Устройство для счета шарообразных предметов

 

(72) Авторы изобретения

В.Н. Шефов, П.И. Щербаков, Е,Ю. Анишев и А.;<-.-Кулев . I

Ф д ., :, : . ", .

{7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО GPSS СЧЕТА ШАРООБРАЗНЫХ

ПРЕДМЕТОВ

Устройство относится к контрольноизмерительной технике и.может быть использовано, например, в испытательных стендах для изучения динамики истечения шарообразных элементов иэ больших резервуаров.

Известно устройство для счета семян, содержащее источники света, фотодатчики, формирователи импульсов

„и сумматор flJ .

1О

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности подсчета прозрачных предметов шарообразной формы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для счета шарообразных предметов, в непрозрачном корпусе которого диаметрально противоположно расположены первое и второе оптические окна, напротив которых установлены соответственно источник света и первый фотоприемник, выход которого подключен к входу первого порогового элемента, и содержащее счетчик Q2).

Однако при прохождении через устройство оптически прозрачных шаров оно дает правильные показания только в том случае, если время срабатывания порогового устройства больше или равно времени пересечения шаром светового потока, В противном случае устройство будет давать в два раза завы" шенные показания количества шаров, пересекших. световой поток, так как в силу законов геометрической оптики, а именно закона преломления, фотоприемник за время прохождения шара окажется затемненным два раза. Таким образом, использование известного устройства при счете объектов (прозрачных и непрозрачных),. чередующихся в произвольной последовательности и перемещающихся с различными скоростями, невозможно, что ограничивает диапазон его применения.

3 95723

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для счета шарообразных предметов, в непрозрачном корпусе которого диаметрально противоположно расположены первое и второе оптические окна, напротив которых установлены coo T вет ст венно и сточни к света и первый фотоприемник, выход lO

° которого подключен к входу первого порогового элемента, и содержащее счетчик, введены второй фотоприемник, второй пороговый элемент, формирователи импульсов, элементы запрета и И элемент ИЛИ, в корпусе. выполнено третье оптическое окно, напротив которого установлен второй фотоприемник, выход которого соединен с входом второго порогового элемента, выхо-рр ды пороговых элементов через соответствующие формирователи импульсов соединены попарно с входами элементов запрета, выходы которых через элемент

ИЛИ подключены к входу счетчика.

Кроме того, точки пересечения оптических осей фотоприемников с поверхностью корпуса устройства расположены на одной образующей цилиндрической поверхности корпуса. ЭФ

Расстояние между оптическими осями фотоприемников удовлетворят условию где б — ширина оптических окон фотоприемников; б - ширина оптического окна источ" ника света.

На фиг. 1 приведена конструкция устройства; на фиг. 2 - функциональнаФО электрическая схема устройства; на фиг. 3 - диаграммы работы устройства.

Устройство содержит корпус 1, шарообразный предмет 2, первое оптическое окно 3, источник 4 света, второе и третье оптические окна 5 и 6, первый и второй фотоприемники 7 и 8, первый и второй пороговые элементы 9 и

10, формирователи 11 и 12 импульсов, элементы запрета 13 и 14, элемент 5О

ИЛИ 15 и счетчик 16.

Диаграммы (фиг. 3) изображают то" ки 17 и 18 первого и второго фотоприемников напряжения 19 и 20, на выходе первого и второго пороговых SS элементов, импульсы 21 и 22 на выходе формирователей импульсов, импульсы ?3 на входе счетчика.

Пороговые элементы 9.и 10 выполнены таким образом, что первый пороговый элемент 9 включается при уменьшении сигнала с первого фотоприемника 7 до определенного уровня, а второй пороговый элемент 10 включается при превышении сигнала второго фотоприемника 8 определенного уровня.

Устройство работает следующим образом, При отсутствии предмета 2 на пути светового потока, создаваемого ис" точником света, через первый фотоприемник 7 протекает максимальный ток, а через второй фотоприемник 8 - минимальный (так как оптическая ось второro фотоприемника смещена относительно оптической оси источника света), поэтому оба пороговых элемента 9 и 10 выключены и на их выходах, а следовательно, и на входе счетчика 16 сигналы отсутствуют. Когда оптически непрозрачный шар перекрывает световой поток, ток через первый фотоприемник уменьшается и второй пороговый элемент 9 срабатывает так, что на выходе первого формирователя 11 импульсов, на инверсном входе первого элемента запрета 13 и на прямом входе второго элемента запрета 14 появляется сигнал логической единицы. Так как элементы. запрета 13 и 14 выдают сигнал единицы. только при наличии на их инверсных и прямых входах комбинации сигналов ноль и единица соответственно, то на выходе второго элемента запрета 14 появится единичный импульс, который поступит через элемент ИЛИ 15 на вход счетчика 16 и будет сосчитан.

В том случае, когда в устройство попадает оптически прозрачный шар, то токи 17 и 18 фотоприемников 7 и 8 меняются в соответствии с графиком, приведенным на фиг, 3.

При этом ток первого фотоприемника 7 сначала убывает до ми нимума вследствие преломления света в теле шара, нарастает до максимума, когда центр шара пересекает оптическую ось источника света, снова убывает до минимума (опять-таки же вследствие преломления) и наконец становится максимальным при выходе шара из светового потока. При этом на выходах первого порогового элемента 9 и формирователя

11 импульсов появляются соответственно по два импульса на каждый проходящий прозрачный шар, При этом ток

Формула изобретения

5 95723 через второй фотоприемник 8 изменяется от нуля до максимального значения и наоборот, только один раз (так как оптическая ось второго фотоприемника 8 смещена относительно оси источника света) > и на выходе второго формирователя 12 импульсов появляется только один импульс при прохождении одного шара. Смещение оптических осей и пороги срабатывания порого-<0 вых элементов 9 и 10 выбраны так, что начало импульса, появляющегося на выходе второго порогового элемента, и начало импульса на выходе первого порогового элемента совпадают, а сле- 1$ довательно, совпадают и время появления второго единичного импульса на выходе формирователя 11 импульсов и время noRвления единичного импульса на выходе формирователя 12 импульсов. 20

В результате появление первого импульса на выходе формирователя 11 импульсов приводит к появлению на инверсном и прямом входах элементов за- прета 13 и 14 комбинаций сигналов 2s

1001 соответственно. Комбинация 01 приводит к появлению на выходе второго элемента запрета 14 единичного импульса, поступающего через элемент ИЛИ 15 на выход счетчика 16. щ

Появление на выходе формирователя 11 импульсов второго импульса и одновременное появление импульса на выходе формирователя 12 импульсов приводит к одинаковой комбинации 11 сигналов на инверсном и прямом входах элементов запрета 13 и 14, которая так же, как и комбинация 00, является запрещенной и, следовательно, импульсы на вход счетчика 16 в этом случае не поступают.

Таким образом, устройство позволяет производить счет как оптически прозрачных, так и непрозрачных обьектов, чередующихся между собой в любой последовательности при любой скорости их перемещения, Такая задача может возникнуть, например, при исследованиях законов движения отдельньГх шарообразных элементов в корпусах

50 с большим количеством этих элементов, где приходится эти отдельные элементы метить, например выполнять их не9 6 прозрачными, а другие, наоборот, прозрачными, 1 . У строй ство для счета шарообразных предметов, в непрозрачном корпусе которого диаметрально противоположно расположены первое и второе оптические окна, напротив которых установлены соответственно источник света и первый фотоприемник, выход которого подключен к входу первого порогового элемента, и содержащее счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены второй фотоприемник, второй пороговый элемент, формирователи импульсов, элементы запрета и элемент ИЛИ, в корпусе выполнено третье оптическое окно, напротив которого установлен второй фотоприемник, выход которого соединен с входом второго порогового элемента, выходы пороговых элементов через соответствующие формирователи импульсов соединены попарно с входами элементов запрета, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к входу счетчика.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что точки пересечения оптических осей фотоприемников с поверхностью корпуса устройства расположены на одной образующей цилиндрической поверхности корпуса..

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что расстояние между оптическими осями фотоприемников удовлетворяет условию

6>6>3 b-á) где 6 - ширина оптических окон фотоприемников;

Ь - ширина оптического окна источника света, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 767796, кл. G 06 M 11/00, 1978.

2, Информационный листок

N 78- 1164 ВНИИМИ, 1978 (прототип).

957239 (Рю Р

ВНИИПИ Заказ 6601/39 Тираж 73 Подписное филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4