Известны автоматические фотоэлектронные устройства для бракеража бутылок по наличию инородных включений в содержащейся в них жидкости. Действие этих устройств основано на возникновении неременной составляющей тока в цепи фотоэлемента при пересечении инородными включениями пучка света, падающето через бутылку на фотоэлемент. Для приведения инородных включений в движение испытуемые бутылки приводят во вращение вокруг их осей, а затем резко тормозят. Переменная составляющая тока преобразуется усилителем и используется для управления исполнительным механнзмол, отводящим отбракованные бутылки из потока.
Предлагаемое автоматическое фотоэлектронное устройство для бракеража бутылок отличается от известных тем, что, с целью повышения чувствительности зстройства, оно выполнено в виде последовательно включенных: селектора импульсов по длительности, преобразовательного каскада, амплитудного дискриминатора и командного органа. Командный орган выдает сигнал на исполнительный механизм, который срабатывает при поступлении на вход устройства одного первого импульсного сигнала. Для обеспечения срабатывания последующих элементов устройства от полезного сигнала, действующего на входе селектора, независимо от его длительности, преобразовательный каскад предлагаемого устройства выполнен в виде траисфор.маторного усилителя с детектирующим двухполупериодным элементом во вторичной обмотке трансформатора. Для устранения влияния па селектор и последующие элементы устройства изменений светового потока в моменты рассогласованного движения контрольной системы и бутылки в устройстве предусмотрена блокировка селектора, осуществляемая нормально-замкнутым контактом реле, который щунтирует управляющую сетку усилительной лампы селектора в указанные моменты и размыкается во время их синхронного движения.
№ 122637- 2 -
Указанное реле отрегулировано так, чтобы оно срабатывало несколько раньше, - чём реле, замыкающее своим контактом анодную цепь тиратрона командного органа, а размыкалось несколько нозже его, что устраняет вЛйяние переходных процессов, происходящих в селекторе в моменты замыкания и размыкания контакта первого реле.
Примененный в устройстве селектор импульсов по длительности выполнен в виде колебательной RC-системы, образованной линейным усилителем с равномерной частотной характеристикой в области частот, границы которых лежат по обе стороны от частоты резонанса системы, и шестиполюсником из активных и емкостных элементов. Для задания необходимой добротности системы, определяемой значением коэффициента усиления усилителя селектораи глубиной отрицательной обратной связи, последняя может быть изменена путем изменения коэффициента деления делителя напряжения, посредством которого сигнал с выхода усилителя селектора подается на сетку буферного каскада.
При пересечении инородной частицей световых лучей, падающих на фотоэлементы (см. принципиальную схему), на входе предварительного усилителя на лампе 5 появляется импульсный сигнал положительной полярности. Одповременно с этим сигналом на входе предварительного усилителя действуют сигналы помех, обусловливаемые: пузырями, вибрациями системы и собственными шумами системы. Однако сигналы помех отличаются от полезного сигнала своей формой (длительность, крутизна фронтов). Следовательно, можно так подобрать резонансную частоту и полосу пропускания системы, что для полезных сигналов определенной формы чувствительность системы будет максимальной, в то время как для сигналов помех чувствительность будет уменьшаться и будет тем меньше, чем резче этн сигналы будут отличаться друг от друга. Если настроить систему на сигналы от частиц минимально допустимых размеров, то ее чувствительность к сигналам помех, а также к сигналам от частиц больших размеров будет понижена. Учитывая, что сигналы помех имеют амплитуду примерно такого же порядка, что и сигналы от частиц, а их формы различны, амплитуда помехи на выходе устройства в этом случае будет значительно меньше амплитуды полезного сигнала от минимально допустимой частицы. В то же время понижение чувствительности системы к сигналам от частиц большнх размеров будет компенсироваться тем, что амплитуда сигнала от этих частиц будет значительно больше амплитуды сигналов от частиц минимально допустимых размеров.
