Селективное устройство контроля направления перемещения и положения нагретых металлических изделий

Селективное устройство контроля направления перемещения и положения нагретых металлических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области автоматизации производственных технологических процессов и предназначено для контроля направления перемещения и положения нагретых металлических изделий и исполнительных механизмов технологического оборудования.

Известно устройство контроля направления перемещения и положения изделий (см. RU № 2191346, кл. МПК⁷ G01B 7/00, опубликовано 20.10.2002), содержащее первый и второй индуктивные чувствительные элементы, генератор электрических колебаний, первый и второй пороговые элементы, первый и второй триггеры, блок установки в исходное состояние, первый и второй логические элементы И, выходную клемму.

Но такое устройство имеет сравнительно сложную схему, что усложняет конструкцию, увеличивает трудоемкость на стадии производства и ухудшает его стоимостные характеристики.

Наряду с этим данное устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как в нем отсутствует возможность трансформирования его функциональных возможностей.

Кроме того, в таком устройстве информация о контроле положения и перемещения изделий в прямом и обратном направлении содержится в одном информационном сигнале устройства, не разнесена по разным отдельным электрическим цепям и передается через одну выходную клемму, что ухудшает эксплуатационные характеристики устройства, так как при этом требуется применение дополнительных аппаратных и (или) программных средств для обработки информационного сигнала этого устройства, несущего по одному проводу совокупную информацию о контролируемых изделиях, с целью разделения ее на отдельные информационные составляющие (контроль перемещения изделий в прямом направлении, контроль перемещения изделий в обратном направлении, контроль положения изделий), распределения их по раздельным электрическим цепям для нужд различных потребителей на объекте эксплуатации устройства.

Вместе с тем такое устройство не обеспечивает селективности (избирательности) контроля нагретых металлических изделий, так как выполнено на основе индуктивного датчика, в одинаковой степени реагирующего на нагретые и ненагретые металлические контролируемые изделия, что в свою очередь сужает его функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство контроля направления перемещения и положения изделий, содержащее первый и второй индуктивные чувствительные элементы, первые генератор электрических колебаний и пороговый элемент, вторые генератор электрических колебаний и пороговый элемент, блок установки в исходное состояние, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго пороговых элементов, первый и второй логические элементы И, первый и второй входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго пороговых элементов, первый и второй триггеры, R-входы которых соединены с выходом блока установки в исходное состояние, а инверсные выходы первого и второго триггеров подключены к D-входам соответственно второго и первого триггеров, первую и вторую выходные клеммы, являющиеся соответственно первым и вторым выходами устройства (см. "Устройство для определения положения и направления перемещения контролируемого объекта". Информационный листок о научно-техническом достижении №84-6, Калужский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды, 1984 г.).

Однако такое устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как:

1) не обеспечивает селективность (избирательность) контроля нагретых металлических изделий. Этот недостаток обусловлен тем, что его первый и второй чувствительные элементы выполнены в виде чувствительных элементов индуктивного типа, обладающих чувствительностью в одинаковой степени как к нагретым, так и к ненагретым металлическим контролируемым изделиям, попадающим в зоны действия их электромагнитных полей;

2) в нем отсутствует возможность трансформирования его из устройства контроля направления перемещения нагретых металлических изделий с двумя выходами в датчик контроля положения нагретых металлических изделий с одним выходом путем соединения его выходов между собой по схеме монтажное ИЛИ (т.е. в нем отсутствует возможность трансформирования его функциональных возможностей путем трансформирования его в другой тип устройства), так как его прямые выходы выполнены в виде выходов закрытого типа;

3) в таком устройстве отсутствует возможность трансформирования его из устройства контроля направления перемещения нагретых металлических изделий с двумя выходами в датчик контроля положения нагретых металлических изделий по одному соответствующему выходу с помощью контролируемых изделий

Решаемая задача изобретением - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения селективности его к нагретым металлическим изделиям и трансформирования его функциональных возможностей.

