АДАПТИВНЫЙ ДАТЧИК ИДЕНТИФИКАЦИИ И КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ
ADAPTIVE POSITION IDENTIFICATION AND CONTROL TRANSDUCER FOR ARTICLES WITH ENHANCED RELIABILITY

Изобретение относила к области автоматизации в машиностроении и предназначено для контроля положения и идентификации изделий с учетом их вида материала и термического состояния в автоматизированных высокопроизводительных производствах по сборке изделий, а также для решения общих задач автоматизации различных производственных процессов.
Известен датчик, содержащий чувствительный элемент, чувствительная поверхность которого является чувствительной поверхностью датчика, логический элемент И, выходную клемму (см. RU №2343540, МПК Q06M 3/00 (2006.01), Н01Н 36/00 (2006.01), 10.01,2009, бюл. №1).
Однако такой датчик не позволяет производить идентификацию (распознавание) и контроль положения металлических изделий как с учетом их вида материала, так и с учетом состояния, например, таких как нагретые металлические и ненагретые  неметаллические изделия. В связи с этим такой датчик имеет ограниченные функциональные возможности при решении задач в части автоматизации производственных процессов, включающих такие технологические операции, как идентификация и (или) контроль положения различных видов изделий.
Вместе с тем, такой датчик имеет сравнительно низкую надежность работы. Поэтому применение такого датчика недопустимо в составе объектов эксплуатации с высокой надежностью их работы, которые не предусматривают незапланированных остановок их работы в течение всего технологического цикла контроля изделий, так как при случайном появлении короткого замыкания на выходе датчика происходит отказ в его работе и, следовательно, отказ в работе объектов эксплуатации.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является адаптивный датчик, содержащий датчик контроля изделий, чувствительная поверхность которого является чувствительной поверхностью адаптивного датчика, первую выходную клеммы, являющуюся первым выходом адаптивного датчика, вторую и третью выходные клеммы, являющиеся вторым и третьим выходами адаптивного датчика, логический элемент И, блок индикации, генератор электрических колебаний, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом генератора электрических колебаний (см. RU №2458322 С1, МПК G01D 5/12 (2006.01), бюл. №22).
Однако такой адаптивный датчик позволяет производить идентификацию (распознавание) и контроль положения металлических и неметаллических изделий, т.е. производит контроль  изделий только с учетом их вида материала, из которого они изготовлены, и не позволяет производить контроль изделий как с учетом их вида материала, так и с учетом их термического состояния, например, таких как нагретые металлические и не нагретые неметаллические изделия. В связи с этим такой адаптивный датчик имеет ограниченные функциональные возможности при решении  задач в части автоматизации производственных процессов, включающих такие технологические операции, как идентификация и (или) контроль положения различных видов изделий.
Наряду с этим, такой адаптивный датчик имеет сравнительно низкую надежность работы и применение его недопустимо в составе объектов эксплуатации с высокой надежностью их работы, которые не предусматривают незапланированных остановок их работы в течение всего технологического цикла контроля изделий, так как при случайном появлении в таком адаптивном датчике на его первом выходе короткого замыкания происходит отказ в его работе. Пои этом, несмотря на появление отказа, с его второго и третьего выходов подается на пульт управления объекта его эксплуатации ложная информация в виде двухразрядного двоичного цифрового кода о том, что им производится контроль положения и идентификация (распознавание) вида контролируемого изделия.
Кроме того, в таком адаптивном датчике сканирование его входов программирования функциональных возможностей осуществляется тремя значениями двухразрядного двоичного цифрового кода 00, 10 и 01, т.е сканирование указанных его входов производится избыточным числом значений двухразрядного двоичного цифрового кода, при котором в процессе программирования функциональных возможностей адаптивного датчика его значение 00 участия не принимает. При значении 00 указанного кода на входах программирования адаптивного датчика изменения его функциональных возможностей не происходи так как в этом случае, несмотря на нахождение контролируемого изделия в зоне чувствительности адаптивного датчика, сигнал о контроле положения изделия на выходе адаптивного датчика не отрабатывается и он продолжает находиться в исходном состоянии. Таким образом, наличие избыточного значения 00 двухразрядного двоичного цифрового кода для сканирование входов программирования функциональных возможностей адаптивного датчика снижает его быстродействие, что ухудшает его эксплуатационные характеристики.
Задача, решаемая изобретением - расширение функциональных возможностей с повышением надежности работы адаптивного датчика и улучшение его эксплуатационных характеристик.
Задача решается тем, что:
в адаптивный датчик по варианту 1 его исполнения, содержащий датчик контроля изделий с чувствительной поверхностью, являющейся чувствительной поверхностью адаптивного датчика, первый логический элемент И, генератор электрических колебаний, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом генератора электрических колебаний, первый блок индикации, введены счетный триггер, вход которого подключен к выходу логического элемента ИЛИ НЕ, прямой выход - к первому входу первого логического элемента И, второй вход которого соединен с входом первого блока индикации и с первым выходом датчика контроля изделий, выполненным в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий, второй логический элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с инверсным выходом счетного триггера и вторым выходом датчика контроля изделий, выход - с выходом первого логического элемента И, второй блок индикации, вход которого подключен к второму выходу датчика контроля изделий, логический элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами датчика контроля изделий, выход - с вторым входом логического элемента ИЛИ-НЕ, транзистор p-n-р типа, эмиттер которого подключен к выходам первого и второго логических элементов И, первый резистор, включенный параллельно выводам базы и эмиттера транзистора, точка соединения вывода базы которого и одного вывода первого резистора является первым выходом адаптивного датчика, второй резистор, первый вывод которого соединен с выводом коллектора транзистора, второй вывод - с общей "землей" схемы адаптивного датчика, пороговый элемент, вход которого подключен к выводу коллектора транзистора, третий логический элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с прямым выходом счетного триггера и с первым выходом датчика контроля изделий, третий вход - с выходом порогового элемента, четвертый логический элемент И, первый и второй входы которого подключены соответственно к инверсному выходу счетного триггера и второму выходу датчика контроля изделий, третий вход - к выходу порогового элемента, выход - к выходу третьего логического элемента И, третий блок индикации, вход которого соединен с выходом порогового элемента, при этом прямой, инверсный выходы счетного триггера и точка соединения выходов третьего и четвертого логических элементов И являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами адаптивного датчика, причем логические сигналы прямого и инверсного выходов счетного триггера образуют двухразрядный двоичный цифровой код, значения 10 и 01 которого являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий, потенциальные информационные сигналы контроля положения которых отрабатываются на первом или четвертом выходах адаптивного датчика, а выходы логических элементов И выполнены в виде открытых выходов Н-типа;
в адаптивном датчике по варианту 2 его исполнения, выполненном по варианту 1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических и ненагретык металлических и неметаллических изделий, а значения 10 и 01 двухразрядного двоичного цифрового кеда являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических и ненагретых металлических и неметаллических изделий;
в адаптивном датчике по варианту 3 его исполнения, выполненном по варианту 1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий, а значения 10 и 01 двухразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий;
в адаптивном датчике по варианту 4 его исполнения, выполненном по варианту 1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических и нагретых неметаллических изделий, а значения 10 и 01 двухразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических и нагретых неметаллических изделий;
в адаптивном датчике по варианту 5 его исполнения, выполненном по варианту 1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых металлических и нагретых металлических и неметаллических изделий, а значения 10 и 01 двухразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно ненагретых металлических и нагретых металлических и неметаллических изделий;
в адаптивном датчике по варианту 6 его исполнения, выполненном по варианту 1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических и нагретых неметаллических изделий, а значения 10 и 01 двухразрядного двойного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых металлических и нагретых неметаллических изделий;
в адаптивном датчике по 7 его исполнения, выполненном по варианту 1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых металлических и неметаллических и нагретых металлических и неметаллических изделий, а значения 10 и 01 двухразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно ненагретых металлических и неметаллических и нагретых металлических и неметаллических изделий;
в адаптивном датчике по варианту 8 его исполнения, выполненном по варианту 1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых неметаллических и ненагретых металлических  изделий, а значения 10 и 01 двухразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно ненагретых неметаллических и нагретых и ненагретых металлических изделий;
в адаптивном датчике по варианту 9 его исполнения, выполненном по варианту 1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых неметаллических и нагретых и ненагретых металлических изделий, а значения 10 и 01 двухразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых неметаллических и нагретых и ненагретых металлических изделий;
в адаптивном датчике по варианту 10 его исполнения, выполненном по варианту 1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых и ненагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий, а значения 10 и 01 двухразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых и ненагретых неметаллических и ненагретых металлических изделий;
в адаптивном датчике по варианту 11 его исполнения, выполненном по варианту 1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых и ненагретых неметаллических и нагретых металлических изделий, а значения 10 и 01 двухразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых и ненагретых неметаллических и нагретых металлических изделий;
в адаптивном датчике по варианту 12 его исполнения, выполненном по варианту 1, датчик контроля изделий выполнен в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых и ненагретых металлических и нагретых и ненагретых неметаллических изделий, а значения 10 и 01 двухразрядного двоичного цифрового кода являются кодами идентификации соответственно нагретых и ненагретых металлических и нагретых и ненагретых неметаллических изделий.