В качестве основного избирательного элемента устройства, определяющего вид его частотной характеристики, применен селектор импульсов по длительности, источником сигналов для которого является предварительный усилитель. Выходной каскад предварительного усилителя собран по схеме катодного повторителя (лампа 6), Предварительный усилитель вместе с фоточувствительными элементами, обладая благодаря . наличию отрицательной обратной связи (цепь 7) достаточно широкой полосой пропускания, подает на вход селектора усиленные им сигналы практически без искажений. Примененный в устройстве селектор импульсов по длительности выполнен в виде колебательной RC-системы, образованной линейным усилителем на лампе 8 с коэффициентом усиления Дс и равномерной частотной характеристикой в области частот, границы которой значительно отстоят по обе стороны от частоты резонанса RCсистемы, шестиполюсникОлМ у состоящим из активных и емкостных элементов, буферным каскадом на лампе 9 с коэффициентом усиления /Ci, собранным по схеме катодного повторителя, играющего роль трансформатора сопротивления, и делителем напряжения, собранным на сопротивлениях /( и // и обеспечивающим нзжную глубину отрицательной обратной связи.
С помощью селектора можно резко подавить мешающие сигналы с частотами, соответствующими большим расстройкам. Кроме того, селектор обладает максимальной чувствительностью к импульсам, длительность которых равна половине периода собственных колебаний. При этом период собственных колебаний выражается через резонансную частоту /р и добротность Q
Следовательно, оптимальная длительность Г„ импульса будет связана с параметрами системы выражением
Г„ 0,5 Гс
(предполагается, что импульс имеет прямоугольную форму).
Совершенно очевидно, что при достаточно больщих добротностях
Q можно предположить, что
То есть, если сигнал, действующий на входе селектора, имеет форму, отличную от прямоугольной, то амплитуда сигнала на выходе селектора будет уменьшаться с ростом длительностей фронтов. Следовательно, сигналы помех резко подавляются селектором даже в тех случаях, когда их амплитуда соизмерима с амплитудой сигнала от инородной частицы. Вибрационные помехи практически полностью подавляются в силу того, что их частота значительно ниже резонансной частоты селектора. Флюктуационные помехи (шумы) также практически полностью подавляются в результате того, что длительность шумовых импульсов много
меньше - /с. 2
Повышение помехоустойчивости системы за счет применения описанного селектора позволило повысить чувствительность устройства и создает предпосылки для увеличения его производительности, так как для срабатывания исполнительного механизма описываемого устройства достаточно одного первого импульса от частицы.
Максимальные амплитуды сигналов на выходе селектора для импульсов различной длительности, действующих на его входе, могут быть противоположной полярности, а так как амплитудный дискриминатор реагирует на импульсы только определенной полярности, то для обеспечения срабатывания последующих элементов устройства между селектором и амплитудным дискриминатором включен преобразовательный каскад, который выполнен в виде трансформаторного усилителя на лампе 12 с трансформатором 13, во вторичной обмотке которого имеется детектирующий двухполупериодный элемент 14, обеспечивающий подачу па вход амплитудного дискриминатора сигналов нужной полярности, независимо от полярности сигнала, действующего на его входе.
Для выделения сигнала, превышающего определенный уровень, из сигналов, действующих на входе преобразовательного каскада, а также для образования импульсного сигнала прямоугольной формы требуемой полярности и постоянной амплитуды, независимой в некоторых пределах
№ 122637
п «
/,
/p/4Q -l
Т ,
2/р
№ 122637- 4 -
от амплитуды входного сигнала, амплитудный дискриминатор (ламны 15 и 16 выполнен в виде триггера Шмидта с переменным порогом срабатывания, определяемым коэффициентом деления делителя 17 напряжения.
Снимаемые с выхода амплитудного дискриминатора сигналы запускают командный орган, выполненный на тиратроне 18, в анодной цепи которого имеются нормально-разомкнутый контакт 19 реле 20 и исполнительное реле 21, управляющее исполнительным механизмом, отводящим из потока отбракованные бутылки. О срабатывании исполнительного реле сигнализирует лампочка 22.
