Устройство идентификации изделий

Устройство идентификации изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в машиностроении для идентификации (распознавания) нагретых металлических и ненагретых металлических и неметаллических изделий, а также в качестве датчика контроля положения изделий с учетом их термического состояния и вида материала.

Известно устройство идентификации (распознавания) изделий, содержащее последовательно соединенные генератор электрических колебаний с индуктивным чувствительным элементом, выполненным в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытой чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, и включенным в цепь его колебательного контура, пороговый элемент, последовательно включенные фотоприемник и формирователь импульсов, а также логический элемент ИЛИ-НЕ, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, первую выходную клемму, соединенную с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся первым выходом устройства, вторую выходную клемму, являющуюся вторым выходом устройства (см. авторское свидетельство SU 1185419 А, МКИ⁴ Н01Н 36/00 "Датчик положения и контроля", 1985 1015). Такое устройство имеет суженные функциональные возможности, так как производит идентификацию (распознавание)

- только ненагретых металлических и неметаллических изделий и не позволяет производить идентификацию наряду с ненагретыми металлическими и неметаллическими изделиями нагретых металлических изделий,

- ограниченной номенклатуры контролируемых изделий, т.е. им осуществляется идентификация каждого изделия только из двух разновидностей контролируемых изделий на одном соответствующем выходе устройства из двух выходов, и не позволяет производить идентификацию изделий, имеющих более расширенную номенклатуру по числу, виду материала и термическому состоянию контролируемых изделий. Например, такое устройство не позволяет идентифицировать одно изделие из трех разновидностей контролируемых изделий (нагретое металлическое, ненагретое металлическое, ненагретое неметаллическое) на одном из трех соответствующих выходах устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство идентификации изделий, содержащее последовательно включенные инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, последовательно соединенные генератор электрических колебаний с индуктивным чувствительным элементом, выполненным в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытой чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, и включенным в цепь его колебательного контура, пороговый элемент, а также логический элемент ИЛИ-НЕ, первую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся первым выходом устройства, логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, второй вход - с прямым выходом порогового элемента, вторую выходную клемму, соединенную с выходом логического элемента И и являющуюся вторым выходом устройства (см. авторское свидетельство SU 1610268 А1, МКИ⁵ G01B 21/00 "Индуктивно-оптический датчик положения и контроля", 19901130).

Однако такое устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как

- производит идентификацию только нагретых металлических и неметаллических изделий и не позволяет производить идентификацию (распознавание) наряду с нагретыми металлическими изделиями ненагретых металлических и неметаллических изделий;

- осуществляет идентификацию изделий из числа ограниченной номенклатуры по числу разновидностей контролируемых изделий в соответствии с алгоритмом идентификации каждого из двух разновидностей контролируемых изделий на один соответствующий выход из двух выходов устройства и не позволяет осуществлять идентификацию изделий из числа расширенной номенклатуры (например, из набора, состоящего из трех видов контролируемых изделий, - нагретое металлическое, ненагретое металлическое, ненагретое неметаллическое) по числу разновидностей контролируемых изделий согласно алгоритму, идентификацию каждого изделия из трех разновидностей контролируемых изделий на один соответствующий выход из трех выходов устройства.

