Устройство для контроля сдвоенности листов бумаги Советский патент 1984 года по МПК B65H7/12 G01N21/31 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для мани 1улирования тонкими гибкими материалами, например листами бумаги, и может быть использовано для контроля сдвоенности листов бумаги (денежных билетов) в машинах для их автоматической сортировки и счета.

Известно устройство, содержа HJ,ee источник света, фотоэлектронный приемник, усилитель постоянного тока, пиковый детектор и схему сравнения напряжений, служащее для контроля сдвоенности листов непных документов.

Недостатко.м данного устройства является неточность в работе при наличии нодсветки от посторонних источников света с изменяющейся во времени интенсивностью.

Цель изобретения - новышение точности контроля сдвоенности листов бу.маги |||:)н изменении уровня подсветки от посто)он1н-1х источников света.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля сдвоенности листов бумаги введены фор.мирователь сигналов управ.;1ения, блок выборки и хранения ана.тогового сигнала, характеризующего постороннюю подсветку, модулятор интенсивности источника света и схема блокировки, причем вход формирователя сигналов управления соединен с выходом усилителя постоянного тока и входом блока выборК1, и хранения, первый выход формирователя сигналов управления соединен с нервым входом схемы блокировки, второй выход формирователя соединен с унравляюпдим входом блока выборки и хранения, третий выход формирователя соединен с уиравляюгцим входом модулятора интенсивности источника света, четвертый вьгход формирователя соединен с вторым входом схемы блокировки, выход блока выборки и хранения соединен с входом схемы сравнения наиряжений, третий вход схе.мы блокировки соединен с выходом схемы сравнения напряжений, а выход схемы бло кировкн - - с входом селектора длительности импульсов.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Схема содержит источник света 1, фотоэлектронный приемник 2, усилитель ностоянного тока 3, формирователь сигналов управления 4, модулятор интенсивности источника света 5, блок выборки и хранения 6, схему сравнения напряжений 7, схему блокировки 8 и селектор длительности имиульсов 9.

Источник евета 1 и фотоэлектро11ный приемник 2 расположены но разные стороны от траектории движения листов бумаги 10 и оптически связаны между собой. Фотоэлектронный приемник 2 соединен с входом усилителя постоянного тока 3, в качестве которого используется инвертируюндий оиерапионнь й усилитель. Формирователь сигналов управления 4 содержит компаратор напряжения 11, две схемы НЕ 12 и 13, одновнбратор 14 и две RC-ueiiH 15 и 16, последовательно соединенные между собой, причем вход компаратора 11 является входом фор.мирователя

Q сигналов управления 4, выход компаратора 11 соединен с входом схемы НЕ 12, выход которой соединен с входом RC-цени 15, выход которой является первым выходом формирователя сигналов управления 4 и одновременно соединен с входом

одновибратора 14, выход которого является вторым выходом фор.мирователя сигналов управления 4 и соединен с входо.м схемы НЕ 13, выход которой является третьим выходом формирователя сигналов ун„ равления 4 и соединен с входом RC-цепи 16, выход которой является четвертым выходом формирователя сигналов управления 4.

Модулятор интенсивности источника света 5 представляет собой транзисторный

5 ключ, управляющий вход которого соединен с третьим выходом формирователя сигналов управления 4. Транзисторный ключ поел едовате.тьн о соединен с источником света 1 и источнико.м питания. Модулятор интенсивности источника света 5 стужит для отключения источника света 1 на конечный интервал вре.мени в момент захода передней кромки листа бумаги 10 в зону оптической связи между источником света 1 и фотоэлектронным нрие.мником 2.

Блок выборки и хранения 6 содержит транзисторный ключ 17, накопительный конденсатор и новторитель напряжения 18, собранный на онерационно.м усилителе. Управляющий вход транзисторного ключа 17 соединен с вторы.м выходом формирователя сигналов управления 4. Вход новтори теля нанряжения 18 и накопительный конденсатор через транзисторный ключ 17 соединен с выходом усилителя постоянного тока 3. Блок выборки и хранения 6 служит

5 для запоминания величины нанряжения на выходе усилителя постоянного тока 3 при отключенном от источника питания источника света 1, т. е. для запоминания уровня подсветки от посторонних источников света. Схема сравнения напряже0 НИИ 7 содержит двухвходовой сумматор 19 и компаратор напряжения 20. Инвертирую-щий вход комнаратора 20 является первым входо.м схе.мы срвнения напряжений 7 и соединен с выходом усилителя ностоян5 ного тока 3. Нервый вход двухвходового сумматора 19 является вторым входом схемы сравнения напряжений 7 и соединен с выходом блока выборки и хранения б.

