[go: up one dir, main page]

RU2383861C1 - Device for identification and control of items position - Google Patents

Device for identification and control of items position Download PDF

Info

Publication number
RU2383861C1
RU2383861C1 RU2008150301/28A RU2008150301A RU2383861C1 RU 2383861 C1 RU2383861 C1 RU 2383861C1 RU 2008150301/28 A RU2008150301/28 A RU 2008150301/28A RU 2008150301 A RU2008150301 A RU 2008150301A RU 2383861 C1 RU2383861 C1 RU 2383861C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
voltage
input
logic
logical
Prior art date
Application number
RU2008150301/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Карпенко (RU)
Сергей Владимирович Карпенко
Original Assignee
Сергей Владимирович Карпенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Владимирович Карпенко filed Critical Сергей Владимирович Карпенко
Priority to RU2008150301/28A priority Critical patent/RU2383861C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2383861C1 publication Critical patent/RU2383861C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention is related to the field of controlling and measuring equipment and may be used in machine building for identification (detection) of heated metal and nonmetal and unheated metal and nonmetal items. Device comprises infrared photodetectors installed along straight line, between which there are inductive and capacitance sensitive elements installed. Inductive sensitive element is arranged in the form of inductance coil placed in annular slot of open end of ferrite core with central hole. Capacitance sensitive element is installed inside central hole of ferrite core. Device also comprises threshold and logical elements, which produce circuit with three outlets. As item moves relative to sensitive elements, circuit generates logical signals at the outlets, which make it possible to identify heated nonmetal item, unheated nonmetal item and heated or unheated metal item.
EFFECT: increased reliability, expansion of functional resources and broadening of controlled items nomenclature.
5 dwg

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в машиностроении для идентификации (распознавания) нагретых металлических и неметаллических и ненагретых металлических и неметаллических изделий, а также в качестве бесконтактного датчика контроля положения металлических и неметаллических изделий с учетом их термического состояния и вида материала.The invention relates to the field of instrumentation and can be used in mechanical engineering for identification (recognition) of heated metal and nonmetallic and unheated metal and nonmetallic products, as well as a non-contact sensor for monitoring the position of metal and nonmetallic products, taking into account their thermal state and type of material .

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, формирователь импульсов, а также первую выходную клемму, являющейся первым выходом устройства, вторую выходную клемму, являющуюся вторым выходом устройства (см. авторское свидетельство SU 1185419 А "Датчик положения и контроля", кл. МКИ4 Н01Н 36/00, 15.10.1985). Такое устройство имеет суженные функциональные возможности, так как производит идентификацию (распознавание):A device for identification (recognition) of products is known that contains a series-connected generator of electrical oscillations with an inductive sensitive element made in the form of an inductor placed in the ring groove of an open cup of a ferrite core with a central hole and included in its oscillating circuit circuit, a threshold element connected in series photodetector, pulse shaper, and also the first output terminal, which is the first output of the device, the second output terminal, the second output of the device (see copyright certificate SU 1185419 A "Position and control sensor", class MKI 4 H01N 36/00, 10/15/1985). Such a device has a narrowed functionality, as it performs identification (recognition):

а) только ненагретых металлических и неметаллических изделий и не позволяет производить наряду с ненагретыми металлическими и неметаллическими изделиями идентификацию нагретых металлических и неметаллических изделий, потому что его фотоприемник работает в видимом диапазоне оптического излучения;a) only unheated metal and non-metal products and does not allow identification of heated metal and non-metal products along with unheated metal and non-metal products, because its photodetector operates in the visible range of optical radiation;

б) ограниченной номенклатуры контролируемых изделий, т.е. им осуществляется идентификация только каждого из двух разновидностей контролируемых изделий на одном соответствующем выходе устройства из двух выходов и не позволяет производить идентификацию изделий, имеющих расширенную номенклатуру по числу, виду материала и термическому состоянию контролируемых изделий. Например, такое устройство не позволяет идентифицировать одно изделие из четырех разновидностей контролируемых изделий (нагретое металлическое, нагретое неметаллическое, ненагретое металлическое и ненагретое неметаллическое) на одном соответствующем выходе из трех выходов устройства.b) a limited range of controlled products, i.e. he identifies only each of the two varieties of controlled products at one corresponding output of the device from two outputs and does not allow identification of products having an expanded nomenclature by the number, type of material and thermal state of the controlled products. For example, such a device does not allow one product to be identified from four varieties of controlled products (heated metal, heated non-metallic, unheated metallic and unheated non-metallic) at one corresponding outlet from the three outputs of the device.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство идентификации изделий, содержащее индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытой чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно соединенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный элемент, пороговый элемент, последовательно включенные инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, а также логический элемент И, один из входов которого соединен с выходом формирователя импульсов, первую выходную клемму, соединенную с выходом логического элемента И и являющуюся первым выходом устройства, вторую выходную клемму, являющуюся вторым выходом устройства, инвертор, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов (см. авторское свидетельство SU 1610268 А1, кл. МКИ5 G01В 21/00 "Индуктивно-оптический датчик положения и контроля", 30.11.1990). Однако такое устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как:The closest in technical essence to the proposed solution is a product identification device containing an inductive sensitive element, made in the form of an inductor placed in an annular groove of an open cup of a ferrite core with a central hole, connected in series with an electric oscillation generator, in the circuit of the oscillatory circuit of which an inductive element is included , threshold element, sequentially connected infrared photodetector, pulse shaper, as well as logic And element I, one of the inputs of which is connected to the output of the pulse shaper, the first output terminal connected to the output of the logical element And which is the first output of the device, the second output terminal, which is the second output of the device, an inverter whose input is connected to the output of the pulse shaper (see copyright certificate SU 1610268 A1, class MKI 5 G01B 21/00 "Inductive-optical position and control sensor", 11/30/1990). However, such a device has limited functionality, since:

- производит идентификацию только нагретых металлических и неметаллических изделий;- identifies only heated metal and non-metal products;

- производит идентификацию нагретых металлических изделий на первом выходе устройства (выходная клемма 7) и не позволяет наряду с ними производить идентификацию на этом выходе ненагретых металлических изделий;- makes identification of heated metal products at the first output of the device (output terminal 7) and does not allow identification of unheated metal products at this output;

- не позволяет производить дополнительно идентификацию ненагретых неметаллических изделий на отдельном выходе устройства из-за отсутствия у него третьего выхода;- does not allow additional identification of unheated non-metallic products on a separate output of the device due to the lack of a third output;

- осуществляет идентификацию изделий из числа ограниченной номенклатуры по числу разновидностей контролируемых изделий в соответствии с алгоритмом: идентификация каждого из двух разновидностей контролируемых изделий изделия на одном соответствующем выходе из двух выходов устройства, и не позволяет осуществлять идентификацию изделий из числа расширенной номенклатуры (например, из набора из четырех видов контролируемых изделий - нагретое металлическое, нагретое неметаллическое, ненагретое металлическое и ненагретое неметаллическое) по числу разновидностей контролируемых изделий и по виду их материала согласно алгоритму: идентификация каждого из четырех разновидностей контролируемых изделий на одном соответствующем выходе из трех выходов устройства.- Carries out identification of products from a limited range of products by the number of varieties of controlled products in accordance with the algorithm: identification of each of two varieties of controlled products of a product at one corresponding output from two outputs of the device, and does not allow identification of products from among the expanded range of products (for example, from a set of four types of controlled products - heated metal, heated non-metallic, unheated metallic and unheated non-metallic ) by the number of varieties of controlled products and by the type of their material according to the algorithm: identification of each of the four varieties of controlled products at one corresponding output from the three outputs of the device.

Кроме того, такое устройство характеризуется двумя зонами его чувствительности - ближней и дальней зонами чувствительности вдоль оси симметрии индуктивного чувствительного элемента, совпадающей с осью симметрии 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 второму 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 контролируемое им изделие находится за пределами действия зоны действия его чувствительного элемента, из-за ложных его срабатываний от таких посторонних источников инфракрасного излучения, как нагретые металлические и неметаллические предметы, фотоэлектрические датчики положения с открытым оптическим каналом, установленные на технологическом оборудовании, и работающие генераторы инфракрасного излучения измерительных приборов, используемых при ремонте технологического оборудования в цеховых условиях, в том случае, когда они находятся за пределами действия электромагнитного поля. При этом ложные его срабатывания проявляются в виде формирования на его выходной клемме 12 ложных импульсов напряжения с уровнем логической "1".In addition, such a device is characterized by two zones of its sensitivity — the near and far zones of sensitivity along the axis of symmetry of the inductive sensitive element, which coincides with the axis of symmetry of the cup of its ferrite core. In the near sensitivity zone, in which the electromagnetic field of the inductive sensitive element and the infrared radiation of the controlled heated product operate simultaneously within the sensitivity of the infrared photodetector, identification (recognition) of the controlled products is performed. In the far sensitivity zone, in which only infrared radiation of the controlled products acts within the sensitivity of the infrared photodetector from the end of the border of the near sensitivity zone to the distance of the maximum sensitivity of the infrared photodetector, such a device works only as a non-contact photoelectric sensor, equally triggered by heated metal and non-metallic products in its second output (output terminal 12). This leads to a decrease in the reliability of its operation in the identification mode of controlled products, when the device is in the initial state, at which voltages with logical "0" levels are set at its outputs, and the product controlled by it is outside the range of its sensitive element, for his false responses from such extraneous sources of infrared radiation as heated metal and non-metallic objects, photoelectric position sensors with an open optical channel, installed They are located on technological equipment, and operating generators of infrared radiation of measuring instruments used in the repair of technological equipment in workshop conditions, when they are outside the electromagnetic field. In this case, its false responses are manifested in the form of the formation of 12 false voltage pulses with a logical level of “1” on its output terminal.

Наряду с этим такое устройство обладает низкой надежностью работы при случайном попадании в пределах его ближней зоны чувствительности посторонних нагретых неметаллических предметов одновременно в область оптического окна инфракрасного фотоприемника и в зону действия электромагнитного поля, когда устройство находится в исходном состоянии, а контролируемое изделие находится за пределами его чувствительной поверхности. При этом ложные его срабатывания проявляются в виде формирования на его выходной клемме 12 ложных импульсов напряжения также с уровнем логической "1".Along with this, such a device has low reliability in case of accidental contact with foreign heated non-metallic objects within its near sensitivity zone both in the optical window region of the infrared photodetector and in the electromagnetic field when the device is in the initial state and the product being monitored is outside of it sensitive surface. In this case, its false responses are manifested in the form of the formation of 12 false voltage pulses at its output terminal also with a logical level of "1".

Решаемая изобретением задача - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности идентификации (распознавания) наряду с нагретыми металлическими и неметаллическими 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 неметаллических предметов.The problem solved by the invention is to expand the functionality of the device by providing the possibility of identification (recognition) along with heated metal and nonmetallic products of unheated metal and nonmetallic products with the expansion of the range of controlled products, as well as improving the reliability of the device by eliminating its false positives from extraneous sources of infrared radiation and heated non-metallic objects.

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 И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а его выход является первым выходом устройства, первый инвертор, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, в него 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, выход которого соединен со вторым входом первого логического элемента И, а также второй инвертор, выход которого подключен к третьему входу первого логического элемента И, вход - к выходу первого порогового элемента, выход которого является вторым выходам устройства, второй логический элемент И, первый, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно второго порогового элемента, второго инвертора и первого инвертора, 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.The solution to this problem is achieved by the fact that in a known device containing an inductive sensitive element made in the form of an inductor placed in an annular groove of the open end of a ferrite core with a central hole, the electric oscillation generator is connected in series, the inductive sensor element is included in the oscillatory circuit of which the first threshold element, the first infrared photodetector, pulse shaper, and the first logic element I, the first input of which is connected to the output of the pulse shaper, and its output is the first output of the device, the first inverter, the input of which is connected to the output of the pulse shaper, introduces a second infrared photodetector connected in parallel with the first infrared photodetector to the input of the pulse shaper, in series included multivibrator with a capacitive sensitive element connected to its input and made in the form of a conductive plate with a geometric shape that repeats the geo the metric shape of the central hole of the ferrite core, a detector, a second threshold element, the output of which is connected to the second input of the first logical element And, as well as a second inverter, the output of which is connected to the third input of the first logical element And, the input - to the output of the first threshold element, the output of which is the second outputs of the device, the second logical element And, the first, second and third inputs of which are connected to the outputs, respectively, of the second threshold element, the second inverter and the first inverter, and its output is the third output of the device, while the capacitive sensor is installed inside the central hole of the ferrite core coaxially with this hole with an offset relative to the open end of the ferrite core along the axis of symmetry of its central hole towards the closed end of the ferrite core, the inductive and capacitive sensitive elements and infrared photodetectors, between which inductive and capacitive sensitive elements are placed, are installed along a straight line in one plane and form the sensor element of the device, and the plane of the optical windows of infrared photodetectors, the plane of the open end of the ferrite core and one of the planes of the capacitive sensor element, directed in one direction, are installed in parallel and form the sensitive surface of the device.