Поставленная задача достигается тем, что в селективное устройство контроля направления перемещения и положения нагретых металлических изделий, содержащее первый и второй индуктивные чувствительные элементы, первый и второй генераторы электрических колебаний, к цепям колебательных контуров которых подключены соответственно первый и второй индуктивные чувствительные элементы, первый и второй пороговые элементы, блок установки в исходное состояние, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго пороговых элементов, первый и второй логические элементы И, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго пороговых элементов, первый и второй триггеры, R-входы которых соединены с выходом блока установки в исходное состояние, инверсные выходы - с D-входами соответственно второго и первого триггеров, в него введены первый и второй блоки индикации, входы которых подключены к прямым выходам соответствующих триггеров, а С-входы первого и второго триггеров соединены с выходами соответственно первого и второго логических элементов И, формирователь импульсов, выход которого подключен к вторым входам первого и второго логических элементов И, оптический чувствительный элемент, выполненный в виде инфракрасного фотоприемника, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, при этом выходы первого и второго генераторов электрических колебаний подключены к входам соответственно первого и второго пороговых элементов, а первый, второй индуктивные чувствительные элементы и оптический чувствительный элемент установлены в одной плоскости и образуют чувствительный элемент устройства, причем первый и второй индуктивные чувствительные элементы установлены вдоль прямой линии с зазором между их наружными боковыми поверхностями, обеспечивающим устранение взаимодействия электромагнитного поля рассеяния одного индуктивного чувствительного элемента с катушкой индуктивности другого индуктивного чувствительного элемента, оптический чувствительный элемент установлен со стороны закрытых торцов первого и второго индуктивных чувствительных элементов напротив зазора между наружными боковыми поверхностями первого и второго индуктивных чувствительных элементов так, что его оптическое окно направлено в сторону открытых торцов первого и второго индуктивных чувствительных элементов, а геометрическая ось симметрии его оптического окна в месте этого зазора равноудалена от наружных боковых поверхностей первого и второго индуктивных чувствительных элементов, плоские поверхности открытых торцов которых и поверхность оптического окна оптического чувствительного элемента образуют чувствительную поверхность устройства, наряду с этим дальность действия зоны чувствительности оптического чувствительного элемента вдоль оси симметрии его оптического окна превышает дальность действия зон чувствительностей первого и второго индуктивных чувствительных элементов вдоль осей симметрии поверхностей их открытых торцов, что обеспечивает наличие в устройстве двух зон его чувствительности, ближней зоны чувствительности, в пределах которой действуют зоны чувствительности индуктивных чувствительных элементов и зона чувствительности оптического чувствительного элемента, и дальней зоны чувствительности, в пределах которой действует зона чувствительности только одного оптического чувствительного элемента, при этом в ближней зоне чувствительности устройства обеспечивается трансформирование его с помощью контролируемых изделий в селективное устройство контроля направления перемещения нагретых металлических изделий с двумя выходами путем радиального перемещении их в пределах ближней зоны чувствительности устройства относительно его чувствительной поверхности, в дальней и ближней зонах чувствительности устройства обеспечивается трансформирование его с помощью контролируемых изделий из селективного устройства контроля направления перемещения нагретых металлических изделий с двумя выходами в селективный датчик контроля положения нагретых металлических изделий с использованием только одного соответствующего выхода устройства, на котором отрабатывается информационный сигнал контроля положения нагретых металлических изделий, путем осевого перемещения их относительно его чувствительной поверхности последовательно в пределы дальней и ближней зон чувствительности устройства и обратно в их исходное положение, вместе с тем прямые выходы первого и второго триггеров, являющиеся соответственно первым и вторым выходами устройства, выполнены в виде открытых выходов Н-типа, обеспечивающих в ближней зоне чувствительности устройства при радиальном перемещении и в дальней и ближней зонах его чувствительности при осевом перемещении нагретых металлических изделий последовательно в пределы этих зон и обратно в их исходное положение трансформирование его из селективного устройства контроля направления перемещения нагретых металлических изделий с двумя выходами в селективный датчик контроля положения нагретых металлических изделий с одним выходом путем соединения между собой первого и второго выходов устройства, точка соединения между собой которых является выходом образованного таким образом датчика.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства;

на фиг.2 - схема блока установки в исходное состояние;

на фиг.3 - взаимное расположение, ориентация индуктивных чувствительных элементов, оптического чувствительного элемента и контролируемого изделия, а также соотношение дальностей действия зон чувствительности индуктивных чувствительных элементов и оптического чувствительного элемента,

на фиг.4 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства при срабатывании его от нагретых металлических изделий.