На фиг.1 представлена функциональная схема адаптивного датчика; на фиг. 2 - схема подключения к адаптивному датчику блока коммутации (в состав адаптивного датчика не входит), являющегося нагрузкой первого и четвертого выходов адаптивного датчика; на фиг.3 - диаграммы напряжений, поясняющие работу схемы адаптивного датчика при срабатывании его от контролируемых изделий при отсутствии короткого замыкания на первом выходе; на фиг.4 - диаграммы напряжений, поясняющие работу схемы адаптивного датчика при срабатывании его от контролируемых изделий при наличии короткого замыкания на первом выходе адаптивного датчика: в таблице приведено соответствие видов контролируемых изделий значениям двухразрядного двоичного цифрового кода для каждого варианта исполнения адаптивного датчика.
Адаптивный датчик содержит (см. фиг.1) датчик 1 контроля изделий, включающий первый и второй выходы, чувствительную поверхность 2, которая является чувствительной поверхностью адаптивного датчика,  первую, вторую и третью выходные клеммы 3, 4, и 5, являющиеся соответственно первым, вторым и третьим выходами адаптивного датчика, генератор электрических колебаний 6, логический элемент ИЛИ-НЕ 7, первый вход которого соединен с выходом генератора 6, счетный триггер 8, вход которого соединен с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ 7, прямой и инверсный выходы - соответственно с второй и третьей выходными клеммами 4 и 5, первый логический элемент И 9, первый и второй входы которого подключены соответственно к прямому выходу триггера 8 и к первому выходу датчика 1, второй логический элемент И 10, первый и второй входы которого соединены соответственно с инверсным выходом триггера 8 и вторым выходом датчика 1, выход - с выходом первого логического элемента И 9, первый и второй блоки 11 и 12 индикации, входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам датчика 1, логический элемент ИЛИ 13, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами датчика 1, выход - с вторым входом логического элемента ИЛИ-НЕ 7, транзистор 14 p-n-p-типа, эмиттер которого подключен к точке соединения выходов первого и второго логических элементов И 9 и 10, первый резистор 15, включенный параллельно выводам база и эмиттер транзистора 14, точка соединения вывода базы которого и одного из выводов первого резистора 15 подключена к первой выходной клемме 3, второй резистор 16, первый вывод которого соединен с выводом коллектора транзистора 14, второй вывод - с общей "землей" схемы адаптивного датчика, пороговый элемент 17 в виде триггера Шмитта, вход которого подключен к выводу коллектора транзистора 14, третий логический элемент И 18, первый и второй в коды которого соединены соответственно с прямым выходом счетного триггера 8 и первым выходом датчика 1, третий вход - с выходом порогового элемента 17, четвертый логический элемент И 19, первый и второй входы которого подключены соответственно к инверсному выходу счетного триггера 8 и второму выходу датчика 1, третий вход - к выходу порогового элемента 17, четвертую выходная клемму 20, подключенную к точке соединения выходов третьего и четвертого логических элементов И 18, 19 и являющуюся четвертым выходом адаптивного датчика, третий блок индикации 21, вход которого подключен к выходу порогового элемента 17. На каждой первой 3 или четвертой 20 выходной клемме отрабатываются потенциальные информационные сигналы контроля положения одного (нагретые металлические) и другого (ненагретые неметаллические) видов изделий 22. Причем выходная клемма 3 является основным рабочим выходом, а выходная клемма 20 - дублирующим выходом адаптивного датчика. При этом  выходы логических элементов И 9, 10, 18, 19 выполнены в виде открытых выходов Н-типа (см. ГОСТ 2. 743-91, таблица 4), например, на транзисторах p-n-p-типа с открытыми коллекторами. Причем выходные каскады логических элементов И 9, 10. 18, 19 имеют схему ограничения их выходного тока при коротком замыкании на их выходах, выполненную, например, на основе датчика тока в виде резистора по любой известной схеме. Ограничение тока короткого замыкания на выходах элементов 9, 10 обеспечивает достаточный уровень падения напряжения на резисторе 15 для поддержания транзистора 14 в открытом состоянии в течение всего времени действия короткого замыкания на клемме 3.
Логические сигналы прямого и инверсного выходов счетного триггера 8 образуют двухразрядный двоичный цифровой код идентификации конкретного вида контролируемого изделия 22 (см. таблицу).
