Бесконтактный индуктивный датчик контроля токопроводящих объектов

Авторы патента:

H03K2017/9507 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

H03K17/9505 - Схемы для генерирования электрических импульсов; моностабильные, бистабильные или мультистабильные схемы (H03K 4/00 имеет преимущество; для цифровых вычислительных машин G06F 1/025)

H03K17/95 - с использованием магнитных детекторов

G01R27/2611 - Устройства для измерения активного, реактивного и полного сопротивления или электрических характеристик, производных от них

G01R27/26 - для измерения индуктивности и(или) емкости; для измерения добротности, например резонансным способом; для измерения коэффициента потерь; для измерения диэлектрических постоянных

Владельцы патента RU 2789619:

Милюшин Николай Николаевич (RU)

Изобретение относится к бесконтактным индуктивным датчикам контроля приближения токопроводящих объектов. Предложен бесконтактный индуктивный датчик контроля токопроводящих объектов, содержащий последовательно соединенные генератор, демодулятор, пороговое устройство, коммутационный элемент, а также цепь защиты коммутационного элемента и оптический индикатор состояния датчика в виде светодиода, при этом светодиод управляется коммутационным элементом, Новизна заключается в том, что оптический индикатор содержит второй светодиод, индицирующий срабатывание порогового элемента. Техническим результат - отображение оптическим индикатором факта срабатывания порогового устройства датчика и формирование оптическим индикатором однозначной информации о состоянии датчика. 1 ил.

Изобретение относится к индуктивным датчикам контроля приближения токопроводящего объекта и может найти применение при разработке и производстве индуктивных датчиков контроля приближения металлических и других токопроводящих объектов

Известно устройство [1] с индуктивным автогенератором, выполненным на основе блокинг-генератора, и содержащее так же последовательно соединенные амплитудный детектор, аналоговый компаратор и выходной транзисторный ключ [1 - Виленский П.И. и Срибнер Л.А. Бесконтактные путевые выключатели М., Энергоатомиздат, 1985 г.]. При отсутствии токопроводящего объекта в активной зоне катушки индуктивности блокинг-генератора устройство работает в режиме непрерывных колебаний. Внесение в активную зону токопроводящего объекта в колебательный контур вносится комплексное сопротивление, и в некоторый момент времени нарушаются условия возбуждения блокинг-генератора, в результате чего автоколебания в блокинг-генераторе срываются. Срыв автоколебаний приводит к уменьшению значения амплитуды выходного напряжения амплитудного детектора, поступающего на аналоговый компаратор. Аналоговый компаратор изменяет состояние своего выхода, в результате чего существенно изменяется значение сигнала, поступающего от аналогового компаратора на управляющий вход силового транзисторного ключа. Известное устройство обладает несомненным достоинством - простотой конструкции, содержащей небольшое числом элементов. Однако данное устройство не имеет элемента оптической индикации состояния выхода, что не позволяет осуществлять дистанционную оптическую идентификацию реакции датчика на контролируемый токопроводящий объект.

Известно устройство [2] - бесконтактный индуктивный датчик-контроля положения токопроводящего объекта [2 - Выключатель бесконтактный индуктивный ВБИ. Руководство по эксплуатации РПЕС.648312.100-000РЭ / URL: http://www.sensor-com.ru/files/docs/manual-vbi.pdf, доступ 01.06.2020 г., время: 14-51], содержащий последовательно соединенные генератор, демодулятор, пороговое устройство и коммутационный элемент, выполненный в виде силового биполярного транзистора; и в котором для индикации состояния силового транзистора имеется оптический индикатор в виде светодиода с токоограничивающим резистором, включенный параллельно внешней нагрузке. Данное устройство лишено недостатка [1] и позволяет визуально идентифицировать текущее состояние коммутационного элемента. Однако коммутационный элемент - выходной силовой транзистор данного устройства не защищен от токов короткого замыкания и больших токов.