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 неметаллических изделий в режиме идентификации четырех видов изделий; на фиг.4 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства при срабатывании его от нагретых и ненагретых металлических изделий в режиме идентификации четырех видов изделий; на фиг.5 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства при срабатывании его от ненагретых неметаллических изделий в режиме идентификации четырех видов изделий.Figure 1 presents the functional diagram of the device; figure 2 is a diagram of the mutual arrangement of infrared photodetectors, capacitive and inductive sensitive elements and a controlled product; figure 3 is a voltage diagram explaining the operation of the device when it is triggered from heated non-metallic products in the identification mode of four types of products; figure 4 is a voltage diagram explaining the operation of the device when it is triggered by heated and unheated metal products in the identification mode of four types of products; figure 5 is a voltage diagram explaining the operation of the device when it is triggered from unheated non-metallic products in the identification mode of four types of products.

Устройство содержит (см. фиг.1) индуктивный чувствительный элемент 1, выполненный в виде катушки индуктивности 2, помещенной в кольцевом пазу 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, первый логический элемент И 6, первую выходную клемму 7, являющуюся первым выходом устройства и подключенную к выходу первого логического элемента И 6, последовательно включенные мультивибратор 8 с емкостным чувствительным элементом 9, выполненным в виде токопроводящей пластины и подключенным к его входу, детектор 10, второй пороговый элемент 11, выполненный, например, по схеме триггера Шмитта, а также первый инвертор 17, второй логический элемент И 13, первый вход которого подключен к выходу второго порогового элемента 11 и ко второму входу первого логического элемента И 6, второй вход - к выходу первого инвертора 17, выход которого соединен с третьим входом первого логического элемента И 6, 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 его выход соединен с первым входом первого логического элемента И 6, второй инвертор 12, выход которого подключен к третьему входу второго логического элемента И 13, а вход - к выходу формирователя импульсов 16, вторую выходную клемму 18, являющуюся вторым выходом устройства и подключенную к выходу первого порогового элемента 5, выход которого соединен со входом первого инвертора 17, третью выходную клемму 19, подключенную к выходу второго логического элемента И 13 и являющуюся третьим выходом устройства.The device contains (see Fig. 1) an inductive sensitive element 1 made in the form of an inductor 2 placed in an annular groove of the open end of a cup of a ferrite core 3 with a central hole, an electric oscillation generator 4, to the circuits of the oscillatory circuit of which an inductive sensitive element 1 is connected , the first threshold element 5, made, for example, according to the Schmitt trigger circuit, the input of which is connected to the output of the generator 4, the first logical element And 6, the first output terminal 7, which is the first output devices and connected to the output of the first logical element And 6, sequentially connected multivibrator 8 with a capacitive sensing element 9, made in the form of a conductive plate and connected to its input, a detector 10, a second threshold element 11, made, for example, according to the Schmitt trigger circuit, and also the first inverter 17, the second logical element And 13, the first input of which is connected to the output of the second threshold element 11 and to the second input of the first logical element And 6, the second input to the output of the first inverter 17, the output of which of the second is connected to the third input of the first logical element And 6, parallel to each other, the first and second infrared photodetectors 14, 15, a pulse shaper 16, made, for example, according to the Schmitt trigger circuit, to the input of which the outputs of the infrared photodetectors 14 and 15 are connected, and the output is connected to the first input of the first logical element And 6, the second inverter 12, the output of which is connected to the third input of the second logical element And 13, and the input to the output of the pulse shaper 16, the second output terminal 18, which is the second m output device and connected to the output of the first threshold element 5, whose output is connected to the input of the first inverter 17, a third output terminal 19 connected to the output of the second AND gate 13 and the third output device.

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).Generator 4 is made, for example, on the basis of a transistor according to the scheme of an oscillator of electrical oscillations with an inductive three-point, in which the inductive sensitive element 1 is connected to the circuits of its oscillatory circuit (see the book "PI Vilensky, L. A. Sribner. Contactless limit switches. - M .: Energoatomizdat, 1985. - 80 s, ill. - (Automation Library; Issue 654) ", p. 20, fig. 10, a; p. 38, fig. 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.4.42,а).The multivibrator 8 is made, for example, according to the scheme of a symmetrical rectangular oscillator based on an operational amplifier (see the book "Shilo V.L. Linear integrated circuits in electronic equipment. - M .:" Sov. Radio ", 1974, p.175, fig. .4.42, a).

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 20, 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.A capacitive sensing element 9, connected in the negative feedback circuit to the inverting input of the operational amplifier of the multivibrator 8, is one of the plates of the frequency-setting "open capacitor", the second lining of which is the electrical circuit of the common ground of the multivibrator 8 and, the device as a whole, and serves as capacitive sensitive element of the multivibrator 8 (see the journal "Radio", No. 10, 2002, p. 38, fig. 1; p. 39, fig. 3). In this case, the capacitive sensing element 9 is made in the form of a conductive plate with a geometric shape matching the geometrical shape of the through central hole made in the cup of the ferrite core 3 of the inductive sensing element 1. Moreover, the capacitive sensing element 9 is installed inside the central opening of the ferrite core 3 coaxially with this hole with offset relative to the surface of the open end of the cup of the ferrite core 3 along the axis of symmetry of the Central hole of the ferrite of the core 3 in a direction opposite the location of inductors 2, i.e. towards the closed end of the ferrite core 3. The presence of such a displacement does not allow the magnetic flux of scattering (not shown in FIG. 2 for better readability of the drawing) of the electromagnetic field 20 existing directly at the leading edge of the central hole from the side of the open end of the cup of the ferrite core 3 surface of the capacitive sensing element 9 and, thereby, eliminates the possibility of introducing unwanted additional attenuation into the oscillatory circuit of the generator 4. This, in turn, and This turns the possibility of reducing the Q factor of the oscillatory circuit generator 4 and violating the generation mode electrical oscillations, resulting in equipment malfunction.

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).The detector 10 is made, for example, according to the scheme of a diode passive converter of the amplitude values of the alternating voltage to constant with the sequential inclusion of a rectifying diode with an output load in the form of a parallel RC circuit (see the book "L. Volgin. Measuring converters of alternating voltage to constant. M. : "Sov. Radio", 1977, p. 174, fig. 4.9, b).

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.Each infrared photodetector 14, 15 is made, for example, according to a circuit consisting of a direct current amplifier based on an operational amplifier, an infrared photodiode included in the photodiode mode at the input of the operational amplifier (see the book "M. Aksenenko et al. Microelectronic photodetector devices / M.D.Aksenenko, M.L. Baranochnikov, O.V. Smolin. - M .: Energoatomizdat, 1984. - 208 p., Ill., P. 83, fig. 4.11, B), and a transistor emitter follower with an open emitter output, the input of which is connected to the output of a DC amplifier, and its open fifth emitter output is the output of the infrared photodetector.

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 электромагнитное поле 20. 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 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 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.The inductive sensing element 1 includes an inductor 2, a ferrite core 3 made in the form of a cup having open and closed ends. On the side of the open end of the cup of the ferrite core 3, a winding of the inductor 2 is installed. At the open end of the cup of the ferrite core 3, when the high-frequency signal is applied to the inductor 2 from the generator 4, an electromagnetic field 20 is formed in the airspace. The magnetic flux of this field is closed through the air space between the internal an annular protrusion of the cup mounted inside the Central hole of the inductor 2, and an outer annular protrusion of the cup, covering its inner b kovoy outer side surface of the coil surface 2 on its perimeter. In this case, an electromagnetic field does not occur in front of the cup’s closed end in air, since its magnetic flux closes inside the core through a continuous layer of ferrite, which forms the closed end of the cup, i.e. this layer is shielded by the electromagnetic field from the closed end of the ferrite core 3. Inside the central hole of the ferrite core 3, the electromagnetic field is also absent, since the hole is made in a continuous layer of ferrite, and the magnetic flux closes inside the ferrite core 3 through this layer of ferrite due to the small resistance of the ferrite for magnetic flux compared to air resistance.

Поэтому взаимодействие емкостного чувствительного элемента 9, установленного внутри центрального отверстия ферритового сердечника 3 со смещением в сторону его закрытого торца, с электромагнитным полем 20 катушки индуктивности 2 полностью исключается. При этом центральное отверстие в виде сквозного отверстия чашки ферритового сердечника 3 позволяет конструктивно выполнить электрическое соединение емкостного чувствительного элемента 9 с мультивибратором 8 со стороны закрытого торца чашки ферритового сердечника 3, без взаимодействия соединительного проводника с электромагнитным полем 20, 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. Причем емкостной и индуктивный чувствительные элементы 1, 9 и инфракрасные фотоприемники 14, 15, между которыми размещены индуктивный и емкостной чувствительные элементы 1, 9, установлены в одной плоскости и образуют чувствительный элемент устройства. Причем плоскости открытого торца чашки ферритового сердечника 3 катушки индуктивности 2, оптических окон инфракрасных фотоприемников 14, 15 и одна из плоскостей емкостного чувствительного элемента 9, установленные параллельно между собой и направленные в одну сторону, т.е. в сторону контролируемого изделия, образуют чувствительную поверхность устройства.Therefore, the interaction of the capacitive sensing element 9, installed inside the Central hole of the ferrite core 3 with an offset towards its closed end, with the electromagnetic field 20 of the inductor 2 is completely eliminated. In this case, the central hole in the form of a through hole in the cup of the ferrite core 3 allows constructive electrical connection of the capacitive sensing element 9 with the multivibrator 8 from the closed end of the cup of the ferrite core 3, without the interaction of the connecting conductor with the electromagnetic field 20, i.e. without introducing undesirable additional attenuation into the circuit of the generator 4, which leads to a decrease in its quality factor by the connecting metal conductor and, as a consequence, to a violation of the operating mode of the generator 4. Moreover, capacitive and inductive sensitive elements 1, 9 and infrared photodetectors 14, 15, between which the inductive and capacitive sensing elements 1, 9 are installed in the same plane and form the sensing element of the device. Moreover, the planes of the open end of the cup of the ferrite core 3 of the inductor 2, the optical windows of the infrared photodetectors 14, 15 and one of the planes of the capacitive sensor element 9, mounted parallel to each other and directed in the same direction, i.e. towards the controlled product, form the sensitive surface of the device.

При таком взаимном расположении элементов чувствительного элемента устройства он и, следовательно, устройство в целом характеризуется двумя зонами чувствительности - ближней и дальней зонами чувствительности вдоль осей симметрии индуктивного и емкостного чувствительных элементов 1 и 9, проведенных через их центры перпендикулярно плоскостям открытого торца ферритового сердечника 3 и емкостного чувствительного элемента 9 соответственно. В ближней зоне чувствительности, в которой одновременно действуют электромагнитное поле 20 индуктивного чувствительного элемента 1, электрическое поле 22 емкостного чувствительного элемента 9 и инфракрасное излучение контролируемого нагретого изделия 21 в пределах чувствительности инфракрасных фотоприемников 14, 15, производится идентификация (распознавание) контролируемых изделий. В дальней зоне чувствительности, ограниченной в пределах чувствительности инфракрасных фотоприемников 14, 15 концом границы ближней зоны чувствительности устройства и расстоянием предельной чувствительности инфракрасных фотоприемников 14, 15, устройство теряет свойство идентификации (распознавания) контролируемых изделий 21. 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 чувствительный элемент фотоприемника 14, вызывают ложные срабатывания формирователя импульсов 16, проявляющиеся в виде формирования на его выходе ложных импульсов напряжения с уровнями логической "1", что может приводить к снижению надежности работы устройства.With this mutual arrangement of the elements of the sensing element of the device, it and, therefore, the device as a whole is characterized by two sensitivity zones - the near and far sensitivity zones along the symmetry axes of the inductive and capacitive sensitive elements 1 and 9, drawn through their centers perpendicular to the planes of the open end face of the ferrite core 3 and capacitive sensing element 9, respectively. In the near sensitivity zone, in which the electromagnetic field 20 of the inductive sensing element 1, the electric field 22 of the capacitive sensing element 9 and the infrared radiation of the controlled heated product 21 are simultaneously operating within the sensitivity of the infrared photodetectors 14, 15, the controlled products are identified (recognized). In the far sensitivity zone, limited within the sensitivity range of infrared photodetectors 14, 15 by the end of the border of the near sensitivity zone of the device and the distance of the limiting sensitivity of infrared photodetectors 14, 15, the device loses the property of identification (recognition) of controlled products 21. But in this zone of the device under production technological conditions processes can be various extraneous sources of infrared radiation, which can be heated metal and non-metallic Kie technological objects and sources of infrared radiation, for example optical sensors with an open channel or an optical metrology equipment with measuring infrared radiation generators. Such sources, acting with their infrared radiation on the sensitive element of the photodetector 14, cause false triggering of the pulse shaper 16, manifested in the form of the formation of false voltage pulses at its output with logical levels of "1", which can lead to a decrease in the reliability of the device.

Поэтому схема взаимного расположения элементов чувствительного элемента устройства, схемное решение устройства и алгоритм обработки сигналов инфракрасных фотоприемников 14, 15, индуктивного и емкостного чувствительных элементов 1, 9 разработаны с учетом наличия указанных мешающих факторов таким образом, чтобы устранить ложные срабатывания устройства при ложных срабатываниях формирователя импульсов 16 в процессе идентификации контролируемых изделий.Therefore, the mutual arrangement of the elements of the sensor element of the device, the circuit diagram of the device and the signal processing algorithm of infrared photodetectors 14, 15, inductive and capacitive sensors 1, 9 are designed taking into account the presence of these interfering factors in such a way as to eliminate false alarms of the device with false responses of the pulse shaper 16 in the process of identifying controlled items.