Устройство содержит (см. фиг.1) первый и второй индуктивные чувствительные элементы 1, 2, последовательно соединенные первые генератор электрических колебаний 3, в цепь колебательного контура которого включен первый индуктивный чувствительный элемент 1, и пороговый элемент 4, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, последовательно соединенные вторые генератор электрических колебаний 5, в цепь колебательного контура которого включен второй индуктивный чувствительный элемент 2, и пороговый элемент 6, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, а также, оптический чувствительный элемент 7, формирователь 8 импульсов, к входу которого подключен оптический чувствительный элемент 7, блок 9 установки в исходное состояние, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго пороговых элементов 4 и 6, первый 10 и второй 11 логические элементы И, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго пороговых элементов 4 и 6, вторые входы - с выходом формирователя 8 импульсов, первый и второй триггеры 12, 13, С-входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго логических элементов 10 и 11, R-входы - с выходом блока 9 установки в исходное состояние, инверсные выходы первого и второго триггеров 12 и 13 - с D-входами соответственно второго и первого триггеров 13 и 12, первый и второй блоки 14 и 15 индикации, входы которых подключены к прямым выходам соответственно первого и второго триггеров 12 и 13, первую и вторую выходные клеммы 16 и 17, подключенные к прямым выходам соответственно первого и второго триггеров 12 и 13 и являющиеся соответственно первым и вторым выходами устройства.

Прямые выходы триггеров 12, 13 выполнены в виде открытых выходов Н-типа (см. ГОСТ 2.743-91, таблица 4), например, на транзисторах p-n-p типа с открытыми коллекторами. Выполнение прямых выходов триггеров 12, 13 в виде открытых выходов Н-типа позволяет трансформировать устройство в другой тип устройства. Т.е. это позволяет трансформировать устройство с двумя выходами, обладающее функциональными возможностями селективного устройства контроля направления перемещения нагретых металлических изделий при радиальном их перемещении, в селективный датчик контроля положения нагретых металлических изделий с одним выходом при их радиальном и осевом перемещениях, что расширяет его функциональные возможности Такое трансформирование осуществляется простым способом без изменения его схемы, конструкции и без дополнительных энергетических затрат путем соединения между собой выходных клемм 16 и 17 устройства. Причем прямые выходы триггеров 12, 13 выполнены с уровнями нагрузочной способности, обеспечивающими коммутацию подключаемых к ним нагрузок в виде управляющих обмоток электромагнитных пускателей и слаботочных электромагнитных реле. Кроме того, нагрузкой прямых выходов триггеров 12, 13 могут быть входы логических и аналоговых микросхем. Оптический чувствительный элемент 7 и формирователь 8 импульсов включены, например, по схеме (см. "В помощь радиолюбителю: Сборник. Вып.97 / Сост. Б.Г.Успенский. - М.: ДОСААФ, 1987. - 78 с., ил.", с.58, рис.13), в которой оптический чувствительный элемент 7 выполнен в виде инфракрасного фотоприемника на основе фотодиода VD1, спектральная характеристика которого согласована со спектром инфракрасного излучения контролируемых изделий 24, а формирователь 8 импульсов устройства выполнен в виде компаратора напряжения на микросхеме DA1, выход которого является выходом формирователя 8 импульсов. Выводы анода и катода фотодиода VD1 подключены соответственно к инверсному и прямому входам микросхемы DA1. Кроме фотодиода VD1 и компаратора напряжения на микросхеме DA1 схема содержит также конденсатор С1, последовательно соединенные резисторы R1, R2, первые выводы которых подключены соответственно к шине +5В и общей шине источника питания, а точка соединения их вторых выводов - к катоду фотодиода VD1 и положительному выводу конденсатора С1, отрицательный вывод которого соединен с общей шиной источника питания, резистор R3*, первый вывод которого подключен к инверсному входу микросхемы DA1, второй вывод - к общей шине источника питания, резистор R4, вывод 11 микросхемы DA1 соединен с шиной +5В источника питания, вывод 6 - с общей шиной источника питания. Резисторы R1, R2 образуют делитель напряжения и устанавливают величину обратного напряжения смещения на катоде фотодиода VD1. Резистором R3* производится регулировка чувствительности фотодиода VD1 к потоку инфракрасного излучения, испускаемого нагретыми контролируемыми изделиями 24. Причем в формирователе 8 импульсов устройства (по сравнению с указанным выше литературным источником) использован вывод 2 открытого эмиттерного выхода микросхемы DA1, который служит выходом компаратора и, следовательно, выходом формирователя 8 импульсов устройства, а ее вывод 9 открытого коллекторного выхода соединен с шиной +5В источника питания. При этом резистор R4 включен между выводом 2 микросхемы DA1 и общей шиной питания. Использование открытого эмиттерного выхода в формирователе 8 импульсов устройства обеспечивает переключение в нем логических элементов 10 и 11 и триггеров 12, 13 в соответствии с требуемым алгоритмом работы схемы устройства.