В описываемом устройстве предусмотрена блокировка, исключающая воздействие на него процессов, возникающих при рассогласовании движений контрольной системы и контролируемой бутылки за счет изменения светового потока, и обеспечивающая возможность контроля только при синхронном перемещении бутылки и контрольной системы.
В исходном состоянии контакт 23 разомкнзт и, следовательно, реле 20 обесточено, а в двухобмоточном поляризованном реле 24 ток течет только по обмотке 25, вследствие чего контакт 19 разомкнут, а контакт 26, щунтирующий управляющую сетку ламны 8, замкнут. При замыкании контакта 23, что возможно только при синхронном перемещении контрольной CHCTeiMbi и контролируемой бутылки, сначала срабатывает реле 24, а затем реле 20. Задержка обусловлена наличием емкости 27, включенной параллельно обмотке реле 20. В результате сначала размыкается контакт 26, а через некоторое время, достаточное для того, чтобы переходные процессы в устройстве, возникающие при размыкании контакта 26, затухли, замыкаются контакты 19 и 28. С этого момента начинается просмотр. По окончании просмотра контакт 23 размыкается. При этом ввиду наличия диода 29 сначала перекидываются контакты реле 20, а затем при размыкании контакта 28 обесточивается обмотка 29 реле 24. В результате этою контакт 26 замыкается позже размыкания контакта 19. Этим исключается влияние на командный орган переходных процессов, возникающих при размыкании контакта 26.
Предмет изобретеция
1.Автоматическое фотоэлектронное устройство для бракеража бутылок по наличию инородных включений в содержащейся в них жидкости, в котором инородные включения, вращаясь вместе с жидкостью, пересекают поток световых лучей, падающий на фотоэлементы, вызывая появление в их цепи переменной составляющей тока, преобразуемой предусилителем и используемой для управления исполнительным механизмом, отводящим отбракованные бутылки из потока, отличающееся тем, что, с целью повыщения чувствительности устройства, оно выполнено в виде последовательно включенных: селектора импульсов по длительности, преобразовательного каскада, амплитудного дискриминатора и командного органа, выдающего сигнал на исполнительный механизм, срабатывающий при поступлении на вход устройства одного импульсного сигнала.
2.Автоматическое фотоэлектронное устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения срабатывания последующих элементов устройства от полезного сигнала, действующего на входе селектора, независимо от его длительности, преобразовательный каскад выполнен в виде трансформаторного усилителя с детектирующим двухполупериодным элементом во вторичной обмотке.
3.Автоматическое фотоэлектронное устройство по пп. 1 п 2, отличающееся тем, что, с целью устранения влияния на селектор и последующие элементы контрольного устройства изменений светового потока в моменты рассогласованного движения контрольной системы и бутылки, в устройстве применена блокировка селектора, осуществляемая нормально-замкнутым контактом, шунтирующим управляющую сетку усилительной лампы селектора в моменты рассогласованного движем;1я бутылки и контрольной системы и размыкающимся во время их синхронного движения.
4.Автоматическое фотоэлектронное устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что, с целью устранения влияния переходных процессов, возникающих в селекторе в размыкания и замыкания контакта, шунтирующего управляющую сетку усилительной лампы селелтора, на работу командного органа, реле, управляющее этим контактом по сигналу извне, отрегулировано так, чтобы оно срабатывало несколько раньше, чем реле, замыкающее своим контактом анодную цепь тиратрона, а отпускало несколько позже его.
5.В автоматическом фотоэлектронном устройстве по пп. 1-4 - применение селектора импульсов по длительности, выполненного в виде колебательной RC-системы, образованной линейным усилителем с равномерной частотной характеристикой в области частот, границы которой лежат по обе стороны от частоты резонанса системы, и шестиполюсником из активных и емкостных элементов.
6.В автоматическом фотоэлектронном устройстве по пп. 1-5 - применение делителя напряжения, подающего сигнал с выхода усилителя селектора на сетку буферного каскада и обеспечивающего нужную глубину отрицательной обратной связи.
№ 122637