Такое взаимное расположение в пространстве инфракрасных фотоприемников 14, 15, емкостного чувствительного элемента 9, индуктивного чувствительного элемента 1 и контролируемого изделия 21 (см. фиг.2) при прохождении им в направлении стрелки 23 (24) относительно чувствительного элемента устройства параллельно его чувствительной поверхности в пределах действия электромагнитного поля 20, электрического поля 22 и в пределах расстояний чувствительности фотоприемников 14, 15 всегда обеспечивает последовательное взаимодействие контролируемого изделия 21 с оптическим окном фотоприемника 14 (15), электромагнитным полем 20, электрическим полем 22 и оптическим окном фотоприемника 15 (14). Это, в свою очередь, обеспечивает:Such a mutual arrangement in space of infrared photodetectors 14, 15, a capacitive sensing element 9, an inductive sensitive element 1 and a controlled product 21 (see figure 2) when it passes in the direction of the arrow 23 (24) relative to the sensitive element of the device parallel to its sensitive surface in within the limits of the electromagnetic field 20, the electric field 22 and within the sensitivity distances of the photodetectors 14, 15 always provides a consistent interaction of the controlled product I 21 to the optical window of the photodetector 14 (15), an electromagnetic field 20, the electric field 22 and the photodetector 15, an optical window (14). This, in turn, provides:

1) последовательное засвечивание нагретым контролируемым металлическим или неметаллическим изделием 21 своим инфракрасным излучением 25 сначала одного фотоприемника 14 (15), потом пересечение электромагнитного поля 20, оставляя при этом фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, а затем взаимодействие с электрическим полем 22, продолжая оставаться в зоне действия электромагнитного поля 20 и оставляя при этом фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, далее засвечивание другого фотоприемника 15 (14), оставаясь в зоне действия электромагнитного и электрического полей 20, 22 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 20, 22 соответственно и оставляя при этом фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, затем выход из зоны действия электрического поля 22, оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 20 и оставляя фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, далее выход из зоны действия электромагнитного поля 20, оставляя при этом фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии и, наконец, затемнение фотоприемника 15 (14) и выход контролируемого нагретого металлического или неметаллического изделия 21 из зоны чувствительной поверхности устройства.1) sequential illumination by a heated controlled metal or nonmetallic product 21 with its infrared radiation 25 first of one photodetector 14 (15), then the intersection of the electromagnetic field 20, leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state, and then interacting with the electric field 22, continuing remain in the area of influence of the electromagnetic field 20 and leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state, then the illumination of another photodetector 15 (14), remaining in the area of the electromagnetic field electric fields 20, 22, respectively, and leaving both photodetectors in the illuminated state for a certain period of time, then darkening the photodetector 14 (15), staying in the range of electromagnetic and electric fields 20, 22, respectively, and leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state then exit from the zone of action of the electric field 22, remaining in the zone of action of the electromagnetic field 20 and leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state, then exit from the zone of action of the electromagnetic field 20, leaving at 15 th photodetector (14) in the light-polluted state and finally darkening a photodetector 15 (14) and an output controlled heated metallic or non-metallic article 21 of the sensitive surface of the device area.

Таким образом, последовательное засвечивание нагретым контролируемым металлическим или неметаллическим изделием 21 фотоприемников 14 (15) и 15 (14) 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 изделия 21 в зоне чувствительной поверхности устройства, начиная с момента засветки фотоприемника 14 (15) и до момента выхода из засвеченного состояния фотоприемника 15 (14);Thus, sequential illumination by a heated controlled metal or nonmetallic product of 21 photodetectors 14 (15) and 15 (14) occurs without interruption, i.e. a continuous voltage pulse is formed at the output of the pulse shaper 16 by both parallel photodetectors with a logic level “1” of duration equal to the residence time of the controlled heated product 21 in the zone of the sensitive surface of the device, from the moment the photodetector 14 is illuminated to the point of exit from the illuminated state photodetector 15 (14);

2) последовательное прохождение ненагретыми металлическим, неметаллическим и нагретыми металлическим, неметаллическим контролируемыми изделиями 21 фотоприемника 14 (15) соответственно без его засвечивания вследствие отсутствия у контролируемых изделий инфракрасного излучения 25 и с засвечиванием фотоприемника 14 (15) вследствие наличия у них инфракрасного излучения 25, потом пересечение ими электромагнитного поля 20, затем взаимодействие их с электрическим полем 22, далее прохождение ими фотоприемника 15 (14) соответственно без засвечивания и с засвечиванием его и выход контролируемых изделий 21 из зоны чувствительной поверхности устройства. В результате чего на выходе второго порогового элемента 11 формируются импульсы напряжений с уровнями логической "1" длительностями, равными длительности нахождения контролируемого изделия 21 в электрическом поле 22 емкостного чувствительного элемента 9. При этом на выходе порогового элемента 5 происходит формирование импульсов напряжений с уровнями логической "1" при взаимодействии контролируемых нагретых и ненагретых металлических изделий с электромагнитным полем 20. Вместе с тем отсутствует формирование на выходе порогового элемента 5 таких импульсов при взаимодействии контролируемых нагретых и ненагретых неметаллических изделий 21 с электромагнитным полем 20 вследствие отсутствия внесения ими существенного затухания в колебательный контур генератора 4, в который включен индуктивный чувствительный элемент 1;2) sequential passage of unheated metal, non-metallic and heated metallic, non-metallic controlled products 21 of the photodetector 14 (15), respectively, without its illumination due to the absence of infrared radiation 25 in the controlled products and with the photodetector 14 (15) illuminated due to the presence of infrared radiation 25, then their intersection of the electromagnetic field 20, then their interaction with the electric field 22, then their passage through the photodetector 15 (14), respectively, without exposure and blowing out and its output 21 controlled products from sensitive device surface area. As a result, at the output of the second threshold element 11, voltage pulses are generated with logical levels of "1" durations equal to the length of time for the monitored product 21 to be in the electric field 22 of the capacitive sensing element 9. At the same time, voltage pulses with logical levels are generated at the output of the threshold element 5 1 "in the interaction of controlled heated and unheated metal products with an electromagnetic field 20. However, there is no formation at the output of the threshold element 5 such pulses in the interaction of controlled heated and unheated non-metallic products 21 with an electromagnetic field 20 due to the absence of a significant attenuation into the oscillatory circuit of the generator 4, which includes an inductive sensitive element 1;

3) получение импульсов на выходе формирователя импульсов 16 длительностью, всегда большей, чем длительность каждого импульса на выходе первого порогового элемента 5 и второго порогового элемента 11;3) receiving pulses at the output of the pulse shaper 16 with a duration always greater than the duration of each pulse at the output of the first threshold element 5 and the second threshold element 11;

4) получение на выходе первого порогового элемента 5 в случае взаимодействия чувствительного элемента устройства с контролируемым нагретым или ненагретым металлическим изделием 21 импульса напряжения с уровнем логической "1" длительностью, всегда большей, чем длительность импульса на выходе второго порогового элемента 11;4) receiving at the output of the first threshold element 5 in the case of the interaction of the sensitive element of the device with a controlled heated or unheated metal product 21 voltage pulses with a logic level of "1" duration, always greater than the pulse duration at the output of the second threshold element 11;

5) расстановку на временной оси сформированных импульсов таким образом, чтобы выходные импульсы формирователя импульсов 16 большей длительности всегда "охватывали" выходные импульсы меньшей длительности первого порогового элемента 5 и второго порогового элемента 11 и чтобы в то же время выходные импульсы первого порогового элемента 5, длительности которых больше, чем длительности импульсов на выходе второго порогового элемента 11, всегда "охватывали" выходные импульсы последнего.5) arrangement on the time axis of the generated pulses so that the output pulses of the pulse shaper 16 of greater duration always "cover" the output pulses of shorter duration of the first threshold element 5 and the second threshold element 11 and at the same time the output pulses of the first threshold element 5, duration which are longer than the pulse durations at the output of the second threshold element 11, always “covered” the output pulses of the latter.

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 четырех видов изделий из числа нагретых металлических, неметаллических и ненагретых металлических, неметаллических изделий и расширить номенклатуру контролируемых изделий до четырех единиц, т.е. производить распознавание металлических и неметаллических изделий с учетом их термического состояния и вида материала при расширенной номенклатуре контролируемых изделий по алгоритму: идентификация каждого из четырех разновидностей контролируемых изделий на один соответствующий выход из трех выходов устройства, а также повысить надежность работы устройства.Therefore, such a mutual arrangement of infrared photodetectors, inductive and capacitive sensitive elements and their interaction in the sequence described above with the controlled product, as well as the corresponding processing of the output signals by the proposed device circuit, allow the device to operate in the identification mode of four types of products from the number of heated metal ones, non-metallic and unheated metallic, non-metallic products and expand the range of controlled from Eliya to four units, ie Recognize metallic and nonmetallic products taking into account their thermal state and type of material with an expanded range of controlled products according to the algorithm: identification of each of the four varieties of controlled products at one corresponding output from the three outputs of the device, and also increase the reliability of the device.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения питания в момент нахождения контролируемого изделия 21 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 устанавливается напряжение U1 с уровнем логического "0", которое подается соответственно на первый вход логического элемента 6 и вход инвертора 17 (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5). После чего на выходе инвертора 17 устанавливается напряжение U5 с уровнем логической "1", которое подается на третий вход логического элемента 13.The device operates as follows. When applying the supply voltage at the time the controlled product 21 is outside the sensitive area of the device (see figure 2), the photodetectors 14, 15 are in a darkened state. As a result, the driver 16 is installed in such a stable state, at which voltage U1 is set at its output with a logic level of “0”, which is supplied respectively to the first input of the logic element 6 and the input of the inverter 17 (see FIG. 3, FIG. 4, FIG. .5). After that, the voltage U5 is set at the output of the inverter 17 with a logic level of "1", which is supplied to the third input of the logic element 13.

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 выходе устанавливается напряжение U2 с уровнем логического "0", которое подается на вход инвертора 12 и выходную клемму 18 устройства (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5). При этом на выходе инвертора 12, втором и третьем входах соответственно логических элементов 13 и 6 устанавливается напряжение U4 с уровнем логической "1".In this case, at the time of supply of the supply voltage, the generator 4 enters the mode of generating electrical oscillations, the constant current component of which at its output creates a voltage drop exceeding the input threshold voltage value of the trigger of the threshold element 5. As a result, the latter switches to a stable state in which the output is set voltage U2 with a logic level of "0", which is fed to the input of the inverter 12 and the output terminal 18 of the device (see figure 3, figure 4, figure 5). At the same time, at the output of the inverter 12, the second and third inputs of the logic elements 13 and 6, respectively, the voltage U4 is set with a logic level of "1".

Вместе с тем в момент подачи напряжения питания мультивибратор 8 переходит в заторможенное состояние, при котором на его выходе, входе и выходе детектора 10, входе порогового элемента 11 устанавливаются напряжения с уровнями логического "0". В результате пороговый элемент 11 переключается в такое устойчивое состояние, при котором на его выходе, первом и втором входах соответственно логических элементов 13 и 6 устанавливается напряжение U3 с уровнем логического "0″ (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5).At the same time, at the time of supply of the supply voltage, the multivibrator 8 goes into a braked state, at which voltages with logical "0" levels are set at its output, input and output of the detector 10, and the input of the threshold element 11. As a result, the threshold element 11 switches to such a stable state that at its output, the first and second inputs of the logic elements 13 and 6, respectively, the voltage U3 is set with a logic level of “0 ″ (see figure 3, figure 4, figure 5 )

Но уровень логической "1" напряжение U4 с выхода инвертора 12 через третий вход логического элемента 6 на его выход и выходную клемму 7 не проходит, и на его выходе и выходной клемме 7 устанавливается напряжение U6 с уровнем логического "0", так как на первый и второй входы логического элемента 6 поданы с выходов соответственно формирователя 16 и порогового элемента 11 напряжения U1 и U3 с уровнями логического "0", запрещающие его прохождение. При этом уровни логической "1" напряжений U4 и U5 с выходов соответственно инверторов 12 и 17 через второй и третий входы логического элемента 13 на его выход и выходную клемму 19 не проходят, и на его выходе и выходной клемме 19 устанавливается напряжение U7 с уровнем логического "0", так как на первый вход логического элемента 13 подано с выхода порогового элемента 11 напряжение U3 с уровнем логического "0", запрещающее их прохождение.But the logic level "1" voltage U4 from the output of the inverter 12 through the third input of the logic element 6 to its output and output terminal 7 does not pass, and at its output and output terminal 7 the voltage U6 is set with the logic level "0", since the first and the second inputs of the logic element 6 are supplied from the outputs of the former 16 and the threshold element 11 of the voltage U1 and U3 with levels of logic "0", which prohibit its passage. Moreover, the levels of logical "1" of the voltage U4 and U5 from the outputs of inverters 12 and 17, respectively, do not pass through the second and third inputs of the logic element 13 to its output and output terminal 19, and voltage U7 with a logic level is set at its output and output terminal 19 "0", since the voltage U3 with the logic level "0", prohibiting their passage, is supplied to the first input of the logic element 13 from the output of the threshold element 11.