С помощью резистора R3* чувствительность фотодиода VD1 к потоку инфракрасного излучения нагретых металлических контролируемых изделий 24 установлена для оптического чувствительного элемента 7 устройства на таком уровне, чтобы, например, дальность действия зоны 25 чувствительности оптического чувствительного элемента 7 вдоль оси симметрии, проведенной через центр симметрии и перпендикулярно поверхности его оптического окна, превышала дальность действия электромагнитных полей 22 и 23, образующих зоны чувствительности индуктивных чувствительных элементов 1 и 2 соответственно, вдоль осей симметрии, проведенных через центры симметрии и перпендикулярно поверхностям открытых торцов ферритовых сердечников 20, 21 индуктивных чувствительных элементов 1 и 2 соответственно.

Такая настройка зоны чувствительности оптического чувствительного элемента 7 позволяет получить в устройстве две зоны чувствительности: ближнюю зону чувствительности, в которой одновременно действуют в пределах стрелки 26 зоны чувствительности соответственно индуктивных чувствительных элементов 1 и 2 и зона 25 чувствительности оптического чувствительного элемента 7, и дальнюю зону чувствительности, в которой действует в пределах стрелки 27 только одна зона 25 чувствительности оптического чувствительного элемента 7. Это в свою очередь позволяет трансформировать функциональные возможности устройства с помощью контролируемых изделий 24: при радиальном перемещении их в пределах ближней зоны чувствительности устройства соответственно в прямом по стрелке 28 и обратном по стрелке 29 направлениях оно функционирует как селективное устройство контроля направления перемещения нагретых металлических изделий 24 с использованием соответственно первого и второго его выходов, которыми являются соответственно выходные клеммы 16 и 17; при осевом их перемещении по стрелке 30 последовательно в пределы дальней и ближней зон чувствительности устройства и обратно в их исходное положение оно трансформируется из селективного устройства контроля направления перемещения нагретых металлических изделий 24 с двумя выходами в селективный датчик контроля положения нагретых металлических изделий 24 с использованием только одного выхода устройства, которым является одна выходная клемма 16 (17), на которой отрабатывается потенциальный информационный сигнал о контроле положения нагретых металлических изделий, вторая клемма 17 (16), на которой продолжает присутствовать напряжение с уровнем логического "0", соответствующее исходному состоянию устройства, при этом не задействуется.

Следовательно, наличие в устройстве ближней и дальней зон его чувствительности позволяет с помощью контролируемых изделий 24 трансформировать его функциональные возможности простым способом: без изменения его электрической схемы, без дополнительных энергетических затрат и тем самым расширить его функциональные возможности.