Кроме того, такое устройство характеризуется двумя зонами его чувствительности - ближней и дальней зонами чувствительности вдоль оси симметрии индуктивного чувствительного элемента, совпадающей с осью симметрии центрального отверстия чашки его ферритового сердечника. В ближней зоне чувствительности, в которой одновременно действуют электромагнитное поле индуктивного чувствительного элемента и инфракрасное излучение контролируемого нагретого изделия в пределах чувствительности инфракрасного фотоприемника, производится идентификация (распознавание) контролируемых изделий. В дальней зоне чувствительности, в которой действует только инфракрасное излучение контролируемых изделий в пределах чувствительности фотоприемника инфракрасного излучения от конца границы ближней зоны чувствительности и до расстояния предельной чувствительности инфракрасного фотоприемника, такое устройство работает только как бесконтактный фотоэлектрический датчик, в одинаковой степени срабатывающий от нагретых металлических и неметаллических изделий по его первому выходу (выходная клемма 12). Это приводит к снижению надежности его работы в режиме идентификации контролируемых изделий, когда устройство находится в исходном состоянии, при котором на его выходах установлены напряжения с уровнями логического "0", а контролируемые им изделия находятся за пределами действия зоны действия его чувствительного элемента, из-за ложных его срабатываний от посторонних источников инфракрасного излучения, которыми являются нагретые металлические и неметаллические предметы и технологические источники инфракрасного излучения. При этом ложные его срабатывания проявляются в виде формирования на его выходной клемме 12 ложных импульсов напряжения с уровнем логической "1".

Наряду с этим такое устройство обладает низкой надежностью работы в пределах ближней зоны его чувствительности при случайном попадании посторонних нагретых неметаллических предметов в область оптического окна инфракрасного фотоприемника или одновременно в область оптического окна инфракрасного фотоприемника, и в электромагнитное поле индуктивного чувствительного элемента или при случайном попадании посторонних нагретых металлических предметов одновременно в область оптического окна инфракрасного фотоприемника и в электромагнитное поле индуктивного чувствительного элемента, когда устройство находится в исходном состоянии, а контролируемое им изделие при этом находится вне зоны действия чувствительного элемента устройства. В первом случае на первом выходе устройства (выходная клемма 12) имеют место ложные его срабатывания, проявляющиеся в виде формирования на нем ложных импульсов напряжения с уровнем логической "1", во втором случае на втором выходе устройства (выходная клемма 7) - ложных импульсов также с уровнем логической "1".

Решаемая задача изобретением - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности распознавания наряду с нагретыми металлическими изделиями ненагретых металлических и неметаллических изделий с расширением номенклатуры контролируемых изделий, а также повышение надежности работы устройства путем устранения его ложных срабатываний от посторонних источников инфракрасного излучения и нагретых металлических и неметаллических объектов.

Решение указанной задачи достигается тем, что в известное устройство, содержащее индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно соединенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, первый пороговый элемент, последовательно включенные первый инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, а также первый логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого является первым выходом устройства, логический элемент И, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу формирователя импульсов и к прямому выходу первого порогового элемента, а выход его является вторым выходом устройства, введены второй инфракрасный фотоприемник, подключенный параллельно первому инфракрасному фотоприемнику ко входу формирователя импульсов, последовательно включенные мультивибратор с емкостным чувствительным элементом, подключенным к его входу и выполненным в виде токопроводящей пластины с геометрической формой, повторяющей геометрическую форму центрального отверстия ферритового сердечника, детектор, второй пороговый элемент, прямой выход которого соединен с третьим входом логического элемента И, инверсный выход - с первым входом первого логического элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к прямому выходу первого порогового элемента, третий вход - к выходу формирователя импульсов, а также второй логический элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с инверсным выходом первого порогового элемента и с выходом формирователя импульсов, а его выход является третьим выходом устройства, при этом емкостной чувствительный элемент установлен внутри центрального отверстия ферритового сердечника соосно с этим отверстием со смещением относительно открытого торца ферритового сердечника вдоль оси симметрии его центрального отверстия в сторону закрытого торца ферритового сердечника, причем индуктивный и емкостной чувствительные элементы и инфракрасные фотоприемники, между которыми размещены индуктивный и емкостной чувствительные элементы, установлены вдоль прямой линии в одной плоскости и образуют чувствительный элемент устройства, а плоскости оптических окон инфракрасных фотоприемников, плоскость открытого торца ферритового сердечника и одна из плоскостей емкостного чувствительного элемента, направленные в одну сторону, установлены параллельно и образуют чувствительную поверхность устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 - схема взаимного расположения инфракрасных фотоприемников, емкостного и индуктивного чувствительных элементов и контролируемого изделия, на фиг.3 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства при срабатывании его от нагретых металлических изделий в режиме идентификации трех видов изделий, на фиг.4 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства при срабатывании его от ненагретых металлических изделий в режиме идентификации трех видов изделий; на фиг.5 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства при срабатывании его от ненагретых неметаллических изделий в режиме идентификации трех видов изделий.