Таким образом, после подачи напряжения питания устройство устанавливается в исходное состояние, при котором контролируемое изделие 21 находится за пределами его чувствительной поверхности, а на выходных клеммах 7, 18 и 19 устанавливаются соответственно напряжения U6, U2 и U7 с уровнями логического "0" (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5). При этом устройство готово к первому циклу идентификации изделий.Thus, after supplying the supply voltage, the device is restored to its initial state, in which the controlled product 21 is located outside its sensitive surface, and voltage U6, U2, and U7 with logical “0” levels are set at the output terminals 7, 18, and 19, respectively (see Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5). In this case, the device is ready for the first cycle of product identification.

Рассмотрим работу устройства в режиме идентификации четырех видов контролируемых изделий - нагретых неметаллических, нагретых металлических, ненагретых металлических и ненагретых неметаллических, при котором контролируемое изделие 21 (см. фиг.2) перемещается параллельно чувствительной поверхности устройства в пределах его ближней зоны чувствительности в одном из направлений по стрелке 23 или 24.Consider the operation of the device in the identification mode of four types of controlled products - heated non-metallic, heated metallic, unheated metallic and unheated non-metallic, in which the controlled product 21 (see figure 2) moves parallel to the sensitive surface of the device within its near sensitivity zone in one of the directions arrow 23 or 24.

При введении в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства, например, нагретого неметаллического изделия 21, происходит засвечивание фотоприемника 14 (15) его инфракрасным излучением 25 (см. фиг.2). 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, первом входе логического элемента 6 и входе инвертора 17 устанавливается напряжение U1 с уровнем логической "1" (см. фиг.3). В результате на выходе инвертора 17 устанавливается напряжение U5 с уровнем логического "0", которое подается на третий вход логического элемента 13. Но уровень логической "1" напряжения U1 с выхода формирователя 16 через первый вход логического элемента 6 на его выход и на выходную клемму 7 не проходит, и на выходных клеммах 7, 18 и 19 продолжают присутствовать соответственно напряжения U6, U2 и U7 с уровнями логического "0", соответствующие исходному состоянию схемы устройства, так как:When you insert in the direction of the arrow 23 (24) into the zone of the sensitive surface of the device, for example, a heated non-metallic product 21, the photodetector 14 (15) is exposed to its infrared radiation 25 (see figure 2). As a result, a voltage with a logic level “1” is established at its output, which is supplied to the input of the driver 16, which switches to such a stable state that at its output, the first input of the logic element 6 and the input of the inverter 17, the voltage U1 with the logical level is set 1 "(see figure 3). As a result, the output of the inverter 17 sets the voltage U5 with the logic level “0”, which is supplied to the third input of the logic element 13. But the level of the logical “1” voltage U1 from the output of the driver 16 through the first input of the logic element 6 to its output and to the output terminal 7 does not pass, and voltages U6, U2 and U7 with logical "0" levels corresponding to the initial state of the device circuit continue to be present at the output terminals 7, 18, and 19, since:

- уровни логической "1" напряжений U1 и U4 с выходов формирователя 16 и инвертора 12 соответственно через первый и третий входы логического элемента 6 на его выход и выходную клемму 7 не проходят, потому что на второй вход логического элемента 6 с выхода порогового элемента 11 подано напряжение U3 с уровнем логического "0", запрещающее их прохождение;- levels of logical “1” of voltages U1 and U4 from the outputs of the driver 16 and inverter 12, respectively, do not pass through the first and third inputs of the logic element 6 to its output and output terminal 7, because the second input of the logic element 6 from the output of the threshold element 11 is fed voltage U3 with a logic level of "0", prohibiting their passage;

- на выходе порогового элемента 5 продолжает присутствовать соответствующее исходному состоянию устройства напряжение U2 с уровнем логического "0", которое подано на выходную клемму 18;- the output voltage of the threshold element 5 continues to be present corresponding to the initial state of the device voltage U2 with a logic level of "0", which is supplied to the output terminal 18;

- уровень логической "1" напряжения U4 с выхода инвертора 12 через второй вход логического элемента 13 на его выход и выходную клемму 19 не проходит, потому что на первый и третий входы логического элемента 13 с выходов соответственно порогового элемента 11 и инвертора 17 поданы напряжения U3 и U5 с уровнями логического "0", запрещающие его прохождение.- the level of logical "1" voltage U4 from the output of the inverter 12 through the second input of the logic element 13 to its output and the output terminal 19 does not pass, because the voltage U3 is applied to the first and third inputs of the logic element 13 from the outputs of the threshold element 11 and the inverter 17 and U5 with levels of logical "0", prohibiting its passage.

Затем перемещающееся в выбранном направлении контролируемое изделие 21, оставляя фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии, входит в зону действия электромагнитного поля 20. После чего генератор 4 продолжает находиться в режиме генерации электрических колебаний, т.е. в исходном состоянии, так как контролируемое нагретое неметаллическое изделие 20 не вносит существенного затухания в колебательный контур генератора 4. В результате переключения порогового элемента 5 в другое устойчивое состояние не происходит, и на его выходе продолжает присутствовать соответствующее исходному состоянию устройства напряжение U2 с уровнем логического "0", которое подано на вход инвертора 12 и на выходную клемму 18. При этом на выходе инвертора 12, втором и третьем входах соответственно логических элементов 13 и 6 продолжает присутствовать напряжение U4 с уровнем логической "1", соответствующее исходному состоянию устройства. После чего переключения логических элементов 6, 13 и порогового элемента 5 в другое состояние не происходит, и соответственно на выходных клеммах 7, 19 и 18 продолжают присутствовать напряжения U6, U7 и U2 с уровнями логического. "0", так как логические уровни напряжений соответственно на входах логических элементов 6, 13 и выходе порогового элемента 5 не изменились и соответствуют прежним значениям, установленным после вхождения контролируемого изделия 21 в область оптического окна фотоприемника 14 (15).Then, the controlled product 21 moving in the selected direction, leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state, enters the zone of action of the electromagnetic field 20. After that, the generator 4 continues to be in the mode of generating electric oscillations, i.e. in the initial state, since the controlled heated non-metallic product 20 does not introduce significant attenuation into the oscillatory circuit of the generator 4. As a result of switching the threshold element 5 to another stable state, it does not continue to exist and the voltage U2 corresponding to the initial state of the device continues to be at the logical level 0 ", which is fed to the input of the inverter 12 and the output terminal 18. In this case, the output of the inverter 12, the second and third inputs, respectively, of the logic elements 13 and 6 continues to sutstvovat U4 voltage level of logic "1", corresponding to the initial state of the device. After which the switching of logic elements 6, 13 and threshold element 5 to another state does not occur, and accordingly, voltages U6, U7 and U2 with logic levels continue to be present at the output terminals 7, 19 and 18. "0", since the logical voltage levels at the inputs of the logic elements 6, 13 and the output of the threshold element 5, respectively, have not changed and correspond to the previous values established after the controlled product 21 entered the region of the optical window of the photodetector 14 (15).

Далее перемещающееся в выбранном направлении контролируемое изделие 21, оставляя фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии и по-прежнему оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 20, входит в зону действия электрического поля 22 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 выходе устанавливается напряжение U3 с уровнем логической "1", которое подается на первый и второй входы логических элементов 13 и 6 соответственно. После чего происходит переключение логического элемента 6 в другое состояние, при котором на его выходе и выходной клемме 7 устанавливается напряжение U6 с уровнем логической "1", а на выходах порогового элемента 5 и логического элемента 13 и соответственно на выходных клеммах 18 и 19 продолжают присутствовать напряжения U2 и U7 с уровнями логического "0", так как:Further, the controlled product 21 moving in the selected direction, leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state and still remaining in the zone of action of the electromagnetic field 20, enters the zone of action of the electric field 22 of the capacitive sensing element 9 and forms an electric capacitor with it. The value of the electric capacitance of the capacitor thus formed increases to a level at which the multivibrator 8 is excited and transitions to the mode of generation of electrical vibrations. The amplitude of the output pulses of the multivibrator 8 is converted by the detector 10 into a constant voltage with a logic level of "1", which exceeds the input threshold voltage value of the trigger of the threshold element 11. In this case, the threshold element 11 switches to another stable state, at which voltage U3 with a level is set at its output logical "1", which is fed to the first and second inputs of logic elements 13 and 6, respectively. After that, the logic element 6 is switched to another state, in which the voltage U6 is set at its output and the output terminal 7 with the logic level “1”, and the outputs of the threshold element 5 and the logic element 13 and, respectively, continue to be present at the output terminals 18 and 19 voltage U2 and U7 with levels of logical "0", because:

- на всех трех входах логического элемента 6 установлены напряжения U1, U3 и U4 с уровнями логической "1", поданные соответственно с выходов формирователя 16, порогового элемента 11 и инвертора 12, разрешающие переключение логического элемента 6 в другое состояние;- at all three inputs of logic element 6, voltages U1, U3, and U4 are set with logic levels “1”, supplied respectively from the outputs of the driver 16, threshold element 11, and inverter 12, which enable switching of logic element 6 to another state;

- с выхода порогового элемента 5 подано на выходную клемму 18 напряжение U2 с уровнем логического "0", соответствующее исходному состоянии устройства, потому что пороговый элемент 5 продолжает находиться в исходном состоянии;- from the output of the threshold element 5, a voltage U2 with a logic level “0” corresponding to the initial state of the device is supplied to the output terminal 18, because the threshold element 5 continues to be in the initial state;

- уровни логической "1" напряжений U3 и U4 с выходов порогового элемента 11 и инвертора 12 не проходят соответственно через первый и второй входы логического элемента 13 на его выход и выходную клемму 19, потому что на третий вход логического элемента 13 подано с выхода инвертора 17 напряжение U5 с уровнем логического "0", запрещающее их прохождение.- levels of logical "1" of the voltage U3 and U4 from the outputs of the threshold element 11 and inverter 12 do not pass, respectively, through the first and second inputs of the logic element 13 to its output and output terminal 19, because the third input of the logic element 13 is supplied from the output of the inverter 17 voltage U5 with a logic level of "0", prohibiting their passage.

Потом перемещающееся контролируемое изделие 21, по-прежнему оставляя фотоприемник 14 (15) в засвеченном состоянии и оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 20 и электрического поля 22, засвечивает фотоприемник 15 (14). После чего уровень напряжения на входе и выходе формирователя 16, соответствующий уровню логической "1", не изменился, так как параллельно включенные фотоприемники 14, 15 реализуют логическую функцию МОНТАЖНОЕ ИЛИ. Поэтому описанные выше состояния схемы устройства и диаграмм напряжений на фиг.3, установившиеся до момента засвечивания фотоприемника 15 (14), не изменились.Then the moving controlled product 21, still leaving the photodetector 14 (15) in the illuminated state and remaining in the area of the electromagnetic field 20 and the electric field 22, illuminates the photodetector 15 (14). After that, the voltage level at the input and output of the shaper 16, corresponding to the logical level “1”, has not changed, since the photodetectors 14, 15 connected in parallel implement the logical function MOUNTING OR. Therefore, the above-described states of the device circuit and voltage diagrams in FIG. 3, which were established before the exposure of the photodetector 15 (14), did not change.

При дальнейшем перемещении в том же направлении контролируемое изделие 21, оставаясь в зонах действия электромагнитного и электрического полей 20 и 22 соответственно и оставляя фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, выходит за пределы оптического окна фотоприемника 14 (15). При этом происходит затемнение последнего, после чего уровень напряжения U1 на выходе формирователя 16, соответствующий уровню логической "1", также не изменяется по причине реализации фотоприемниками 14, 15 логической функции МОНТАЖНОЕ ИЛИ. В связи с этим описанные состояния схемы устройства и диаграмм напряжений на фиг.3, установившиеся до момента затемнения фотоприемника 14 (15), также не изменились.With further movement in the same direction, the controlled product 21, remaining in the zones of electromagnetic and electric fields 20 and 22, respectively, and leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state, goes beyond the optical window of the photodetector 14 (15). In this case, the latter dims, after which the voltage level U1 at the output of the driver 16, corresponding to the logical level “1”, also does not change due to the implementation of the logical function INSTALLING OR by the photodetectors 14, 15. In this regard, the described state of the device circuit and voltage diagrams in figure 3, established before the dimming of the photodetector 14 (15), also did not change.