Генератор 6, элемент 7, триггер 8 с их соответствующими электрическим связями служат для формирования на прямом и инверсном выходах триггера 8 импульсов напряжений U2 и U3 (см. фиг.3, фиг 4), которые подаются на первые входы элементов И 9, 18 и 10, 19 соответственно. С помощью этих импульсов производится сканирование первых входов соответственно элементов 9, 18 и 10, 19 для трансформирования функциональных возможностей адаптивного датчика переменными значениями двухразрядного двоичного цифрового кода 10, 01, старший и младший разряды которого образуют логически логические сигналы соответственно прямого и инверсного выходов триггера 8. В результате происходит трансформирование функциональных возможностей адаптивного датчика: при значении этого кода 10 адаптивный датчик трансформируется в датчик идентификации и контроля положения изделий 22 одного вида, а при значении этого кода 01 - в датчик идентификации и контроля положения изделий 22 другого вида (см. таблицу), после чего цикл сканирования триггером 8 указанными значениями двухразрядного двоичного цифрового кода первых входов соответственно элементов 9, 18 и 10. 19 повторяется, что обеспечивает автоматическое трансформирование функциональных возможностей адаптивного датчика. При этом устраняется необходимость вмешательства оператора в процесс работы автоматизированного технологического объекта эксплуатации для смены двухразрядного двоичного цифрового кода вручную, например, с его пульта управления в случаях перехода с одного вида контролируемого изделия 22 на другой eго вид,
Наряду с этим, в адаптивном датчике реализована автоматическая адаптация его к конкретному виду контролируемого изделия. При этом адаптация к одному или другому виду контролируемого изделия при смене одного его вида на другой без прерывания технологического процесса контроля автоматизированного технологического объекта эксплуатации осуществляется также самим адаптивным датчиком. Это достигается тем, что в нем каждому значению двухразрядного двоичного цифрового кода 10 или 01, формируемого соответственно на прямом и инверсном выходах триггера 8, поставлен в однозначное соответствие ему один или другой вид контролируемого изделия 22 (см. таблицу).
Вместе с тем, в адаптивном датчике введена электрическая связь с выходом датчика 1 через элемент 13 на второй вход элемента 7, которая обеспечивает автоматическое трансформирование функциональных возможностей адаптивного датчика и автоматическую адаптацию его к конкретному виду контролируемого изделия 22.
В случае отсутствия в адаптивном датчике электрической связи с выходов датчика 1 через элемент 13 на второй вход элемента 7 невозможно было бы обеспечить полную его адаптацию к конкретному виду контролируемого изделия и автоматическое трансформирование его функциональных возможностей, так как на его выходной клемме 3 или 20 в этом случае появляется  искаженный сигнал, несущий информацию о контроле положения изделия потенциального информационного сигнала контроля положения изделия на первом или втором выходе датчика 1. В этом случае выходной сигнал  клемме 3 или  на клемме 20 адаптивного датчика имел бы импульсную форму и состоял бы из пачки импульсов, длительность которой равна времени нахождения контролируемого изделия 22 в зоне действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика, а количество импульсов в пачке - частному от деления длительности нахождения контролируемого одного (другого) вида изделия в зоне действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика к периоду следования импульсов с напряжением U2 (U3) с прямого (инверсного) выхода триггера 8 (см. Фиг.3, фиг.4).
Такое представление выходного сигнала адаптивного датчика в виде пачки импульсов потребовало бы большего объема программных и аппаратных средств для обработки результатов контроля положения и идентификации конкретного вида контролируемого изделия в микропроцессорных устройствах управления автоматизированным технологическим объектом   эксплуатации, а также привело бы к снижению быстродействия адаптивного датчика. Это в свою очередь существенно ухудшило бы его эксплуатационные характеристики.
1
2
3
4
Наличие же в адаптивном датчике указанной электрической связи обеспечивает формирование на его выходной клемме 3 или на выходной клемме 20 в неискаженном виде соответственно потенциального информационного  сигнала U6 или U7, несущего информацию о контроле положения изделия. Длительность t-t (t-t) такого сигнала (см. на фиг.3, фиг.4 диаграммы U6, U7) соответствует времени нахождения контролируемого одного (другого)вида изделия в зоне действия чувствительной поверхности 2 (см. фиг.1) адаптивного датчика, и такой сигнал не требует дополнительной его обработки в микропроцессорных устройствах управления автоматизированным технологическим объектом эксплуатации.
1
2
3
4
1
3
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
2
4)
2
4
Формирование на выходной клемме 3 или на выходной клемме 20 адаптивного датчика соответственно неискаженного потенциального информационного сигнала U6 или U7 с уровнями логической «1» (см. фиг.3, фиг.4) длительности t-t (t-t), несущего информацию о контроле положения им одного (другого) вида изделия, при наличии в нем электрической связи с первого или второго выхода датчика 1 через  элемент 13 на второй вход элемента 9 достигается следующим образом. Например, в момент времени t(t), когда на прямом и инверсном выходах триггера 8 установлено  текущее значение двухразрядного двоичного цифрового кода 10 (01), контролируемое изделие одного (другого) вида попадает в зону действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика, на выходе элемента 13 формируется передний фронт импульса t-t (t-t), например U4 (U5) с уровнем логической «1», которое блокирует элемент 7 по его второму входу. В результате импульсы с выхода элемента 7 на вход триггера 8 не проходят, и  работа последнего на время t-t (t-t) действия импульса U4 (U5) с уровнем логической «1» прерывается, после чего на выходах триггера 8 происходит фиксирование текущего значения 10(01) указанного кода на время t-t (t-t), т.е. на время действия импульса напряжения U4 (U5) с уровнем логической «1». При этом в течение времени t-t (t-t) адаптивный датчик трансформируется в датчик контроля одного (другого) вида изделия, и на его первом или четвертом выходе формируется неискаженный потенциальный сигнал, несущий информацию о контроле положения адаптивным датчиком изделия одного (другого) вида в виде одного сплошного импульса напряжения U6 или U7 c уровнем логической «1», так как в течение всего промежутка времени t-t (t-t) сохраняются постоянные значения 10 (01) двухразрядного двоичного цифрового кода. В момент времени t(t, когда изделие  одного (другого) вида выходит за пределы действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика, на его выходной клемме 3 или 20 формирования импульса напряжения U6 или U7 с уровнем логической «1» заканчивается. В результате, начиная с момента времени t(t), т.е. по следу импульса напряжения U4 (U5), работа триггера 8 возобновляется и он переходит в состояние автоматического сканирования первых входов элементов 9, 18 и 10, 19, соответствующее его исходному состоянию, при котором он готов к очередному циклу контроля одного (другого) вида изделия.
Таким образом, наличие электрической связи с выхода датчика 1 через  элемент 13 на второй вход элемента 7 обеспечивает:
- автоматическую адаптацию предлагаемого датчика к одному или другому виду контролируемого им изделия;
- автоматическое трансформирование функциональных возможностей адаптивного датчика;
- формирование на выходной клемме 3 или 20 адаптивного датчика информационного потенциального сигнала в виде одного сплошного импульса соответственно напряжения U6 или U7 с уровнем логической "1" и устранение тем самым возможности формирования на его первом или четвертом выходе искаженного информационного сигнала в виде пачки импульсов соответственно напряжения U6 или U7 с уровнем логической "17
Вместе с тем, трансформирование функциональных возможностей адаптивного датчика с помощью двух значений двухразрядного двоичного цифрового кода увеличивает его быстродействие, чем обеспечивается улучшение его эксплуатационных характеристик.
Выходные клеммы 4, 5 адаптивного датчика предназначены для передачи текущих значений двухразрядного двоичного цифрового кода об идентификации одного или другого вида изделий из зоны их контроля на пульт управления автоматизированного технологического объекта эксплуатации для дальнейшей автоматической обработки результатов контроля изделий в его микропроцессорных устройствах управления и получения визуальной информации о результатах контроля адаптивным датчиком соответствующих видов контролируемых изделий,
При этом использование пульта управления автоматизированного технологического объекта, например второго комплекта блоков 11, 12 индикации (см. фиг.1) и выходных сигналов клемм 3, 4, 5 и 20, 4, 5, позволяет получать дистанционно от адаптивного датчика визуальную информацию об идентификации им одного или другого вида контролируемого изделия и определять состояние работоспособности или отказа адаптивного датчика при работе автоматизированного технологического объекта эксплуатации в штатном режиме или при проведении на нем ремонтных или пусконаладочных работ.