Устройство содержит (см. фиг.1) индуктивный чувствительный элемент 1, выполненный в виде катушки индуктивности 2, помещенной в кольцевом пазу со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника 3 с центральным отверстием, генератор электрических колебаний 4, к цепям колебательного контура которого подключен индуктивный чувствительный элемент 1, первый пороговый элемент 5, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, вход которого подключен к выходу генератора 4, логический элемент И 6, первую выходную клемму 7, мультивибратор 8 с емкостным чувствительным элементом 9, подключенным к его входу, детектор 10, вход которого соединен с выходом мультивибратора 8, второй пороговый элемент 11, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, вход которого подключен к выходу детектора 10, первый логический элемент ИЛИ-НЕ 12, первый вход которого соединен с инверсным выходом второго порогового элемента, второй вход - с прямым выходом первого порогового элемента 5, выход - с первой выходной клеммой 7, являющейся первым выходом устройства, вторую выходную клемму 13, подключенную к выходу логического элемента 6 и являющуюся вторым выходом устройства, соединенные между собой параллельно первый и второй инфракрасные фотоприемники 14, 15, формирователь импульсов 16, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников 14 и 15, а выход его соединен с третьим входом логического элемента 12 и с первым входом логического элемента И 6, третий вход которого подключен к прямому выходу второго порогового элемента 11, второй логический элемент ИЛИ-НЕ 17, первый вход которого соединен с инверсным выходом первого порогового элемента 5, второй вход - с выходом формирователя импульсов 16, третью выходную клемму 18, подключенную к выходу второго логического элемента ИЛИ-НЕ 17 и являющуюся третьим выходом устройства.

Генератор 4 выполнен, например, на основе транзистора по схеме автогенератора электрических колебаний с индуктивной трехточкой, в котором индуктивный чувствительный элемент 1 подключен к цепям его колебательного контура (см. книгу "Виленский П.И., Срибнер Л.А. Бесконтактные путевые выключатели. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 80 с. ил. - (Библиотека по автоматике, Вып. 654)", стр.20, рис.10, а; стр.38, рис.25).

Мультивибратор 8 выполнен, например, по схеме симметричного автогенератора прямоугольных импульсов на основе операционного усилителя (см. книгу Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: "Сов. радио", 1974, с.175, рис.442, а).

Емкостной чувствительный элемент 9, подключенный в цепи отрицательной обратной связи к инвертирующему входу операционного усилителя мультивибратора 8, является одной из обкладок частотозадающего "раскрытого конденсатора", второй обкладкой которого являются электрические цепи общей "земли" мультивибратора 8 и устройства в целом, и служит емкостным чувствительным элементом мультивибратора 8 (см. журнал "Радио", №10, 2002, с.38, рис.1; с.39, рис.3). При этом емкостной чувствительный элемент 9 выполнен в виде токопроводящей пластины с геометрической формой, совпадающей с геометрической формой сквозного центрального отверстия, выполненного в чашке ферритового сердечника 3 индуктивного чувствительного элемента 1. Причем емкостной чувствительный элемент 9 установлен внутри центрального отверстия ферритового сердечника 3 соосно с этим отверстием со смещением относительно поверхности открытого торца чашки ферритового сердечника 3 вдоль оси симметрии центрального отверстия ферритового сердечника 3 в сторону, противоположную расположению катушки индуктивности 2, т.е. в сторону закрытого торца ферритового сердечника 3. Наличие такого смещения не позволяет магнитному потоку рассеяния (на фиг.2 не показан для лучшей читаемости чертежа) электромагнитного поля 19, существующего непосредственно у передней кромки центрального отверстия со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника 3, взаимодействовать с поверхностью емкостного чувствительного элемента 9 и, тем самым, исключает возможность внесения нежелательного дополнительного затухания в колебательный контур генератора 4. Это, в свою очередь, исключает возможность снижения добротности колебательного контура генератора 4 и нарушения его режима генерации электрических колебаний, приводящего к нарушению работоспособности устройства.