Затем контролируемое изделие 21, оставляя фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии и оставаясь в зоне действия электромагнитного поля 20, выходит из зоны действия электрического поля 22. При этом мультивибратор 8 переходит в заторможенное состояние, т.е. в исходное состояние, при котором на его выходе, входе и выходе детектора 10 устанавливаются напряжения с уровнями логического "0". В результате на вход порогового элемента 11 подается напряжение с уровнем логического "0", под действием которого он переключается в другое устойчивое состояние, т.е. в исходное состояние, и на выходе порогового элемента 11 устанавливается напряжение U3 с уровнем логического "0", которое подается на первый и второй входы логических элементов 13 и 6 соответственно. После чего логический элемент 6 переключается в исходное состояние, и на его выходе и выходной клемме 7 устанавливается напряжение U6 с уровнем логического "0, а на выходах порогового элемента 5 и логического элемента 13 и соответственно на выходных клеммах 18 и 19 продолжают присутствовать напряжения U2 и U7 с уровнями логического "0", так как:Then, the controlled product 21, leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state and remaining in the zone of influence of the electromagnetic field 20, leaves the zone of action of the electric field 22. In this case, the multivibrator 8 goes into a locked state, i.e. in the initial state, in which at its output, input and output of the detector 10 are set voltage with logical levels of "0". As a result, a voltage with a logic level of "0" is applied to the input of the threshold element 11, under the influence of which it switches to another stable state, i.e. in the initial state, and at the output of the threshold element 11, a voltage U3 is set with a logic level of "0", which is supplied to the first and second inputs of the logic elements 13 and 6, respectively. After that, the logic element 6 is switched to its initial state, and the voltage U6 is set at its output and the output terminal 7 with a logic level of "0, and at the outputs of the threshold element 5 and the logic element 13 and, respectively, the voltage U2 and the output terminals 18 and 19 U7 with logical levels of "0", because:

- уровни логической "1" напряжений U1 и U4 с выходов формирователя 16 и инвертора 12 не проходят на выход логического элемента 6 соответственно через его первый и третий входы на выходную клемму 7, потому что на второй вход логического элемента 6 с выхода порогового элемента 11 установлено напряжение U3 с уровнем логического "0", запрещающее их прохождение;- levels of logical "1" of the voltage U1 and U4 from the outputs of the driver 16 and inverter 12 do not pass to the output of the logic element 6, respectively, through its first and third inputs to the output terminal 7, because the second input of the logical element 6 from the output of the threshold element 11 is set voltage U3 with a logic level of "0", prohibiting their passage;

- с выхода порогового элемента 5 подано на выходную клемму 18 напряжение U2 с уровнем логического "0", соответствующее исходному состоянию устройства, потому что пороговый элемент 5 продолжает находиться в исходном состоянии;- from the output of the threshold element 5, a voltage U2 with a logic level “0” corresponding to the initial state of the device is supplied to the output terminal 18, because the threshold element 5 continues to be in the initial state;

- уровень логической "1" напряжения U4 с выхода инвертора 12 через второй вход логического элемента 13 на его выход и выходную клемму 19 не проходит, потому что на первый и третий входы логического элемента 13 с выходов соответственно порогового элемента 11 и инвертора 17 поданы напряжения U3 и U5 с уровнями логического "0", запрещающие его прохождение. На этом формирование импульса напряжения U6 с уровнем логической "1" на выходной клемме 7 заканчивается.- the level of logical "1" voltage U4 from the output of the inverter 12 through the second input of the logic element 13 to its output and the output terminal 19 does not pass, because the voltage U3 is applied to the first and third inputs of the logic element 13 from the outputs of the threshold element 11 and the inverter 17 and U5 with levels of logical "0", prohibiting its passage. On this, the formation of a voltage pulse U6 with a logic level of "1" at the output terminal 7 ends.

Далее контролируемое изделие 21, оставляя фотоприемник 15 (14) в засвеченном состоянии, выходит из зоны действия электромагнитного поля 20. После чего генератор 4 и пороговый элемент 5 продолжают находиться в исходном состоянии, при котором на выходе порогового элемента 5, входе инвертора 12 и выходной клемме 18 продолжает присутствовать напряжение U2 с уровнем логического "0", соответствующее исходному состоянию устройства. После чего переключения логических элементов 6 и 13 в другое состояние не происходит, и на их выходах и соответственно на выходных клеммах 7 и 19 продолжают присутствовать соответственно напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0", так как логические уровни напряжений соответственно на входах логических элементов 6, 13 не изменились и соответствуют прежним значениям, установившимся после выхода контролируемого изделия 21 из зоны действия электрического поля 22.Next, the controlled product 21, leaving the photodetector 15 (14) in the illuminated state, leaves the zone of influence of the electromagnetic field 20. After that, the generator 4 and the threshold element 5 continue to be in the initial state, in which the output of the threshold element 5, the input of the inverter 12 and the output terminal 18 continues to be present voltage U2 with a logic level of "0" corresponding to the initial state of the device. After that, the switching of logic elements 6 and 13 to another state does not occur, and at their outputs and, respectively, at output terminals 7 and 19, voltages U6 and U7 with levels of logic “0” continue to be present, since logic levels of voltages are respectively at the inputs of logic elements 6, 13 have not changed and correspond to the previous values established after the controlled product 21 exited the electric field 22.

И на последнем отрезке своего перемещения контролируемое изделие 21 выходит за пределы оптического окна фотоприемника 15 (14). После чего он затемняется, т.е. устанавливается в исходное состояние, при котором на выходе формирователя 16 устанавливается напряжение U1 с уровнем логического "0, которое подается на первый вход логического элемента 6 и вход инвертора 17. Под действием нулевого уровня этого напряжения переключения логического элемента 6 в исходное состояние не происходит, так как логический элемент 6 уже переключен в исходное состояние под действием напряжения U3 с уровнем логического "0", поданного на его второй вход с выхода порогового элемента 11, при котором на выходе логического элемента 6 установлено напряжение U6 с уровнем логического "0". При этом происходит переключение инвертора 17 в исходное состояние, при котором на его выходе и третьем входе логического элемента 13 устанавливается напряжение U5 с уровнем логической "1". Но уровни логической "1" напряжений U4 и U5 с выходов инвертора 12 и 17 на выход логического элемента 13 соответственно через его второй и третий входы не проходят, и на его выходе и выходной клемме 19 продолжает присутствовать напряжение U7 с уровнем логического "0", соответствующее исходному состоянию устройства, так как на первом входе логического элемента 13 установлено с выхода порогового элемента 11 напряжение U3 с уровнем логического "0", запрещающее их прохождение. На этом цикл идентификации нагретого неметаллического изделия 21 на выходной клемме 7 заканчивается. В результате устройство устанавливается в исходное состояние и готово к очередному циклу идентификации контролируемого изделия. При повторном прохождении нагретого неметаллического контролируемого изделия 21 относительно чувствительной поверхности устройства описанный выше в соответствии с диаграммами, приведенными на фиг.3, цикл идентификации нагретого неметаллического изделия повторяется.And in the last segment of its movement, the controlled product 21 goes beyond the optical window of the photodetector 15 (14). After which it is darkened, i.e. is set to the initial state, in which the output of the shaper 16 sets the voltage U1 with the logic level "0, which is supplied to the first input of the logic element 6 and the input of the inverter 17. Under the action of the zero level of this voltage, the switching of the logic element 6 to the initial state does not occur, so as a logical element 6 is already switched to its original state under the action of voltage U3 with a logic level of "0", applied to its second input from the output of the threshold element 11, at which the output of the logical element and 6, the voltage U6 is set with the logic level “0.” In this case, the inverter 17 switches to its initial state, at which voltage U5 with the logic level “1” is set at its output and the third input of the logic element 13. But the levels of the logical “1” voltage U4 and U5 from the outputs of the inverter 12 and 17 to the output of the logic element 13, respectively, do not pass through its second and third inputs, and at its output and output terminal 19 voltage U7 continues to be present with a logic level “0” corresponding to the initial state of the devices a, since at the first input of the logic element 13, the voltage U3 with the logic level “0” is forbidden from passing through the output of the threshold element 11. This completes the identification cycle of the heated non-metallic product 21 at the output terminal 7. As a result, the device is set to its original state and is ready for the next cycle of identification of the controlled product. When re-passing the heated non-metallic controlled product 21 relative to the sensitive surface of the device described above in accordance with the diagrams shown in Fig.3, the identification cycle of the heated non-metallic product is repeated.

Таким образом, при прохождении в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого неметаллического изделия информационный сигнал напряжения U6 с уровнем логической "1" об его идентификации появляется только на выходной клемме 7 устройства, а на выходных клеммах 18 и 19 при этом присутствуют соответственно напряжения U2 и U7 с уровнями логического "0".Thus, when passing in the direction of arrow 23 (24) into the zone of the sensitive surface of the controlled heated non-metallic product, an information signal of voltage U6 with a logic level “1” about its identification appears only on the output terminal 7 of the device, and on the output terminals 18 and 19 when In this case, there are voltages U2 and U7, respectively, with logical "0" levels.

В случае прохождения в направлении стрелки 23 (24) относительно чувствительной поверхности устройства нагретого металлического изделия 21 происходит засвечивание фотоприемников 14, 15 вследствие наличия у него инфракрасного излучения 25 и формирование на выходе формирователя 16 импульса напряжения U1 с уровнем логической "1" (см. фиг 4), который подается на первый вход логического элемента 6 и вход инвертора 17. При этом на выходе инвертора 17 происходит формирование импульса напряжения U5 с уровнем логического "0", который подается на третий вход логического элемента 13.In the case of passing in the direction of the arrow 23 (24) relative to the sensitive surface of the heated metal product 21, the photodetectors 14, 15 are illuminated due to the presence of infrared radiation 25 and the formation of a voltage pulse U1 with a logic level “1” at the output of the driver 16 (see Fig. 4), which is fed to the first input of the logic element 6 and the input of the inverter 17. In this case, the output of the inverter 17 generates a voltage pulse U5 with a logic level of "0", which is fed to the third input of the log 13 chemical elements.

Наряду с этим при пересечении контролируемым нагретым металлическим изделием 21 электромагнитного поля 20 происходит формирование импульса напряжения U2 с уровнем логической "1" на выходе порогового элемента 5 (см. фиг.4), который подается на вход инвертора 12 и выходную клемму 18. В результате на выходе инвертора 12 происходит формирование импульса напряжения U4 с уровнем логического "0", который подается на второй и третий входы соответственно логических элементов 13 и 6.In addition, when the controlled heated metal product 21 intersects the electromagnetic field 20, a voltage pulse U2 is generated with a logic level “1” at the output of the threshold element 5 (see Fig. 4), which is fed to the input of the inverter 12 and the output terminal 18. As a result the output of the inverter 12 is the formation of a voltage pulse U4 with a logic level of "0", which is fed to the second and third inputs, respectively, of logic elements 13 and 6.

Вместе с тем при взаимодействии контролируемого изделия 21 с электрическим полем 22 происходит формирование на выходе порогового элемента 11 импульса напряжения U3 с уровнем логической "1", который подается на первый и второй входы соответственно логических элементов 13 и 6. Но уровень логической "1" этого напряжения через первый и второй входы логических элементов 13 и 6 соответственно на их выходы и выходные клеммы 19 и 7 не проходит, и на выходах логических элементов 13 и 6 и на выходных клеммах 19 и 7 продолжают присутствовать соответственно напряжения U7 и U6 с уровнями логического "0", соответствующие исходному состоянию устройства, так как:At the same time, when the controlled product 21 interacts with the electric field 22, a voltage pulse U3 with a logic level “1” is generated at the output of the threshold element 11, which is fed to the first and second inputs of logic elements 13 and 6, respectively. But the logic level “1” of voltage does not pass through the first and second inputs of logic elements 13 and 6, respectively, to their outputs and output terminals 19 and 7, and voltage, respectively, continues to be present at the outputs of logic elements 13 and 6 and at output terminals 19 and 7, respectively Nia U7 and U6 with the logic "0" corresponding to the initial state of the device as:

- на второй и третий входы логического элемента 13 поданы с выходов инверторов 12 и 17 соответственно импульсы напряжений U4 и U5 с уровнями логического "0", запрещающие прохождение с выхода порогового элемента 11 импульса напряжения U3 с уровнем логической "1" на выход логического элемента 13 и на выходную клемму 19;- the second and third inputs of the logic element 13 are fed from the outputs of the inverters 12 and 17, respectively, voltage pulses U4 and U5 with levels of logic "0", prohibiting the passage from the output of the threshold element 11 of the voltage pulse U3 with the level of logic "1" to the output of the logic element 13 and to the output terminal 19;

- на третий вход логического элемента 6 подан с выхода инвертора 12 импульс напряжения U4 с уровнем логического "0", запрещающий прохождение с выходов соответственно формирователя 16 и порогового элемента 11 импульсов напряжений U1 и U3 с уровнями логической "1" на выход логического элемента 6 и на выходную клемму 7. В результате на выходе порогового элемента 5 и выходной клемме 18 происходит формирование импульса напряжения U2 с уровнем логической "1", а на выходах логических элементов 6 и 13 и соответственно на выходных клеммах 7 и 18 продолжают присутствовать напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0. После окончания формирования на выходной клемме 18 импульса напряжения U2 с уровнем логической "1", которому соответствует момент выхода контролируемого нагретого металлического изделия 21 из зоны действия электромагнитного поля 20, и после выхода его из области оптического окна фотоприемника 15 (14) цикл идентификации нагретого металлического изделия заканчивается. В результате устройство устанавливается в исходное состояние и готово к очередному циклу идентификации контролируемого изделия. При повторном прохождении нагретого металлического изделия относительно чувствительной поверхности устройства цикл его работы в соответствии с диаграммами напряжений, приведенными на фиг.4, повторяется.- a voltage pulse U4 with a logic level “0” is supplied to the third input of logic element 6 from the output of inverter 12, prohibiting the passage of voltage pulses U1 and U3 with logic levels “1” from the outputs of driver 16 and threshold element 11 to the output of logic element 6 and to the output terminal 7. As a result, a voltage pulse U2 with a logic level “1” is generated at the output of the threshold element 5 and the output terminal 18, and the presence of logic elements 6 and 13 and, respectively, at the output terminals 7 and 18 continues voltage U6 and U7 with logical levels "0. After the formation of voltage U2 at the output terminal 18 with a logic level" 1 ", which corresponds to the moment the controlled heated metal product 21 exits the electromagnetic field 20, and after it leaves the area the optical window of the photodetector 15 (14), the identification cycle of the heated metal product ends. As a result, the device is reset and ready for the next identification cycle of the monitored product. When re-passing the heated metal product relative to the sensitive surface of the device, the cycle of its operation in accordance with the voltage diagrams shown in figure 4 is repeated.