В варианте исполнения 1 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий по схеме (см. RU №2357208 С1, G01B 21/00 (2006.01), GQN 25/72 (2006.01), опубликовано  20.06.2009, бюл. №17), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием в ее кольцевом пазу, генератор электрических колебаний, к цепям колебательного контура которого подключены выходы индуктивного чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора электрических колебаний, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, ко входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, инвертор, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом инвертора, второй вход - с выходом первого порогового элемента, третий вход - с выходом формирователя, логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, второй вход - с выходом первого порогового элемента, первую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента И и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых металлических изделий, вторую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации ненагретых неметаллических изделий, емкостной чувствительный элемент, последовательно включенные мультивибратор, к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор, второй пороговый элемент, выход которого соединен со входом инвертора и с третьим входом логического элемента И.
В варианте исполнения 2 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических и ненагретых металлических и неметаллических изделий по схеме (см. RU №2350902 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), G01N 25/72 (2006.01), опубликовано 27.03.2009, бюл. №9), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием в ее кольцевом пазу, генератор электрических колебаний, к цепям колебательного контура которого подключены выходы индуктивного чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора электрических колебании, к цепям колебательного контура которого подключены выходы индуктивного  чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора  электрических колебаний, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, ко входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, инвертор, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом инвертора, второй вход - с выходом формирователя импульсов, первый логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, второй вход - с выходом первого порогового элемента, первую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента И и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых металлических изделий, вторую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации ненагретых металлических и неметаллических изделии, второй логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, емкостной чувствительный элемент, последовательно включенные мультивибратор, к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор, второй пороговый элемент, выход которого соединен со вторым входом второго логического элемента И и третьим входом первого логического элемента И, а также логический элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго логического элемента И, второй вход - с выходом второго порогового элемента, выход - со входом инвертора.
В варианте исполнения 3 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых металлических и нагретых неметаллических изделий по схеме (см. RU №2357209 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), опубликовано 27.05.2009, бюл. №15), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием в ее кольцевом пазу, генератор электрических колебаний, к цепям колебательного контура которого подключены выходы индуктивного чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора электрических колебаний, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, ко входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, первый инвертор, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, первый логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, первую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента И и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации ненагретых металлических изделий, второй логический элемент И, вторую выходную клемму, соединенную с выходом второго логического элемента И и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых неметаллических изделий, второй инвертор, вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, выход - к первому входу второго логического элемента И, емкостной чувствительный элемент, последовательно включенные мультивибратор к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор которого соединен со вторыми первого и второго логических элементов И, третьи входы которого подключены соответственно к выходам первого инвертора и формирователя импульсов.
В варианте исполнения 4 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических и нагретых неметаллических изделий по схеме (см. RU №2343408 С1, МПК G01B 21/00 (2008,01), G01N 25/72 (2006.01), опубликовано 10,01.2009, бюл. №1), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, размещенной в кольцевом пазу чашки ферритового сердечника с центральным отверстием со стороны его открытого торца, генератор электрических колебаний, к цепям колебательного контура которого подключены выходы индуктивного чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора электрических колебаний, первый логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, первую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента И и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых металлических изделий, инфракрасный фотоприемник, формирователь импульсов, ко входу которого подключен выход инфракрасного фотоприемника, емкостной чувствительный элемент, последовательно включенные мультивибратор, ко входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор, второй пороговый элемент, а также второй логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, второй вход - к выходу второго порогового элемента, выход - ко второму входу первого логического элемента И, инвертор, вход которого соединен с выходом второго логического элемента И, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, второй вход - к выходу инвертора, вторую выходную клемму, соединенную с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых неметаллических изделий,
В варианте исполнения 5 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых металлических и нагретых металлических и неметаллических изделий по схеме (см. RU №2349876 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), G01N 25/72 (2006.01), опубликовано 20.03.2009, бюл. №8), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием в ее кольцевом пазу, генератор электрических колебаний, к цепям колебательного контура которого подключены выходы индуктивного чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора электрических колебаний, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, ко входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, инвертор, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом инвертора, второй вход - с выходом формирователя импульсов, первую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации ненагретых металлических изделий, первый логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, вторую клемму, подключенную к выходу первого логического элемента И и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых металлических и неметаллических изделий, второй логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, выход - с входом инвертора, емкостной чувствительный элемент, последовательно включенные мультивибратор, к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор, второй пороговый элемент, выход которого соединен со вторым входом второго логического элемента И, а также логический элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, второй вход - с выходом второго порогового элемента, выход - со вторым входом первого логического элемента И.
В варианте исполнения 6 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых металлических и неметаллических и ненагретых неметаллических изделий по схеме (см. RU №2350903 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), G01N 25/72, 92006.01), опубликовано 27.03.2009, бюл. №9), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием в ее кольцевом пазу, генератор электрических колебаний, к цепям колебательного контура которого подключены выходы индуктивного чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора электрических колебаний, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, ко входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, второй вход - с выходом формирователя импульсов, первый логических элемент И, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, первую выходную клемму, соединенную с выходом первого логического элемента И и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых металлических и неметаллических изделий, второй логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ, вторую выходную клемму, подключенную к выходу второго логического элемента И и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации ненагретых неметаллических изделий, емкостной чувствительный элемент, последовательно включенные мультивибратор, к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор, второй пороговый элемент, выход которого соединен со вторым входом второго логического элемента И, а также логический элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, второй вход - с выходом второго порогового элемента, выход - со вторым входом первого логического элемента И.
В варианте исполнения 7 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых металлических и неметаллических и нагретых металлических и неметаллических изделий по схеме (см. RU №2344412 C1, МПК G01B 21/00 (2006.01), G01N 25/72 (2006.01), опубликовано 20.12.2009, бюл. №35), включающей емкостной чувствительный элемент в виде токопроводящей пластины, последовательно включенные генератор электрических колебаний, к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор, пороговый элемент, инвертор, а также логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом инвертора, первую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации ненагретых металлических и неметаллических изделий, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь, ко входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, а его выход единен со вторым входом логического элемента ИЛИ-НЕ и со второй входной клеммой, являющейся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых металлических и неметаллических изделий.
В варианте исполнения 8 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации ненагретых неметаллических изделий и нагретых и ненагретых металлических изделий по схеме (см. RU №2354933 С1, МПК G01B 21/00 (2006.01), G01N 25/72 (2006.01), опубликовано 10.05.2009, бюл. №33), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием в ее кольцевом пазу, генератор электрических колебаний, к цепям колебательного контура подключены выходы индуктивного чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора электрических колебаний, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, ко входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, инвертор, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом инвертора, второй вход - с выходом первого порогового элемента, третий вход - с выходом формирователя импульсов, первую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации ненагретых неметаллических изделий, логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом, формирователя импульсов, второй вход - с выходом первого порогового элемента, логический элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу логического элемента И, второй вход - к выходу первого порогового элемента, вторую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых и ненагретых металлических изделий, емкостной чувствительный элемент, последовательно включенные мультивибратор, к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор, второй пороговый элемент, выход которого соединен со входом инвертора.