Индуктивный чувствительный элемент 1 или 2 включает в себя (см. фиг.3) катушку 18 или 19 индуктивности соответственно, ферритовый сердечник 20 или 21 соответственно, выполненный в виде чашки, имеющей открытый и закрытый торцы. Со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника установлена обмотка катушки индуктивности. У открытого торца чашки ферритового сердечника при подаче высокочастотного сигнала на катушку индуктивности с соответствующего генератора электрических колебаний образуется в воздушном пространстве электромагнитное поле 22 или 23. Магнитный поток этого поля замыкается через воздушное пространство между внутренним кольцевым выступом чашки, установленным внутри центрального отверстия катушки индуктивности, и наружным кольцевым выступом чашки, охватывающем своей внутренней боковой поверхностью наружную боковую поверхность катушки индуктивности по ее периметру. Электромагнитное поле 22 или 23 в воздушном пространстве у открытого торца чашки соответственно ферритового сердечника 20 или 21 действует вдоль его оси симметрии, проведенной через центр торцевой поверхности открытого торца ферритового сердечника и перпендикулярно этой торцевой поверхности, и образует зону чувствительности индуктивного чувствительного элемента 1 или 2 соответственно. При этом перед закрытым торцом чашки в воздушном пространстве электромагнитное поле не возникает, так как его магнитный лоток замыкается внутри сердечника через сплошной слой феррита (вследствие небольшого его сопротивления для магнитного потока по сравнению с сопротивлением воздуха), образующий закрытый торец чашки, т.е. происходит экранирование этим слоем электромагнитного поля со стороны закрытого торца ферритового сердечника.

Плоскости открытых торцов чашек ферритовых сердечников 20, 21 чувствительных элементов 1, 2 направлены в одну сторону, т.е. в сторону контролируемого изделия 24. Индуктивные чувствительные элементы 1, 2 и оптический чувствительный элемент 7 образуют чувствительный элемент устройства. При этом поверхности открытых торцов индуктивных чувствительных элементов 1, 2 и поверхность оптического окна оптического чувствительного элемента 7 образуют чувствительную поверхность устройства.

Индуктивные чувствительные элементы 1, 2 и оптический чувствительный элемент 7 расположены в одной плоскости, в которой индуктивные чувствительные элементы 1, 2 установлены вдоль прямой линии и с зазором между их наружными боковыми поверхностями, а оптический чувствительный элемент 7, поверхность оптического окна которого направлена в сторону открытых торцов ферритовых сердечников 20, 21 индуктивных чувствительных элементов 1, 2, установлен в этой плоскости со стороны закрытых торцов ферритовых сердечников 20, 21 напротив зазора между их наружными боковыми поверхностями. При этом геометрическая ось симметрии оптического окна оптического чувствительного элемента 7 в месте этого зазора равноудалена от наружных боковых поверхностей первого и второго индуктивных чувствительных элементов 1 и 2. Ширина зазора между наружными боковыми поверхностями чувствительных элементов 1, 2 выбирается такой, чтобы обеспечивалось устранение взаимодействия электромагнитного поля 31(32) рассеяния индуктивного чувствительного элемента 1(2) с катушкой 19(18) индуктивности чувствительного элемента 2(1). Электромагнитные поля 31 и 32 рассеяния существует по периметру внешних кромок соответственно ферритовых сердечников 20 и 21, образованных поверхностями открытых торцов соответственно ферритовых сердечников 20 и 21 и их наружными боковыми поверхностями. Такое взаимное расположение, ориентация индуктивных чувствительных элементов 1, 2 и оптического чувствительного элемента 7 в пространстве всегда обеспечивает при радиальном перемещении контролируемого нагретого металлического изделия 24 по стрелке 28(29) относительно чувствительной поверхности устройства параллельно его чувствительной поверхности в пределах ближней зоны чувствительности устройства последовательное взаимодействие его с индуктивным чувствительным элементом 1(2), оптическим окном оптического чувствительного элемента 7 и с индуктивным чувствительным элементом 2(1). При этом:

