Автоматическое фотоэлектронное устройство для бракеража бутылок по наличию инородных включений в содержащейся в них жидкости

 

Ко 122637

Класс 42l, 13а

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная грутга Л 17о

И. А. Рахлевский и Л. Л. Кноц

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ФОТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

БРАКЕРАЖА БУТЫЛОК ПО НАЛИЧИЮ ИНОРОДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В СОДЕРЖАЩЕЙСЯ В НИХ ЖИДКОСТИ

Заявлено 16 де к а ор я 1958 г. за М 614712/26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» Хв 18 за 1959 г.

Известны автоматические фотоэлектронные устройства для бракеража бутылок по наличию инородных вкл1очений в содержащейся в них жидкости. Действие этих устройств основано на возникновении переменной составляющей тока в цепи фотоэлемента при пересечении инородными включениями пучка света, падающего через бутылку на фотоэлемент.

Для приведения инородных включений в дзижение испытуемые бутылки приводят во вращение вокруг их осей, а затем резко тормозят. Переменная составляющая тока преобразуется усилителем и используется для управления исполнительным механизмом, отводящим отбракованные бутылки из потока.

Предлагаемое автоматическое фотоэлектронное устройство для бракеража бутылок отличается от известных тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, 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 íà входе селектора, независимо от его длительности, преобразовательный каскад предлагаемого устройства выполнен в виде трансформаторного усилителя с детектирующим двухполупериодным элементом во вторичной обмотке трансформатора.

Для устранения влияния на 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 шунтирует управляющую сетку усилительной лампы селектора в указанные моменты и размыкается во время их синхронного движения.

М 122637

Указанное реле отрегулировано так, чтобы оно срабатывало несколько раньше, чем реле, замыкающее своим контактом анодную цепь тиратрона командного органа, а размыкалось несколько позже его, 1 что устр аняет вЛияние 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 часгот, 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 селектора и 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 1 —: 4 (см. принципиальную схему), на входе предварительного усилителя на лампе 5 появляется импульсный сигнал положительной полярности. Одновременно 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 эти 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 больших размеров будет компенсироваться тем, что амплитуда сигнала ст 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 б). 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. Применснный в устройстве селектор импульсов по длительности выполнен в виде колебательной RC-системы, образованной линейным усилителем на лампе 8 с коэффициентом усиления

Ко и равномерной частотной характеристикой в области частот, границы которой значительно отстоят по обе стороны от частоты резонанса RCсистемы, шестиполюсником у, состоящим из активных и емкостных элементов, буферным каскадом на лампе 9 с коэффициентом усиления

К1, собранным по схеме катодного повторителя, играющего роль трансформатора сопротивления, и делителем напряжения, собранным на со№ 122637 противлениях 10 и 11 и обеспечивающим нужную глубину отрицательной обр атной 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

1р H добротность Q

Т, =

fð )/ 4Я вЂ” 1

Следовательно, оптимальная длительность Т„импульса будет связана с параметрами системы выражением

Т„=0,5 Т,=

ДV (предполагается, что импульс имеет прямоугольную форму).

Совершенно очевидно, что при достаточно больших добротностях

Q)) — можно предположить, что

2Л

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

1 меньше — Т,.

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 18, 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 от амплитуды входного сигнала, амплитудный дискриминатор (лампы

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 28 разомкнут 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, шунтирующий управляющую сетку лампы 8, замкнут. При замыкании контакта 28, ITQ возможно только при синхронном перемещеHHH контрольной системы H KoHTpo1H111 ei loÉ б) Tbl;IKH, снача Iа cp303Tblвает 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 момс Та 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 это о контакт 26 замыкается позже размыкания контакта 19. Этим исключается влияние на командный орган переходных процессов, возникающих при размыкании контакта 26.

Предмет изобретения

1. Автоматическое фотоэлектронное устройство для бракеража буты лок по наличию инородных включений в содержащейся в них жидкости, в котором инородные включения, вращаясь вместе с жидкостью, пересекают поток световых лу чей, падающий на фотоэлементы, вызывая появление в их цепи переменной составляющей тока, преобразуемой предусилителем и используемой для управления исполнительным механизмом) отводящим отбракованные бутылки из потока, отл и ч а ю щ ее ся тем, что, с целью повышения 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, о тл ич а ющ е е с я 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, ¹ 12263

3. Автоматическое фотоэлектронное устройство по пп. 1 и 2, о тл ич а ю щ е е с я 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 момснты рассогласованного двпже:IH бутылки и контрольной системы и размыкающимся во время их синхронного движения.

4. Автоматическое фотоэлектронное устройство по пп. 1 — 3, от л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью устранения влияния переходных процессов, возникающих в селекторе в моменты размыкания и замыкания контакта, шунтирующего управляющую сетку усилительной лампы селектора, 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 сго.

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.

М 122637

Корректор Н, А. Микорская

Редактор Н. С. Кутафина Техред A. М, Токер

Объем 0,52 изд. л.

Цена 11 коп.

Типография, пр. Сапунова, 2.

Подп. к печ, 15/VI — 61 г. Формат бум. 70+ 108 / г,.

Зак. 1578/25 Тираж 800

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6