АДАПТИВНЫЙ ДАТЧИК ИДЕНТИФИКАЦИИ И КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ТРЕХ ВИДОВ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2014 года по МПК G01B7/00 G01N21/00 

Изобретение относится к области автоматизации в машиностроении и предназначено для контроля положения и идентификации изделий с учетом их вида материала и термического состояния в автоматизированных высокопроизводительных производствах по сборке изделий.

Известен датчик идентификации и контроля положения трех видов изделий, содержащий чувствительный элемент, чувствительная поверхность которого является чувствительной поверхностью датчика, первый, второй и третий логические элементы И, логический элемент ИЛИ-НЕ, первую, вторую и третью выходные клеммы, являющиеся соответственно его первым, вторым и третьим выходами (см. RU №2384816 С1, МПК G01B 27/00(2006.01), опубликовано 20.03.2010, бюл. №8).

Такой датчик имеет ограниченные функциональные возможности, так как не позволяет автоматически осуществлять трансформирование его функциональных возможностей и автоматическую адаптацию к конкретным видам контролируемых изделий.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является адаптивный датчик, содержащий датчик контроля изделий, чувствительная поверхность которого является чувствительной поверхностью адаптивного датчика, первую, вторую и третью выходные клеммы, являющиеся соответственно первым, вторым и третьим выходами адаптивного датчика, логический элемент И, блок индикации, тактовый генератор, логический элемент ИЛИ-НЕ первый вход которого соединен с выходом тактового генератора, второй вход - с первой выходной клеммой, блок установки в исходное состояние, двоичный счетчик электрических импульсов, счетный С-вход которого подключен к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ, R-вход к выходу блока установки в исходное состояние, первый и второй выходы - соответственно к первому и второму входам логического элемента И (см. RU №2458322 С1, МПК G01D 5/12 (2006.01), опубликовано 10.08.2012, бюл. №22).

Однако такой адаптивный датчик обладает ограниченными функциональными возможностями, так как:

- позволяет производить идентификацию (распознавание) и контроль положения металлических и неметаллических изделий, т.е. позволяет производить контроль изделий только с учетом их вида материала, из которого они изготовлены, и не обеспечивает контроль изделий как с учетом их вида материала, так и с учетом их термического состояния;

- осуществляет контроль ограниченной номенклатуры изделий, потому что обеспечивает идентификацию и контроль положения только двух видов изделий.

Решаемая изобретением задача - расширение функциональных возможностей адаптивного датчика.

Решаемая задача достигается тем, что:

в адаптивный датчик по варианту 1 его исполнения, содержащий датчик контроля изделий, включающий чувствительную поверхность, являющуюся чувствительной поверхностью адаптивного датчика, первый логический элемент И, первый блок индикации, тактовый генератор, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом тактового генератора, двоичный счетчик электрических импульсов, счетный С-вход которого подключен к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ, первый и второй выходы - к соответствующим входам первого логического элемента И, блок установки в исходное состояние, выход которого соединен с R-входом двоичного счетчика электрических импульсов, введены второй логический элемент И, инверсный и прямой входы которого подключены соответственно первому и второму выходам двоичного счетчика электрических импульсов, третий логический элемент И, прямой и инверсный входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами двоичного счетчика электрических импульсов, четвертый логический элемент И, первый и второй входы которого подключены соответственно к третьему выходу датчика контроля изделий и к выходу первого логического элемента И, пятый логический элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом датчика контроля изделий и с выходом второго логического элемента И, выход - с выходом четвертого логического элемента, и шестой логический элемент И, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому выходу датчика контроля изделий и к выходу третьего логического элемента И, выход - к выходу пятого логического элемента И и к второму логического элемента ИЛИ-НЕ, второй и третий блоки индикации, входы которых подключены к соответствующим выходам датчика контроля изделий, первый выход которого соединен с входом первого блока индикации, при этом третий выход двоичного счетчика электрических импульсов соединен с входом блока установки в исходное состояние, а точка соединения выходов четвертого, пятого, шестого логических элементов И и второго входа логического элемента ИЛИ-НЕ является первым выходом адаптивного датчика, причем выходы третьего, второго и первого логических элементов И являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами адаптивного датчика, а выходные логические сигналы третьего, второго, первого логических элементов И образуют трехразрядный двоичный цифровой код, значения 100, 010 и 001 которого являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических, нагретых неметаллических и ненагретых металлических контролируемых изделий, потенциальные информационные сигналы контроля положения которых отрабатывают на первом выходе адаптивного датчика, а датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, нагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий, двоичный счетчик электрических импульсов - с модулем счета четыре, выходы четвертого, пятого и шестого логических элементов И - в виде открытых выходов Н-типа, элементы индикации блоков индикации - с разноцветными свечениями;

в адаптивном датчике по варианту 2 его исполнения, выполненном по п.1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых неметаллических, нагретых металлических и ненагретых металлических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно ненагретых неметаллических, нагретых металлических и ненагретых металлических контролируемых изделий;

в адаптивном датчике по варианту 3 его исполнения, выполненном по п.1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых неметаллических, нагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно ненагретых неметаллических, и ненагретых металлических контролируемых изделий;

в адаптивном датчике по варианту 4 его исполнения, выполненном по п.1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, ненагретых неметаллических и нагретых неметаллических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических, ненагретых неметаллических и нагретых неметаллических контролируемых изделий;

в адаптивном датчике по варианту 5 его исполнения, выполненном по п.1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, ненагретых металлических и неметаллических и нагретых неметаллических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических, ненагретых металлических и неметаллических и нагретых неметаллических контролируемых изделий;

в адаптивном датчике по варианту 6 его исполнения, выполненном по п.1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, ненагретых металлических и нагретых и ненагретых неметаллических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических, ненагретых металлических и нагретых и ненагретых неметаллических контролируемых изделий;

в адаптивном датчике по варианту 7 его исполнения, выполненном по п.1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых неметаллических, нагретых и ненагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых неметаллических, нагретых и ненагретых металлических и ненагретых неметаллических контролируемых изделий;

в адаптивном датчике по варианту 8 его исполнения, выполненном по п.1 датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых металлических, ненагретых неметаллических и нагретых металлических и неметаллических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно ненагретых металлических, ненагретых неметаллических и нагретых металлических и неметаллических контролируемых изделий.

На схеме представлена функциональная схема адаптивного датчика; в таблице приведено соответствие видов контролируемых изделии значениям трехразрядного двоичного цифрового кода для каждого варианта исполнения адаптивного датчика.

Адаптивный датчик содержит (см. схему) датчик 1 контроля изделий, включающий первый, второй и третий выходы, чувствительную поверхность, являющуюся чувствительной поверхностью 2 адаптивного датчика, первую, вторую, третью выходные клеммы 3, 4, 5, являющиеся соответственно первым, вторым и третьим выходами адаптивного датчика, тактовый генератор 6, логический элемент ИЛИ-НЕ первый вход которого соединен с выходом генератора 6, двоичный счетчик 8 электрических импульсов, счетный С-вход которого соединен с выходом элемента 7, блок 9 установки в исходное состояние, четвертую выходную клемму 10, являющуюся четвертым выходом адаптивного датчика, первый, второй, третий блоки 11, 12, 13 индикации, входы которых подключены к соответствующим выходам датчика 1, первый логический элемент И 14, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам счетчика 8, второй логический элемент И 15, инверсный и прямой входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами счетчика 8, третий логический элемент И 16, прямой и инверсный входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам счетчика 8, четвертый логический элемент И 17, первый и второй входы которого соединены соответственно с третьим выходом датчика 1 и с выходом элемента 14, пятый логический элемент И 18, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом датчика 1 и с выходом элемента 15, шестой логический элемент И 19, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым выходом датчика 1 и с выходом элемента 16, выход - с выходами элементов 17, 18, выходной клеммой 3, вторым входом элемента 7, клеммы 4, 5, 10 подключены к выходам элементов 16, 15, 14 соответственно. При этом выходы элементов 17, 18, 19 выполнены в виде открытых выходов Н-типа (см. ГОСТ 2. 743-91, таблица 4), например, на транзисторах p-n-р типа с открытыми коллекторами. Логические сигналы выходов элементов 16, 15, 14 образуют трехразрядный двоичный цифровой код идентификации конкретного вида контролируемого изделия (см. таблицу).

Генератор 6, элемент 7, счетчик 8, элементы 16, 15, 14 с их соответствующими электрическими связями служат для формирования импульсов напряжений, на вторых входах соответственно элементов 19, 18, 17. С помощью этих импульсов производится сканирование вторых входов элементов 19, 18, 17, являющихся входами трансформирования функциональных возможностей адаптивного датчика, переменными значениями трехразрядного двоичного цифрового кода 100, 010, 001. В результате происходит трансформирование функциональных возможностей адаптивного датчика: при значении этого кода 100 адаптивный датчик трансформируется в датчик идентификации и контроля положения изделий одного вида, при значении этого кода 010 - в датчик идентификации и контроля положения изделий другого вида, а при значении этого кода 001 - в датчик идентификации и контроля положения изделий третьего вида (см. таблицу). В момент установки на первом, втором, третьем выходах счетчика 8 трехразрядного цифрового кода 001, соответствующего его модулю счета 4, происходит сброс блоком 9 счетчика 8 в ноль и переход его на следующий цикл счета тактовых импульсов. После чего цикл сканирования указанными выше значениями трехразрядного двоичного цифрового кода вторых входов элементов 19. 18, 17 повторяется, что обеспечивает автоматическое трансформирование функциональных возможностей адаптивного датчика. При этом устраняется необходимость вмешательства оператора в процесс работы объекта эксплуатации адаптивного датчика для смены трехразрядного двоичного цифрового кода вручную, например, с его пульта управления в случаях смены вида контролируемого изделия.

Наряду с этим в адаптивном датчике реализована автоматическая адаптация его к конкретному виду контролируемого изделия. При этом адаптация к одному, или другому, или третьему виду контролируемого изделия при каждой смене его вида осуществляется также самим адаптивным датчиком без прерывания технологического процесса работы объекта эксплуатации. Это достигается тем, что в нем каждому значению трехразрядного двоичного цифрового кода 100, или 010, или 001, формируемого на выходах элементов 16, 15, 14, поставлен в однозначное соответствие ему один, или другой, или третий вид контролируемого изделия.

Вместе с тем в адаптивном датчике введена обратная электрическая связь с его выходной клеммы 3 на второй вход элемента 7, без которой невозможно было бы в полной мере обеспечить автоматическую адаптацию его к конкретному виду контролируемого изделия.

Так, при отсутствии в адаптивном датчике обратной электрической связи с выходной клеммы 3 на второй вход элемента 7 невозможно обеспечить полную его адаптацию к конкретному виду контролируемого изделия, так как на выходной клемме 3 адаптивного датчика появляется искаженный сигнал, несущий информацию о контроле положения изделия. В этом случае выходной сигнал на клемме 3 адаптивного датчика имеет импульсную форму и состоит из пачки импульсов, длительность которой равна времени нахождения контролируемого изделия в зоне действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика, а количество импульсов в пачке - частному от деления длительности нахождения одного (другого или третьего) вида контролируемого изделия в зоне действия чувствительней поверхности 2 адаптивного датчика к периоду следования импульсов напряжения с выхода элемента 16 (15 или 14).

Такое представление выходного сигнала адаптивного датчика в виде пачки импульсов потребовало бы большего объема программных и аппаратных средств для обработки результатов контроля положения и идентификации конкретного вида контролируемого изделия в микропроцессорных устройствах управления объектом эксплуатации. Это в свою очередь существенно ухудшило бы его эксплуатационные характеристики.

Наличие же в адаптивном датчике указанной обратной электрической связи обеспечивает формирование на его выходной клемме 3 в неискаженном виде потенциального информационного сигнала, несущего информацию о контроле положения изделия 20. Длительность такого сигнала соответствует времени нахождения контролируемого одного (другого или третьего) вида изделия в зоне действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика, а его форма - форме сигнала, отрабатываемого на первом (втором или третьем) выходе датчика 1. Причем такой сигнал не требует дополнительной его обработки в микропроцессорных устройствах управления объектом эксплуатации.

Формирование на первом выходе адаптивного датчика неискаженного потенциального информационного сигнала с уровнем логической “1”, несущего информацию о контроле положения им одного (другого или третьего) вида контролируемого изделия, достигается следующим образом. Например, в момент времени, когда на выходах элементов 16, 15, 14 установлено текущее значение трехразрядного двоичного цифрового кода 100 (010 или 001), контролируемое изделие одного (другого или третьего) вида попадает в зону действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика, на его клемме 3 формируется передний фронт импульса напряжения с уровнем логической “1”, которое блокирует элемент 7 по его второму входу. В результате тактовые импульсы с выхода генератора 6 через элемент 7 на вход счетчика 8 не проходят, и работа последнего на время действия импульса выходного напряжения с уровнем логической “1”, поданного с клеммы 3, приостанавливается. После чего на выходах элементов 16, 15, 14 происходит фиксирование текущего значения 100 (010 или 001) трехразрядного двоичного цифрового кода на время действия на клемме 3 импульса напряжения с уровнем логической “1”. При этом в течение этого времени адаптивный датчик трансформируется в датчик контроля одного (другого или третьего) вида изделия, и на его первом выходе формируется неискаженный потенциальный сигнал, несущий информацию о контроле положения адаптивным датчиком изделия одного (другого или третьего) вида, в виде одного сплошного импульса напряжения с уровнем логической “1”, так как в течение времени действия на клемме 3 напряжения с уровнем логической “1” сохраняется постоянное значение 100 (010 или 001) трехразрядного двоичного цифрового кода. В момент времени, когда изделие одного (другого или третьего) вида выходит за пределы действия чувствительной поверхности 2, на его клемме 3 формирование импульса напряжения с уровнем логической “1” заканчивается. В результате по заднему фронту импульса напряжения на клемме 3 работа счетчика 3 возобновляется, т.е. адаптивный датчик устанавливается в исходное состояние, при котором он готов к очередному циклу контроля одного (другого или третьего) вида изделия.

Таким образом, наличие обратной электрической связи с первого выхода адаптивного датчика на второй вход элемента 7 обеспечивает:

- автоматическую адаптацию его к конкретному виду контролируемого им изделия;

- формирование на его выходной клемме 3 информационного потенциального сигнала в виде одного сплошного импульса напряжения с уровнем логической “1” и устранение тем самым возможности формирования на ней искаженного информационного сигнала в виде пачки импульсов напряжения с уровнем логической “1”.

Выходные клеммы 4, 5, 10 предназначены для передачи текущих значений трехразрядного двоичного цифрового кода об идентификации трех видов изделий из зоны их контроля на пульт управления объекта эксплуатации для дальнейшей автоматической обработки результатов контроля изделий в его микропроцессорных устройствах управления и получения визуальной информации о результатах контроля адаптивным датчиком соответствующих видов контролируемых изделий.

При этом использование в составе пульта управления объекта эксплуатации, например, второго комплекта блоков 11, 12, 13 индикации (см. схему) и выходных сигналов клемм 3, 4, 5, 10 позволяет получать дистанционно от адаптивного датчика визуальную информацию о контроле положения или об идентификации им конкретного вида контролируемого изделия и определять на пульте управления объекта эксплуатации состояние работоспособности или отказа адаптивного датчика при ремонте и проведении пусконаладочных работ на объекте его эксплуатации.

В варианте исполнения 1 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, нагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий по схеме (см. RU №2384816 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), опубликовано 20.03.2010, бюл. №8), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно соединенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, первый пороговый элемент, последовательно соединенные мультивибратор с емкостным чувствительным элементом, подключенным к его входу, детектор, второй пороговый элемент, а также первый логический элемент И, первую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента И и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых металлических изделий, второй логический элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с инверсным выходом первого порогового элемента и выходом второго порогового элемента, вторую выходную клемму, подключенную к выходу второго логического элемента И и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых неметаллических изделий, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, а его прямой выход соединен с первым входом первого логического элемента И и с третьим входом второго логического элемента И, третий логический элемент И, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с прямым выходом первого порогового элемента, с инверсным выходом формирователя импульсов и с выходом второго порогового элемента, третью выходную клемму, подключенную к выходу третьего логического элемента И и являющуюся третьим выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации ненагретых металлических изделий. Емкостной чувствительный элемент выполнен в виде металлической пластины с геометрической формой, повторяющей геометрическую форму центрального отверстия ферритового сердечника, и 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 его закрытого торца. 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 датчика, а поверхности оптических окон инфракрасных фотоприемников, поверхность открытого торца ферритового сердечника и одна из плоских поверхностей емкостного чувствительного элемента, направленные в одну сторону, установлены параллельно и образуют чувствительную поверхность датчика.

В варианте исполнения 2 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых неметаллических, нагретых металлических и ненагретых металлических изделий по схеме (см. RU №2384815 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), опубликовано 20.03.2010, бюл. №8), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно включенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, первый пороговый элемент, последовательно соединенные мультивибратор с емкостным чувствительным элементом, подключенным к его входу, детектор, второй пороговый элемент, а также логический элемент И, первую выходную клемму, первый логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с инверсным выходом второго порогового элемента, второй вход - с прямым выходом первого порогового элемента, выход - с первой выходной клеммой, являющейся первым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации ненагретых неметаллических изделий, вторую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента И и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых металлических изделий, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, а выход его соединен с третьим входом первого логического элемента ИЛИ-НЕ и с первым входом логического элемента И, третий вход которого подключен к прямому выходу второго порогового элемента, второй логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с инверсным выходом первого порогового элемента, второй вход - с выходом формирователя импульсов, третью выходную клемму, подключенную к выходу второго логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся третьим выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации ненагретых металлических изделий. Емкостной чувствительный элемент выполнен в виде металлической пластины с геометрической формой, повторяющей геометрическую форму центрального отверстия ферритового сердечника, и 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 его закрытого торца. Индуктивный и емкостной элементы и инфракрасные фотоприемники, между которыми размещены индуктивный и емкостной чувствительные элементы, установлены вдоль прямой линии в одной плоскости и образуют чувствительный элемент датчика, а поверхности оптических окон инфракрасных фотоприемников, поверхность открытого торца ферритового сердечника и одна из плоских поверхностей емкостного чувствительного элемента, направленные в одну сторону, установлены параллельно и образуют чувствительную поверхность датчика.

В варианте исполнения 3 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых неметаллических, нагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий по схеме (см. RU №2384817 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), опубликовано 20.03.2010, бюл. №8), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно включенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, первый пороговый элемент, последовательно соединенные мультивибратор с емкостным чувствительным элементом, подключенным к его входу, детектор, второй пороговый элемент, а также логический элемент И, первую выходную клемму, первый логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом логического элемента И, второй вход - с прямым выходом первого порогового элемента, третий вход - с инверсным выходом второго порогового элемента, выход - с первой выходной клеммой, являющейся первым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации ненагретых неметаллических изделий, вторую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента И и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых неметаллических изделий, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, а выход его соединен с первым входом логического элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу второго порогового элемента, третий вход - к инверсному выходу первого порогового элемента, второй логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с инверсным выходом первого порогового элемента, второй вход - с выходом формирователя импульсов, третью выходную клемму, подключенную к выходу второго логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся третьим выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации ненагретых металлических изделий. Емкостной чувствительный элемент выполнен в виде металлической пластины с геометрической формой, повторяющей геометрическую форму центрального отверстия ферритового сердечника, и 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 его закрытого торца. 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 датчика, а поверхности оптических окон инфракрасных фотоприемников, поверхность открытого торца ферритового сердечника и одна из плоских поверхностей емкостного чувствительного элемента, направленные в одну сторону, установлены параллельно и образуют чувствительную поверхность датчика.

В варианте исполнения 4 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, ненагретых неметаллических и нагретых неметаллических изделий по схеме (см. RU №2384818 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), опубликовано 20.03.2010, бюл. №8), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно включенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, первый пороговый элемент, последовательно соединенные мультивибратор с емкостным чувствительным элементом, подключенным к его входу, детектор, второй пороговый элемент, а также первый логический элемент И, первую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых металлических изделий, первый инвертор, вход которого соединен с выходом второго порогового элемента, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к выходу первого инвертора, третий вход - к выходу первого порогового элемента, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, а его выход соединен с первым входом первого логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, второй логический элемент И, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам формирователя импульсов и второго порогового элемента, выход - к второму входу логического элемента ИЛИ-НЕ, вторую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации ненагретых неметаллических изделий, третью выходную клемму, соединенную с выходом второго логического элемента И и являющуюся третьим выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых неметаллических изделий, второй инвертор, вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, выход - к третьему входу второго логического элемента И. Емкостной чувствительный элемент выполнен в виде металлической пластины с геометрической формой, повторяющей геометрическую форму центрального отверстия ферритового сердечника, и 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 его закрытого торца. 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 датчика, а поверхности оптических окон инфракрасных фотоприемников, поверхность открытого торца ферритового сердечника и одна из плоских поверхностей емкостного чувствительного элемента, направленные в одну сторону, установлены параллельно и образуют чувствительную поверхность датчика.

В варианте исполнения 5 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, ненагретых металлических и неметаллических, нагретых неметаллических изделий по схеме (см. RU №2383859 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), G01B 7/00 (2006.01), опубликовано 10.03.2010, бюл. №7), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно соединенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, первый пороговый элемент, последовательно соединенные мультивибратор с емкостным чувствительным элементом, подключенным к его входу, детектор, второй пороговый элемент, а также первый логический элемент И, первую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента И и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых металлических изделий, инвертор, вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, первый логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, а его выход соединен с первым входом первого логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, второй логический элемент И, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам формирователя импульсов и второго порогового элемента, третий вход - к выходу инвертора, выход - ко второму входу первого логического элемента ИЛИ-НЕ, вторую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации ненагретых металлических и неметаллических изделий, третью выходную клемму, соединенную с выходом второго логического элемента И и являющуюся третьим выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых неметаллических изделий, второй логический элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго пороговых элементов, выход - к третьему входу первого логического элемента ИЛИ-НЕ. Емкостной чувствительный элемент выполнен в виде металлической пластины с геометрической формой, повторяющей геометрическую форму центрального отверстия ферритового сердечника, и 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 его закрытого торца. 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 датчика, а поверхности оптических окон инфракрасных фотоприемников, поверхность открытого торца ферритового сердечника и одна из плоских поверхностей емкостного чувствительного элемента, направленные в одну сторону, установлены параллельно и образуют чувствительную поверхность датчика.

В варианте исполнения 6 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, ненагретых металлических и нагретых и ненагретых неметаллических изделий по схеме (см. RU №2384819 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), G01B 7/0 (2006.01), опубликовано 20.03.2010, бюл. №8), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно соединенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, первый пороговый элемент, последовательно соединенные мультивибратор с емкостным чувствительным элементом, подключенным к его входу, детектор, второй пороговый элемент, а также первый логический элемент И, первую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента И и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых металлических изделий, инвертор, вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, первый логический элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно инвертора и первого логического элемента И, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, а его выход соединен с первым входом первого логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, второй логический элемент И, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам формирователя импульсов и второго порогового элемента, вторую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации ненагретых металлических изделий, третью выходную клемму, являющуюся третьим выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий, второй логический элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно второго порогового элемента и второго логического элемента И, третий логический элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого порогового элемента и второго логического элемента ИЛИ-НЕ, а его выход - с третьей выходной клеммой датчика. Емкостной чувствительный элемент выполнен в виде металлической пластины с геометрической формой, повторяющей геометрическую форму центрального отверстия ферритового сердечника, и 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 его закрытого торца. 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 датчика, а поверхности оптических окон инфракрасных фотоприемников, поверхность открытого торца ферритового сердечника и одна из плоских поверхностей емкостного чувствительного элемента, направленные в одну сторону, установлены параллельно и образуют чувствительную поверхность датчика.

В варианте исполнения 7 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых неметаллических, нагретых и ненагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий по схеме (см. RU №2383861 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), G01B 7/00 (2006.01), опубликовано 10.03.2010, бюл. №7), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помешенной в кольцевом пазу открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно соединенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, первый пороговый элемент, последовательно соединенные мультивибратор с емкостным чувствительным элементом, выполненным в виде металлической пластаны и подключенным к его входу, детектор, второй пороговый элемент, а также первый логический элемент И, первую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента И и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых неметаллических изделий, первый инвертор, второй логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго порогового элемента и к второму входу первого логического элемента И, второй вход - к выходу первого инвертора, выход которого соединен с третьим входом первого логического элемента И, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, а его выход соединен с первым входом первого логического элемента И, второй инвертор, выход которого подключен к третьему входу второго логического элемента И, а вход - к выходу формирователя импульсов, вторую выходную клемму, подключенную к выходу первого порогового элемента, выход которого соединен со входом первого инвертора, и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых и ненагретых металлических изделий, третью выходную клемму, подключенную к выходу второго логического элемента И и являющуюся третьим выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации ненагретых неметаллических изделий. Емкостной чувствительный элемент выполнен в виде металлической пластины с геометрической формой, повторяющей геометрическую форму центрального отверстия ферритового сердечника, и 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 его закрытого торца. 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 датчика, а поверхности оптических окон инфракрасных фотоприемников, поверхность открытого торца ферритового сердечника и одна из плоских поверхностей емкостного чувствительного элемента, направленные в одну сторону, установлены параллельно и образуют чувствительную поверхность датчика.

В варианте исполнения 8 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых металлических, ненагретых неметаллических и нагретых металлических и неметаллических изделий по схеме (см. RU №2349903 С1, МПК G01N 21/84 (2006.01), опубликовано 20.03.2009, бюл. №8), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной в кольцевом пазу открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием, последовательно соединенные генератор электрических колебаний, в цепь колебательного контура которого включен индуктивный чувствительный элемент, первый пороговый элемент, последовательно включенные мультивибратор с емкостным чувствительным элементом, подключенным к его входу, детектор, второй пороговый элемент, а также логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, первую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента И и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации ненагретых металлических изделий, логический элемент ИЛИ-НЕ, третий выход которого соединен с выходом второго порогового элемента, вторую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации ненагретых неметаллических изделий, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, а выход его соединен с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, инвертор, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, выход - со вторым входом логического элемента И, третью выходную клемму, подключенную к выходу формирователя импульсов и являющуюся третьим выходом датчика, на котором отрабатываются потенциальные информационные сигналы об идентификации нагретых металлических и неметаллических изделий. Емкостной чувствительный элемент выполнен в виде металлической пластины с геометрической формой, повторяющей геометрическую форму центрального отверстия ферритового сердечника, и 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 его закрытого торца. 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 датчика, а поверхности оптических окон инфракрасных фотоприемников, поверхность открытого торца ферритового сердечника и одна из плоских поверхностей емкостного чувствительного элемента, направленные в одну сторону, установлены параллельно и образуют чувствительную поверхность датчика.

Соответствие значений трехразрядного двоичного цифрового кода конкретному виду контролируемого изделия для каждого исполнения адаптивного датчика приведено в таблице.

Генератор 6 является тактовым генератором для счетчика 8 и выполнен, например, на основе мультивибратора по схеме симметричного автогенератора прямоугольных импульсов на операционном усилителе (см. книгу: Шило В.Л. Линейные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: Сов. Радио, 1974, с.175, рис.4.42, а).

Блок 9 выполнен, например, на основе эмиттерного повторителя на транзисторе n-p-n типа, между выводом эмиттера которого и обшей шиной источника напряжения питания адаптивного датчика включен нагрузочный резистор, логического элемента ИЛИ-НЕ и RC-цепи (см. схему), состоящей из последовательно включенных конденсатора и резистора, точка соединения первых выводов которых подключена к базе транзистора, а второй вывод резистора RC-цепи соединен с общей шиной источника напряжения питания адаптивного датчика. При этом второй вывод конденсатора RC-цепи и вывод коллектора транзистора подключены к источнику напряжения питания адаптивного датчика, первый вход логического элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом эмиттерного повторителя, второй вход логического элемента ИЛИ-НЕ является входом блока 9, а выход логического элемента ИЛИ-НЕ является выходом блока 9.

Блок 9 предназначен для сброса счетчика 8 в ноль в моменты подачи напряжения питания на адаптивный датчик и установки на его выходах трехразрядного двоичного цифрового кода 001, эквивалентного десятичной цифре 4, соответствующей его модулю счета.

Блоки 11, 12, 13 индикации служат для формирования визуальных информационных сигналов, несущих информацию об идентификации и контроле положения конкретного вида изделия, контролируемого адаптивным датчиком, а также для определения состояния работоспособности или отказа адаптивного датчика при ремонте и проведении пусконаладочных работ на объекте его эксплуатации.

Блоки 11, 12, 13 индикации выполнены, например, на основе (см. схему) последовательно соединенных резистора, подключенного первым выводом к первому, или второму, или третьему выходам датчика 1, и светодиода, катод которого подключен к общей “земле” схемы адаптивного датчика. Светодиоды блоков 11, 12, 13 являются элементами индикации и имеют разные цвета свечения. В блоках индикации 11, 12, 13 светодиоды выполнены с разноцветностью их свечения для того, чтобы однозначно получать визуальную информацию о режимах работы адаптивного датчика и о контроле положения конкретного вида контролируемого им изделия.

При описании работы адаптивного датчика подразумевается, что между клеммой 3 и его общей шиной источника напряжения питания подключено нагрузочное сопротивление (на схеме не показано), чтобы логические уровни напряжений на его выходной клемме 3, приводимые ниже в тексте, реально соответствовали логическим уровням напряжений на клемме 3 функциональней схемы адаптивного датчика.

Адаптивный датчик работает следующим образом.

В момент подачи напряжения питания на адаптивный датчик контролируемое изделие 20 находится вне зоны действия его чувствительной поверхности 2. После подачи на адаптивный датчик напряжения питания датчик 1 устанавливается в исходное состояние, при котором на его выходах устанавливаются напряжения с уровнями логического “0”. В результате светодиоды блоков 11, 12, 13 переходят в погашенное состояние. На выходах элементов 19, 18, 17, на клемме 3 и на втором входе элемента 7 устанавливается напряжение с уровнем логического “0”, так как на их первые входы поданы соответственно с первого, второго и третьего выходов датчика 1 напряжения с уровнями логического “0” и так как выходы элементов 17, 18, 19 включены по схеме “МОНТАЖНОЕ ИЛИ”. Вместе с тем генератор 6 переходит в режим генерации электрических колебаний, при котором на его выходе и на первом входе логического элемента 7 появляется непрерывная последовательность прямоугольных импульсов напряжения, которые, проходя через первый вход элемента 7, инвертируются им и проходят на его выход и на вход счетчика 8 в виде непрерывной последовательности импульсов напряжения, так как на втором входе элемента 7 установлено с клеммы 3 напряжение с уровнем логического “0”, разрешающее их инвертирование и прохождение на счетный С-вход счетчика 8. После чего счетчик 8 переходит в режим счета импульсов по модулю четыре. В результате на выходах элементов 16, 15, 14 формируются последовательно значения трехразрядного двоичного цифрового кода, равные 100, 010, 001, которыми сканируются вторые входы элементов 19, 18, 17. В процессе сканирования вторых входов элементов 19, 18, 17 их переключения не происходит, так как на их первые входы поданы соответственно с первого, второго, третьего выходов датчика 1 напряжения с уровнями логического “0”, запрещающие их переключение. В результате на выходах элементов 19, 18, 17, на клемме 3 и на втором входе элемента 7 продолжает присутствовать напряжение с уровнем логического “0”.

Таким образом, после подачи напряжения питания адаптивный датчик устанавливается в исходное состояние, при котором на клемме 3 устанавливается напряжение с уровнем логического “0”, генератор 6 находится в режиме генерации электрических колебаний, счетчик 8 через элементы 16, 15, 14 производит сканирование вторых входов элементов 19, 18, 17 значениями 100, 010, 001 трехразрядного двоичного цифрового кода, на выходах датчика 1 установлены напряжения с уровнями логического “0”, светодиоды блоков 11, 12, 13 находятся в погашенном состоянии, а контролируемое изделие 20 находится вне зоны действия чувствительной поверхности 2. При этом адаптивный датчик готов к первому циклу контроля одного (нагретого металлического), или другого (нагретого неметаллического), или третьего (ненагретого металлического) вида изделия.

Далее рассмотрим работу адаптивного датчика, выполненного по варианту 1 его исполнения, в трех режимах: в режиме контроля нагретых металлических изделий, в режиме контроля нагретых неметаллических изделий и в режиме контроля ненагретых металлических изделий. При этом изделие 20 (см. схему) перемещается параллельно и в пределах зоны действия чувствительной поверхности 2 по стрелке 21 или 22. Работа адаптивного датчика, выполненного по остальным вариантам его исполнения, аналогична его работе, описанной ниже в трех режимах для случая выполнения адаптивного датчика по варианту 1 его исполнения. Отличие работы адаптивного датчика, выполненного по остальным вариантам исполнения, состоит лишь в том, что срабатывание его происходит от других сочетаний трех видов контролируемых изделий, указанных в таблице для соответствующих вариантов его исполнения.

При перемещении контролируемого нагретого металлического (нагретого неметаллического или ненагретого металлического) изделия 20 в выбранном направлении оно входит в зону действия чувствительной поверхности 2, например, в момент времени, когда на вторых входах элементов 19 и 18, 17 (18 и 19, 17 или 17 и 19, 18) установлены соответственно с выходов элементов 16 и 15, 14 (15 и 16, 14 или 14 и 16, 15) соответственно напряжения с уровнями логической “1” и логического “0”, что соответствует текущему значению 100 (010 или 001) трехразрядного двоичного цифрового кода. В результате происходит срабатывание датчика 1 и формирование на его первом (втором или третьем) выходе импульса напряжения с уровнем логической “1” длительностью, равной времени нахождения изделия 20 в зоне действия чувствительной поверхности 2. Этот импульс подается на вход блока 11 (12 или 13) и на первый вход элемента 19 (18 или 17). В результате по переднему фронту этого импульса светодиод блока 11 (12 или 13) засвечивается, а светодиоды блоков 12, 13 (11, 13 или 11, 12) продолжают находиться в погашенном состоянии, так как на втором и третьем {первом и третьем или первом и втором) выходах датчика 1 продолжают присутствовать напряжения с уровнями логического “0”, соответствующие исходному состоянию адаптивного датчика. При этом элемент 19 (18 или 17) переключается в другое состояние, и на его выходе устанавливается напряжение с уровнем логической “1”, так как на его первый и второй входы поданы соответственно с первого (второго пли третьего) выхода датчика 1 и с выхода элемента 16 (15 или 14) напряжения с уровнями логической “1”. Так как выходы элементов 19, 18, 17 включены по схеме “МОНТАЖНОЕ ИЛИ”, то на их выходах, на клемме 3 и на втором входе элемента 7 устанавливается напряжение с уровнем логической “1”. По переднему фронту импульса напряжения с уровнем логической “1” на клемме 3 происходит блокирование элемента 7 по его второму входу. В результате прохождение импульсов напряжения с выхода генератора 6 через первый вход элемента 7 на его выход и на счетный С-вход счетчика 8 прекращается, и на выходе элемента 7, на входе счетчика 8 устанавливается напряжение с уровнем логического “0”. При этом работа счетчика 8 в течение времени действия на клемме 3 импульса напряжения с уровнем логической “1” приостанавливается. После чего на время действия этого импульса на выходах элементов 16 и 15, 14 (15 и 16, 14 или 14 и 16, 15) устанавливаются соответственно фиксированные значения напряжений с уровнями логической “1” и логического “0”, что соответствует фиксированному значению 100 (010 или 001) трехразрядного двоичного цифрового кода. Зафиксированное значение 100 (010 или 001) этого кода в течение действия на клемме 3 импульса напряжения с уровнем логической “1” подается с выходов элементов 16, 15, 14 на выходные клеммы 4, 5, 10 адаптивного датчика и вторые входы элементов 19, 18, 17. Вместе с тем переключение элементов 18, 17 (19, 17 или 19, 18) в другое состояние не происходит, так как на первый и второй их входы поданы соответственно с второго, третьего (первого, третьего или первого, второго) выходов датчика 1 и с выходов второго, первого (третьего, первого или третьего, второго) выходов элементов И напряжения с уровнями логического “0”, запрещающие их переключение. Далее через некоторый промежуток времени перемещающееся изделие 20 выходит из зоны действия чувствительной поверхности 2. В результате датчик 1 переключается в исходное состояние. По заднему фронту импульса напряжения с уровнем логической “1” первого (второго или третьего) выхода датчика 1 происходит переключение элемента 19 (18 или 17) и, следовательно, адаптивного датчика, в исходное состояние, которое описано выше после подачи на него напряжения питания. На этом формирование импульса напряжения с уровнем логической “1” на выходе адаптивного датчика заканчивается, и он готов к очередному циклу контроля нагретого металлического (нагретого неметаллического или ненагретого металлического) изделия. В случае повторного перемещения контролируемого нагретого металлического (нагретого неметаллического или ненагретого металлического) изделия 20 относительно чувствительной поверхности 2 в выбранном направлении описанный цикл его контроля повторяется.

Следовательно, в рассмотренных первом, втором и третьем режимах работы адаптивного датчика сигналы на его выходной клемме 3 однозначно соответствуют потенциальным информационным сигналам, несущим информацию только о контроле положения соответственно нагретого металлического, нагретого неметаллического и ненагретого металлического изделия, а трехразрядные двоичные цифровые коды 100, 010, 001 на выходных клеммах 4, 5, 10 и светодиоды блоков 11, 12, 13 в засвеченном состоянии - однозначно соответствуют цифровому и визуальному информационным сигналам, несущим информацию только об идентификации соответственно нагретого металлического, нагретого неметаллического, ненагретого металлического видов контролируемых изделий.

Таким образом, из описания схемы и работы адаптивного датчика следует, что он:

- обеспечивает идентификацию (распознавание) и контроль положения изделий как с учетом их вида материала, так и их термического состояния, что расширяет его функциональные возможности;

- позволяет производить контроль расширенной номенклатуры изделий, что расширяет его функциональные возможности;

- является многофункциональным устройством, так как в нем сочетаются функциональные возможности шести типов устройств: бесконтактного датчика контроля положения изделий одного вида; бесконтактного датчика контроля положения изделий другого вида; бесконтактного датчика контроля положения изделий третьего вида; бесконтактного устройства идентификации изделий одного вида; бесконтактного устройства идентификации изделий другого вида; бесконтактного устройства идентификации изделий третьего вида.

В режимах контроля положения изделий одного, другого, третьего видов потенциальные информационные сигналы о контроле положения этих изделий снимаются с выходной клеммы 3, визуальные сигналы об их идентификации - со светодиодов блоков 11, 12, 13 соответственно, а выходные клеммы 4, 5, 10 не задействуются.

Применение адаптивного датчика в режимах контроля положения изделий рекомендуется преимущественно в тех случаях, когда адаптивный датчик устанавливается на технологических объектах с невысоким уровнем автоматизации технологических процессов.

В режимах идентификации одного, другого, третьего видов изделий потенциальные информационные сигналы контроля положения этих изделий снимаются с выходной клеммы 3, информационные сигналы об их идентификации - с выходных клемм 4, 5, 10 в виде трехразрядных двоичных цифровых кодов 100, 010, 001 соответственно и в виде визуальных сигналов - со светодиодов блоков 11, 12, 13 соответственно.

Применение адаптивного датчика в режимах идентификации контролируемых изделий рекомендуется преимущественно в тех случаях, когда он устанавливается на технологических объектах со средним и высоким уровнями автоматизации технологических процессов.

Кроме того, выполнение схемы адаптивного датчика с применением полупроводниковых и (или) гибридных технологий изготовления микросхем позволяет существенно уменьшить его габаритные размеры, материалоемкость и улучшить эксплуатационные характеристики.

Такой набор функциональных возможностей обеспечивает в сравнении с аналогами гибкость применения адаптивного датчика на объектах его эксплуатации с минимальными стоимостными показателями.

Таблица Адаптивный датчик идентификации и контроля положения трех видов изделий   Виды изделий, контролируемых вариантами исполнения адаптивного датчика Варианты исполнения адаптивного датчика Вариант 1 нагретые металлические нагретые неметаллические ненагретые металлические Вариант 2 ненагретые неметаллические нагретые металлические ненагретые металлические Вариант 3 ненагретые неметаллические нагретые неметаллические ненагретые металлические Вариант 4 нагретые металлические ненагретые неметаллические нагретые неметаллические Вариант 5 нагретые металлические ненагретые металлические и неметаллические нагретые неметаллические Вариант 6 нагретые металлические ненагретые металлические нагретые и ненагретые неметаллические Вариант 7 нагретые неметаллические нагретые и ненагретые металлические ненагретые неметаллические Вариант 8 ненагретые металлические ненагретые неметаллические нагретые металлические и неметаллические Трехразрядные двоичные цифровые коды идентификации видов изделий, контролируемых вариантами исполнения адаптивного датчика 100 010 001

Изобретение относится к области автоматизации в машиностроении и предназначено для контроля положения и идентификации изделий с учетом их вида материала и термического состояния в автоматизированных высокопроизводительных производствах по сборке изделий. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Адаптивный датчик идентификации и контроля положения трех видов изделий содержит чувствительную поверхность, бесконтактный датчик идентификации трех видов изделий, логический элемент ИЛИ-НЕ, шесть логических элементов И, блок установки в исходное состояние, двоичный счетчик электрических импульсов, первый, второй и третий блоки индикации, тактовый генератор с их соответствующими электрическими связями. Точка соединения выходов четвертого, пятого, шестого логических элементов И и второго входа логического элемента ИЛИ-НЕ является первым выходом адаптивного датчика. Выходы третьего, второго и первого логических элементов И являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами адаптивного датчика. При перемещении относительно чувствительной поверхности одного, или другого, или третьего вида изделия на первом выходе отрабатываются потенциальные информационные сигналы контроля положения этих изделий с уровнями логической “1”. При этом на втором, третьем и четвертом выходах формируется трехразрядный двоичный цифровой код, значения 100, 010 и 001 которого являются кодами идентификации соответственно одного, или другого, или третьего вида контролируемого изделия. Информационные сигналы об идентификации одного, другого, третьего видов контролируемых изделии в виде визуальных сигналов снимаются соответственно с первого, второго, третьего блоков индикации. Адаптивный датчик обеспечивает автоматический контроль изделий без механического контакта с ними и автоматическую адаптацию его к конкретному виду контролируемого изделия. 8 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Адаптивный датчик идентификации и контроля положения трех видов изделий, содержащий датчик контроля изделий, включающий чувствительную поверхность, являющуюся чувствительной поверхностью адаптивного датчика, первый логический элемент И, первый блок индикации, тактовый генератор, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом тактового генератора, двоичный счетчик электрических импульсов, счетный С-вход которого подключен к выходу логического элемента ИЛИ-HE, первый и второй выходы - к соответствующим входам первого логического элемента И, блок установки в исходное состояние, выход которого соединен с R-входом двоичного счетчика электрических импульсов, отличающийся тем, что в него введены второй логический элемент И, инверсный и прямой входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам двоичного счетчика электрических импульсов, третий логический элемент И, прямой и инверсный входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами двоичного счетчика электрических импульсов, четвертый логический элемент И, первый и второй входы которого подключены соответственно к третьему выходу датчика контроля изделий и к выходу первого логического элемента И, пятый логический элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом датчика контроля изделий и с выходом второго логического элемента И, выход - с выходом четвертого логического элемента И, шестой логический элемент И, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому выходу датчика контроля изделий и к выходу третьего логического элемента И, выход - к выходу пятого логического элемента И и ко второму входу логического элемента ИЛИ-HE, второй и третий блоки индикации, входы которых подключены к соответствующим выходам датчика контроля изделий, первый выход которого соединен с входом первого блока индикации, при этом третий выход двоичного счетчика электрических импульсов соединен с входом блока установки в исходное состояние, а точка соединения выходов четвертого, пятого, шестого логических элементов И и второго входа логического элемента ИЛИ-HE является первым выходом адаптивного датчика, причем выходы третьего, второго и первого логических элементов И являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами адаптивного датчика, а выходные логические сигналы третьего, второго и первого логических элементов И образуют трехразрядный двоичный цифровой код, значения 100, 010 и 001 которого являются кодами идентификации трех видов контролируемых изделий, потенциальные информационные сигналы контроля положения которых отрабатываются на первом выходе адаптивного датчика, а двоичный счетчик электрических импульсов выполнен с модулем счета четыре, выходы четвертого, пятого и шестого логических элементов И - в виде открытых выходов Н-типа, элементы индикации блоков индикации - с разноцветными свечениями.

2. Адаптивный датчик по п.1, отличающийся тем, что датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых неметаллических, нагретых металлических и ненагретых металлических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно ненагретых неметаллических, нагретых металлических и ненагретых металлических контролируемых изделий.

3. Адаптивный датчик по п.1, отличающийся тем, что датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых неметаллических, нагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно ненагретых неметаллических, нагретых неметаллических и ненагретых металлических контролируемых изделий.

4. Адаптивный датчик по п.1, отличающийся тем, что датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, ненагретых неметаллических и нагретых неметаллических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических, ненагретых неметаллических и нагретых неметаллических контролируемых изделий.

5. Адаптивный датчик по п.1, отличающийся тем, что датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, ненагретых металлических и неметаллических и нагретых неметаллических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических, ненагретых металлических и неметаллических и нагретых неметаллических контролируемых изделий.

6. Адаптивный датчик по п.1, отличающийся тем, что датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, ненагретых металлических и нагретых и ненагретых неметаллических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических, ненагретых металлических и нагретых и ненагретых неметаллических контролируемых изделий.

7. Адаптивный датчик по п.1, отличающийся тем, что датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых неметаллических, нагретых и ненагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых неметаллических, нагретых и ненагретых металлических и ненагретых неметаллических контролируемых изделий.

8. Адаптивный датчик по п.1, отличающийся тем, что датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых металлических, ненагретых неметаллических и нагретых металлических и неметаллических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно ненагретых металлических, ненагретых неметаллических и нагретых металлических и неметаллических контролируемых изделий.

9. Адаптивный датчик по п.1, отличающийся тем, что датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических, нагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий, а значения 100, 010 и 001 трехразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических, нагретых неметаллических и ненагретых металлических контролируемых изделий.