Известно устройство [3], принятое за прототип, в котором выходной силовой транзистор коммутационного элемента снабжен цепью защиты от недопустимо больших токов и токов короткого замыкания [3 - Датчик ВБИ-Д08-45У-1111-З - ЗАО ‘Сенсор’ - Бесконтактные датчики и выключатели.htm / URL: http://www.sensor-com.ru/sensors/vbi-d08-45u-1111-z, доступ: 1 1.06.2020 г., время: 14-08]. Защита силового транзистора по принципу работы может быть бистабильной либо тактовой. При срабатывании бистабильной защиты от перегрузок и коротких замыканий в цепи нагрузки силовой транзистор закрывается с самоблокировкой. После устранения причин, вызвавших короткое замыкание или повышенный ток, для восстановления работоспособности устройства необходимо изменить коммутационное состояние датчика либо внешним воздействием токопроводящего объекта либо кратковременно отключить источник напряжения питания. При срабатывании тактовой защиты от перегрузок и коротких замыканий в цепи нагрузки силовой транзистор закрывается. После устранения причины, вызвавшей короткое замыкание или повышенный ток, работоспособность датчика восстанавливается автоматически.

Наличие защиты силового транзистора коммутационного элемента повышает надежность работы устройства. Однако определить однозначное соответствие состояния выхода датчика функциональному состоянию датчика, учитывая только состояние его оптического индикатора, без проведения дополнительных действий затруднительно. Неопределенность состоит в том, что датчик может сработать на приближение токопроводящего объекта, но при этом выходной силовой транзистор коммутационного элемента из-за токовой перегрузки будет выключен защитой, оптический индикатор светиться не будет, и его состояние будет не соответствовать факту срабатывания датчика.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в формировании оптическим индикатором однозначной информации о состоянии датчика.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, отображение оптическим индикатором факта срабатывания порогового устройства датчика.

Технический результат достигается за счет того, оптический индикатор дополнительно содержит второй светодиод и ключевой элемент, при этом управляющий вход ключевого элемента соединен с выходом порогового устройства, а выход нагружен через токоограничивающий резистор на второй светодиод.

На фигуре 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит индуктивный генератор 1, демодулятор 2, пороговое устройство 3, коммутационный элемент 4, оптический индикатор 5, в состав которого входит первый светодиод 6 со своим токоограничивающим резистором 7, ключевой элемент 8, второй светодиод 9 со своим токоограничивающим резистором 10. Индуктивный генератор 1, демодулятор 2 и пороговое устройство 3 соединены последовательно. Выход порогового устройства 3 соединен с входом коммутационного элемента 4 и со входом ключевого элемента 8. Первый светодиод 6 оптического светодиодного индикатора 5 через токоограничивающий резистор 7 включен на выход коммутационного элемента 4 параллельно нагрузке (условно не показано). Второй светодиод 9 через токоограничивающий резистор 10 соединен с выходом ключевого элемента 8 одним выводом, а вторым выводом - с соответствующей шиной питания (условно не показано).

Работает предлагаемое устройство следующим образом. В исходном состоянии полагаем, что питание на устройство подано, токопроводящий объект (условно не показано) не внесен в активную зону индуктивного генератора I, устройство находится в не сработавшем состоянии. При этом индуктивный генератор 1 работает в непрерывном режиме генерации, демодулятор 2 формирует на своем выходе сигнал, обеспечивающий отсутствие срабатывание порогового устройства 3 и выключенное состояние коммутационного элемента 4 и выключенное состояние ключевого элемента 8. В исходном состоянии через светодиоды 6 и 9 ток не протекает и они не излучают свет. При внесении в активную зону индуктивного генератора 1 токопроводящего объекта (условно не показано) колебания в индуктивном генераторе 1 срываются, сигнал на выходе демодулятора 2 изменяется, что обнаруживается пороговым устройством 3, которое на своем выходе формирует сигнал, переводящий коммутационный элемент 4 и ключевой элемент 8 из выключенного состояния во включенное. Через светодиоды 6 и 9 оптического индикатора 5 протекает ток, ограниченный резисторами 7 и 10, светодиоды 6 и 9 под действием протекающего тока излучают свет. При срабатывании встроенной в коммутационный элемент 4 защиты от большого тока или короткого замыкания нагрузки (условно не показанной) коммутационный элемент 4 переходит в выключенное состояние, ток через светодиод 6 прекращается и светодиод 6 перестает излучать свет. В это же время второй светодиод 9 продолжает пропускать ток и излучать свет, индицируя факт нахождения токопроводящего объекта (условно не показан) в активной зоне индуктивного генератора 1. При удалении токопроводящего объекта из активной зоны индуктивного генератора 1 предлагаемое устройство возвращается в исходное состояние и оба светодиода 6 и 9 не излучают свет.

В предлагаемом устройстве оптический индикатор за счет введения второго светодиода обеспечивает повышение достоверности и информативности оптической индикации о текущем состоянии индуктивного датчика, индицируя как факт срабатывания датчика, так и состояние коммутационного элемента.

