Фотодатчик

 

1. ФОТОДАТЧИК, содержащий .фотоприемник, подключенный к входу порогового устройства и обкладке .конденсатора, причем выход порогового устройства является первым выходом фотодатчика, отличающийс я тем,что, с целью увеличения его помехоустойчивости и надежности путем сигнализации об уменьшении освещенности , в него введены устройство запрета, устройство задержки и дополнительное пороговое устройство, вхоД которого соединен с выходом фотоприемника , а выход - с вторым входом устройства запрета, первый вход которого соединен с выходом устройства задержки, вход которого соединен с выходом первого порогового устройства j причем выход устройства запрета является вторым выходом фотодатчика . 2. Фотодатчик по п.1,о т л и чающийся тем, что устройство запрета выполнено на D -триггере, резисторе и конденсаторе, причем С-вход триггера является первым вхо3 дом устройства запрета, D -вход - вторым входом устройства запрета, ийверсный выход - вторым выходом фотодатчика , а прямой выход триггера через резистор соединен с R -входом и конденсатором. п

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) З1511 С Ol J 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3578269/24-25 (22) 12.04.83 (46) 23.12.84. Бюл. Ф 47 (72) А.Б.Кузнецов, К.А.Мухамедов и В.В.Турбин (53) 621.383 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 715944, кл, G 01 J 1/44, 1980.

2. Патент США В 3687558, кл. 356-218, опублик. 1972 (прототип). (54)(57) 1. ФОТОДАТЧИК, содержащий фотоприемник, подключенный к входу порогового устройства и обкладке ,конденсатора, причем выход порогового устройства является первым выхо-. дом фотодатчика, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения его помехоустойчивости и надежности путем сигнализации об уменьшении освещенности, в него введены устройство запрета, устройство задержки и дополнительное пороговое устройство, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выход — с вторым входом устройства запрета, первый вход которого соединен с выходом устройства задержки, вход которого соединен с выходом первого порогового устройства причем выход устройства запре1 та является вторым выходом фотодатчика.

2. Фотодатчик по п.l, о т л и— ч а ю шийся тем, что устройство запрета выполнено на Q -триггере, резисторе и конденсаторе, причем

С-вход триггера является первым вхо- д дом устройства запрета, Р -вход е вторым входом устройства запрета, инверсный выход — вторым выходом фотодатчика, а прямой выход триггера через резистор соединен с R -вхоФ дом и конденсатором . с; денсатора 2 стабильным током фотоприемника 1. Стабильность тока -. следствие высокого выходного сопро- . тивления фотоприемника 1, характерно-. го для всех типов фотоприемников. По мере роста напряжения пороговые устч

1 11307

Изобретение относится к устройствам для регистрации изменения освещенности и может найти применение в автоматике, в частности в пневмотранспортных установках, для регистрации пролета капсул, Известен фотодатчик для регистрации пролета капсул, содержащий фотодиод, один вывод которого соединен через резистор с входом усилите- 1б

Г13 .

Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость, для которой характерны ложные срабатывания, т.е. появление сигнала на выходе.при затемнении фотоприемника посторонним объектом (помехой), и отсутствие сигнализации о снижении освещенности.

Наиболее близким по технической ,сущности к изобретению является фотодатчик, содержащий фотоприемник, подключенный к входу порогового устройства и обкладке конденсатора, причем выход порогового устройства 25 является первым выходом фотодатчика (2)

Недостатками известного устройства являются низкая помехоустойчивость и отсутствие сигнализации об уменьшении освещенности, которое приводит к внезапным отказам. э

Цель изобретения — увеличение помехоустойчивости и надежности фотодатчика путем сигнализации об умень- З5 шенин освещенности.

Указанная цель достигается тем, что в фотодатчик, содержащий фотоприемник, подключенный к входу поро-. гового устройства и обкладке конден-. 40 сатора, причем выход порогового устройства является первым выходом фото датчика, введены устройство запрета, устройство задержки и дополнительное пороговое устройство, вход кото 45

1 рого соединен с выходом фотоприемника, а выход — с вторым входом устройства запрета, первый вход которого соединен с выходом устройства задержки, вход которого соединен с вы- эо ходом первого порогового устройства, причем выход устройства запрета явля-. ется вторым выходом фотодатчика.

При этом устройство запрета выполнено на З -триггере, резисторе и конденсаторе, причем С -вход триггера является первым входом устройства запрета, 2 -вход — вторым выходом

45 2 фотодатчика, а прямой выход триггера через резистор соединен с R -входом и конденсатором.

На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого фотодатчика; на фиг. 2. — эпюры электрических сигналов в различных точках устройства.

Фотодатчик содержит фотоприемник

1, вывод которого соединен с конденсатором 2 и входами пороговых устройств 3 и 4, выход устройства 3 соединен с первым выходом 5 фотодатчика и входом устройства 6 задержки, выход которого подключен к первому входу устройства 7 запрета, второй вход которого соединен с выходом порогового устройства 4, а выход устройства 7 запрета соединен с вторым выходом 8 фотодатчик"..

