции в лотках, имеющих цветов продукции, и может найти пищевой промышленности,При разработке устройст пищевой промышленности и ходимость решать вопросы вида продукции по их цветов торые наносятся на боковые в котором находится продук сокращения оборудования приходится отказываться о ного построения приемных у зультаты распознавания д доступной форме представл перерабатывающего пищев Одним из вариантов решен является предлагаемое техн ние,Известно устройство цвета, которое содержит тр преобразо вателей, д же общий устройств деляется и го суммат вателеи ополнит суммато е цвет о о максим ора,к авто сов, в поступ ые метк примен реному сигналу с общедля определения и канала: фотоСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) в управления в оя вилась необраспознавания ым меткам, костенки объекта, т, При этом для распознаванйя т многоканальстройств, а реолжны быть вены оператору ого комплекса, ия этой задачиическое реше 2(57) Использование: контроль продукции, поступающей в лотках, Сущность изобретения: с приходом объекта с меткой свет из тубуса с лампами отражается от цветовой метки и попадает на фотодиод. С выхода усилителя выходной сигнал сравнивается по уровню напряжения с напряжением на соответствующих выходах блока делителя на четырех компараторах, В результате сравнения загорается только один из светодиодов красный, желтый, синий или зелены л Недостатком этого устроиства является то, что для анализа цвета используются многоканальные фотопреобразующие устройства и отсутствует наглядность в результатах при определении цвета.Известно устройство для идентификации объекта, которое содержит источник света, образец, три канала с фильтрами фотоэлементов, три фотопреобразователя, четырехполюсники, генератор, сумматоры, индикаторы.Недостатками устройства являются сложная регулировка четырехполюсников при обрабогке ситналоа с трех каналов фотопреобразователей и .наличие только двух индикаторов цвета.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для распознавания цвета, содержащее объект, два излучателя, фотоприемник, два усилителя, синхронный фильтр, 5 фазовый детектор, компаратор, коммутатор.Недостатком данного устройства является сложность обработки информации с выхода фотоприемника, т,к. фазовый детек тор и синхронный фильтр требуют математических расчетов для настройки, кроме того выходной сигнал с компаратора не дает наглядной информации о цвете, для его обработки требуются последующие устройст ва.Цель изобретения - повышение надежности и наглядности при распознавании цветовой метки.Поставленная цель достигается тем, что 20 в устройство для распознавания цветовых меток, содержащее два светодиодных излучателя с длинами волн излучения А 1 и А 2 соответственно, аналоговый коммутатор, два операционных усилителя, первый 25 компаратор и фотодиодный фотоприемник, подключенный к входу первого"операционного усилителя, введены тубус с двумя лампами накаливания, элементы 2 ИНЕ, ЗИ-НЕ, три компаратора, блок делите лей, третий и четвертый светодиодные излучатели с длинами волн излучения Хэ исоответственно, шесть резисторов, инвертор и. цветофильтр, установленный перед фотоприемником, при этом 35 информационные входы аналогового коммутатора подключены к выходу второго операционного усилителя и к инвертирующему входу первого компаратора, выходы инвертора, элемента 2 И-НЕ и элемента ЗИ-НЕ подключены, соответственно, к первому, второму и третьему управляющим входам аналогового коммутатора, первый, второй и третий выходы которого подключены, соответственно, к инвертирующим входам вто рого, третьего и четвертого компараторов, выход первого компаратора подключен к входу инвертора, к первым входам элементов 2 И-НЕ и ЗИ-НЕ и через первый резистор - к катоду первого светодиодного излучате ля, выход второго компаратора подключен к вторым входам элементов 2 И-ЙЕ и ЗИ-НЕ и через второй резистор - к катоду второго светодиодного излучателя, выход третьего компаратояа подключен к третьему входу 55 элемента ЗИ-НЕ и через третий резистор - к катоду третьего светодиодного излучателя, выход четвертого компаратора через четвертый резистор подключен к четвертому светодиодному излучателю, аноды светодиодных излучателей подключены к шине "плюс" устройства и обьединены с первыми выводами ламп накаливания, вторые выводы которых объединены с анодом фотодиода фотоприемника и подключены к шине "общий" устройства, неинвертирующие входы компараторов подключены, соответственно, к первому, второму, третьему и четвертому выходам блока делителей, первый и второй входы которого подключены, соответственно, к шинам "минус" и "общий" устройства, при этом инвертирующий вход второго операционного усилителя через пятый резистор подключен к выходу первого операционного усилителя, а через шестой переменный резистор - к выходу второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине "общий" устройства.