Выход сумматора 19 соединен с неинвертирующим входом компаратора 20. Выход компаратора 20 является выходом схемы сравнения напряжений 7. Схема сравнения напряжений 7 предназначена для алгебраического сложения величины напряжения, запомненного блоком выборки и хранения 6 с величиной опорного напряжения, поступающего на второй вход сумматора 19 и сравнения их суммы с величиной напряжения на выходе усилителя постоянного тока 3.

Схема блокировки 8 содержит инверсный RS-триггер и схему 2И-НЕ. S и R входы триггера являются соответственно первым и вторым входами схемы блокировки 8. S-вход соединен с первым выходом формирователя сигналов управления 4, а R-вход - с четвертым выxoдoJVI формирователя сигналов управления 4. Q-выход триг гера соединен с первым входом схемы 2ИНЕ. Второй вход схемы 2И-НЕ является третьим входом схемы блокировки 8 и соединен с выходом схемы сравнения напряжений 7. Выход схемы 2И-НЕ является выходом схемы блокировки 8. Схема блокировки 8 служит для защиты устройства от ложных срабатываний, связанных с отключением источника света 1 от источника питания. Селектор длительности импульсов 9 содержит две схемы НЕ 21 и 23 и интегрирующую RC-цепь 22, последовательно соединенные между собой. Вход схемы НЕ 21 является входом селектора длительности импульсов 9 и соединен с выходом схемы блокировки 8. Выход схемы НЕ 23 является выходом всего устройства для контроля сдвоенности листов бумаги. Селектор длительности импульсов 9 является селектором импульсов максимальной длительности и служит для уменьщения вероятности ложной индикации сдвоенности при наличии значительных локальных загрязнений на обрабатываемых листах бумаги 10.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии листа бумаги 10 в зоне оптической связи между источником света 1 и фотоэлектронным приемником 2 последний вырабатывает сигнал, пропорциональный интенсивности источника света 1. Сигнал, выработанный фотоэлектронным приемником 2, усиливается усилителем постоянного тока 3 и поступает на инвертирующий вход компаратора напряжения 11. На неинвертирующем входе компаратора напряжения 11 предварительно устанавливается постоянное опорное напряжение, которое составляет от напряжения на инвертирующем входе компаратора напряжения 11 в исходном состоянии. Нри этом напряжение на выходе компаратора напряжения 11 равно «О. Напряжение навыходе схемы НЕ 12 и if,. втором и четвертом выходах Формигователя сигналов управления 4 рави.. . Tpai;зисторный ключ 17 блока выборки и хранения 6 разомкнут и блок 6 находится в режиме хранения. Напряжение на третьем выходе формирователя сигналов равления- 4 равно «О и транзисторньп ключ модулятора интенсивнТ)сти- света 5 замкнут, т. е. источник света 1 соединен с ис1Г)Ч0ником питания.

При заходе передней кромки листа бумаги 10 в зону оптической связи между источником света 1 и фотоэлектронным приемником 2 световой поток, падающий па фотоэлектронный приемник, уменьщается бо5лее чем на 20%. Соответственно уменьшается сигнал на инвертирующем входе компаратора напряжений 11. Компаратор 11 переключается, и на его выходе устанавл1 ваетс 1 напряжение «1. Из возникшего на вы.чоде

о компаратора напряжения 11 по.чожитель ного перепада напряжения с.чема НЕ-12 и дифференцирующая RC-цепь 15 формирует короткий (менее 0,1 мс) синхронизирующий импульс напряжения с отрицательным перепадом напряжения переднего

5 фронта, который с первого выхода формирователя си гналов управления 4 поступает на S-вход RS-триггера схемы блокировки 8 и производит установку Qвыхода триггера в состояние «О. Допол0нительно синхронизирующий импульс запускает одновибратор 14. Одновпбратор 14 вырабатывает импульс напряжения с отрицательным перепадом напряжения переднего фронта длительностью 3 мс, составляющий менее 10% от времени прохождеSния листа бумаги 10 через зону оптической связи между источником света 1 и фотоэлектронным приемником 2. Импульс напряжения, выработанный одновибратором 14, поступает через второй выход формирователя сигналов управленуя 4