1) происходит последовательно сначала взаимодействие контролируемого изделия 24 с электромагнитным полем 22(23), потом пересечение им зоны 25 чувствительности оптического чувствительного элемента 7, оставаясь при этом в зоне действия поля 22(23), и затем, оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 22(23) и в зоне 25 оптического чувствительного элемента 7, оно входит в зону действия поля 23(22), далее контролируемое изделие 24 выходит из зоны действия электромагнитного поля 22(23), оставаясь при этом в зоне 25 оптического чувствительного элемента 7 и в зоне действия поля 23(22), потом контролируемое изделие 24 выходит из зоны 25 чувствительности оптического чувствительного элемента 7, оставаясь при этом в зоне действия электромагнитного поля 23(22), и на последнем отрезке своего перемещения контролируемое изделие 24 выходит из зоны действия электромагнитного поля 23(22) и, следовательно, из зоны действия чувствительной поверхности устройства;

2) при пересечении контролируемым изделием 24 электромагнитного поля 22 происходит на выходе порогового элемента 4 формирование импульса напряжения с уровнем логической "1" длительностью, равной длительности нахождения контролируемого изделия в электромагнитном поле 22 индуктивного чувствительного элемента 1;

3) при пересечении контролируемым изделием 24 зоны 25 чувствительности оптического чувствительного элемента 7 происходит на выходе формирователя 8 импульсов формирование импульса напряжения с уровнем логической "1" длительностью, равной длительности нахождения контролируемого изделия в зоне 25 чувствительности оптического чувствительного элемента 7;

4) при пересечении контролируемым изделием 24 электромагнитного поля 23 происходит на выходе порогового элемента 6 формирование импульса напряжения с уровнем логической "1" длительностью, равной длительности нахождения контролируемого изделия в электромагнитном поле 23 индуктивного чувствительного элемента 2;

5) расстановка на временной оси сформированных таким образом импульсов всегда обеспечивает:

- задержку импульса выходного напряжения U3(U2) порогового элемента 6(4) относительно импульса выходного напряжения U2(U3) порогового элемента 4(6) на время меньшее, чем длительность импульса выходного напряжения U2(U3) порогового элемента 4(6):

- задержку импульса выходного напряжения U3(U2) порогового элемента 6(4) относительно импульса выходного напряжения U4 формирователя 8 на время меньшее, чем длительность импульса выходного напряжения U4 формирователя 8;

- задержку импульса выходного напряжения U4 формирователя 8 относительно импульса выходного напряжения U2(U3) порогового элемента 4(6) на время меньшее, чем длительность импульса напряжения U2(U3) последнего;

- задержку импульса выходного напряжения U6(U5) логического элемента 11(10) относительно импульса выходного напряжения U5(U6) логического элемента 10(11) на время меньшее, чем длительность импульса напряжения U5(U6) последнего;

- "охватывание" импульсом выходного напряжения U4 формирователя 8 импульсов выходных напряжений U5(U6), U6(U5) логических элементов 10(11), 11(10) соответственно;

- "охватывание" импульсом выходного напряжения U2(U3) порогового элемента 4(6) импульса выходного напряжения U5(U6) логического элемента 10(11);

- "охватывание" импульсом выходного напряжения U2(U3) порогового элемента 4(6) импульса выходного напряжения U6(U5) логического элемента 11(10);

- "охватывание" импульсом выходного напряжения U2(U3) порогового элемента 4(6) импульса выходного напряжения U4 формирователя 8.

Введение формирователя 8 импульсов, блоков 14, 15 индикации, логических элементов 10, 11, оптического чувствительного элемента 7, соответствующее взаимное расположение и ориентация его с индуктивными чувствительными элементами 1, 2 в пространстве с их соответствующими электрическими связями и взаимодействие их в описанной выше последовательности с контролируемым изделием 24, наличие в устройстве ближней и дальней зон его чувствительности, а также соответствующая обработка предложенной схемой устройства выходных сигналов генераторов 3, 5, формирователя 8 импульсов позволяют реализовать принцип действия устройства в режиме селективного бесконтактного контроля направления перемещения нагретых металлических изделий с двумя выходами и трансформирование устройства с помощью контролируемых изделий и его выходных клемм 16, 17 в датчики положения контролируемых изделий с одним выходом, обеспечивающие режимы селективного бесконтактного контроля положения нагретых металлических изделий, и тем самым расширить его функциональные возможности.