Цветовой фильтр, который расположен перед фотоприемником, позволяет в зависимости от величины отраженного от цветовой метки излучения получать на выходе операционных усилителей различный по уровню напряжения сигнал, Различение по уровню сигналов с цветовых метоккрасной. желтой, синей и зеленой осуществляется с помощью делителей на входах компараторов, Зто дает возможность сократить оборудование, т.к. для анализа цветовых меток используется всего один канал обработки сигнала.На чертеже представлена структурная схема устройства для распознавания цветовых меток.Устройство для распознавания цветовых меток содержит два светодиодных излучателя 1, 2 с длинами волн излучения Л 1 и 12 соответственно, аналоговый коммутатор 3, два операционных усилителя 4 и 5, первый компаратор 6, фотодиодный фото- приемник 7, подключенный к входу первого операционного усилителя 4, тубус 8 с двумя лампами 9 накаливания, элементы 10, 11 2 И-НЕ й ЗИ-НЕ соответственно, три компаратора 12-14, блок 15 делителей, третий и четвертый светодиодные излучатели 16 и 17 сдлинами волн излучения Лз и Х 4 соответственно, шесть резисторов 18-23, ин вертор 24 и цветофильтр 25, установленный перед фотоприемником 7, При этом информационные входы аналогового коммутатора 3 подключены к выходу второго операционного усилителя 5 и к инвертирующему входу первого компараторэ 6, выходы инвертора 24, элемента 10 2 И-НЕ и элемента 11 ЗИ-НЕ подключены соответственно к первому, вто-. рому и третьему управляющим входам эна10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 логового коммутатора 3, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к инвертирующим входам второго 12, третьего 13 и четвертого 14 компараторов. Выход первого компаратора б подключен к входу инвертора 24, к первым входам элементов 10, 11 2 И-НЕ и ЗИ-НЕ соответственно и через первый резистор 18 - к катоду первого светодиодного излучателя 1, выход второго компаратора 12 подключен к вторым входам элементов 10 и 11 2 И-НЕ и ЗИ-НЕ соответственно и через второй резистор 19 - к катоду второго светодиодного излучателя 2, выход третьего компаратора 13 подключен к третьему входу элемента 11 ЗИ-НЕ и через третий резистор 20 - к катоду третьего светодиодного излучателя 16, выход четвертого компаратора 14 через четвертый резистор 21 подключен к четвертому светодиодному излучателю 17. Аноды светодиодных излучателей 1, 2, 16, 17 подключены к шине 26 "плюс" устройства и соединены с первыми выводами ламп 9 накаливания, вторые выводы которых объединены с анодом фотодиода фотоприемника 7 и подключены к шине 27 "общий" устройства, неинвертирующие входы компараторов 6, 12, 13, 14 подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам блока 15 делителей, первый и второй входы которого подключены соответственно к шинам 28 "минус" и 27 "общий" устройства, при этом инвертирующий вход второго операционного усилителя 5 через пятый резистор 22 подключен к выходу первого операционного усилителя 4, а через шестой переменный резистор 23 - к выходу второго операционного усилителя 5, неинвертирующий вход которого подключен к шине 27 "общий" устройства,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии обьект с меткой отсутствует. На фотоприемник 7 свет из тубуса 8 с лампами 9 не попадает. На выходе операционного усилителя 4 присутствует небольшое напряжение положитсльной полярности. На первол, втсром, третьем и четвертом выходах блока 15 делителей для каждого компаратора б, 12, 13, 14 устанавливается свое отрицательное напряжение порога срабатывания, так как на входах компаратора б выставлены разнополярные напряжения, то на его выходе присутствует сигнал высокого уровня напряжения, красный фотодиод 1 погашен, а высокий уровень сигнала постуг.-:ат на инвертор 24. С выхода инвартора низкий уровень напряжения разрешает прохо кдание положительного напряжения с первого информационного входа на первый информационный выход аналогового коммутатора 3, На входах компаратора 12 разнополярные нпряжения, поэтому на его выходе присутствует высокий уровень сигнала, который не зажигает желтый светодиод 2 и вместе с сигналом с выхода компаратора 6 через элемент 10 2 И-НЕ разрешает прохождение сигнала с второго информационного входа аналогового компаратора 3 на вход третьего компаратора 13, Высокий уровень сигнала на выходе компаратора 13 не зажигает синий светодиод 16 и совместно с сигналами компараторов 6 и 12 через элемент 11 ЗИ-НЕ разрешает прохождение сигнала с третьего информационного входа, коммутатора 5 на вход компаратора 14. На выходе компаратора 14 стоит высокий уровень сигнала - зеленый светодиод 17 не горит, Для более равномерной засветки объекта используются две лампы накаливания 9.