Детектор 10 выполнен, например, по схеме диодного пассивного преобразователя амплитудных значений переменного напряжения в постоянное с последовательным включением выпрямительного диода с выходной нагрузкой в виде параллельной RC - цепи (см. книгу Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. М.: "Сов. радио", 1977", с.174, рис.4.9, б).

Каждый инфракрасный фотоприемник 14, 15 выполнен, например, по схеме, состоящей из усилителя постоянного тока на основе операционного усилителя, инфракрасного фотодиода, включенного в фотодиодном режиме на вход операционного усилителя (см. книгу "Аксененко М.Д. и др. Микроэлектронные фотоприемные устройства / М.Д.Аксененко, М.Л.Бараночников, О.В.Смолин. - М.: Энергоатомиздат, 1984 - 208 с., ил., с.83, рис.4.11, Б), и транзисторного эмиттерного повторителя с открытым эмиттерным выходом, вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, а его открытый эмиттерный выход является выходом инфракрасного фотоприемника.

Индуктивный чувствительный элемент 1 включает в себя катушку индуктивности 2, ферритовый сердечник 3, выполненный в виде чашки, имеющей открытый и закрытый торцы. Со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника 3 установлена обмотка катушки индуктивности 2. У открытого торца чашки ферритового сердечника 3 при подаче высокочастотного сигнала на катушку индуктивности 2 с генератора 4 образуется в воздушном пространстве высокочастотное электромагнитное поле 19. Магнитный поток этого поля замыкается через воздушное пространство между внутренним кольцевым выступом чашки, установленным внутри центрального отверстия катушки индуктивности 2, и наружным кольцевым выступом чашки, охватывающим своей внутренней боковой поверхностью наружную боковую поверхность катушки индуктивности 2 по ее периметру. При этом перед закрытым торцом чашки в воздушном пространстве высокочастотное электромагнитное поле не возникает, так как его магнитный поток замыкается внутри сердечника через сплошной слой феррита, образующего закрытый торец чашки, т.е. происходит экранирование этим слоем электромагнитного поля со стороны закрытого торца ферритового сердечника 3. Внутри центрального отверстия ферритового сердечника 3 высокочастотное электромагнитное поле также отсутствует, так как отверстие выполнено в сплошном слое феррита, и магнитный поток замыкается внутри ферритового сердечника 3 через этот слой феррита вследствие небольшого сопротивления феррита для магнитного потока по сравнению с сопротивлением воздуха. Поэтому взаимодействие емкостного чувствительного элемента 9, установленного внутри центрального отверстия ферритового сердечника 3 со смещением в сторону его закрытого торца, с электромагнитным полем 19 катушки индуктивности 2 полностью исключается. При этом центральное отверстие в виде сквозного отверстия чашки ферритового сердечника 3 позволяет конструктивно выполнить электрическое соединение емкостного элемента 9 с мультивибратором 8 со стороны закрытого торца чашки ферритового сердечника 3 без взаимодействия соединительного проводника с электромагнитным полем 19, т.е. без внесения нежелательного дополнительного затухания в контур генератора 4, приводящего к уменьшению соединительным металлическим проводником его добротности и, как следствие, к нарушению режима работы генератора 4.