Предлагаемое устройство является промышленно реализуемым, при проектировании и изготовлении предлагаемого датчика могут быть применены широко распространенные электронные компоненты, применение специальных материалов и технологий не требуется.

Бесконтактный индуктивный датчик контроля токопроводящих объектов, содержащий последовательно соединенные генератор, демодулятор, пороговое устройство, коммутационный элемент, а также цепь защиты коммутационного элемента и оптический индикатор состояния датчика в виде светодиода, при этом светодиод управляется коммутационным элементом, отличающийся тем, что оптический индикатор дополнительно содержит второй светодиод и ключевой элемент, при этом управляющий вход ключевого элемента соединен с выходом порогового устройства, а выход нагружен через токоограничивающий резистор на второй светодиод.

Изобретение относится к цифровой схемотехнике, автоматике и промышленной электронике и, в частности, может быть использовано в блоках вычислительной техники, выполненных на D триггерах. Техническим результатом изобретения является повышение нагрузочной способности триггерного асинхронного D триггера на полевых транзисторах.

Генератор хаотических колебаний // 2788360

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника хаотических электромагнитных колебаний. Техническим результатом изобретения является расширение пределов перестройки соответствующего хаотическому сигналу хаотического аттрактора за счет преобразования его в мультиаттрактор, состоящий из нескольких хаотических аттракторов.

Токовый пороговый элемент «вычитатель по модулю три» // 2786945

Изобретение относится к области радиотехники и аналоговой микроэлектроники и может быть использовано в быстродействующих аналоговых и аналого-цифровых интерфейсах для обработки сигналов датчиков. Технический результат заключается в повышении быстродействия устройств преобразования информации.

Циклотронный резонансный преобразователь свч-колебаний с несколькими управляемыми выходами // 2786519

Устройство предназначено для преобразования постоянного тока, снимаемого с коллектора циклотронного преобразователя СВЧ-колебаний, в переменный ток различных уровней. Технический результат – повышение точности управления потоками энергии.

Способ радиоподавления линии радиосвязи, работающей в режиме с программной перестройкой рабочей частоты // 2786196

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системе радиоподавления (РП) источников радиоизлучения (ИРИ), Технический результат заключается в минимизации энергетического потенциала (ЭП) помехи, необходимого для РП линии радиосвязи, работающей в режиме с программной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ).

Система и способ для настраиваемых линейных ускорителей // 2785815

Изобретение относится к настраиваемым линейным ускорителям, системам распределения инициирующих сигналов и системам управления частотой для настраиваемых линейных ускорителей. Технический результат - расширение диапазона регулирования параметров линейного ускорителя.

Генератор электромагнитного импульса // 2785584

Изобретение относится к области получения импульсов электромагнитного излучения, а точнее к генераторам электромагнитных импульсов. Технический результат - возможность получать гарантированно одиночный электромагнитный импульс за счет обеспечения возможности без отражений принимать все возвращенные сигналы от возможных несогласований в передающем тракте.

Генератор прямоугольных импульсов напряжения // 2785411

Изобретение относится к генераторам преимущественно наносекундных и микросекундных прямоугольных, без последующих колебаний, импульсов напряжения большой амплитуды, которые могут быть использованы для испытаний электроизоляционных материалов, а также в импульсных системах питания таких нагрузок, как лампы накачки твердотельных лазеров, лазерные диоды, магнетроны, высоковольтные испытательные стенды.

Способ фазовой привязки генерируемой последовательности импульсов к импульсу внешнего запуска // 2785070

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в прецизионных генераторах импульсов. Технический результат - уменьшение аппаратных затрат, а также повышение точности фазовой привязки тактовых импульсов опорного генератора к импульсу внешнего запуска, что позволяет с высокой точностью формировать из них задержки любой длительности, отсчитываемые от внешнего импульса запуска.

Генератор последовательностей импульсов // 2784622

Изобретение относится к области электронной импульсной и цифровой техники и предназначено для многоканального генерирования двухполярных и/или однополярных импульсов с высокими значениями токов. Технический результат заключается в повышении надежности и расширении функциональных возможностей.

Истоковый повторитель напряжения с малым уровнем систематической составляющей напряжения смещения нуля // 2784045

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат: уменьшение систематической составляющей напряжения смещения нуля истокового повторителя с единиц вольт до уровня единиц микровольт.