Индуктивно-оптический датчик положения и контроля

Индуктивно-оптический датчик положения и контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для распознавания нагретых металлических и неметаллических изделий. Цель изобретения - повышение достоверности работы датчика путем устранения ложных срабатываний от ненагретых металлических предметов. При перемещении нагретых металлических 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 логической 1, несущий информацию о попадании в зону действия датчика нагретого металлического предмета. На выходной шине 12 при этом присутствует сигнал логического "0". При попадании в зону действия датчика нагретого неметаллического предмета информационный сигнал появляется только от фотоприемника 8, который проходит на шину 12, при этом на шине 7 присутствует сигнал логического "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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 6 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4493500/24-28 (22) 12.10.88 (46) 30,11.90. Бюл. ¹ 44 (72) С.В.Карпенко (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1422800, кл. G 01 В 21/00, 1987. (54) ИНДУКТИВНО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

ПОЛОЖЕНИЯ И КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для распознавания нагретых металлических и неметаллических изделий. Цель изобретения — повышение достоверности работы датчика путем устранения ложных срабатываний от ненагретых металлических предметов. При перемещении нагретых металлических предметов относительно индуктивно-оптического датчика, выполненного в виде катушки индуктивности, размещенной в кольцевом пазу чашки ферритового сердечника 3 с центральным отверстием, и инфракрасного фотоприемника,,50„, 1610268 А1

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 неметаллического 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, 1610268

40

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 предметов..

На 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 2И 6, первый вход которого соединен с выходом порогового элемента, первую выходную клемму 7, соединенную с выходом логического элемента 2И и являющуюся первым выходом датчика, инфракрасный фотоприемник 8, формирователь 9, к входу которого подключен фотоприемник, а выход соединен с вторь1м входом логического элемента 2И, инвертор 10, вход которого соединен с выходом формирователя, логический элемент 2ИЛИ-НЕ 11, первый вход которого соединен с выходом инвертора 10, а второй вход — c выходом. логического элемента 2И, и вторую выходную клемму 12, соединенную с выходом логического элемента 2ИЛИ-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 ферритавого сердечника 3 и в пределах действия его электромагнитного поля, сначала электромагнитного поля, э затем засвечивание фотоприемника 8.

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 "îñòàâëÿþùàÿ 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 2И б, В результате на выходе логического элемента 2И и выходной клемме 7 устанавливается напряжение с уровнем "0", прикладываемое на первый вход логического элемента

2ИЛИ-НЕ 11.

Фотоприемник 8 находится в затемненном состоянии, и на выходе формирователя

9 устанавливается напряжение с уровнем

"0", а на выходе инвертора 10 — напряжение с уровнем "1". Это напряжение подается на второй вход логического элемента 2ИЛИНЕ 11, инвертируется им, так как на его первый вход подается разрешающий нулевой уровень напряжения с выхода логического элемента 2И, и в результате на второй выходной клемме 12 устанавливается напряжениес уровнем "0". С выхода формирователя 9 на второй вход логического элемента 2И 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 30ны 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 2И б устанавливается напряжение с уровнем "1".

Через некоторый промежуток времени контролируемое нагретое металлическое изделие перекрывает центральное отверстие чашки ферритового сердечника 3 и сво1610268

25

35

55 им инфракрасным световым потоком засвечивает фотоприемник 8.

При этом на выходе формирователя 9, входе инвертора 10 и втором входе логического элемента 2И 6 устанавливается напряжение с уровнем "1", а на выходе инвертора 10 — напряжение с уровнем "0".

В момент появления на обоих входах элемента 2И напряжений с уровнями "1" на его выходе, и, следовательно, на первом входе логического элемента 2ИЛИ-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 2И 6 устанавливается уровень "0", а на выходе инвертора

10 — уровень "1". В момент появления на втором входе элемента 2И "0" он переключается и на первой выходной шине 7 и первом входе элемента .2ИЛИ-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 2И 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 2ИЛИ-НЕ 11 не проходит, так как поданный одновременно с выхода логического элемента 2И 6 на первый вход логического элемента 2ИЛ 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 не происходит, 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 2ИЛИ-НЕ 11 и проходит на выходную клемму 12, так как в этот момент на первый вход логического элемента 2ИЛИНЕ 11 с выхода логического элемента 2И 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 и неметаллических изделий, При перемещении контролируемого нагретого изделия за пределами зоны действия электромагнитного поля предлагаемый датчик не реагирует дифференцированно на нагретые металлические и неметаллические изделия. B этом случае он работает как бесконтактный фотоэлектрический датчик положения, одинаково срабатывающий от нагретых металлических и нагретых неметаллических изделий.

При попадании 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 2И 6, Однако этот ложный импульс на выход логического элемента 2И 6 выходную клемму 7 не проходит, так как одновременно на второй вход логического элемента 2И

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

Составитель И.Юрьева

Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор А,Огар

Заказ 3728 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 вый элемент, последовательно соединенные инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, инвертор и логический элемент 2ИЛИ-НЕ, выход которого является вторым выходом датчика, индуктивный чув- 5 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 2И, первый вход которого соединен с выходом порогового элемента, второй вход — с выходом формирователя, а выход, являющийся первым выходом датчика, соединен с вторым входом логического элемента 2ИЛИ-НЕ.