УСТРОЙСТВО ДЛ ЗАЩИТЫ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F16P3/14 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для создания безопасных условий труда обслуживания технологического оборудования.

Известно устройство для защиты рабочей зоны технологического оборудования, содержащее генератор импульсов, соединенный со счетчиком излучения, счетчик приема импульсов, распределитель импульсов, набор попарно оптически связанных элементов излучения и фотоприемников, коммутатор, временной фильтр, схему И, триггер, вход каждого элемента излучения связан с усилителем тока, а выход каждого фотоприемника связан с входом соответствующего усилителя сигналов фотоприемников [1]
Недостатком данного устройства является малая дальность действия, недостаточная помехозащищенность, а отсутствие самодиагностики снижает надежность устройства.

Устранение указанных недостатков достигается за счет того, что устройство для защиты рабочей зоны технологического оборудования, содержащее генератор импульсов, счетчики излучения и приема, распределитель импульсов, набор попарно оптически связанных элементов излучения и фотоприемников, коммутатор, временной фильтр, схему И, триггер, вход каждого элемента излучения связан с усилителем тока, а выход каждого фотоприемника связан с входом соответствующего усилителя сигналов фотоприемников, дополнительно содержит фокусирующие и собирающие линзы, избирательный усилитель, компаратор с компенсацией фоновой составляющей, выходной ключ, блок контроля выходного ключа, блок импульсного контроля, элементы излучения связаны с фотоприемниками через фокусирующие и собирающие линзы, генератор импульсов подключен через временной фильтр к схеме И и блоку импульсного контроля. Счетчик излучения связан с триггером, с адресными входами распределителя импульсов и коммутатора, а также через блок импульсного контроля, счетчик приема и триггер с блоком контроля выходного ключа, выходы распределителя импульсов подключены к усилителям тока, а с информационными входами коммутатора соединены выходы усилителей сигналов фотоприемников, выход коммутатора через избирательный усилитель, компаратор с компенсацией фоновой составляющей, схему И связан с информационным входом счетчика приема, выход которого подключен к входу триггера, а выход триггера соединен с выходным ключом, вход и выход которого соединены с блоком контроля выходного ключа, выход которого соединен со счетчиком излучения.

Изобретение позволяет добиться нового технического результата, заключающегося в увеличении длины контролируемой зоны и возможности применения устройства для защиты рабочей зоны крупногабаритного технологического оборудования.

Введение в устройство схемы самодиагностики позволило повысить надежность устройства и полностью исключить возможность травматизма при выходе из строя любого элемента электрической схемы устройства замыкание цепи на корпус или обрыва.

Проведенные производственные испытания данного устройства показали высокую эффективность и надежность защиты рабочей зоны технологического оборудования.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг.2 - расположение устройства на технологическом оборудовании.

Устройство для защиты рабочей зоны технологического оборудования содержит (фиг. 1) генератор импульсов 1, счетчик излучения 2, распределитель импульсов 3, временной фильтр 4, усилители постоянного тока 5, элементы излучения 6, фокусирующие линзы 7, собирающие линзы 8, фотоприемники 9, усилители сигналов фотоприемников 10, коммутатор 11, избирательный усилитель 12, компаратор 13 с компенсацией фоновой составляющей, схему И 14, счетчик приема 15, D-триггер 16, выходной ключ 17, блок контроля выходного ключа 18, блок импульсного контроля 19.

Конструктивно устройство выполнено в виде блока излучающего 20, блока приемного 21, блока управления 22 (фиг.2). Блок излучающий 20 и блок приемный 21 расположены на противоположных краях технологического оборудования, благодаря чему перед рабочей зоной технологического оборудования создается инфракрасная завеса 23.

Первый выход сигнала 1 соединен с первым информационным входом счетчика излучения 2, а второй выход генератора 1 через временной фильтр 4 соединен со вторым входом схемы И 14 и первым входом блока импульсного контроля 19. Счетчик излучения 2 подключен к D-триггеру 16, к адресным входам распределителя импульсов 3 и коммутатора 11 и через блок импульсного контроля 19, счетчик приема 15 и D-триггер 16 к третьему входу блока контроля выходного ключа 18.

Выходы распределителя импульсов 4 через усилители тока 5 подключены к элементам излучения 6, выходы которых соединены с фокусирующими линзами 7, фотоприемники 9, количество которых равно количеству элементов излучения 6, соединены с собирающими линзами 8 и через усилители сигналов фотоприемников 10 подключены к коммутатору 11, выход которого через избирательный усилитель 12, компаратор 13 с компенсацией фоновой составляющей, схему И 14 подключен к информационному входу счетчика приема 15. Выход счетчика приема 15 подключен к D-триггеру 16, выход которого соединен со входом выходного ключа 17, вход и выход которого подключен к блоку контроля выходного ключа 18, выходом соединенного со вторым входом счетчика излучения 2.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства, счетчики излучения 2 и приема 15, распределитель импульсов 3, коммутатор 11, D-триггер 16 и блок импульсного контроля 19 устанавливаются в исходное состояние.