Устройство запрета выполнено на

3-триггере 9, резисторе 10 и конденсаторе ll причем С -вход триггера

9 является первым входом устройства

7 запрета, 13 -вход — вторым входом устройства 7 запрета, инверсный выход — вторьпк выходом фотодатчика, а прямой выход триггера 9 через резистор 10 соединен с R -входом и конденсатором fllj.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (фиг.2) фотоприемник 1 освещен и его ток 1 максимальный. При затемнении фотоприемника объектом, ток фотоприемника резко падает. Напряжение на конденсаторе 2 падает постепенно вследствие его разряда через входные цепи пороговых устройств 3 и 4. При постепенном уменьшениИ напряжения Us„

I на входах пороговых устройств последние срабатывают, причем уровни пороГов ППО < и Бpopora 4 выбирают цОрого таким образом, что устройство 4 срабатывает раньше, чем устройство 3.

После прохождения объекта освещенность фотоприемника 1 и ток через него восстанавливают прежние уровни, но напряжение на входах пороговых устройств 3 и 4 возрастает постепенно вследствие линейного заряда кон11307

35

3 ройства 3 и 4 принимают исходные состояния, причем устройство 3 раньше, чем устройство 4. На выходах пороговых устройств 3 и 4 возникают импульсы апряж " Uйых з " U»,х А 5

Импульсы с выхода устройства 4 поступают на 2 -вход триггера 9, а с выхода устройства 3 — на первый выход 5 фотодатчика (выходную шину) и на вход устройства 6 задержки.

С выхода устройства 6 задержки задержанный инвертированный импульс

U ы„ поступает на С -вход триггера

9. Исходное состояние триггера

9 — нулевое. Величину задержки

1; выбирают таким образом„ что задйий фронт задержанного импульса приходит на С -вход триггера 9. после окончания импульса на 2 -входе.. 20

Таким образом, триггер не изменяет своего состояния, и на выходе 8 импульс U ц не возникает.

При воздействии на фотоприемник помех импульс тока имеет либо не- 25 большую длительность, но большую амплитуду, либо, наоборот, большую длительность, но небольшую амплитуду, В этих случаях импульсы на выходах фотодатчика не возникают (фиг.2) 50

° вследствие интегрирования тока фотоприемника на конденсаторе или вследствие недостаточной амплитуды. Напряжение на входах пороговых устройств

3 и 4 в этом случае не достигает порогов и не вызывает срабатывания устройств 3 и 4.

Уменьшение исходной освещенности фотоприемника 1 под действием каких-либо факторов, например вследст- 40 вие загрязнения фотодатчика, уменьшает начальный ток. При затемнении фотоприемника 1 объектом работа фотодатчика происходит аналогично описанной. Отличие возникает после про- 45 хождения объекта, так как начальный ток фотоприемника становится меньше, длительность заднего фронта импульса на конденсаторе 2 возрастает, ибо она пропорциональна току заряда 50 конденсатора. Увеличение длительности заднего фронта импульса на входах пороговых устройств 3 и 4 приводит к увеличению длительности импульсов на их выходах, причем на 55 выходе устройства 4 в большей степени, чем на выходе устройства 3.

Так как время задержки устройства 6

45 4 остается постоянным, то к моменту прихода на С -вход триггера 9 заднего фронта инвертированного задержанного импульса с выхода устройства 6, на

3 -входе импульс еще присутствует и триггер изменяет свое состояние на единичное. На выходе 8 возникает перепад напряжения, свидетельствующий об уменьшении освещенности.

Через некоторое время, определяемое величиной сопротивления резистора и емкостью конденсатора 11, триггер принимает исходное состояние.

Применение в качестве устройства запретами -триггера вызвано тем, что в известных схемах запрета импульс большей длительности запрещает прохождение импульсов равной или меньшей длительности.

Предлагаемая схема запрета позволяет запретить прохождение импульса большей длительности импульсом меньшей длительности.

Одновременно схема запрета формирует выходной импульс необходимой длительности с помощью RC-цепи.

Кроме того, при нормальной освещенности пересечение луча света помехой может вызвать срабатывание порогового устройства 4 и не вызвать л срабатывание порогового устройства

3. Устройство запрета на 2 -триггере в отличие от известных схем запрета игнорирует импульс на втором входе устройства запрета импульс не возникает.

Величину порога срабатывания порогового устройства 4 выбирают таким образом, что при уменьшении освещенности импульс на выходе 8 возникает раньше, чем возникают срабатывания фотодатчика, вызываемые помехами.

Изобретение в пневмотранспортных установках ползволяет существенно повысить эксплуатационную надежность установок и поднять их производительность вследствие сокращения в несколько раз числа сбоев и отказов фотодатчиков, приводящих к простою установок, связанному с устранением причин сбоев и отказов.

Степень полезного использования установок повышается также в связи с введением сигнализации о загрязнении фотодатчкка, в результате чего периодические профилактические работы можно производить по мере необходимости.

1130745

"ЬЗ,Ф

"8ix acr.e

Фиа2

Составитель А.Чурбаков

Редактор С,Саенко Техред А.Вабинец Корректор М.Максимишннец

Заказ 9600/29 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного койитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 йстбнан осдещеинкаь г, и

Псниж ниая

ОсВещенносаь