Между инфракрасными фотоприемниками 14, 15 установлен индуктивный чувствительный элемент 1 с емкостным чувствительным элементом 9 (см. фиг.2). При этом инфракрасные фотоприемники 14, 15, индуктивный и емкостной чувствительные элементы 1, 9 установлены вдоль прямой линии в одной плоскости и образуют чувствительный элемент устройства. Причем плоскости оптических окон инфракрасных фотоприемников 14, 15, плоскость открытого торца чашки ферритового сердечника 3 катушки индуктивности 2 и одна из плоскостей емкостного чувствительного элемента 9, направленные в одну сторону, установлены параллельно между собой и образуют чувствительную поверхность устройства.

При таком взаимном расположении элементов чувствительного элемента устройства он и, следовательно, устройство в целом характеризуется двумя зонами чувствительности - ближней и дальней зонами чувствительности. В ближней зоне чувствительности, в которой одновременно действуют электромагнитное поле 19, индуктивного чувствительного элемента 1, электрическое поле 23 емкостного чувствительного элемента 9 и инфракрасное излучение контролируемого нагретого изделия 20 в пределах чувствительности инфракрасных фотоприемников 14, 15, производится идентификация (распознавание) контролируемых изделий. В дальней зоне чувствительности, ограниченной в пределах чувствительности фотоприемников 14, 15 инфракрасного излучения, концом границы ближней зоны чувствительности устройства и расстоянием предельной чувствительности инфракрасных фотоприемников 14, 15, устройство теряет свойство идентификации (распознавания) контролируемых изделий 20. Но в этой зоне устройства в условиях производственных технологических процессов могут находиться различные посторонние источники инфракрасного излучения, которыми могут быть нагретые металлические и неметаллические предметы и технологические источники инфракрасного излучения, например оптические датчики с открытым оптическим каналом или метрологическое оборудование с измерительными генераторами инфракрасного излучения. Такие источники, воздействуя своим инфракрасным излучением на чувствительные элементы фотоприемников 14, 15, могут вызывать ложные срабатывания устройства, проявляющиеся в виде формирования на выходах устройства ложных импульсов напряжения с уровнями логической "1", что приводит к снижению надежности его работы.

Кроме того, в ближнюю зону чувствительности устройства в зону действия его чувствительного элемента могут случайно попадать, например, посторонние нагретые металлические и неметаллические предметы и вызывать ложные срабатывания устройства, которые проявляются также в виде формирования на выходах устройства ложных импульсов напряжения с уровнями логической "1". Поэтому взаимное расположение элементов чувствительного элемента устройства, схемное решение устройства и алгоритм обработки сигналов фотоприемников 14, 15, индуктивного и емкостного чувствительных элементов 1, 9 выбираются с учетом наличия указанных мешающих факторов таким образом, чтобы устранить ложные срабатывания устройства.

Такое взаимное расположение в пространстве инфракрасных фотоприемников 14, 15, емкостного чувствительного элемента 9, индуктивного чувствительного элемента 1 и контролируемого изделия 20 (см фиг.2) при прохождении им в направлении стрелки 21 (22) относительно чувствительного элемента устройства параллельно его чувствительной поверхности в пределах действия электромагнитного поля 19, электрического поля 23 и в пределах расстояний чувствительности фотоприемников 14, 15 всегда обеспечивает последовательное взаимодействие контролируемого изделия 20 с оптическим окном фотоприемника 14 (15), электромагнитным полем 19, электрическим полем 23 и оптическим окном фотоприемника 15 (14). Это, в свою очередь, обеспечивает:

1) последовательное засвечивание нагретым контролируемым металлическим изделием 20 своим инфракрасным излучением 24 сначала одного фотоприемника 14 (15), потом пересечение электромагнитного поля 19, оставляя при этом фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, а затем взаимодействие с электрическим полем 23, продолжая оставаться в зоне действия электромагнитного поля 19 и оставляя при этом фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, далее засвечивание другого фотоприемника 15 (14), оставаясь в зоне действия электромагнитного и электрического полей 19, 23 соответственно и оставляя на некотором промежутке времени оба фотоприемника в засвеченном состоянии, потом затемнение фотоприемника 14 (15), оставаясь в зоне действия электромагнитного и электрического полей 19, 23 соответственно и оставляя при этом фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, затем выход из зоны действия электрического поля 23, оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 19 и оставляя фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, далее выход из зоны действия электромагнитного поля 19, оставляя при этом фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии и, наконец, затемнение фотоприемника 15 (14) и выход контролируемого нагретого металлического изделия 20 из зоны чувствительной поверхности устройства.