Генератор импульсов 1 вырабатывает импульсы, которые поступают на вход счетчика излучения 2, выходной код которого поступает на адресные входы распределителя импульсов 3 и коммутатора 11. Задание идентичного кола на входах распределителя импульсов 3 и коммутатора 11 позволяет активизировать только один канал передачи и приема излучения, определяемый выходным сигналом счетчика излучения 2. Сигнал с выхода распределителя импульсов 3 через усилитель тока 5 поступает на элемент излучения 6, излучение которого сфокусированное линзой 7, передается на фотоприемник 9, где сигнал усиливается собирающей линзой 8 и усилителем сигналов фотоприемников 10. Применение дополнительного оптического усиления позволяет увеличить мощность излучения и увеличить тем самым длину защищаемой зоны.

Принятый фотоприемником 9 сигнал излучения через коммутатор 11 поступает на избирательный усилитель 12, где происходит дополнительное усиление и селекция полезного сигнала от световых помех. Выделенный полезный сигнал через компаратор 13, где происходит компенсация фоновой составляющей при помощи установки порогового напряжения U_оп, поступает на первый вход схемы И 14, на второй вход которой поступают импульсы с временного фильтра 4. Происходит временная селекция сигнала, т.е. на выходе схемы И 14 сигнал появляется лишь после совпадения с сигналом, сформированным временным фильтром 4, и поступает на счетчик приема 15, который считает число принятых импульсов, передаваемых элементом излучения 6 и принятых фотоприемником 9. Сигнал на выходе счетчика приема 15 появляется лишь в том случае, если количество излучаемых импульсов будет равно количеству принимаемых.

В конце каждого цикла работы устройства выходной сигнал счетчика приема 15 записывается в D-триггер 16, выход которого управляет выходным ключом 17 устройства, выдавая в систему управления технологического оборудования сигнал "Работа", а при пересечении рабочей зоны непрозрачным предметом сигнал "Запрет".

С целью повышения надежности в устройство введены блок контроля выходного ключа 18 и блок импульсного контроля 19. При выходе из строя выходного ключа 17, блок контроля выходного ключа 18 блокирует устройство и устанавливает его в исходное состояние. Блок импульсного контроля 19, преобразуя импульсное напряжение в постоянное и фиксируя его уровень, осуществляет контроль импульсных сигналов устройства и в случае выхода из строя цифровых элементов схемы, замыкания на корпус или обрыва любой цепи, устанавливает устройство в исходное состояние.

Использование: в устройствах, предназначенных для создания безопасных условий труда обслуживания технологического оборудования. Сущность изобретения: устройство для защиты рабочей зоны технологического оборудования содержит генератор импульсов, счетчики излучения и приема, распределитель импульсов, набор попарно оптически связанных элементов излучения и фотоприемников, коммутатор, временной фильтр, схему И и триггер. Вход каждого элемента излучения связан с усилителем тока, а выход каждого фотоприемника связан с входом соответствующего усилителя сигналов фотоприемников. Имеется также избирательный усилитель, компаратор с компенсацией фоновой составляющей, выходной ключ, блок контроля выходного ключа, блок импульсного контроля. Элементы излучения связаны с фотоприемниками через фокусирующие и собирающие линзы. Устройство позволяет увеличить длину контролируемой зоны и может быть использовано для защиты рабочей зоны крупногабаритного технологического оборудования. Введение в устройство схемы самодиагностики позволит повысить надежность устройства и полностью исключить возможность травматизма при выходе из строя любого элемента электрической схемы устройства, замыкания цепи на "корпус" или обрыва. 2 ил.

Устройство для защиты рабочей зоны технологического оборудования, содержащее генератор импульсов, соединенный со счетчиком излучения, счетчик приема импульсов, распределитель импульсов, набор попарно оптически связанных элементов излучения и фотоприемников, коммутатор, временной фильтр, схему И, триггер, вход каждого элемента излучения связан с усилителем тока, а выход каждого фотоприемника связан с входом соответствующего усилителя сигналов фотоприемников, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит фокусирующие и собирающие линзы, избирательный усилитель, компаратор с компенсацией фоновой составляющей, выходной ключ, блок контроля выходного ключа, блок импульсного контроля, элементы излучения связаны с фотоприемниками через фокусирующие и собирающие линзы, генератор импульсов подключен через временной фильтр к схеме И и блоку импульсного контроля, счетчик излучения связан с триггером, с адресными входами распределителя импульсов и коммутатора, а также через блок импульсного контроля, счетчик приема и триггер с блоком контроля выходного ключа, выходы распределителя импульсов подключены к усилителям тока, и с информационными входами коммутатора соединены выходы усилителей сигналов фотоприемника, выход коммутатора через избирательный усилитель, компаратор с компенсацией фоновой составляющей, схему И связан с информационным входом счетчика приема, выход которого подключен к входу триггера, а выход триггера соединен с выходным ключом, вход и выход которого соединены с блоком контроля выходного ключа, выход которого соединен со счетчиком излучения.