В варианте исполнения 9 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых неметаллических изделий и нагретых и ненагретых металлических изделий по схеме (см. RU №2351893 C1, МПК G01B 21/00 (2006.01), G01N 25/72 (2006.01), опубликовано 10.04.2009, бюл. №10), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием в ее кольцевом пазу, генератор электрических колебаний, к цепям колебательного контура которого подключены выходы индуктивного чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора электрических колебаний, первый логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, емкостной чувствительный элемент, последовательно включенные мультивибратор, к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор, второй пороговый элемент, а также второй логический элемент И, второй вход которого подключен к выходу второго порогового элемента, инвертор, вход которого соединен с выходом второго логического элемента И, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к выходу инвертора, второй вход - к выходу первого порогового элемента, первую выходную клемму, соединенную с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых неметаллических изделий, третий логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, второй вход - с выходом второго порогового элемента, логический элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, второй вход - к выходу третьего логического элемента И, вторую выходную клемму, соединенную с выходом логического элемента ИЛИ и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых и ненагретых металлических изделий, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, ко входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, а выход его соединен с первым входом второго логического элемента И и вторым входом первого логического элемента И.
В варианте исполнения 10 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий и ненагретых металлических изделий по схеме (см. RU №2359223 C1, МПК G01B 21/00 (2006.01), G01N 25/72 (2006.01), опубликовано 20.06.2009, бюл. №17), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием в ее кольцевом пазу, генератор электрических колебаний, к цепям колебательного контура которого подключены выходы индуктивного чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора электрических колебаний, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, первый инвертор логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого инвертора, второй вход - с выходом первого порогового элемента, первую выходную, клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий, первый логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, вторую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента И и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации ненагретых металлических изделий, второй логических элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, емкостной чувствительный элемент, последовательно включенные мультивибратор, к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор, второй пороговый элемент, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго логических элементов И, а также логический элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго логического элемента И, второй вход - с выходом второго порогового элемента, выход - со входом первого инвертора, второй инвертор, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, а его выход соединен с третьим входом первого логического элемента И.
В варианте исполнения 11 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий и нагретых металлических изделий по схеме (см. RU №2351894 C1, МПК G01B 21/00 (2006.01), G01N 25/72 (2006.01), опубликовано 10.04.2009, бюл. №10), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, помещенной со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием в ее кольцевом пазу, генератор электрических колебаний, к цепям колебательного контура которого подключены выходы индуктивного чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора электрических колебаний, первый и второй инфракрасные фотоприемники, формирователь импульсов, к входу которого подключены выходы инфракрасных фотоприемников, инвертор, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом инвертора, второй вход - с выходом первого порогового элемента, первую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий, первый логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, второй вход - с выходом первого порогового элемента, вторую выходную клемму, подключенную к выходу первого логического элемента И и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых металлических изделий, второй логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, емкостной чувствительный элемент, последовательно включенные мультивибратор, к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор, второй пороговый элемент, выход которого соединен со вторым входом второго логического элемента И и третьим входом первого логического элемента И, а также логический элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго логического элемента И, второй вход - с выходом второго порогового элемента, выход - со входом инвертора.
В варианте исполнения 12 адаптивного датчика датчик 1 выполнен, например, в виде бесконтактного датчика идентификации нагретых и ненагретых металлических изделий и нагретых и ненагретых неметаллических изделий по схеме (см. RU №2344372 C1, МПК G01B 21/00 (2006.01), опубликовано 20.01.2009, бюл. №2), включающей индуктивный чувствительный элемент, выполненный в виде катушки индуктивности, размещенной со стороны открытого торца чашки ферритового сердечника с центральным отверстием в ее кольцевом пазу, генератор электрических колебаний, к цепям колебательного контура которого подключены выходы индуктивного чувствительного элемента, первый пороговый элемент, вход которого подключен к выходу генератора электрических колебаний, логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, первую выходную клемму, подключенную к выходу логического элемента И и являющуюся первым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых и ненагретых металлических изделий, емкостной чувствительный элемент, последовательно включенные мультивибратор, к входу которого подключен емкостной чувствительный элемент, детектор, второй пороговый элемент, а также инвертор, вход которого соединен с выходом второго порогового элемента и со вторым входом логического элемента И, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к выходу инвертора, второй вход - к выходу первого порогового элемента, вторую выходную клемму, соединенную с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ и являющуюся вторым выходом датчика, на котором отрабатывается потенциальный информационный сигнал напряжения, несущий информацию об идентификации нагретых и ненагретых неметаллических изделий.
Соответствие значений двухразрядного двоичного цифрового кода конкретному виду контролируемого изделия для каждого исполнения адаптивного датчика приведено в таблице.
Генератор 6 является тактовым генератором для триггера 8 и выполнен, например, на основе мультивибратора по схеме симметричного автогенератора прямоугольных импульсов на операционном усилителе (см. книгу "Шило В.Л. Линейные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: Сов. Радио", 1974, с.175, рис.4.42, а).
Блоки 11 и 12 индикации служат для формирования визуальных информационных сигналов, несущих информацию об идентификации и контроле положения конкретного вида изделия, контролируемого адаптивным датчиком, а также для определения состояния работоспособности или отказа адаптивного датчика при ремонте и проведении пусконаладочных работ на объекте его эксплуатации.
Блок 21 индикации предназначен для формирования визуального информационного сигнала, несущего информацию о том, что на первом выходе (клемма 3) адаптивного датчика имеет место аварийная ситуация из-за наличия на нем коротко замыкания и что рабочим выходом адаптивного датчика, начиная с момента возникновения короткого замыкания, является четвертый выход (клемма 20).
Блоки 11, 12 и 21 индикации выполнены, например, на основе (см. фиг.1) последовательно соединенных резистора, подключенного первым выводом к первому или второму выходам датчика 1 контроля изделий, и светодиода, катод которого подключен к общей "земле" схемы адаптивного датчика.
Резистор 15, включенный между точкой соединения выходов элементов 9, 10 и клеммой 3, является датчиком тока короткого замыкания на выходах элементов 9, 10.
Резисторы 15, 16, транзистор 14, элемент 17 образуют цепь контроля наличия короткого замыкания на клемме 3, которая обеспечивает переключение выходного сигнала адаптивного датчика с клеммы 3 на клемму 20 в момент возникновения короткого замыкания на клемме 3 путем деблокирования элементов 18, 19 по их третьим входам сигналом напряжения с уровнем логической "1", поступающим с выхода элемента 17. Таким образом, в момент возникновения короткого замыкания на выходной клемме 3 адаптивный датчик теряет работоспособность и в этот же момент происходит восстановление ее с помощью цепи контроля наличия короткого замыкания на клемме 3, что обеспечивает повышение надежности работы адаптивного датчика. Восстановление работоспособности адаптивного датчика при возникновении короткого замыкания на клемме 3 осуществляется следующим образом.
