Устройство для счета движущихся объектов Советский патент 1983 года по МПК G06M11/02 

Изобретение оггнрсится к средствам неразрушающего контроля, основанным на использовании свойств физических полей, в частности к электрическим счетно-регистрирующим устройствам, устройствам отбраковки по физическим . признакам и направлению движения и мозкет быть использовано с преимущеетвом в водных и полупроводящих сфедах для контроля движущихся объектов :жнвой и неживой природы.

Известно устройство ко ггроля двигательной активности объекта, содержащее два (излучающий и приемный) электрода, генератор, измеритель фазового сдвига, индикатор и цепь положительной связи по приращению сигнала об объекте. Появление объекта в зоне контроля вызывает изменение сигнала, которое регистрируется на индикаторе l .

Недостатком этого устройства является возможность ложного срабатывания .системы при изменении, например, электрических параметров среды, в которой расположены пары электродов. (Температура, влажность, соленость и т.д.). Устройство имеет низкую точность счета, например, в случае пооледовательно и непрерывно (друг за другом) движущихся объектов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для счета движущихся объекртов, содержащее генератор пёременного тока, выход которого соединен с входом первого датчика, второй датчик, первый фазовый детектор, регистратор, коммутатор и потенциометры, датчики вьшолнены из ячеек, причем кажцая из которых снабжена по паре параллельных электродов с межэлектродным рассто нием в парах, соизмеримом с линейным поперечным размером объекта, измеренном относительно направления его движения, смещенных между собой вдоль и на длину объекта, определяемую по направлению его движения и образующих, противоположные стенки ячеек с рас стоянием между ними соизмеримом с. поперечным размером объекта по отношению к его длине 2 .

.Недостатками является то, что не беспечивается точный поштучнъШ счет апример, в слу51ае непрерывного следоания объектов друг за друхюм, так как в рабочей зоне может быть несколько объектов. Точность счета понижается

также за счет образования различной электропроводности сред в рабочих и контрольных ячейках, например, за счет неоднородной загрязненности воды и так«« же за счёт того, что устройство не чувствительно к направлению движения объектов и к его физической природе. Зона контроля, которую пересекает объект, соизмерима с размерами объекта по ходу его движения.

Цель изобретения - повъ1шение точнЪсти. счета и уменьшение зоны контроля по ходу движения объекта.

Поставленная цель достигается тем, ч/ро в устройство для счета движущихся объектов, содержащее датчики, вьшолненнъ1е из последовательно соединеннъ1Х потенциометра и пары электродов, мея электродное расстояние которых соизмеримо с поперечным размером движущихгся объектов, генератор напряжения, въ1ход которого соединен с входом первого датчика, первый фазовъхй детектор и регистратор, введенъ делитель частоту

полосовые фильтры, второй фазовый детектор, сумматор, фазочувствительный пороговый элемент и дифференцирующий элемент, выход генератора напряжения соединен с управляющим входом перво0 го фазового детектора и с входом делителя частоты, выход которого подключен к управляющему ьходу второго фазового детектора ик входу второго датчика, выходы датчика через полосовые фильт

5 ры соединенъ1 с входами фазовых детекторов, выходы которых подключенъ к входам сумматора, выход которого ч&рез последовательно соединенные фазо- чувствительный пороговый элемент и дифQ. ференцирующий элемент соединен с входом регистратора.

Кроме того, плоскости, образуемые парами электродов каждого датчика, и электроды установлены параллельно друг к другу и перпендикулярно к направлению движения объектов, расстояние между liialpaMH электродов двух датчиков составляет менее двадцатой части длины объекта, измеренного вдоль направления его движения.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1, делитель 2 частоты, первый и второй датчики 3 и 4, въшолненные из переменного резистора 5 и пары электродов 6, первый и второй полосовые фильтры 7 и 8, первый и второй фазовые детекторы 9 и 10, сумматор 11, фазочувствитепьный пороговый элемент 12, дифференцирующий элемент 13 и регистратор 14, Взаимное пространственное полож&ние электродов определяется следующим образом. Если в вершинах плоского npsH моугольного четырехугольника восстановить перпендикуляры к плоскости, то перпендикулфам будет соответствовать расположение двух пар протяженных электродов в пространстве. Причем мень шей стороне прямоугольника будет соответствовать расстояние между парами электродов, которое выбирается из условия менее двадцатой части длины объе та. Большая сторона прямоугольника сялределяет расстояние между электродами в каждой из пар. Это расстояние вьь бирается с одной сгороньг, чтобы между электродами, в каждой паре, прошёл объект, с другой стороны, .чтобы выполнялось условие образования кваёйс атического плоскопараллельного поли между электродами в каждой паре/при подаче на них переменного напря}|(ения| например 1ФИ гармоничес1ком генератора расстояние между эrteктpo .дами в каждой паре должно быть значнн тельно меньше длины волны , имеющего наибольшую из частот. Устройство работает следующим о&разом, Генератор 1 напряжения вырабать вает, например, переменное, синусошальное напряжение, которое поступает на пару электродов 6 через переменный резистор 5 и на делитель 2 частоты. На выходе делителя 2 частоты образует ся напряжение пониженной (частоты, ко торое поступает на другую пару элект родов 6 через свой переменный резном тор 5 При этом электродная система из двух пар эпешродов образует плоску электрическую штору из двух п аллелыно н близко расположенных плоскопараядельных электрических полей с различны ми частотами. В силу близости источников - элеигродных пар оба поля практик часки перещхывают одну и ту же ласть среды, В результате токи, протекающие в каждой электродной паре, практически равны друг другу, анало гично равны их фазы. Токи электродных пар первого и каналов выделяйются соответствующими первым и вторым полосовыми фильтрами 7 и 8, д&текпфук тся по фазе в соответству с ших первом и втором фазовых детекторах 9 и 1О и подаются для: сравнений на сумматор 11. На выходе сумматора 11 напряжение пропорционально разности фаз токов первой и второй пары электродов. В силу.практической одинаковости фаз токов - (при отсутствии объекта) на выходе сумматора 11 напряжение отсутствует, а порог срабатывания ф1азочувствительного порогового эл мента -12 устанавливается выше-фона флуктуации выходного напряжения сумматора 11 так, чтобы регистратор 14 не фиксировал сигнал счета. При последовательном прохождении, например электропроводящим объектом плоскопараллельных полей между парами электродов 6 первого и второго датчиков 3 и 4(направление показано стрелкой, азы токов Б соответствующих электродных парах будут изменятьс5и В соответст ВИИ с изменением фаз токов на электродных парах на выходах соответствующих фазовых детекторов 9 и 10 формируются сигналы об объектах. Оба сигнала после преофазования в сумматоре 11 образуют разностный сигнал. Разностный сигнал после фазочувствительноге порогового элемента 12 поступает на дифференцирующий элемент 13. Импульс счета формируется дифференцирующим элементом 13, Полярность импульсов счета согласована с порядком прохождения объектом пар электродов, например, при прохождении объекта от второй пары электродов к первой вырабатывается отрицательный импульс сч&га. Аналогично нетрудно показать, что , при прохождении объекта в обратном направлении по отношению к рассмотренному, сформируется положительный по .знаку импульс счета, . Если нахфавление движения объекта зафиксировано, например, по направлению стрелки, показанной на чертеже, тфинимает другую природу по электропроводимости, например, объектг диэлектрик, то на выходе сформируется положительный импульс счета. Понятие троводящих (И диэлектрических объектов фсфмируется относительносреды, в которой осуществляется численный конт роль. Таким образом, полагая, что -объект металлический и движется по заданному направлению, а регистратор 14 работает по счету, например, отрицательных импульсов, он не будет считать иноррд5 1О ные объекты(напримвр, диэлектрические) движущиеся вместе собъектами, а также не учить1вает металлические o6ъeк ты, прохошпцие в обратном направлении, так как этим случаям будут соот ветствовать положительные импульсы счета.г При удалении объекта от пар элект родов происходит очень-быстрое умен1 шение сигнала об объекте, т.е. зона 98 контроля практически ограничивается обьембм между четырьмя электродами, что делает .систему нечувствительно к внешним окружающим движущимся объектам. Таким образом, 1реимущество преолатаемого устройства по сравнению с известными заключается в повышении точ 1ЮСТИ, что и определяет экономический эффект от его использования.

О

о

о

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧЕТЛ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ, содержащее даггчики, вьшолненные из последовательно соединенных потенциометра и пары элекгродов, межэлектродное расстояние котО7 рых соизмеримо с поперечным размером движущихся объек ов, генератор Hatip жения, выход которого соединен с вхо- дом первого датчика, первый фазовый дефектор и регистратор, отличаю.. ш ее с я , что, с целью повышения его точности, в него введены дд лвтепь частоты, полосовые фильтры. второй фазовый детектор, сумматор, фазочувствительный пороговый элемент и дифференцирующий элемент, выход генератора напряжения соединен с управляк щим входим первого фазового детектора и с входом делителя частоты, выход которого подключен к управляющему входу второго фазового детектора и к входу второго датчика, выходы датчика через полосовые филыхры соединены с входами фазовых детекторов, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные фазочувств гельный пороговый элемент и дифференцирующий элемент соединен с входом регистратора. 2. Устройство по п. 1, о т л и -. (Л чающееся тем, что плоскости, образуемые парами электродов каждого датчика, и электроды установлены паргшлельно друг к другу и перпендикулярно к направлению движения объектов, расстояние между парами элек рродов двух датчиков составляет менее двадцатой части длины объекта, измеренного вдоль направления его .. 4ib CD С