0 на управляющий вход транзисторного ключа 17 блока выборки и хранения 6 и замыкает его на 3 мс. Одповремсино этот импульс инвертируется схемой HE-I3 и подается через третий выход формирователя сигналов управления 4 на управляющий вход транзисторного ключа модулятора интенсивности источника света о. Транзисторный ключ модулятора интенспвности источника света 5 размыкается и отк.тючает на 3 мс источник света 1 от

0 источника напрял енпя питания. В тече1П1е 3 мс блок выборки н хранения 6 производит запоминание уровня снгна.ча на выходе усилителя постоянно1о тока 3. связанного с наличием по.чсветки от посторон5них источников света прн нал11Ч1и листа бумагн между источником света п фотоэлектронным приемником 2.

Через 3 ме одновибргиор 14 возвратаегея в исходное состояние. При этом транзисторный ключ 17 блока выборки и хранения 6 размыкается и блок 6 переходит в режим хранения, а транзисторный ключ моду.1ятора интенсивности источника света 5 замыкается, нодк/почая при этом источник света 1 к источнику питания. Из отри цате, т ьногч) нерепада нанряжения, возникающего на выходе схемы НЕ13, в момент окончании работы одновибратора 14, дифференцирующая RC-цень 16 формирует второй сннхро1Н13ирующий импульс нанряжения с отрицательным- 11еренадом наиряжения переднего фронта, который с четвертшо выхода формирователя сигналов управления 4 поступает на R-вход RS-триггера схемы блокировки 8 и произ в одит сброс триггера н состояние «1 па Q-вь ходе. Таким образом, во время рабсггы одиовибратора 14 напряжение на Q-выходе тргпгера, а соответственно и на 1зтором входе ехемы 2И-НР, схемы блокировки Б paBiio «О. При это.у, напряжение па выходе схемы блокировки 8 равно «1, независимо от нанряжения на третьем в.ходе схемы б.чокировки 8.

Запомненное напряжение с выхода блока выборки и храпения 6 поступает на двухвходовой сумматор 19, где а.чгебраически склад|,1вается с опорным нанряжением, ностунаюшнм на второй вход сумматора 19. Ве.1пчину o:iopH(jro нанряжения предварите.тьпо уста11авливают равной велнчипе паи)яжеиия па выходе уси.иггеля гюстояппого тока 3 при пахождении в зоне оптической связи между источником света 1 и фотоэлектронным нриемиико.м 2 едвоепных листеш бумаги и отсутствии подсветки от постороппих источпиков света.

Папряжсние с выхода сумматора 19 поступает па неинвертирующий вход компаратора напряжения 20. На инвертирующий вход компаратора напряжения 20 поступает си1д;а;1 с выхода уси;|ите;1я ноетояпп()1Ч) тока 3. При |)тс 1ствии ,1истов бумаги И) и наличии одного листа бумаги 10 в :,оне ОГ1ТИческой связп между источником света 1 и фотоэлектронным приемником 2 иапряжение па инвертируюптем входе больше, чем на неинвертирукпцем входе комнарато)а 20, напряжекие ни нглходе компаратора 20 равно «О. При о-гк-лючепном источнике света I от источника питания и ;aличliи сдвоенных листов бумаги К) в зоне оптической связи между источником света 1 и фотоэлектрошп гм приемником 2 насфяжение па инвертирующем входе становится Mejbine напряжения па ыеинвертирующем входе компаратора напряжения 20 и компаратор 20 переключается в состояние с «1 на выходе. Компаратор напряжения 20 может переключаться в сос1ояние с «1 па выходе

при наличии

и листа бума31 ачительного загрязнения у 20 имеет на ги 10. При этом компаратор

выходе соетояние «1 в течение промежутка времени, пропорционального линейному размеру области загрязнения.

Сигнал с выхода комнаратора нанряжения 20 поступает через третий вход ехемы блокировки Б на первый вход схемы 2И-НЕ. Па выходе схемы 2П-НЕ, а соответственно па выходе ехемы блокировки 8 и входе селектора длительности импульеов 9 формируется напряжение «О лишь в том случае, когда одновре.менно на выходе компаратора напряжения 20 и Q-выходе RS-триггера схемы блокировки 8 присутствуют сигналы с уровнем «1, т. е. когда источник света 1 подключен к источнику напряжения, а в зоне оптической связи между источником света 1 и фотоэлектронным приемником 2 находятся сдвоенные листы бумаги 10 или листы бумаги со значительным загрязнением,

В селекторе длительности импульсов 9 си1Д1ал, ноступающий на его вход, инвертируется схемой НЕ 21 и поступает на вход иптегрируюн.1,ей RC-цепи 22, При прохождении сдвоенных листов бумаги 10 на выходе схемы ПЕ 21 формируется импульс напряжения с амплитудой «1 с длительпоетью, превышающей время, необходимое для заряда конденсатора интегрирующей RC-цепи 22 до порогового напряжения переключения схемы НЕ 23 в состояние с «О на выходе.