Таким образом, последовательное засвечивание нагретым контролируемым металлическим изделием 20 одного 14 (15) и другого 15 (14) фотоприемника происходит без разрыва, т.е. формируется на выходе формирователя импульсов 16 обоими параллельно включенными фотоприемниками сплошной импульс напряжения с уровнем логической "1" длительностью, равной времени нахождения контролируемого нагретого металлического изделия 20 в зоне чувствительной поверхности устройства, начиная с момента засветки фотоприемника 14 (15) и до момента выхода из засвеченного состояния фотоприемника 15 (14);

2) последовательное прохождение ненагретым металлическим или неметаллическим контролируемым изделием 20 фотоприемника 14 (15) без его засвечивания вследствие отсутствия у контролируемого изделия инфракрасного излучения 24, потом пересечение им электромагнитного поля 19, затем взаимодействие его с электрическим полем 23, далее прохождение им фотоприемника 15 (14) без засвечивания его из-за отсутствия у контролируемого изделия 20 инфракрасного излучения 24 и выход контролируемого изделия 20 из зоны чувствительной поверхности устройства. В результате чего на прямом и инверсном выходах второго порогового элемента 11 формируются импульсы напряжений соответственно с уровнями логической "1" и логического "0" длительностями, равными длительности нахождения контролируемого изделия 20 в электрическом поле 23 емкостного чувствительного элемента 9;

3) получение на выходе формирователя импульсов 16 импульса длительностью всегда большей, чем длительность каждого импульса на выходах первого порогового элемента 5 и второго порогового элемента 11;

4) получение на прямом и инверсном выходах первого порогового элемента 5 в случае взаимодействия чувствительного элемента устройства с контролируемым нагретым или ненагретым металлическим изделием 20 импульсов напряжений соответственно с уровнями логической "1" и логического "0", длительностями, всегда большими, чем длительности импульсов на выходах второго порогового элемента 11;

5) расстановку на временной оси сформированных импульсов таким образом, чтобы выходной импульс формирователя импульсов 16 большей длительности всегда "охватывал" выходные импульсы меньшей длительности первого порогового элемента 5 и второго порогового элемента 11, и чтобы в тоже время выходные импульсы первого порогового элемента 5, длительности которых больше, чем длительности импульсов на выходах второго порогового элемента 11, всегда "охватывали" выходные импульсы последнего.