При отсутствии короткого замыкания на клемме 3 цепь контроля наличия короткого замыкания на ней, блок 21 и элементы 18, 19 с клеммой 20 находятся в "спящем горячем" резерве и на работу остальной части схемы адаптивного датчика не влияют. В момент появления на клемме 3 аварийной ситуации в виде короткого замыкания находящаяся в "спящем горячем" резерве часть схемы адаптивного датчика включается. При этом происходит деблокирование элементов 18, 19 по их третьим входам сигналом напряжения с уровнем логической "1" с выхода элемента 17, и клемма 20 вместо клеммы 3 становится рабочим выходом адаптивного датчика до тех пор, пока не будет снято с клеммы 3 короткое замыкание. После снятия короткого замыкания с клеммы 3 происходит блокирование элементов 18, 19 по их третьим входам сигналом напряжения с уровнем логического "0" с выхода элемента 17, и адаптивный датчик снова возвращается в исходное состояние, и его основным рабочим выходом снова становится клемма 3.
Использование второго комплекта блока 21 индикации и выходного сигнала клеммы 3 обеспечивает получение дистанционно на пульте управления объекта эксплуатации визуальной информации о рабочем или аварийном состоянии адаптивного датчика.
При описании работы адаптивного датчика подразумевается, что между каждой выходной клеммой 3, 20 и общей "землей" его схемы подключено нагрузочное сопротивление (на фиг.1 не показано), чтобы логические уровни напряжений на его выходных клеммах 3 и 20, приводимые ниже в тексте и на диаграммах U6, U7 (см. фиг.3, фиг.4) реально соответствовали логическим уровням напряжений на выходных клеммах 3, 20 схемы, приведенной на фиг.1.
Для наглядности и лучшего понимания работы адаптивного датчика на фиг.2 приведена схема подключения к нему блока 25 коммутации (в состав адаптивного датчика 26 не входит), являющегося нагрузкой первого {клемма 3) и четвертого (клемма 20) выходов адаптивного датчика 26. Блок 25 коммутации выполнен, например, на основе первого электромагнитного пускателя, включающего обмотку 27, замыкающие контакты 28, и второго электромагнитного пускателя, включающего обмотку 29, замыкающие контакты 30. Первый вход блока 25 коммутации подключен, например, к первой выходной клемме 3 адаптивного датчика 26, второй вход блока 25 коммутации - к четвертой выходной клемме 20 адаптивного датчика 26. Замыкающие контакты 28, 30 электромагнитных пускателей соединены между собой параллельно. Одни соединенные между собой выводы контактов 28, 30 подключены к общей "земле" схемы блока 25 коммутации, другие соединенные между собой выводы этих контактов, являющиеся выходом блока 25 коммутации, подключены к обмотке управления (на фиг.2 не показана) исполнительного механизма объекта эксплуатации адаптивного датчика.
Адаптивный датчик работает следующим образом.
Далее рассмотрена работа адаптивного датчика на примере работы адаптивного датчика, выполненного по варианту 1 его исполнения, в двух режимах: в режиме контроля нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий при отсутствии короткого замыкания на выходной клемме 3 и в режиме контроля нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий при коротком замыкании на выходной клемме 3. При этом контролируемое изделие 22 (см. фиг.1) перемещается в радиальном направлении параллельно чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика в пределах зоны действия его чувствительной поверхности в одном из направлений по стрелке 23 или 24. При этом работа адаптивного датчика, выполненного по остальным вариантам его исполнения, аналогична его работе, описанной ниже в двух режимах для случая выполнения адаптивного датчика по варианту 1 его исполнения. Отличие работы адаптивного датчика, выполненного по остальным вариантам исполнения, состоит лишь в том, что срабатывание его происходит от других сочетаний двух видов контролируемых изделий, указанных в таблице для соответствующих вариантов его исполнения.
1. Работа адаптивного датчика в режиме контроля нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий при отсутствии короткого замыкания на выходной клемме 3.
0
0
0
1
0
1
В момент подачи напряжения питания на адаптивный датчик контролируемое изделие 22 находится вне зоны действия его чувствительной поверхности 2. После подачи в момент времени t на адаптивный датчик напряжения питания датчик 1 устанавливается в исходное состояние, при котором на его первом и втором выходах устанавливаются соответственно напряжения U4 и U5 с уровнями логического "0" (см. фиг.3), которые подаются соответственно на входы блоков 11 и 12, на первый и второй входы элемента 13, вторые входы элементов 9, 18 и 10, 19. В результате светодиоды блоков 11, 12 переходят в погашенное состояние, на выходе элемента 13, втором входе элемента 7, на выходах элементов 9, 10 устанавливаются напряжения с уровнями логического "0", а на клемме 3 и на выходах элементов 18, 19, клемме 20 - соответственно напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0", так как на вторых входах элементов 9, 18 и 10, 19 установлены соответственно напряжения U4 и U5 с уровнями логического "0", и выходы элементов 9, 10 и 18, 19 включены по схеме "монтажное ИЛИ". Наряду с этим после подачи напряжения питания транзистор 14 переходит в закрытое состояние, так как на резисторе 15 установлен уровень напряжения, недостаточный для открывания транзистора 14. Поэтому на входе элемента 17 через резистор 18 устанавливается напряжение с уровнем логического "0", при котором на выходе элемента 17, третьих входах элементов 18, 19, входе блока 21 устанавливается напряжение с уровнем логического "0". B результате под действием этого напряжения светодиод блока 21 переходит в погашенное состояние, а на выходах элементов 18, 19 и клемме 20 продолжает присутствовать напряжение U7 с уровнем логического "0" в течение всех циклов контроля нагретых металлических или ненагретых неметаллических изделий (см. фиг.3, диаграмма U7) до тех пор, пока в клемме 3 не появится короткое замыкание. Вместе с тем, в момент времени t генератор 6 переходит в режим генерации электрических колебаний, при котором на его выходе и первом входе логического элемента 7 появляется непрерывная последовательность прямоугольных импульсов напряжения, которые, проходя через первый вход элемента 7, инвертируются им и проходят на его выход и на вход триггера 8 в виде непрерывной последовательности импульсов напряжения U1 (см. фиг.3), так как на втором входе элемента 7 установлено с выхода элемента 13 напряжение с уровнем логического "0", разрешающее их прохождение на вход триггера 8, после чего триггер 8 переходит в режим счета импульсов по модулю два. В результате на прямом и инверсном выходах триггера 8 формируются последовательно значения двухразрядного двоичного цифрового кода, равные 10, 01 (см. фиг.3 диаграммы U2 и U3 на временном промежутке t-t), которыми сканируются первые входы соответственно элементов 9, 18 и 10, 19. В процессе сканирования двухразрядным двоичным цифровым кодом первых входов элементов 9, 18 и 10, 19 на временном промежутке t-t их переключения не происходит, так как на вторые входы элементов 9, 18 и 10, 19 поданы соответственно с первого и второго выходов датчика 1 напряжения U4 и U5 с уровнями логического "0", запрещающие их переключение. В результате на выходах элементов 9, 10 продолжают присутствовать напряжения с уровнями логического "0", а на клемме 3 и из выходах элементов 18, 19, клемме 20 - соответственно напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0".