При прохождении загрязненных листов бу.маги 10 длительность импульеа на выходе схемы НЕ 21 недостаточна для переключепия схемы НЕ 23 в состояние е «О на выходе. Таким образом, только при прохождепии сдвоенных листов бумаги 10 на выходе ce;ieKTOpa длительности импульсов 9 формируется импульс напряжения е отрицательным перепадом напряжения переднего фронта, в остальных случаях на выходе устройства и.мпульс напряжения не формируется.

При прохождении за первым последующих листов бумаги 10 цикл работы устройства, повторяется, при этом блок выборки и храпения 6 запоминает уровень подсветки от постороппих источников света и соответственно ему корректирует пороговое панряжение ко.мпаратора напряжения 20 для каждого листа бумаги 10. Так как при пахождении передней кромки листа бумаги 10 в зоне оптической связи между источником евета 1 и фотоэлектронным приемпиком 2 устройство.на 3 мс блокируется от ложных срабатываний схемой блокировки 8, то загнутые кромки листов бумаги 10 не влияют на работу устройства.

Таким образом, использование устройства позволяет повысить точность контроля

сдвоенности листов бумаги при изменении уровня подсветки от посторонних истоЧников света и избежать ложных срабатываний устройства, если у листов бумаги загнуты передние кромки.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СДВОЕННОСТИ ЛИСТОВ БУМАГИ, имеющее источник света и фотоэлектронный приемник, расположенные по разные стороны от траектории движения листов бумаги и оптически связанные между собой, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с фотоэлектронным приемником, сравнения напряжений, первый вход которой соединен с выходом усилителя постоянного тока, и селектор длительности импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля путем устранения влияния изменения уровня посторонней подсветки, в устройство введены формирователь сигналов управления, модулятор. интенсивности источника света, блок выборки и хранения аналогового сигнала, характеризующего постороннюю подсветку, и схема блокировки, причем вход формирователя сигналов управления соединен с выходом усилителя постоянного тока и входом блока выборки и хранения, первый выход формирователя сигналов управления соединен с управляющим входом схемы блокировки, второй выход формирователя сигналов управления соединен с управляющим входом блока выборки и хранения, третий выход формирователя сигналов управления соединен с управляющим входом модулятора интенсивности источника света, четвертый выход формирователя сигналов управления соединен с вторым входом схемы блокировки; выход блока выборки и хранения соединен с входом схемы сравнения напряжений. третий вход схемы блокировки соединен с выходо.м схемы сравнения напряжений, а выход схемы блокировки - с входом селектора длительности импульсов. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь сигналов управления состоит из последовательно соединенных между собой компаратора напряжений, двух схем НЕ, одновибратора и двух RC-цепей, причем вход компаратора напряжений является входом формирователя, выход компаратора соединен со входом первой схемы НЕ, выход которой соединен со входом первой RC-цепи, выход которой является первым выходом формирователя и одновременно соединен со входом одновибратора, выход которого является i вторым выходом формирователя и соединен со входом второй схемы НЕ, выход которой (Л является третьим выходом формирователя И соединен со входом второй RC-цепи, выход которой является четвертым выходом формирователя. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что схема блокировки содержит RSj триггер и схему 2И-НЕ, причем 5 и R входы триггера являются соответственно первым и вторым входами схемы блокиров-ки, Q выход триггера соединен с первым входом схемы 2И-НЕ, второй вход котос рой является третьим входом схемы блокировки, а выход схемы 2И-НЕ является 00 выходом схемы блoкиpoвJ и. о 4.Устройство по п. 1, отличающееся О5 тем, что селектор длительности импульсов состоит из двух схем НЕ и интегрирующей RC-цепи, причем вход первой схе мы НЕ является входом селектора длительности импульсов и соединен с выходом схемы блокировки, выход первой схемы НЕ через интегрирующую RC-цепь соединен со входом второй схемы НЕ, выход которой является выходом селектора длительности ИМПУЛЬСОВ.

.