Каждый генератор 3 или 5 выполнен, например, по схеме автогенератора электрических колебаний с индуктивной трехтонкой на основе транзистора (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), при этом выходы индуктивного чувствительного элемента 1 или 2 подключены к цепям его колебательного контура.

Блоки 14, 15 индикации предназначены для визуального контроля режимов работы устройства, определения направления перемещения и положения контролируемых изделий, а также для тестирования исправного состояния или отказов устройства. Кроме того, с помощью блоков 14, 15 производится визуальный контроль за подачей на внешние нагрузки (на фиг.1 не показаны) сигналов управления с прямых выходов соответственно триггера 12 и триггера 13.

Каждый блок 14, 15 индикации выполнен, например, на основе (см. фиг.1) последовательно соединенных резистора, подключенного первым выводом к прямому выходу триггера 12 или к прямому выходу триггера 13, и светодиода, катод которого подключен к общей "земле" схемы устройства.

При работе устройства в режиме контроля направления перемещения контролируемых изделий происходит засвечивание светодиода блока 14, когда контролируемое изделие 24 перемещается в пределах ближней зоны чувствительности устройства радиально, например, в направлении по стрелке 28 в прямом направлении, или светодиода блока 15, когда перемещение его происходит в пределах этой зоны радиально в направлении по стрелке 29 в обратном направлении. В случае отказа устройства при работе его в этом режиме оба светодиода в одном или обоих указанных направлениях перемещения контролируемого изделия 24 остаются в погашенном состоянии.

При работе устройства в режиме селективного датчика контроля положения нагретых металлических изделий при радиальном перемещении их в направлении по стрелке 28(29) в пределах ближней зоны чувствительности устройства или при осевом перемещении их в направлении по стрелке 30 последовательно в дальнюю и ближнюю зоны чувствительности устройства и обратно в их исходное положение происходит засвечивание обоих светодиодов блоков 14, 15, так как выходы устройства включены по схеме монтажное ИЛИ. В случае отказа устройства при работе его в этом режиме оба светодиода блоков 14, 15 не засвечиваются в одном или двух, или во всех трех указанных направлениях перемещения контролируемого изделия 24.

Блок 9 установки в исходное состояние выполнен, например, по схеме (см. фиг.2), содержащей логический элемент ИЛИ-НЕ 33, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока 9, инвертор 34, вход которого соединен через конденсатор 35 с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ 33, а его выход является выходом блока 9, резистор 36, диод 37, вывод катода которого и первый вывод резистора 36 подключены к входу инвертора 34, а вывод анода диода 37 и второй вывод резистора 36 соединены с общей "землей" блока 9. Блок 9 предназначен для установки триггеров 12, 13 и, следовательно, устройства в исходное состояние в момент подачи на него напряжения питания и в моменты появления заднего фронта импульса выходного напряжения U3(U2) порогового элемента 6(4).

