Устройство для контроля качества пористых материалов Советский патент 1992 года по МПК H01L31/14 

Изобретение относится к средствам контроля и может быть использовано для обнаружения пористых материалов.

Известно устройство для контроля положения кромки материала, содержащее два датчика положения кромки, установленных с возможностью относительного перемещениявнаправлении, перпендикулярном направлению движения, каждый из которых содержит фотоприемник, симметрично расположенный между двумя источниками излучения и оптическая ось которого перпендикулярна плоскости движения материала, а оптические оси фотоприемника и источников излучения каждого датчика положения кромки расположены в одной плоскости, угол между оптическими осями источников излучения каждого датчика положения кромки составляет 10-30°, расстояния между плоскостями расположения оптических осей фотоприемника и источников излучения датчиков пШожеТТйТя кромки не менее расстояния от приемной части фотоприемников до плоскости движения материала, а расстояние между оптической осью фотоприемника и серединами выходных частей источников излучения каждого датчика положения кромки равно половине расстояния от приемной части фотоприемника до плоскости движения материала.

Недостатками данного устройства являются усложненная кШйтрукция и отсутствие схемы обработки информации.

4J

4 43 О 01

о

Известен фотоэлектрический импульсный датчик, содержащий растр, источник и приемник света, расположенные на равных расстояниях от растра.

Недостатком указанного устройства является низкая точность обнаружения.

Цель изобретения - повышение точности обнаружения материалов.

Поставленная цель достигается тем. что устройство для обнаружения пористых материалов содержит датчик, состоящий из свето- и фотодиода, частотного генератора и схемы обработки информации. Оно имеет также светодиод, установленный под углом 26,5-28,4° относительно оси, перпендикулярной движению материала, фотодиод,установленный под углом 17,3-19,6° относительно этой же оси, светофильтр с длиной волны в интервале 920-960 нм.

Углы, под которыми установлены свето- и фотодиод, а также длина волны светофильтра определены опытным путем. Подтверждением правильности выбранных интервалов служат данные, приведенные в табл. 1 и 2.

Устойчивое функционирование устройства возможно при одновременном соблюдении следующих условий: установки светодиода под углом 26.5-28,4° относительно оси, перпендикулярной движению материала, установки фотодиода под углом 17,3-19,6° относительно этой же оси, светодиод должен быть утоплен в корпус на глу- бину 2-5 мм, мощность находится в интервале 0,6-0,75 мВт, фотодиод должен быть утоплен в корпус на глубину 3-7 мм, отверстия под свето- и фотодиод должны иметь шероховатую поверхность.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема, поясняющая работу устройства.

Устройство включает резисторы 1-15, диоды 16 и 17, транзисторы 18-21, полевой транзистор 22, конденсаторы 23-30, фотодиод 31, светодиод 32 и частотный генератор 33. Шина положительного потенциала связана параллельно с первыми выводами конденсатора 23 и резисторов 1-3. Второй вывод резистора 3 соединен параллельно с первыми выводами резисторов 4-6 и конденсатора 24, вывод которого связан параллельно с вторым выводом конденсатора 23, первым выводом конденсатора 25 и шиной заземления источника питания. Второй вывод конденсатора 25 соединен параллельно с вторым выводом резистора 4, первыми выводами резисторов 7 и 8. Второй вывод резистора 8 соязан параллельно с затвором полевого транзистора 22 и выходом фотодиода 31, вход которого соединен параллельно с шиной заземления источника питания и истоком полевого транзистора 22, сток которого параллельно связан с вторым выводом резистора 7 и первым выводом конденсатора 26. Второй вывод последнего соединен параллельно с первым выводом резистора 9 и базой транзистора 18, эмиттер которого связан через резистор 10 с шиной заземления источника питания. Коллектор транзистора 18 соединен параллельно с вторым выводом резистора 6 и базой транзистора 19, эмиттер которого через резистор 11 связан с шиной заземления источника питания. Второй вывод резистора 9

соединен с шиной заземления источника питания через конденсатор 27.

Коллектор транзистора 19 связан параллельно с вторым выводом резистора 5 и первым выводом конденсатора 28, второй

вывод которого соединен параллельно с входом диода 16 и выходом диода 17, вход которого связан с шиной заземления источника питания. Выход диода 16 соединен параллельно с первым выводом резистора 12

и шиной заземления источника питания через конденсатор 29 Второй вывод резистора 12 связан параллельно с первыми выводами конденсатора 30, резистора 13 и базой транзистора 20, эмиттер которого, а

также вторые выводы конденсатора 30 и резистора 13 соединены с шиной заземления источника питания. Коллектор транзистора 20 связан параллельно с вторым выводом резистора 2 и базой транзистора

21, эмиттер которого связан с шиной заземления источника питания через резистор 14. Коллектор транзистора 21 соединен параллельно с вторым выводом резистора 1 и резистором 15.

На фиг.2 обозначены: светодиод 1, фотоприемник 2 и светофильтр 3. Светодиод установлен под углом pi относительно оси, перпендикулярной движению материала. Фотоприемник расположен под углом

(pi относительно этой же оси. Глубина нарезки равна соответственно И и 12.

Устройство работает следующим образом.

В качестве оптоэлектронного преобразователя (приемника) используется фотодиод 31. На выходе фотодиода включен согласующий каскад, состоящий из резисторов 4, 7, 8 и конденсаторов 23, 25. Полевой транзистор 22 используется как усилитель

полученного сигнала. Усиленный полевым транзистором сигнал подается на конденсатор 26, который отфильтровывает постоянную составляющую с целью выделения полезного сигнала. Конденсатор 27 подавляет случайные флуктуационные помехи, могущие возникнуть в схеме. Переменная составляющая сигнала поступает на усилительный каскад, состоящий из двух транзисторов 18 и 19. Функции конденсатора 28 аналогичны функциям конденсатора 26. Усиленная переменная составляющая подается на выпрямитель (детектор, состоящий из диодов 16 и 17). выпрямляется и заряжает интегрирующую емкость (конденсатор 29). Затем потенциал через фильтр, состоящий из резистора 12 и конденсатора 30, подается на базу каскада формирователя выходного сигнала (усилительного каскада, состоящего из транзисторов 20 и 21) и через защитный резистор 15 выводится на схему автоматики. Резисторы 1,2,3,5,6,10, 11, 13 и 14 используются для создания необходимых смещений.

Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения может быть определен по эффекту от использования УДМ, составной частью которого является предлагаемое устройство.

Формула изобретения

1.Устройство для контроля качества пористых материалов, содержащее частотный генератор, датчик, состоящий из свето- и фотодиода, установленных на рабочей поверхности корпуса, и блок обработки информации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля путем обнаружения пористых материалов, оно содержит генератор импульсов, светофильтр с длиной волны 920-960 нм, причем светофильтр расположен между пористым материалом и свето- и фотодиодом, светодиод установлен под углом 26,5-28,4° относительно перпендикуляра к плоскости рабочей поверхности, а фотодиод установлен под углом 17.3-19,6° относительно этого же перпендикуляра.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что схема обработки информации имеет транзисторы, диоды, резисторы, полевой транзистор, конденсаторы, причем шина положительного потенциала связана с первыми выводами первого конденсатора и первого второго и третьего резисторов, второй вывод третьего резистора соединен с первыми выводами четвертого, пятого и шестого резисторов и второго конденсатора, второй вывод которого связан с вторым выводом первого конденсатора, первым выводом третьего конденсатора и шиной заземления источника питания, второй вывод третьего конденсатора соединен с вторым

выводом четвертого резистора, первыми выводами седьмого и восьмого резисторов, второй вывод восьмого резистора связан с затвгром полевого транзистора и выходом 5 фотодиода, вход которого соединен с шиной заземления источника питания и истоком полевого транзистора, сток которого связан с вторым выводом седьмого резистора и первым выводом четвертого конденсатора.

0 второй вывод которого соединен с первым выводом девятого резистора и базой первого транзистора, эмиттер которого связан через десятый резистор С шиной заземления источника питания, коллектор первого тран5 зистора соединен с вторым выводом шестого резистора и базой второго транзистора, эмиттер которого через одиннадцатый резистор связан с шиной заземления источника питания, второй вывод девятого резистора

0 соединен с эмиттером второго транзистора неподсредственно, а с шиной заземления источника питания -.через пятый конденсатор, коллектор второго транзистора связан с вторым выводом пятого резистора и пер5 вым выводом шестого конденсатора, второй вывод которого соединен с входом первого диода и выходом второго диода, вход которого связан с шиной заземления источника питания, выход первого диода соединен с

0 первым выводом двенадцатого резистора и шиной заземления источнике питания через седьмой конденсатор, второй вывод двенадцатого резистора связан t первыми выводами восьмого конденсатора,

5 тринадцатого резистора и базой третьего транзистора, эмиттер которого, а также вторые выводы восьмого конденсатора и тринадцатого резистора соединены с шиной заземления источника питания, коллектор

0 третьего транзистора связан с вторым выводом второго резистора и базой четвертого транзистора, эмиттер которого связан с шиной заземления источника питания через четырнадцатый резистор, коллектор четвер5 того транзистора соединен с вторым выводом первого резистора и пятнадцатым резистором.

3.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что светодиод углублен в корпус на

0 глубину 2-5 мм.

4.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что фотодиод углублен в корпус на глубину 3-77 мм.

5.Устройство по п.1, отличающее- 5 с я тем, что отверстия под свето- и фотодиод

имеют поверхность с минимальным коэффициентом отражения в диапазоне длин волн светофильтра.

Т а -б л и ц а 1

Область применения1 относится к средствам контроля и может быть использовано для обнаружения пористых материалов. Сущность изобретения: для повышения точности контроля путем обнаружения пористых материалов в устройство, содержащее частотный генератор, датчик, состоящий из свето- и фотодиода, установленных на рабочей поверхности корпуса, и блок обработки информации, введены генератор импульсов, светофильтр с длиной волны 920-960 нм, причем светофильтр расположен между пористым материалом и свето- и фотодиодом, светодиод установлен под углом 26,5-28,4° относительно перпендикуляра к плоскости рабочей поверхности, а фотодиод установлен под углом 17,3-19,6° относительно этого же перпендикуляра. 4 з.п. ф- лы, 2 ил., 2 табл. С/ с

25,0 16,0

25,5 26,0 26,5 7.0 27,5 28,0 28,5 29,0 29,5 30,0 16,5 17,0 17,5 18,0 18,5 19,0 19,5 20,0 20,5 21,0

Мощность отраженноголучения 0,61

0,75 0,86 0,97 0,99 1,00 0,98 0,97 0,79 0,6 0.51

860 880 1 900 J920 I s fO | 960 980 МООО 1 1020 I

,нм

Амплитуда полезного сигнала 0,62 0,76 0,81 0,98 1,0 0,99 0,87 0,79 0,66 0,57

Таблица2

«Г

Фиг.1

Фие2