Таким образом, после подачи напряжения питания адаптивный датчик устанавливается в исходное состояние, при котором на выходных клеммах 3 и 20 устанавливаются соответственно напряжения U6 и U7 с уровнями логического "0", генератор 6 находится в режиме генерации электрических колебаний, триггер 8 производит сканирование первых входов элементов 9, 13 и 10, 19 соответственно значениями 10 и 01 двухразрядного двоичного цифрового кода, на первом и втором выходах датчика 1 установлены соответственно напряжения U4 и US с уровнями логического "0", светодиоды блоков 11, 12, 21 находятся в погашенном состоянии, а контролируемое изделие 22 находится вне зоны действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика. При этом адаптивный датчик готов к первому циклу контроля одного (нагретого металлического) или другого (ненагретого неметаллического) вида изделия.
При работе адаптивного датчика в режиме контроля нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий при отсутствии короткого замыкания на клемме 3, описанном ниже в п.1.1 и п.1.2, часть его схемы, включающая цепь контроля наличия короткого замыкания на клемме 3, выполненную на транзисторе 14, первом и втором резисторах 15, 16, элементе 17, блок 21 и элементы 18, 19 с клеммой 20, находится в "спящем горячем" резерве и на работу остальной части схемы адаптивного датчика не влияет.
1.1. Контроль нагретых металлических изделий при отсутствии короткого замыкания на выходной клемме 3.
1
1
2
1
1
2
1
2
2
2
При перемещении контролируемого нагретого металлического изделия 22 в выбранном направлении оно входит в зону действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика, например, в момент времени t, когда на первых входах элементов 9, 18 и 10, 19 установлены с прямого и инверсного выходов триггера 8 соответственно напряжения U2 с уровнем логической "1" и U3 с уровнем логического "0", что соответствует текущему значению 10 двухразрядного двоичного цифрового кода, В результате происходит срабатывание датчика 1 и формирование на его первом выходе импульса напряжения U4 с уровнем логической "1" длительностью t-t (см. фиг.3). Этот импульс подается на вход блока 11, первый вход элемента 13 и на вторые входы элементов 9, 18. В результате по переднему фронту этого импульса светодиод блока 11 засвечивается, а светодиод блока 12 продолжает находиться в погашенном состоянии, так как на втором выходе датчика 1 продолжает присутствовать напряжение U5 с уровнем логического "0", на выходе элемента 13 и втором входе элемента 7 устанавливается напряжение с уровнем логической "1". При этом элемент 9 переключается в другое состояние, и на его выходе устанавливается напряжение с уровнем логической "1", так как на его первый и второй входы поданы соответственно с прямого выхода триггера 8 и с первого выхода датчика 1 напряжения U2 и U4 с уровнями логической "1". Так как выходы элементов 9 и 10 включены по схеме "монтажное ИЛИ", то на их выходах устанавливается напряжение с уровнем логической "1", а на клемме 3 - напряжение U6 с уровнем логической "1". Вместе с тем, в момент времени t по переднему фронту импульса напряжения U4 с уровнем логической "1" происходит блокирование элемента 7 по его второму входу выходным напряжением с уровнем логической "1" элемента 13. В результате прохождение импульсов напряжения с выхода генератора 6 через первый вход элемента 7 на его выход и вход триггера 8 прекращается, и на выходе элемента 7, входе триггера 8 устанавливается напряжение U1 с уровнем логического "0". При этом работа триггера 8 на временном промежутке t-t действия импульса напряжения U4 с уровнем логической "1" приостанавливается. После чего на прямом и инверсном выходах триггера 8 на время действия этого импульса устанавливаются соответственно фиксированные значения напряжений U2 с уровнем логической "1" и U3 с уровнем логического "0", что соответствует фиксированному значению 10 двухразрядного двоичного цифрового кода. Зафиксированное значение 10 двухразрядного двоичного цифрового кода в течение временного промежутка t-t действия импульса напряжения U4 с уровнем логической "1" подается с прямого и инверсного выходов триггера 8 соответственно на клеммы 4 и 5 адаптивного датчика и первые входы элементов 9, 18 и 10, 19. При этом переключения элементов 10 и 18, 19 в другое состояние не происходит, так как на первом и втором входах элемента 10 установлены с инверсного выхода счетного триггера 8 и второго выхода датчика 1 соответственно запрещающие его переключение напряжения U3 и U5 с уровнями логического "0", и на третьих входах элементов 18, 19 установлено с выхода порогового элемента 17 запрещающее их переключение напряжение с уровнем логического "0". Далее перемещающееся контролируемое изделие 22 выходит в момент времени t из зоны действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика. В результате в момент времени t по заднему фронту импульса напряжения U4 происходит переключение элемента 9 и, следовательно, адаптивного датчика в исходное состояние. На этом формирование импульса напряжения U6 с уровнем логической "1" на выходе адаптивного датчика заканчивается, и он готов к очередному циклу контроля нагретого металлического или ненагретого неметаллического изделия. В случае повторного перемещения контролируемого нагретого металлического изделия 22 относительно чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика в выбранном направлении описанный цикл его контроля повторяется.
Сформированный на клемме 3 адаптивного датчика 26 потенциальный информационный сигнал напряжения U6 с уровнем логической "1", несущий информацию о контроле положения нагретого металлического изделия, подается с нее (см. фиг.2) на первый вход блока 25 коммутации (в схему адаптивного датчика не входит). При этом контакты 28 блока 25 коммутации замыкаются (см. фиг.2) и включается обмотка управления (на фиг.2 не показана) исполнительного механизма объекта эксплуатации адаптивного датчика 26, подключенная к выходу блока 25 коммутации. Вместе с тем, замыкания контактов 30 блока 25 коммутации не происходит (см. фиг.2), так как на клемме 20 адаптивного датчика 26 присутствует напряжение с уровнем логического "0".
0
2
Следовательно, при контроле нагретых металлических изделий в этом режиме работы адаптивного датчика сигнал на его выходной клемме 3 однозначно соответствует потенциальному информационному сигналу напряжения U6 с уровнем логической "1", несущему информацию только о контроле положения нагретого металлического изделия, а двухразрядный двоичный цифровой код 10 на выходных клеммах 4, 5 и светодиод блока 11 в засвеченном состоянии - цифровому и визуальному информационным сигналам, несущим информацию только об идентификации нагретого металлического вида контролируемого изделия. При этом на выходной клемме 20 потенциальный информационный сигнал о контроле положения нагретого металлического изделия не отрабатывается, и на ней продолжает присутствовать напряжение U7 с уровнем логического "0". В этом случае работа адаптивного датчика описывается диаграммами U1-U7 на временном промежутке t-t (см. фиг.3).
1.2. Контроль ненагретых неметаллических изделий при отсутствии короткого замыкания на выходной клемме 3.