Таким образом, при прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого металлического изделия информационный сигнал напряжения U2 с уровнем логической "1" об его идентификации появляется только на выходной клемме 18, а на выходных клеммах 7 и 19 при этом присутствуют соответственно напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0".Thus, when a relatively sensitive surface of the device passes through a heated metal product, an information signal of voltage U2 with a logic level “1” about its identification appears only at output terminal 18, and at the output terminals 7 and 19, respectively, voltages U6 and U7 with levels logical "0".

В случае прохождения в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства ненагретого металлического изделия 21 цикл идентификации его аналогичен описанному выше циклу идентификации контролируемого нагретого металлического изделия 21 в соответствии с диаграммами, приведенными на фиг.4. Его отличие состоит лишь в том, что в этом случае на выходах формирователя 16 и инвертора 17 не происходит формирования импульсов соответственно напряжений U1 и U5 с уровнями логической "1" и логического "0" вследствие отсутствия засвечивания фотоприемников 14, 15 контролируемым ненагретым металлическим изделием 21. Поэтому на выходах формирователя 16 и инвертора 17 присутствуют в течение всего цикла идентификации контролируемого ненагретого металлического изделия 21 соответственно напряжения U1 и U5 с уровнями логического "0 и логической "1", диаграммы напряжений которых на фиг.4 выполнены штриховой линией.If the unheated metal product 21 passes in the direction of the arrow 23 (24) into the sensitive surface area of the device, its identification cycle is similar to the identification of the controlled heated metal product 21 described above in accordance with the diagrams shown in Fig. 4. Its difference lies only in the fact that in this case, at the outputs of the shaper 16 and the inverter 17 there is no formation of pulses of voltages U1 and U5, respectively, with levels of logical “1” and logical “0” due to the lack of illumination of photodetectors 14, 15 by a controlled unheated metal product 21 Therefore, at the outputs of the shaper 16 and the inverter 17 are present during the entire identification cycle of the controlled unheated metal product 21, respectively, the voltage U1 and U5 with levels of logical "0 and logical" 1 ", diagram we stresses which in figure 4 are made by a dashed line.

Таким образом, при прохождении в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства ненагретого металлического изделия 21 информационный сигнал напряжения U2 с уровнем логической "1" об его идентификации появляется только на выходной клемме 18, а на выходных клеммах 7 и 19 при этом присутствуют соответственно напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0".Thus, when an unheated metal product 21 passes in the direction of the arrow 23 (24) into the area of the sensitive surface of the device, the information signal of voltage U2 with the logic level “1” about its identification appears only at the output terminal 18, and at the output terminals 7 and 19 there are, respectively, voltages U6 and U7 with logical “0” levels.

В случае введения в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства ненагретого неметаллического изделия 21 засвечивания фотоприемников 14, 15 из-за отсутствия у него инфракрасного излучения 25 и переключения формирователя 16 в другое устойчивое состояние не происходит. В результате чего на выходе формирователя 16 в течение всего цикла идентификации ненагретого неметаллического изделия 21 формирования импульса напряжения U1 с уровнем логической "1" не происходит, и, следовательно, формирователь 16, логический элемент 6 и инвертор 17 находятся в течение всего этого цикла идентификации в исходном состоянии. Поэтому на выходе формирователя 16, выходе логического элемента 6, выходной клемме 7 и на выходе инвертора 17 в течение всего цикла идентификации присутствуют соответственно напряжения U1, U6 и U5 с уровнями логического "0" и логической "1" (см. фиг.5). При этом перехода генератора 4 в режим срыва электрических колебаний не происходит вследствие отсутствия внесения контролируемым ненагретым неметаллическим изделием 21 существенного затухания в его колебательный контур при взаимодействии его с электромагнитным полем 20. Поэтому переключения порогового элемента 5 в другое устойчивое состояние и формирования на его выходе импульса напряжения U2 с уровнем логической "1" не происходит, и он продолжает также находиться в исходном состоянии в течение всего цикла идентификации контролируемого изделия 21. При этом на выходе порогового элемента 5, входе инвертора 12, выходной клемме 18 и на выходе инвертора 12 в течение всего цикла идентификации присутствуют соответственно напряжения U2 и U4 с уровнями логического "0" и логической "1" (см. фиг.5). В этом случае формируются только импульсы напряжений U3 и U7 соответственно на выходах порогового элемента 11 и логического элемента 13 с уровнями логической "1". Импульс напряжения U3 с уровнем логической "1", поданный соответственно на первый и второй входы логических элементов 13 и 6, проходит на выход логического элемента 13 и выходную клемму 19, так как на втором и третьем входах логического элемента 13 установлены соответственно с выходов пороговых элементов 12 и 17 напряжения U4 и U5 с уровнями логической "1", разрешающие его прохождение (см. фиг.5). При этом импульс напряжения U3 с выхода порогового элемента 11 и напряжение U4 с выхода инвертора 12 с уровнями логической "1" на выход логического элемента 6 и на выходную клемму 7 не проходят, и на выходе логического элемента 6 и выходной клемме 7 продолжает присутствовать напряжение U6 с уровнем логического "0", так как на первый вход логического элемента 6 с выхода формирователя подано напряжение U1 с уровнем логического "0", запрещающее их прохождение. По окончании формирования импульса напряжения U7 на выходной клемме 19, которому соответствует момент выхода контролируемого ненагретого неметаллического изделия 21 из зоны действия электрического поля 22, и после выхода его из зоны действия электромагнитного поля 20 и за пределы оптического окна фотоприемника 15 (14) цикл его идентификации на этом заканчивается. Устройство устанавливается в исходное состояние и готово к очередному циклу идентификации контролируемого изделия. При повторном прохождении контролируемого ненагретого неметаллического изделия 21 относительно чувствительной поверхности устройства описанный выше в соответствии с диаграммами, приведенными на фиг.5, цикл его идентификации повторяется.In the case of introducing in the direction of the arrow 23 (24) into the zone of the sensitive surface of the device of an unheated non-metallic product 21 the illumination of the photodetectors 14, 15 due to the lack of infrared radiation 25 and the shaper 16 is switched to another stable state. As a result, at the output of the shaper 16 during the entire identification cycle of an unheated non-metallic product 21, the formation of a voltage pulse U1 with a logic level of "1" does not occur, and therefore, the shaper 16, the logic element 6 and the inverter 17 are located throughout this identification cycle in initial condition. Therefore, at the output of the driver 16, the output of the logic element 6, the output terminal 7 and the output of the inverter 17 during the entire identification cycle, there are, respectively, voltages U1, U6 and U5 with levels of logical “0” and logical “1” (see figure 5) . In this case, the transition of the generator 4 to the mode of disruption of electrical oscillations does not occur due to the absence of the controlled unheated non-metallic product 21 introducing significant attenuation into its oscillatory circuit when it interacts with the electromagnetic field 20. Therefore, switching the threshold element 5 to another stable state and generating a voltage pulse at its output U2 with a logic level of “1” does not occur, and it also continues to be in its original state throughout the entire identification cycle of the monitored products 21. In this case, at the output of the threshold element 5, the input of the inverter 12, the output terminal 18 and the output of the inverter 12 during the entire identification cycle, there are, respectively, voltages U2 and U4 with levels of logical “0” and logical “1” (see FIG. 5). In this case, only voltage pulses U3 and U7 are formed, respectively, at the outputs of the threshold element 11 and logic element 13 with logic levels of "1". The voltage pulse U3 with a logic level of "1", applied respectively to the first and second inputs of the logic elements 13 and 6, passes to the output of the logic element 13 and the output terminal 19, since the second and third inputs of the logic element 13 are installed respectively from the outputs of the threshold elements 12 and 17, the voltage U4 and U5 with logical levels of "1", allowing its passage (see figure 5). In this case, the voltage pulse U3 from the output of the threshold element 11 and the voltage U4 from the output of the inverter 12 with logic levels "1" do not pass to the output of the logic element 6 and to the output terminal 7, and the voltage U6 continues to be present at the output of the logic element 6 and output terminal 7 with the logic level “0”, since the first input of the logic element 6 from the output of the former is supplied with voltage U1 with the level of logic “0”, which prohibits their passage. At the end of the formation of a voltage pulse U7 at the output terminal 19, which corresponds to the moment the controlled unheated non-metallic product 21 exits from the electric field 22, and after it leaves the electromagnetic field 20 and beyond the optical window of the photodetector 15 (14), its identification cycle this ends. The device is installed in its initial state and is ready for the next cycle of identification of the controlled product. With the repeated passage of the controlled unheated non-metallic product 21 relative to the sensitive surface of the device described above in accordance with the diagrams shown in Fig.5, the cycle of its identification is repeated.

Таким образом, при введении в направлении стрелки 23 (24) в зону чувствительной поверхности устройства ненагретого неметаллического изделия 21 информационный сигнал напряжения U7 с уровнем логической "1" об его идентификации появляется только на выходной клемме 19 устройства, а на выходных клеммах 7 и 18 при этом присутствуют соответственно напряжения U6 и U2 с уровнями логического "0".Thus, when an unheated non-metallic product 21 is introduced in the direction of the arrow 23 (24) into the zone of the sensitive surface of the device, an information signal of voltage U7 with a logic level “1” about its identification appears only on the output terminal 19 of the device, and on the output terminals 7 and 18 when In this case, there are voltages U6 and U2 with logical “0” levels, respectively.

Следовательно, в рассмотренном режиме работы устройства информационный сигнал на его выходной клемме 7 однозначно соответствует прохождению относительно чувствительной поверхности устройства нагретого неметаллического изделия, информационный сигнал на выходной клемме 18 - нагретого или ненагретого металлического изделия, а информационный сигнал на выходной клемме 19 - ненагретого неметаллического изделия, чем и обеспечивается процесс идентификации (распознавания) четырех видов изделий из числа нагретого металлического, нагретого неметаллического, ненагретого металлического и ненагретого неметаллического изделий, т.е. обеспечивается процесс идентификации изделий с учетом их термического состояния и вида материала при расширенной номенклатуре контролируемых изделий, а также повышение надежности работы устройства.Therefore, in the considered operation mode of the device, the information signal at its output terminal 7 unambiguously corresponds to the passage of a heated non-metallic product relative to the sensitive surface of the device, the information signal at the output terminal 18 of a heated or unheated metal product, and the information signal at the output terminal 19 of an unheated non-metallic product, what ensures the process of identification (recognition) of four types of products from the number of heated metal, not heated metal, unheated metal and unheated non-metal products, i.e. the process of product identification is provided taking into account their thermal state and type of material with an expanded range of controlled products, as well as improving the reliability of the device.

Предлагаемое устройство обеспечивает также пять режимов идентификации изделий при суженной номенклатуре контролируемых изделий до двух единиц:The proposed device also provides five modes of product identification with a narrowed range of controlled products to two units:

1) режим идентификации нагретых неметаллических и металлических изделий;1) identification mode of heated non-metallic and metal products;

2) режим идентификации нагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий;2) the identification mode of heated non-metallic and unheated metal products;

3) режим идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий;3) the identification mode of heated and unheated non-metallic products;

4) режим идентификации нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий;4) the identification mode of heated metallic and unheated non-metallic products;

5) режим идентификации ненагретых металлических и неметаллических изделий.5) the identification mode of unheated metal and non-metal products.

В режиме идентификации нагретых неметаллических и металлических изделий используются соответственно выходные клеммы 7 и 18 устройства, а его выходная клемма 19 при этом не задействуется. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого неметаллического изделия на выходной клемме 7 отрабатывается информационный сигнал U6 с уровнем логической "1", несущий информацию об его идентификации. На выходной клемме 18 при этом присутствует напряжение U2 с уровнем логического "0", и цикл идентификации нагретого неметаллического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.3. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого металлического изделия информационный сигнал U2 с уровнем логической "1" об его идентификации отрабатывается только на выходной клемме 18. На выходной клемме 7 при этом присутствует напряжение U6 с уровнем логического "0", и цикл идентификации нагретого металлического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.4.In the identification mode of heated non-metallic and metal products, respectively, the output terminals 7 and 18 of the device are used, and its output terminal 19 is not activated. When passing through the relatively sensitive surface of the device controlled heated non-metallic products at the output terminal 7 is processed information signal U6 with a logic level of "1", carrying information about its identification. At the same time, an output voltage U2 with a logic level of “0” is present at the output terminal 18, and the identification cycle of a heated non-metallic product is described by the diagrams shown in FIG. 3. When passing through the relatively sensitive surface of the device of the heated metal object under control, an information signal U2 with a logic level of "1" about its identification is processed only at the output terminal 18. At the output terminal 7, there is a voltage U6 with a logic level of "0", and the identification cycle of the heated metal products are described by diagrams shown in figure 4.