Следовательно, такое взаимное расположение инфракрасных фотоприемников, индуктивного и емкостного чувствительных элементов и взаимодействие их в описанной выше последовательности с контролируемым изделием, а также соответствующая обработка предложенной схемой устройства их выходных сигналов позволяют реализовать принцип действия устройства в режиме идентификации трех видов изделий из числа нагретых металлических и ненагретых металлических и неметаллических изделий и расширить номенклатуру контролируемых изделий до трех изделий, т.е. производить распознавание неметаллических и металлических изделий с учетом их термического состояния и вида материала при расширенной номенклатуре контролируемых изделий по алгоритму: идентификация каждого из трех разновидностей контролируемых изделий на один соответствующий выход из трех выходов устройства, а также повысить надежность работы устройства.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения питания в момент нахождения контролируемого изделия 20 вне зоны чувствительной поверхности устройства (см. фиг.2) фотоприемники 14, 15 находятся в затемненном состоянии. В результате формирователь 16 устанавливается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе, первом и втором входах соответственно логических элементов 6 и 17, а также на третьем входе логического элемента 12 устанавливается напряжение U1 уровнем логического "0" (см фиг.3, фиг.4, фиг.5). При этом в момент подачи напряжения питания генератор 4 переходит в режим генерации электрических колебаний, постоянная составляющая тока которых на его выходе создает падение напряжения, превышающее входное пороговое значение напряжения триггера порогового элемента 5. В результате последний переключается в такое устойчивое состояние, при котором на его прямом и инверсном выходах устанавливаются напряжения U2 и U3 с уровнями логического "0" и логической "1" соответственно, которые подаются на вторые входы соответственно логических элементов 6, 12 и первый вход логического элемент 17 (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5). Вместе с тем в момент подачи напряжения питания мультивибратор 8 переходит в заторможенное состояние, при котором на его выходе, на входе и выходе детектора 10, на входе порогового элемента 11 устанавливаются напряжения с уровнями логического "0". В результате пороговый элемент 11 устанавливается в такое устойчивое состояние, при котором на его прямом и инверсном выходах устанавливаются соответственно напряжения U4 и U5 с уровнями логического "0" и логической "1", которые подаются соответственно на третий и первый входы логических элементов 6 и 12 (см фиг.3, фиг.4, фиг.5). После чего на выходах логических элементов 6, 17, 12 и на выходных клеммах 13,18, 7 устанавливаются соответственно напряжения U6, U7, U8 с уровнями логического "0", так как:

- на всех трех входах логического элемента 6 установлены напряжения U1, U2 и U4 соответственно с прямых выходов формирователя 16, первого и второго пороговых элементов 5, 11 с уровнями логического "0", под действием которых происходит переключение логического элемента 6 в исходное состояние, при котором на его выходе и выходной клемме 13 появляется напряжение U6 с уровнем логического "0";

- уровень логической "1" напряжения U3 с инверсного выхода порогового элемента 5 по первому входу логического элемента 17 инвертируется им под действием напряжения U1 с уровнем логического "0" с выхода формирователя 16 в напряжение U7 с уровнем логического "0", которое проходит на выход логического элемента 17 и на выходную клемму 18;

- уровень логической "1" напряжения U5 с инверсного выхода порогового элемента 11 по первому входу логического элемента 12 инвертируется им под действием напряжений U1 и U2 с уровнями логического "0" соответственно с выхода формирователя 16 и прямого выхода порогового элемента 5, поданных соответственно на третий и второй входы логического элемента 12, в напряжение U8 с уровнем логического "0", которое проходит на выход логического элемента 12 и на выходную клемму 7.

Таким образом, после подачи напряжения питания устройство устанавливается в исходное состояние, при котором контролируемое изделие 20 находится за пределами его чувствительной поверхности, а на выходных клеммах 13, 18 и 7 устанавливаются соответственно напряжения U6, U7 и U8 с уровнями логического "0" (см фиг.3, фиг.4, фиг.5). При этом устройство готово к первому циклу идентификации изделий.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства в режиме идентификации трех видов контролируемых изделий - нагретых металлических, ненагретых металлических и ненагретых неметаллических, при котором контролируемое изделие 20 (см. фиг.2) перемещается параллельно чувствительной поверхности устройства в пределах ближней зоны чувствительности устройства в одном из направлений по стрелке 21 или 22.

При введении в направлении стрелки 21 (22) в зону чувствительной поверхности устройства, например нагретого металлического изделия 20, происходит засвечивание его инфракрасным излучением 24 (см. фиг.2) фотоприемника 14 (15), в результате на его выходе устанавливается напряжение с уровнем логической "1", которое подается на вход формирователя 16, который переключается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе, на первом, втором и третьем входах соответственно логических элементов 6, 17 и 12 устанавливается напряжение U1 с уровнем логической "1" (см. фиг.3). Но уровень логической "1" напряжения U1 с выхода формирователя 16 на выходы логических элементов 6, 17, 12 и соответственно на выходные клеммы 13, 18, 7 не проходит, и на их выходах и выходных клеммах устройства продолжают присутствовать напряжения U6, U7, U8 с уровнями логического "0", так как:

- на второй и третий входы логического элемента 6 с прямых выходов соответственно пороговых элементов 5 и 11 поданы напряжения U2 и U4 с уровнями логического "0", запрещающие прохождение;

- на обоих входах логического элемента 17 установлены с выхода формирователя 16 и инверсного выхода порогового элемента 5 соответственно напряжения U1 и U3 с уровнями логической "1", под действием которых переключения логического элемента 17 в другое состояние не происходит, и он продолжает находиться в исходном состоянии;

- по первому и третьему входам логического элемента 12 происходит инвертирование им соответственно напряжений U5 и U1 с уровнями логической "1" с инверсного выхода порогового элемента 11 и выхода формирователя 16 под действием напряжения U2 с уровнем логического "0", поданного с прямого выхода порогового элемента 5 на второй вход логического элемента 12, в напряжение U8 с уровнем логического "0", которое проходит на выход логического элемента 12 и на выходную клемму 7.

Через некоторый промежуток времени перемещающееся в выбранном направлении контролируемое изделие 20, оставляя фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, входит в зону действия электромагнитного поля 19. При этом контролируемое изделие 20 вносит существенное затухание в колебательный контур генератора 4, и последний переходит в режим срыва генерации электрических колебаний, при котором на прямом и инверсном выходах порогового элемента 5 устанавливаются соответственно напряжения U2 и U3 с уровнями логической "1" и логического "0", которые подаются на вторые входы соответственно логических элементов 6, 12 и первый вход логического элемента 17. При этом уровни логической "1" напряжений U1 и U2 соответственно с выхода формирователя 16 и прямого выхода порогового элемента 5 через первый и второй входы логического элемента 6 на его выход и выходную клемму 13 не проходят, и на его выходе и на выходной клемме 13 продолжает присутствовать напряжение U6 с уровнем логического "0", так как на третий вход логического элемента 6 с прямого выхода порогового элемента 11 подается запрещающее прохождение напряжение U4 с уровнем логического "0". Наряду с этим по второму входу логического элемента 17 происходит инвертирование им напряжения U1 с уровнем логической "1" с выхода формирователя 16 под действием напряжения U3 с уровнем логического "0" с инверсного выхода порогового элемента 5 в напряжение U7 с уровнем логического "0", которое проходит на выход логического элемента 17 и на выходную клемму 18. Поэтому на выходе логического элемента 17 и на выходной клемме 18 продолжает присутствовать напряжение U7 с уровнем логического "0". Вместе с тем на всех трех входах логического элемента 12 установлены с выхода формирователя 16, прямого выхода порогового элемента 5 и инверсного выхода порогового элемента 11 соответственно напряжения U1, U2 и U5 с уровнями логической "1". Поэтому переключения логического элемента 12 не происходит, и на его выходе и выходной клемме 7 продолжает присутствовать напряжение U8 с уровнем логического "0".

Затем перемещающееся в выбранном направлении контролируемое изделие 20, оставляя фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии и по-прежнему оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 19, входит в зону действия электрического поля 23 емкостного чувствительного элемента 9 и образует с ним электрический конденсатор. Значение электрической емкости образованного таким образом конденсатора увеличивается до такого уровня, при котором происходит возбуждение мультивибратора 8 и переход его в режим генерации электрических колебаний. Амплитуда выходных импульсов мультивибратора 8 преобразуется детектором 10 в постоянное напряжение с уровнем логической "1", которое превышает входное пороговое значение напряжения триггера порогового элемента 11. При этом пороговый элемент 11 переключается в другое устойчивое состояние, при котором на его прямом и инверсном выходах устанавливаются соответственно напряжения U4 и U5 с уровнями логической "1" и логического "0", которые подаются соответственно на третий вход логического элемента 6 и первый вход логического элемента 12. В результате на всех трех входах логического элемента 6 устанавливаются напряжения U1, U2 и U4 с уровнями