Когда появляется обьект с меткой (лоток с продуктом), то отраженный свет с цветовой метки попадет через цветофильтр 25 на фотодиод 7, На выходе усилителя 5 появится высокий уровень напряжения, Напряжение на выходе усилителя 5 имеет самое большое значение на красной метке, на,желтой метке оно меньше, чем на красной, далее следует в сторону уменьшения напояжения на синюю метку и зеленую метку. Делители на-. пряжения также настроены каждый на напряжение своей метки, Допустим, появился объект с красной меткой. Напряжение с выхода усилителя 5 на компараторе б совпало с выходным напряжением с соответствующего делителя блока 15, на выходе компаратора б появился сигнал низкого уровня напряжения, который зажжет красный светодиод 1 и запретит прохождение через аналоговый коммутатор 3 напряжение с выхода усилителя 5. На выходах инвертора 24 и элементов 10, 11 установятся высокие уровни напряжения, Когда объект с маткой уйдет из поля зрения фотоприемни-. ка 7, на выходе усилителя 5 установится вновь небольшое положительное напряжение, На выходе компгратора б - высокий уровень напряжения, красный светодитод 1 погаснет, и на выходах инвертора 24 и элементов 10, 11 установятся низкие уровни напряжения, т.е, напряжение с выхода усилителя 5 поступит на входы компараторов б, 12, 13, 14.Допустим, появился обьект с меткой синего цвета, На выходе усилителя 5 появится сигнал уровня найряжения, который меньше уровней красного и желтого цьатов, равен синему и больше зеленого, поэтомусработает компаратор 13 и зажжет синийсветодиод 16, Низкий уровень напряженияс выхода компаратора 13 через элемент 11ЗИ-НЕ запретит прохождение сигнала с выхода усилителя 5 на третий выход аналогового коммутатора 3, т.е. на инвертирующийвход компаратора 14.После ухода объекта с меткой из полязрения фотоприемника 7 на выходе усилителя 5 установится небольшое положительное напряжение. На выходе компаратора 13установится высокий уровень напряжения,синий светодиод 16 погаснет, на выходе .элемента 11 ЗИ-НЕ установится низкий уровень напряжения, который разрешит прохождение напряжения с выхода усилителя 5на третий вход коммутатора 3. Схема будетв исходном состоянии,От зеленой метки на объекте сработаеттолько компаратор 14, т,к, уровень напряжения на выходе усилителя 5 от этой меткисамый малый,Таким образом, устройство позволяет спомощью одного канала выделять четырецветовых метки на объекте, что повышает 25его надежность, а наличие цветовых индикаторов позволяет оператору наглядно различать вид продукта.Формула изобретенияУстройство для распознавания цветовых меток, содержащее два светодиодныхизлучателя с длинами волн излучения А 1 иЛ 2, соответственно, аналоговый коммутатор, два операционных усилителя, первыйкомпаратор и фотодиодный фотоприемник, 35подключенный к входу первого операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности и наглядности при распознавании цветовых меток, в него введены тубус с двумя лампами 40накаливания, элементы 2 И-НЕ, ЗИ-НЕ, трикомпаратора, блок делителей, третий и четвертый светодиодные излучатели с длинамиволн излучения А з и А д соответственно,шесть резисторов, инвертор и цветофильтр, 45 установленный перед фотоприемником, при этом информационные входы аналогового коммутатора подключены к выходу второго операционного усилителя и инвертирующему входу первого компаратора, выходы инвертора, элементы 2 И-НЕ и элемента ЗИ-НЕ подключены соответственно к первому, второму и третьему управляющим входам аналогового коммутатора, первый, второй и третий выход которого подключены к инвертирующим входам второго, третьего и четвертого компараторов, выход первого компаратора подключен к входу инвертора, к первым входам элементов 2 И-НЕ и ЗИ-НЕ и через первый резистор - к катоду первого светодиодного излучателя, выход второго компаратора подключен к вторым входам элементов 2 И-НЕ и ЗИ-НЕ и через второй резистор - к катоду второго светодиодного излучателя, выход третьего компаратора подключен к третьему входу элемента ЗИ-НЕ и через третий резистор - к катоду третьего светодиодного излучателя, выход четвертого компаратора через четвертый резистор подключен к четвертому светодиодному излучателю, аноды светодиодных излучателей подключены к шине "плюс" устройства и обьединены с первыми выводами ламп накаливания, вторые выводы которых объединены с анодом фо длиода фотоприемника и подключены к шине "общий" устройства, неинвертирующие входы компараторов, подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам блока делителей, первый и вторсй входы которого подключены соответственно к шинам "минус" и "общий" устройства, при этом инвертирующий вход второго операционного усилителя через пятый рея:1 стор подключен к выходу первого операционноо усилителя, а через шестой переменный резистор - к выходу второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине "общий" устройства.1784844Составитель В,Ермаков Редактор А.Бер Техред М,Моргентал Корректор М,Керецман Заказ 4358 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин