Фотоэлектронное устройство для обнаружения объекта в заданном положении Советский патент 1984 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к контрольизмерительной технике и может быть использовано для обнаружения объекта на заданной позиции, например для обнаружения заготовки в нагреватель ной печи прокатных станов.

Известно фотоэлектрическое устройство для обнаружения объектов заданной конфигзфации на конвейере, состоящее из линейки фотореле, установленной в полости, перпендикулярной направлениюдвижения объектов, тиратрона и регистратора в виде счетчика р,,

Наиболее близким к изобретению является фотоэлектронное устройство для обнаружения объекта в заданном положении, содержащее импульсный излучатель, приемник излучения,jсхему обработки сигнала и регистратор. Импульсный излучатель выполнен в виде одиночного источника света, а приемник излучения - в виде фотодетектора, схе ма обработки сигнала содержит разделительный фильтр, усилитель и выходной блок 21.

Недостатком известных устройств является низкая достоверность обнаружения, так как они не способны отличить чем вызвано затемнение (срабатывание) датчиков, фиксацией объекта или совместно объекта или (и) основания, на котором он установлен,при изменении высоты (колебаний) основания

Цель изобретения - повышение достоверности обнаружения.

Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрЬнном. устройстве для обнаружения объекта в заданном положении, содержащем импульсный излучатель, приемник излучения, схему обработкисигнала и регистратор, импульсньй излучатель выполнен в виде линейки из h источников света, приемник излучения - в виде линейки из п фотоэлементов, устанавливаемых в плоскости, перпендикулярной направлению движения объекта, а схема обработки сигнала вьшоЛнена в виде п каналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно усилителя-формирователя и одновибратора, п - 1 схемы совпадения и элемента ИЛИ, соединенного с выходами схем совпадения, первый и второй входы каждой их схем совпадения соединены соответственно с выходами одновибраторов предыдущего и последующего, каналов,.входы усилителей-формирователей каналов - с соответствующими фотоэлементами приемника излучения, выход элемента ИЛИ - с регистратором.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства на фиг. 2, 3 и 4 - соответственно диаграммы работы устройства при различном положении объекта на основании.

Устройство состоит из управляющего узла 1, импульсного излучателя, выполненного в виде линейки из источников 2.1, 2.2, 2.3,..., 2.la света, приемника излучения, выполненного в виде линейки фотоэлементов 3.1, 3.2, 3.3,..., З.п, схемы обработки сигнала, вьшолненной в виде идентичных каналов, первый канал состоит из соединенных последовательно усилителя-формирователя 4.1 и одновибратора 5.1, второй - из усилителя-формирователя 4.2 и одновибратора 5.2, третий - из усилителя-формирователя 4.3 и одновибратора 5.3, п -и канал их усилителя формирователя 4,п и одновибратора 5.п, каждый из каналов соединен с соответствующим фотоэлементом 3.1,..., З.п, схема обработки сигнала содержит также схемы 6.1, 6.2, 6.3, ..., 6.(п- 1) совпадения, элемент 7 ИЛИ, входы которого соединены с выходами последних, и регистратор 8, соединенный с выходом элемента 7 ИЛИ, первый и второй входы схемы 6.1 совпадения соединены соответственно с выходами одновибраторов 5.1, 5.2, входы схемы 6.2 совпадения соединены с одновибраторами 5.2, 5,3,.,., выходы схемы 6(п- 1) совпадения соединены с одновибраторами 5.( t), 5.и.

Исследуется положение объекта (заготовки 9) на основании пода 10 печи.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент источники 2.1 и 2.2 света не перекрыты, а источники 2.3,...2.п закрыты поверхностью пода 10 печи (фиг. 2). Когда заготовка 9 совместно с подом 10 перемещается в направлении U , источники

2.1и 2.2 перекрываются заготовкой 9 одновременно. Фотоэлементы 3.1 и

3.2(фиг. 1) затемняются и их фототок становится нулевым. На выходах усилителей-формирователей 4.1 и 4.2 сигналы изменяются 1 на О и одновибраторы 5.1 и 5. одновременно выдают импульсы напряжения длительностью и tji (диаграммы, фиг. 2) и соответственн появляются сигналы 1 на выходах схемы 6.1 совпадения длительностью tfe.l , многовходового элемента 7 ИЛИ длительностью и регистратора 8 длительностью (диаграммы, фиг. 2). Фотоэлектронное устройство срабатывает при попадании заготовки 9 в зону контроля. Когда источники 2.1 и 2.2 света окажутся расположенными несимметрично относительно торца заготовки 9 (фиг. 3), устройство работает аналогично предьдущему случаю с той разни цей, что длительность сигнала tg с регистратора 8 будет несколько мен ше за счет сдвига по фазе сигналов длительностью Т ts.i с одно вибраторов 5.1 и 5.2. Если же рядом распо ложенные источ ники 2.1 и 2.2 света перекрыва:ются не за.готовкой 9, а при искривлении пода 10 печи или его колебаниях в вертикальном направлении (фиг. 4), то сигналы длительностью 1 и с соответствующих одновибраторов 5.1 и 5.2 окажутся сдвинутыми по времени 2.1

%./ 2«0

настолько, что не совпадут, поэтому от схемы 6.1 совпадения сигналов не будет. Фотоэлектронное устройство не прореагирует на изменение кривизны пода 10 печи и его колебания. Подбором длительности импульсов одновибраторов, например 5.1 и 5.2 удается различить появление заготовки 9 на фоне кривизны пода 10 печи (для известной скорости вращения пода ). Рассмотрена работа устройства на примере nepBbtx (считая сверху) каналов. Аналогично -работают и последующие каналы, вплоть долл-го |санала. Диапазон расстановки каналов и контролируемая ими зона выбирается такой, чтобы охватить всё возможные перемещения пода 10 печи с заготовками в вертикальном направлении. Таким образом, предложенное устройство позволит получить высокую достоверность измерений за счет обеспечения обнаружения заготовок в печи, когда их поперечные размеры соизмеримы с величиной колебаний поверхности пода, что достигается путем применения линеек источника света и фотоэлементов и их расположения перпендикулярно направлению движения заготовок, а также за счет применения в схеме одновибраторов, обеспечивающих селекцию сигналов.

ФОТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ;ДПЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ОБЪЕКТА В ЗАДАННОМ ПОЛОЖЕНИИ, содержащее импульсный излучатель, приемник излучения, схему обработки сигнала и регистратор. о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьшения достоверности обнаружения, импульсный излучатель выполнен в виде линейки из п .источников света, приемник излучения - в виде линейки из УЛ фотоэлементов, устанавливаемых в плоскости, перпендикулярной направлению движения объекта, а схема обработки сигнала выполнена в виде Y каналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно усилителя-формирователя и одновибратора, п - 1 схемы совпадения и элемента ИЛИ, соединенного с выходами схем сьвпадения, первый и второй входы каждой кз схем совпадения соединены соответственно с выходами 6дновибратора предыдущего и йоследующего каналов, входы усилителей-формирователей каналов - с соответствующими фотоэлементами приемника излучения, выход элемента ИЛИ - с регистратором. FirTIl