Устройство для регистрации металлических предметов Советский патент 1980 года по МПК G08G1/02 G06M7/04 

I

Устройство предназначено для регистрации транспорта, обладающего металлической массой и проходящего через контролируемый участок пути, с целью его учета или автоматического управления, например, светофорами или приводами ворот гаражей, цехов и т. д. Устройство может найти применение и в других областях народного хозяйства, например, для обнаружения металлических предметов.

Известен транспортный детектор для автоматической регистрации автомобилей или любь1х других экипажей, обладающих металлической массой и проходящих через заданный участок пути, содержащий приемную рамку, включенную в коллекторную цепь триода высокочастотного генератора и включенный в цепь обратной связи генератора последовательный резонансный контур, настроенный при отсутствии экипажа в зоне действия приемной индуктивной рамки на частоту основного колебательного контура. Однако это устройство нетермостабильно и обладает невысокой надежностью.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для регистрации металлических предметов, например автотранспортных средств, содержащее установленный в полотнеконтролируемого участка пути чувствительный элемент (например, катущку индуктивности), подключенный к первому входу генератора, выход которого через детектор соединен с пороговым элементом.

Pa6ota этого устройства заключается в том, что при наезде транспорта на контролируемый участок пути, в полотне которого установлен чувствительный элемент-катущка индуктивности изменяются параметры колебательной системы генератора, что вы10зывает изменение напряжения на выходе детектора и срабатывание порогового элемента.

Недостаток прототипа состоит в том, что напряжение на выходе детектора зависит

)5 не только от наличия или отсутствия металла в зоне действия катущки индуктивности, но и от температуры окружающей среды, напряжения питания и изменения параметров элементов схемы во времени, что вызывает или ложное срабатывание порогового ;элeмeнf а при Отсутствии транспорта, или несрабатывание при его наличии и требует частой подстройки схемы устройства даже в течение суток. Известные приемы стабилизации режима работы генератора посредством стабилизации напряжений питания, термокомпенсации и термостабилизации не дают удовлетворительных результатов, так как даж не,значительное изменение параметров схемы приводит к значительным увеличениям или уменьшениям амплитудь колебаний и выходного напряжения детектора. Устранение этого недостатка затруднено еще и тем, что, с одной стороны, генератор должен обес печить стабильность амплитуды и ее. независимость от второстепенных факторов (напряжений питания, параметров элементов, схемы устройства, температуры среды), с другой стороны, амплитуда зависит от наличия или отсутствия металла в контролируемой зоне. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство для регистрации металлических предметов, например автотранспортных средств, содержащее установленный в полотне контролируемого участка пути чувствительный элемент (например, катушку индуктивности), подключенный к первому входу генератора, выход которого через детектор соединен с пороговым элементом, введены элемент сравнения, ключевой элемент и интегрирующий элемент, выход детектора подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход элемента сравнения подключен к первому входу ключевого элемента, второй вход которого соединен с выходом порогового элемента, выхо,п, ключевого элемента через интегрирующий элемент подключен ко второму входу генератора. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - пример схемной реализации устройства для регистрации металлических предметов. Устройство содержит чувствительный элемент 1, например катушку индуктивности, генератор 2, детектор 3, пороговый элемент 4 интегрирующий элемент 5, ключевой элемент 6, элемент сравнения 7. В устройстве при отсутствии транспорта или металла в зоне действия чувствительного элемента осуществляется автоматическая подстройка напряжения Uj. на выходе детектора на уровне заданного значения UQ. Это происходит следующим образом. Напряжения и и UQ поступают на первый и второй входы элемента сравнения 7, на выходе которого ли Uo - Uj. Это напряжение через ключевой элемент 6 поступает на интегрирующий элемент 5, который, в зависимости 6т величинь. и знака ДЦ, изменяет свое вь1ходное напряжение. Последнее, воздействуя на цепи управления режимом работы генератора 2, изменяет напряжение на детекторе 3 до тех пор, пока не станет Uj Uo, т: е. ди 0. При наезде трансиорта на чувствительный элемент I происходит резкое изменение Uj, вызывающее срабатывание порогового элемента 4. Последний выдает сигнал о наличии транспорта и одновременно блокирует посредстврм ключевого элемента 6 вход интегрирующего элемента 5, чем предотвращается перестройка генератора 2 в течение времени пребывания транспорта в зоне чувствительного элемента 1. Так как температурное влияние на параметры схемы устройства,происходит достаточно медленно, то за время пребывания транспорта в зоне чувствительного элемента 1 отклонение работы генератора 2 от нормального незначительно, но и оно будет устранено после выключения порогового элемента 4. На фиг. 2 дан пример схемной реализации устройства, содержащего генератор, выполненный по схеме емкостной трехточки на транзисторе 8. Колебательный контур генератора образован чувствительным элементом-катушкой индуктивности 9 и конденсаторами 10 и 11. В цепь обратной связи генератора включен управляемый резистор, выполненный на резистивном оптроне 12. Питание генератора и управление сопротивлением оптрона осуществляется выходным напряжением интегрирующего элемента, выполненного на операционном усилителе 13, интегрирующей емкости 14 и резисторах 15 и 16. Ко входам интегрирующего элемента подключены опорное напряжение Uo, задаваемое резисторным делителем 17-18, и напряжение Ug., снимаемое с детектора, выполненного на диоде 19 и емкости 20, де- ; тектор подключен к выходу генератора через переходную цепочку 21-22. Инвертирующий вход операционного усилителя подключается к детектору через контакт порогового элемента, который на схеме не показан. Устройство работает следующим образом. При отсутствии металла в зоне действия чувствительного элемента 9 пороговый элемент выключен и напряжение Ua сравнивается с Ufl. В зависимости от разности и знака ди Uo - Uo напряжение на выходе интегрирующего элемента увеличивается или уменьшается, что вызывает соответствующее изменение амплитуды колёба-ний и коэффициента обратной связи (изменяется сопротивление оптрона), что приводит к изменению напряжения на детекторе до тех пор, пока не станет Ди 0. При появлении транспорта в зоне действия катушки 9 амплитуда колебаний резко уменьшается; величина ди превышает порог срабатывания порогового элемента. Последний включается и своим контактом шунтирует вход интегрирующего элемента, что исключает изменение режима работы генератора в течение времени нахождения транспорта в зоне действия чувствительного элемента 9.