В режиме идентификации нагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий используются выходные клеммы 7 и 18 устройства, а его выходная клемма 19 при этом не задействуется. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого неметаллического изделия на выходной клемме 7 отрабатывается информационный сигнал U6 с уровнем логической "1", несущий информацию об его идентификации. На выходной клемме 18 при этом присутствует напряжение U2 с уровнем логического "0", и цикл идентификации нагретого неметаллического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.3. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого ненагретого металлического изделия информационный сигнал U2 с уровнем логической "1" об его идентификации отрабатывается только на выходной клемме 18. На выходной клемме 7 при этом присутствует напряжение U6 с уровнем логического "0", и цикл идентификации ненагретого металлического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.4.In the identification mode of heated non-metallic and unheated metal products, the output terminals 7 and 18 of the device are used, and its output terminal 19 is not activated. When passing through the relatively sensitive surface of the device controlled heated non-metallic products at the output terminal 7 is processed information signal U6 with a logic level of "1", carrying information about its identification. At the same time, an output voltage U2 with a logic level of “0” is present at the output terminal 18, and the identification cycle of a heated non-metallic product is described by the diagrams shown in FIG. 3. When passing through the relatively sensitive surface of the device under control of an unheated metal product, an information signal U2 with a logic level of "1" about its identification is processed only at the output terminal 18. At the output terminal 7, there is a voltage U6 with a logic level of "0", and the identification cycle of an unheated metal products are described by diagrams shown in figure 4.

В режиме идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий используются выходные клеммы 7, 19 устройства, а его выходная клемма 18 при этом не задействуется. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого неметаллического изделия на выходной клемме 7 отрабатывается информационный сигнал U6 с уровнем логической "1", несущий информацию об его идентификации. На выходной клемме 19 при этом присутствует напряжение U7 с уровнем логического "0", и цикл идентификации нагретого неметаллического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.3. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого ненагретого неметаллического изделия информационный сигнал U7 с уровнем логической "1" об его идентификации отрабатывается только на выходной клемме 19. На выходной клемме 7 при этом присутствует напряжение U6 с уровнем логического "0", и цикл идентификации ненагретого неметаллического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.5.In the identification mode of heated and unheated non-metallic products, the output terminals 7, 19 of the device are used, and its output terminal 18 is not activated. When passing through the relatively sensitive surface of the device controlled heated non-metallic products at the output terminal 7 is processed information signal U6 with a logic level of "1", carrying information about its identification. At the same time, an output voltage U7 with a logic level of “0” is present at the output terminal 19, and the identification cycle of a heated non-metallic product is described by the diagrams shown in FIG. 3. When the relatively sensitive surface of the device is monitored for heating an unheated non-metallic product, an information signal U7 with a logic level of “1” about its identification is processed only at output terminal 19. At the output terminal 7, there is a voltage U6 with a logic level of “0”, and the identification cycle of an unheated non-metallic products are described by diagrams shown in figure 5.

В режиме идентификации нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий используются выходные клеммы 18 и 19 устройства, а его выходная клемма 7 при этом не задействуется. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого нагретого металлического изделия на выходной клемме 18 отрабатывается информационный сигнал U2 с уровнем логической "1", несущий информацию об его идентификации. На выходной клемме 19 при этом присутствует напряжение U7 с уровнем логического "0", и цикл идентификации нагретого металлического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.4. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого ненагретого неметаллического изделия информационный сигнал U7 с уровнем логической "1" об его идентификации отрабатывается только на выходной клемме 19. На выходной клемме 18 при этом присутствует напряжение U2 с уровнем логического "0", и цикл идентификации ненагретого неметаллического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.5.In the identification mode of heated metal and unheated non-metal products, the output terminals 18 and 19 of the device are used, and its output terminal 7 is not activated. When passing through the relatively sensitive surface of the device of a heated heated metal product at the output terminal 18, an information signal U2 with a logic level of "1" is carried, carrying information about its identification. At the same time, an output voltage U7 with a logic level of “0” is present at the output terminal 19, and the identification cycle of a heated metal product is described by the diagrams shown in Fig. 4. When the relatively sensitive surface of the device is monitored for unheated non-metallic products, an information signal U7 with a logic level of "1" about its identification is processed only at output terminal 19. At the output terminal 18, there is a voltage U2 with a logic level of "0", and the identification cycle of unheated non-metallic products are described by diagrams shown in figure 5.

В режиме идентификации ненагретых металлических и неметаллических изделий используются выходные клеммы 18 и 19 устройства, а его выходная клемма 7 при этом не задействуется. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого ненагретого металлического изделия на выходной клемме 18 отрабатывается информационный сигнал U2 с уровнем логической "1", несущий информацию об его идентификации. На выходной клемме 19 при этом присутствует напряжение U7 с уровнем логического "0", и цикл идентификации ненагретого металлического изделия описывается' диаграммами, приведенными на фиг.4. При прохождении относительно чувствительной поверхности устройства контролируемого ненагретого неметаллического изделия информационный сигнал U7 с уровнем логической "1" об его идентификации отрабатывается только на выходной клемме 19. На выходной клемме 18 при этом присутствует напряжение U2 с уровнем логического "0", и цикл идентификации ненагретого неметаллического изделия описывается диаграммами, приведенными на фиг.5.In the identification mode of unheated metal and non-metal products, the output terminals 18 and 19 of the device are used, and its output terminal 7 is not activated. With the passage of the relatively sensitive surface of the device controlled unheated metal products on the output terminal 18 is processed information signal U2 with a logic level of "1", carrying information about its identification. At the same time, an output voltage U7 with a logic level of “0” is present at the output terminal 19, and the identification cycle of an unheated metal product is described by the diagrams shown in Fig. 4. When the relatively sensitive surface of the device is monitored for unheated non-metallic products, an information signal U7 with a logic level of "1" about its identification is processed only at output terminal 19. At the output terminal 18, there is a voltage U2 with a logic level of "0", and the identification cycle of unheated non-metallic products are described by diagrams shown in figure 5.

Повышение надежности работы устройства путем устранения ложных срабатываний от посторонних источников инфракрасного излучения, находящихся в дальней зоне его чувствительности, обеспечивается следующим образом.Improving the reliability of the device by eliminating false positives from extraneous sources of infrared radiation located in the far zone of its sensitivity is ensured as follows.

При попадании инфракрасного излучения от посторонних источников в область оптического окна фотоприемника 14 (15) или в оптические окна обоих фотоприемников 14, 15 происходит его или их засвечивание в момент нахождения устройства в исходном состоянии, при котором контролируемое изделие 21 находится за пределами его чувствительной поверхности. В результате происходит срабатывание формирователя 16 и формирование на его выходе ложного импульса напряжения U1 с уровнем логической "1", который подается на первый вход логического элемента 6 и вход инвертора 17, на выходе которого происходит формирование ложного импульса напряжения U5 с уровнем логического "0". Но под действием ложного импульса напряжения U1 с выхода формирователя 16 на выходе логического элемента 6 и выходной клемме 7 формирования ложного импульса напряжения U6 с уровнем логической "1" не происходит, и на его выходе и выходной клемме 7 продолжает присутствовать напряжение U6 с уровнем логического "0", так как на втором входе логического элемента 6 с выхода порогового элемента 11 установлено напряжение U3 с уровнем логического "0", запрещающее прохождение ложного импульса. При этом на выходах порогового элемента 5 и логического элемента 13 и выходных клеммах 18 и 19 продолжают присутствовать соответственно напряжения U2 и U7 с уровнями логического "0", так как:When infrared radiation from extraneous sources enters the optical window region of the photodetector 14 (15) or into the optical windows of both photodetectors 14, 15, it or their illumination occurs when the device is in the initial state, in which the controlled product 21 is outside its sensitive surface. As a result, the driver 16 is activated and a false voltage pulse U1 with a logic level “1” is formed at its output, which is fed to the first input of logic element 6 and an inverter 17 input, at the output of which a false voltage pulse U5 with a logic level “0” is generated . But under the influence of a false voltage pulse U1 from the output of the driver 16 at the output of the logic element 6 and the output terminal 7, the formation of a false pulse of voltage U6 with a logic level of "1" does not occur, and voltage U6 with a logic level continues to be present at its output and output terminal 7 0 ", since at the second input of the logic element 6 from the output of the threshold element 11, a voltage U3 with a logic level of" 0 "is set, prohibiting the passage of a false pulse. Moreover, at the outputs of the threshold element 5 and the logic element 13 and the output terminals 18 and 19, voltages U2 and U7 with logical “0” levels, respectively, continue to be present, since:

- переключения порогового элемента 5 в другое состояние не происходит, потому что он продолжает находиться в исходном состоянии;- switching of the threshold element 5 to another state does not occur, because it continues to be in the initial state;

- уровень логической "1" напряжения U4 с выхода инвертора 12 на выход логического элемента 13 и выходную клемму 19 не проходит, потому что на первый и третий входы логического элемента 13 поданы с выходов соответственно порогового элемента 11 и инвертора 17 напряжение U3 и ложный импульс напряжения U5 с уровнями логического "0", запрещающие его прохождение.- the level of logical "1" voltage U4 from the output of the inverter 12 to the output of the logic element 13 and the output terminal 19 does not pass, because the voltage U3 and the false voltage pulse are supplied to the first and third inputs of the logic element 13 from the outputs of the threshold element 11 and the inverter 17, respectively U5 with logical levels of "0", prohibiting its passage.

Таким образом, ложного срабатывания от посторонних источников инфракрасного излучения логических элементов 6, 13 и порогового элемента 5 и формирования на их выходах и на выходных клеммах 7, 19 и 18 соответственно ложных импульсов напряжений U6, U7 и U2 с уровнями логической "1" не происходит.Thus, false triggering from extraneous sources of infrared radiation of logic elements 6, 13 and threshold element 5 and the formation of false pulses of voltages U6, U7 and U2 with logic levels “1”, respectively, do not occur at their outputs and at output terminals 7, 19 and 18 .

Устранение ложных срабатываний устройства и, следовательно, повышение надежности его работы при случайном попадании в пределах ближней зоны чувствительности устройства посторонних нагретых неметаллических предметов одновременно в область оптического окна фотоприемника 14 (15) и в электромагнитное поле 20 происходит следующим образом.The elimination of false positives of the device and, consequently, the increase in the reliability of its operation in the event of accidental ingress of heated foreign non-metallic objects in the near sensitivity zone of the device simultaneously into the optical window region of the photodetector 14 (15) and into the electromagnetic field 20 proceed as follows.

При одновременном попадании в пределах ближней зоны чувствительности устройства посторонних нагретых неметаллических предметов в область оптического окна фотоприемника 14 (15) и в электромагнитное поле 20 на выходе формирователя 16 формируется ложный импульс напряжения U1 с уровнем логической "1", который подается на первый вход логического элемента 6 и вход инвертора 17. При этом на выходе инвертора 17 и третьем входе логического элемента 13 формируется ложный импульс напряжения U5 с уровнем логического "0". Вместе с тем при взаимодействии постороннего нагретого неметаллического предмета с электромагнитным полем 20 перехода генератора в режим срыва электрических колебаний не происходит вследствие отсутствия внесения существенного затухания в колебательный контур генератора 4, в который включен индуктивный чувствительный элемент 1. Поэтому переключения порогового элемента 5 в другое состояние не происходит, и он продолжает находиться в исходном состоянии, при котором на его выходе и выходной клемме 18 продолжает присутствовать напряжение U2 с уровнем логического "0", соответствующее исходному состоянию устройства. При этом ложный импульс напряжения U1 с выхода формирователя 16 через первый вход логического элемента 6 на его выход и выходную клемму 7 не проходит, и на выходе логического элемента 6 и выходной клемме 7 продолжает присутствовать напряжение U6 с уровнем логического "0", а на выходах порогового элемента 5 и логического элемента 13 продолжают присутствовать соответственно напряжения U2 и U7 с уровнями логического "0", соответствующие исходному состоянию устройства, так как:When foreign heated non-metallic objects fall within the near sensitivity zone of the device into the optical window region of the photodetector 14 (15) and into the electromagnetic field 20, a false voltage pulse U1 with a logic level of "1" is generated at the output of the shaper 16, which is fed to the first input of the logic element 6 and the input of the inverter 17. At the same time, a false voltage pulse U5 with a logic level of "0" is formed at the output of the inverter 17 and the third input of the logic element 13. At the same time, when an extraneous heated non-metallic object interacts with the electromagnetic field 20, the generator does not switch into the mode of disruption of electrical oscillations due to the absence of significant attenuation in the oscillatory circuit of the generator 4, which includes the inductive sensitive element 1. Therefore, switching of the threshold element 5 to another state does not occurs, and it continues to be in its original state, at which voltage U continues to be present at its output and output terminal 18 2 with a logic level of "0", corresponding to the initial state of the device. In this case, a false voltage pulse U1 from the output of the driver 16 through the first input of the logic element 6 to its output and output terminal 7 does not pass, and the output of the logic element 6 and output terminal 7 continues to contain voltage U6 with a logic level of "0", and the outputs the threshold element 5 and the logical element 13 continue to be present, respectively, the voltage U2 and U7 with levels of logical "0" corresponding to the initial state of the device, since:

- на второй вход логического элемента 6 с выхода порогового элемента 11 подано напряжение U3 с уровнем логического "0", запрещающее прохождение ложного импульса;- to the second input of the logic element 6 from the output of the threshold element 11, a voltage U3 is supplied with a logic level of "0", prohibiting the passage of a false pulse;

- переключения порогового элемента 5 в другое состояние не происходит, потому что он продолжает находиться в исходном состоянии;- switching of the threshold element 5 to another state does not occur, because it continues to be in the initial state;

- уровень логической "1" напряжения U4 с выхода инвертора 12 на выход логического элемента 13 и выходную клемму 19 не проходит, потому что на первый и третий входы логического элемента 13 поданы с выходов соответственно порогового элемента 11 и инвертора 17 напряжение U3 и ложный импульс напряжения U5 с уровнями логического "0", запрещающие его прохождение.- the level of logical "1" voltage U4 from the output of the inverter 12 to the output of the logic element 13 and the output terminal 19 does not pass, because the voltage U3 and the false voltage pulse are supplied to the first and third inputs of the logic element 13 from the outputs of the threshold element 11 and the inverter 17, respectively U5 with logical levels of "0", prohibiting its passage.