Устройство работает следующим образом. В момент подачи на устройство напряжения питания при нахождении контролируемого изделия 24 вне зоны чувствительной поверхности устройства (см. фиг.3) на выходе элемента 33 блока 9 устанавливается напряжение с уровнем логической "1". В результате происходит заряд конденсатора 35 через резистор 36 и формирование на резисторе 36 и входе инвертора 34 короткого импульса напряжения с уровнем логической "1". После чего на выходе инвертора 34 формируется короткий импульс напряжения U1 с уровнем логического «0» (см. фиг.4). Этот импульс устанавливает триггеры 12, 13 в исходное состояние, при котором на их прямых выходах, на входах блоков 14 и 15, на клеммах 16 и 17 устанавливаются соответственно напряжения U9 и U10 с уровнями логического «0», а на их инверсных выходах и D-входах устанавливаются напряжения уровнями логической "1". Светодиоды блоков 14 и 15 переходят в погашенное состояние. Вместе с тем генераторы 3, 5 переходят в режим генерации электрических колебаний, при котором на их выходах, на входах пороговых элементов 4, 6 устанавливаются напряжения с уровнями логического «0». В результате пороговые элементы 4 и 6 устанавливаются в такие состояния, при которых на их выходах устанавливаются соответственно напряжения U2 и U3 с уровнями логического «0», которые подаются на первые входы элемента 10, блока 9 и на второй вход блока 9, первый вход элемента 11 соответственно. Вместе с тем в момент подачи напряжения питания на устройство чувствительный элемент 7 переходит в затемненное состояние, а формирователь 8 устанавливается в такое состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U4 с уровнем логического "0", которое подается на вторые входы элементов 10, 11. Так как на обоих входах элементов 10, 11 установлены напряжения с уровнями логического "0", то на их выходах устанавливаются напряжения U5 и U6 с уровнями логического "0", которые подаются на С-входы триггеров 12 и 13 соответственно. После окончания заряда конденсатора блока 9 на его выходе и R-входах триггеров 12, 13 устанавливается напряжение U1 с уровнем логической "1".

Таким образом, после подачи напряжения питания устройство устанавливается в исходное состояние, при котором контролируемое изделие 24 находится за пределами зоны чувствительной поверхности устройства, на клеммах 16 и 17 устанавливаются соответственно напряжения U9 и U10 с уровнями логического «0», светодиоды блоков 14 и 15 находятся в погашенном состоянии, и устройство готово к первому циклу контроля нагретых металлических изделий.

Далее рассмотрим работу предлагаемого устройства в режиме селективного контроля направления перемещения и в селективном режиме датчиков контроля положения нагретых металлических изделий.

1. Работа устройства в режиме селективного контроля направления перемещения нагретых металлических изделий.

Предварительно для определенности условно примем, что направление перемещения контролируемого изделия 24 по стрелке 28 будем считать прямым направлением, а перемещение его по стрелке 29 - обратным направлением.

При радиальном перемещении в пределах ближней зоны чувствительности устройства контролируемого изделия 24 в направлении, например, по стрелке 28(29) оно входит в зону действия поля 22(23). При этом происходит срыв генерации электрических колебаний генератора 3(5) вследствие внесения изделием 24 существенного затухания в его колебательный контур. В результате резко уменьшается составляющая постоянного напряжения на выходе генератора 3(5). И когда его значение становится ниже входного порогового значения напряжения триггера порогового элемента 4(6), последний переключается в другое устойчивое состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U2(U3) с уровнем логической "1" (см. фиг.4), которое подается на первый вход элемента 10(11) и первый (второй) вход блока 9 соответственно. После чего блок 9 продолжает находиться в исходном состоянии, так как на его выходе по переднему фронту импульса выходного напряжения U2(U3) элемента 4 (6) не происходит формирования импульса напряжения U1 с уровнем логического "0", формирование которого происходит только по заднему фронту выходного напряжения U2(U3) элемента 4(6). Вместе с тем под действием выходного напряжения U2(U3) элемента 4(6) переключения элемента 10(11) в другое состояние не происходит, так как на его второй вход с выхода формирователя 8 подано напряжение U4 с уровнем логического "0", запрещающее его переключение, и он продолжает находиться в исходном состоянии.

При дальнейшем перемещении изделия 24 в выбранном направлении оно, оставаясь в зоне действия поля 22(23), входит в зону 25 чувствительности элемента 7 и засвечивает его своим инфракрасным излучением 38. В результате формирователь 8 переключается в другое состояние, при котором на его выходе устанавливается напряжение U4 с уровнем логической "1", которое подается на вторые входы элементов 10, 11. После чего элемент 10 (11) переключается в другое состояние, и на его выходе устанавливается напряжение U5(U6) с уровнем логической "1", так как на его обоих входах установлены выходные напряжения U2(U3) и U4 с уровнями логической "1" соответстве