Таким образом, при попадании из дальней зоны чувствительности устройства, инфракрасного излучения в область оптического окна фотоприемника 14 (15) или в оптические окна обоих фотоприемников 14, 15 от посторонних источников инфракрасного излучения, а также при попадании в пределах ближней зоны чувствительности устройства посторонних нагретых неметаллических предметов одновременно в область оптического окна фотоприемника 14 (15) и в зону действия электромагнитного поля 20 на выходных клеммах 7, 18 и 19 устройства формирования соответственно ложных импульсов напряжений U6, U2 и U7 с уровнями логической "1" не происходит, чем и обеспечивается повышение надежности работы предлагаемого устройства.Thus, when infrared radiation enters from the far sensitivity zone of the device into the optical window region of the photodetector 14 (15) or into the optical windows of both photodetectors 14, 15 from extraneous sources of infrared radiation, as well as foreign heated nonmetallic devices entering the near sensitivity zone of the device objects simultaneously in the region of the optical window of the photodetector 14 (15) and in the zone of action of the electromagnetic field 20 at the output terminals 7, 18 and 19 of the formation device, respectively false voltage pulses U6, U2 and U7 with logical levels of "1" does not occur, which ensures increased reliability of the proposed device.

Кроме того, устройство дополнительно обладает в пределах его ближней зоны чувствительности повышенной надежностью работы при случайном попадании посторонних нагретых металлических или неметаллических предметов в область оптического окна фотоприемника 14 (15). Это происходит следующим образом.In addition, the device additionally has, within its near sensitivity zone, increased operational reliability in case of accidental ingress of foreign heated metal or nonmetallic objects into the region of the optical window of the photodetector 14 (15). This happens as follows.

Устранение ложных срабатываний устройства и, следовательно, повышение надежности его работы при попадании в пределах ближней зоны чувствительности устройства посторонних нагретых металлических или неметаллических предметов в область оптического окна фотоприемника 14 (15) происходит аналогично описанному выше для случая устранения ложных срабатываний устройства от посторонних источников инфракрасного излучения, находящихся в дальней зоне его чувствительности.Elimination of false alarms of the device and, consequently, an increase in the reliability of its operation when foreign heated metal or nonmetallic objects fall into the optical region of the photodetector 14 (15) within the near sensitivity zone of the device occurs similarly to that described above for the case of eliminating false alarms of the device from extraneous sources of infrared radiation located in the far zone of its sensitivity.

Следовательно, при случайном попадании в пределах ближней зоны чувствительности устройства посторонних нагретых металлических или неметаллических предметов в область оптического окна фотоприемника 14 (15) на выходных клеммах 7, 18 и 19 формирования соответственно ложных импульсов напряжений U6, U2 и U7 с уровнями логической "1" не происходит, чем и обеспечивается дополнительно повышение надежности работы предлагаемого устройства.Therefore, in the event of accidental ingress of foreign heated metal or nonmetallic objects within the near sensitivity zone of the device into the region of the optical window of the photodetector 14 (15) at the output terminals 7, 18 and 19 of the formation of false voltage pulses U6, U2, and U7 with logical levels of 1, respectively does not occur, which provides an additional increase in the reliability of the proposed device.

В предложенном устройстве реализован потенциальный принцип формирования на его выходах информационных сигналов идентификации нагретых и ненагретых изделий, когда нахождению контролируемого изделия в зоне его чувствительной поверхности однозначно соответствует установление на его соответствующем выходе потенциала с "уровнем логической "1", соответствующего информационному сигналу идентификации контролируемого изделия. Причем этот сигнал (в противоположность импульсному принципу формирования сигналов идентификации изделий) не исчезает и продолжает присутствовать на соответствующем выходе устройства, отслеживая при этом своим потенциальным сигналом с уровнем логической "1" контролируемое изделие, как при перемещении его в пределах зоны чувствительной поверхности устройства, так и при нахождении его в ней в неподвижном состоянии (после вхождения в нее) в течение сколь угодно продолжительного промежутка времени.The proposed device implements the potential principle of generating at its outputs information signals for identifying heated and unheated products, when the presence of a controlled product in the area of its sensitive surface unambiguously corresponds to the establishment of a potential at its corresponding output with a "logical level" 1 "corresponding to the information signal of identification of the controlled product. Moreover, this signal (as opposed to the pulsed principle of generating product identification signals) is not used it drives and continues to be present at the corresponding output of the device, while monitoring with its potential signal with the logic level “1” the controlled product, both when moving it within the zone of the sensitive surface of the device and when it is in it in a stationary state (after entering it ) for an arbitrarily long period of time.

Следовательно, имеет место однозначное соответствие потенциального информационного сигнала на соответствующем выходе устройства истинному положению контролируемого изделия в определенной точке пространства, где устанавливается предлагаемое устройство. Это, в свою очередь, позволяет обеспечить работу предлагаемого устройства в режимах контроля положения металлических и неметаллических изделий с учетом их термического состояния и вида материала.Therefore, there is an unambiguous correspondence of the potential information signal at the corresponding output of the device to the true position of the monitored product at a certain point in space where the proposed device is installed. This, in turn, allows you to ensure the operation of the proposed device in the control modes of the position of metal and nonmetallic products, taking into account their thermal state and type of material.

В режиме контроля положения нагретых неметаллических изделий устройство функционирует как бесконтактный датчик оптико-емкостного типа. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.3. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 7, а выходные клеммы 18 и 19 не задействуются.In the control mode of the position of heated non-metallic products, the device functions as a non-contact sensor of the optical-capacitive type. The operation of the device in this case is described by the diagrams shown in Fig.3. In this case, the information signal is removed from the output terminal 7, and the output terminals 18 and 19 are not involved.

В режиме контроля положения нагретых металлических изделий устройство функционирует как индуктивный бесконтактный датчик положения автогенераторного типа. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.4. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 18, а выходные клеммы 7 и 19 не задействуются.In the control mode of the position of heated metal products, the device functions as an inductive non-contact position sensor of the self-generating type. The operation of the device in this case is described by the diagrams shown in figure 4. In this case, the information signal is removed from the output terminal 18, and the output terminals 7 and 19 are not involved.

В режиме контроля положения ненагретых металлических изделий устройство функционирует как индуктивный бесконтактный датчик положения автогенераторного типа. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.4. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 18, а выходные клеммы 7 и 19 не задействуются.In the control mode of the position of unheated metal products, the device functions as an inductive non-contact position sensor of the self-generating type. The operation of the device in this case is described by the diagrams shown in figure 4. In this case, the information signal is removed from the output terminal 18, and the output terminals 7 and 19 are not involved.

В режиме контроля положения ненагретых неметаллических изделий устройство функционирует как бесконтактный датчик положения емкостного типа. Работа устройства в этом случае описывается диаграммами, приведенными на фиг.5. При этом информационный сигнал снимается с выходной клеммы 19, а выходные клеммы 7 и 18 не задействуются.In the control mode of the position of unheated non-metallic products, the device functions as a non-contact capacitive type position sensor. The operation of the device in this case is described by the diagrams shown in Fig.5. In this case, the information signal is removed from the output terminal 19, and the output terminals 7 and 18 are not involved.

Claims (1)

Устройство идентификации и контроля положения изделий, 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 И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а его выход является первым выходом устройства, первый инвертор, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, отличающееся тем, что в него 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, выход которого соединен со вторым входом первого логического элемента И, а также второй инвертор, выход которого подключен к третьему входу первого логического элемента И, вход - к выходу первого порогового элемента, выход которого является вторым выходам устройства, второй логический элемент И, первый, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно второго порогового элемента второго инвертора и первого инвертора, 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. A device for identifying and monitoring the position of products containing an inductive sensitive element made in the form of an inductor placed in an annular groove of the open end of a ferrite core with a central hole, connected in series to an electric oscillation generator, in the oscillatory circuit of which an inductive sensitive element is included, the first threshold element, the first infrared photodetector, pulse shaper, as well as the first logical element And, p the first input of which is connected to the output of the pulse former, and its output is the first output of the device, the first inverter, the input of which is connected to the output of the pulse former, characterized in that a second infrared photodetector is inserted in it, connected in parallel with the first infrared photodetector to the input of the pulse former included multivibrator with a capacitive sensitive element connected to its input and made in the form of a conductive plate with a geometric shape, repeating the geometric shape of the central hole of the ferrite core, a detector, a second threshold element, the output of which is connected to the second input of the first logical element And, as well as a second inverter, the output of which is connected to the third input of the first logical element And, the input - to the output of the first threshold element, output which is the second outputs of the device, the second logical element And, the first, second and third inputs of which are connected to the outputs, respectively, of the second threshold element of the second inverter and the first inv the rotor, and its output is the third output of the device, while the capacitive sensing element is installed inside the central hole of the ferrite core coaxially with this hole with an offset relative to the open end of the ferrite core along the axis of symmetry of its central hole toward the closed end of the ferrite core, the inductive and capacitive sensitive elements and infrared photodetectors, between which inductive and capacitive sensitive elements are placed, are installed along a straight line the lines in one plane form the sensor element of the device, and the planes of the optical windows of infrared photodetectors, the plane of the open end of the ferrite core and one of the planes of the capacitive sensor element, directed in one direction, are installed in parallel and form the sensitive surface of the device.
RU2008150301/28A 2008-12-18 2008-12-18 Device for identification and control of items position RU2383861C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150301/28A RU2383861C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Device for identification and control of items position

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150301/28A RU2383861C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Device for identification and control of items position

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2383861C1 true RU2383861C1 (en) 2010-03-10

Family

ID=42135339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008150301/28A RU2383861C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Device for identification and control of items position

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2383861C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486528C1 (en) * 2012-02-06 2013-06-27 Сергей Владимирович Карпенко Device to control direction of movement of heated metal and non-metal items
RU2488124C1 (en) * 2012-02-28 2013-07-20 Сергей Владимирович Карпенко Selective device to control direction of movement and position of heated metal items
RU2518977C1 (en) * 2012-12-17 2014-06-10 Сергей Владимирович Карпенко Adaptive sensor for identifying and monitoring position of heated nonmetallic and unheated nonmetallic articles

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486528C1 (en) * 2012-02-06 2013-06-27 Сергей Владимирович Карпенко Device to control direction of movement of heated metal and non-metal items
RU2488124C1 (en) * 2012-02-28 2013-07-20 Сергей Владимирович Карпенко Selective device to control direction of movement and position of heated metal items
RU2518977C1 (en) * 2012-12-17 2014-06-10 Сергей Владимирович Карпенко Adaptive sensor for identifying and monitoring position of heated nonmetallic and unheated nonmetallic articles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2384816C1 (en) Product identification and position control device
RU2383861C1 (en) Device for identification and control of items position
RU2383859C1 (en) Device for identification and control of items position
RU2384814C1 (en) Multi-function product identification device
SU1610268A1 (en) Inductive-optical pickup of position and for checking
RU2384818C1 (en) Product identification and position control device
RU2384815C1 (en) Product identification device
RU2343406C1 (en) Products identification and positional checking apparatus
RU2384819C1 (en) Product identification and position control device
RU2357208C1 (en) Device for identification of products
RU2384817C1 (en) Product identification device
RU2350903C1 (en) Device for identification of items
RU2340870C1 (en) Device for identifying and monitoring positions of objects
RU2344372C1 (en) Device of identifying and controlling position of objects
RU2349876C1 (en) Product identification apparatus
RU2350902C1 (en) Device for identification of items
RU2383860C1 (en) Product position identification and control transducer
RU2357209C1 (en) Device for identification of products
RU2354933C1 (en) Device for product identification
RU2346349C1 (en) Selective inspection sensor
RU2351893C1 (en) Device of identification and control of products position
RU2349903C1 (en) Product identification apparatus
RU2359223C1 (en) Product identification device
RU2346238C1 (en) Device for identification and control of item rotation
RU2351894C1 (en) Device for product identification

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111219