3
3
4
3
3
4
3
4
4
4
При перемещении контролируемого ненагретого неметаллического изделия 22 в выбранном направлении оно входит в зону действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика, например, в момент времени t, когда на первых входах элементов 9, 18 и 10, 19 установлены с прямого и инверсного выходов триггера 8 соответственно напряжения U2 с уровнем логического "0" и U3 с уровнем логической "1", что соответствует текущему значению 01 двухразрядного двоичного цифрового кода. В результате происходит срабатывание датчика 1 и формирование на его втором выходе" импульса напряжения U5 с уровнем логической "1" длительностью t-t (см. фиг.3). Этот импульс подается на вход блока 12, второй вход элемента 13 и на вторые входы элементов 10, 19. В результате по переднему фронту этого импульса светодиод блока 12 засвечивается, а светодиод блока 11 продолжает находиться в погашенном состоянии, так как на первом выходе датчика 1 продолжает присутствовать напряжение U4 с уровнем логического "0", на выходе элемента 13 и втором входе элемента 7 устанавливается напряжение с уровнем логической "1". При этом элемент 10 переключается в другое состояние и на его выходе останавливается напряжение с уровнем логической "1", так как на его первый и второй входы поданы соответственно напряжения U3 и U5 с уровнями логической "1". Так как выходы элементов 9 и 10 включены по схеме "монтажное ИЛИ", то на их выходах устанавливается напряжение с уровнем логической "1", а на клемме 3 - напряжение U6 с уровнем логической "1". Вместе с тем, в момент времени t по переднему фронту импульса напряжения U5 с уровнем логической "1" происходит блокирование элемента 7 по его второму входу выходным напряжением с уровнем логической "1" элемента 13. В результате прохождение импульсов напряжения с выхода генератора 6 через первый вход элемента 7 на его выход и вход триггера 8 прекращается, и на выходе элемента 7, входе триггера 8 устанавливается напряжение U1 с уровнем логического "0". При этом работа триггера 8 на временном промежутке t-t действия импульса напряжения U5 с уровнем логической "1" приостанавливается. После чего на прямом и инверсном выходах триггера 8 на время действия этого импульса устанавливаются соответственно фиксированные значения напряжений U2 с уровнем логического "0" и U3 с уровнем логической "1", что соответствует фиксированному значению 01 двухразрядного двоичного цифрового кода. Зафиксированное значение 01 двухразрядного двоичного цифрового кода в течение временного промежутка t-t действия импульса напряжения U5 с уровнем логической "1" подается с прямого и инверсного выходов триггера 8 соответственно на клеммы 4 и 5 адаптивного датчика и первые входы элементов 9, 13 и 10, 19. При этом переключения элементов 9 и 18, 19 в другое состояние не происходит, так как на первом и втором входах элемента 9 установлены с прямого выхода счетчика триггера 8 и первого выхода датчика 1 соответственно запрещающие его переключение напряжения U2 и U4 с уровнями логического "0", а на третьих входах элементов 18, 19 установлено с выхода порогового элемента 17 запрещающее их переключение напряжение с уровнем логического "0. Далее перемещающееся контролируемое изделие 22 выходит в момент времени t из зоны действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика. В результате в момент времени t по заднему фронту импульса напряжения U5 с уровнем логической "1" происходит переключение элемента 10, и, следовательно, адаптивного датчика в исходное состояние. На этом формирование импульса напряжения U6 с уровнем логической "1" на выходной клемме 3 адаптивного датчика заканчивается, и он готов к очередному циклу контроля ненагретого неметаллического или нагретого металлического изделия. В случае повторного перемещения контролируемого ненагретого неметаллического изделия 22 относительно чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика 6 выбранном направлении описанный цикл его контроля повторяется.
Сформированный на клемме 3 адаптивного датчика 26 потенциальный информационный сигнал напряжения U6 с уровнем логической "1", несущий информацию о контроле положения ненагретого неметаллического изделия, подается с нее (см. фиг.2) на первый вход блока 25 (в схему адаптивного датчика не входит). При этом контакты 28 блока 25 замыкаются (см. фиг.2) и включается обмотка управления (на фиг.2 не показана) исполнительного механизма объекта эксплуатации адаптивного датчика 26, подключенная к выходу блока 25. Вместе с тем, замыкания контактов 30 блока 25 не происходит (см. фиг.2), так как на клемме 20 адаптивного датчика 26 присутствует напряжение U7 с уровнем логического "0".
2
4
Следовательно, при контроле ненагретых неметаллических изделий 22 в этом режиме работы адаптивного датчика сигнал на его клемме 3 однозначно соответствует потенциальному информационному сигналу напряжения U6 с уровнем логической "1", несущему информацию только о контроле положения ненагретого неметаллического изделия, а двухразрядный двоичный цифровой код 01 на клеммах 4, 5 и светодиод блока 12 индикации в засвеченном состоянии - цифровому и визуальному информационным сигналам, несущим информацию только об идентификации ненагретого неметаллического вида контролируемого изделия. При этом на клемме 20 потенциальный информационный сигнал о контроле положения ненагретого неметаллического изделия не отрабатывается, и на ней продолжает присутствовать напряжение U7 с уровнем логического "0". В этом случае работа адаптивного датчика описывается диаграммами U1-U7 на временном промежутке t-t (см. фиг.3).
2. Работа адаптивного датчика в режиме контроля нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий при коротком замыкании на выходной клемме 3.
Исходное состояние адаптивного датчика описано выше после подачи на него напряжения питания.
В момент появления аварийной ситуации в виде короткого замыкания на клемме 3 увеличивается падение напряжения на резисторе 15 до такого уровня, при котором транзистор 14 открывается. В результате падение напряжения на резисторе 16 повышается до такого уровня, при котором элемент 17 переключается в другое состояние, и на его выходе, входе блока 21 и третьих входах элементов 18, 19 устанавливается напряжение с уровнем логической "1", после чего светодиод блока 21 засвечивается. Но под действием этого напряжения переключения элементов 18, 19 в другое состояние не происходит, и на их выходах и клемме 20 продолжает присутствовать напряжение U7 с уровнем логического "0", так как на вторые входы элементов 18 и 19 с первого и второго выходов датчика 1 поданы соответственно напряжения U4 и U5 с уровнями логического "0".
Таким образом, с момента появления на клемме 3 короткого замыкания:
- часть схемы адаптивного датчика, включающая блок 21, элементы 18, 19 с клеммой 20, цепь контроля наличия на клемме 3 короткого замыкания, выполненную на транзисторе 14, первом, втором резисторах 15, 16, элементе 17, переходит из состояния "спящего горячего" резерва в рабочее состояние, при котором происходит деблокирование элементов 18, 19 по их третьим входам путем подачи с выхода элемента 17 напряжения с уровнем логической "1", и клемма 20 вместо клеммы 3 становится рабочим выходом адаптивного датчика;
- элементы 9, 10 с клеммой 3 на работу схемы адаптивного датчика в режиме контроля нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий, описанном ниже в п.2.1 и п.2.2, влияния не оказывают, и на клемме 3 присутствует напряжение U6 с уровнем логического "0" в течение всех циклов контроля нагретых металлических и ненагретых неметаллических изделий 22 (см. фиг 4, диаграмма U6);
- светодиод блока 21 переходит в засвеченное состояние, сигнализируя о наличии короткого замыкания на клемме 3 адаптивного датчика.
2.1. Контроль нагретых металлических изделий при коротком замыкании на выходной клемме 3.
1
1
2
1
1
2
1
2
При перемещении контролируемого нагретого металлического изделия 22 в выбранном направлении оно входит в зону действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика, например, в момент времени t, когда на первых входах элементов 9, 18 и 10, 19 установлены с прямого и инверсного выходов триггера 8 соответственно напряжения U2 с уровнем логической "1" и U3 с уровнем логического "0", что соответствует текущему значению 10 двухразрядного двоичного цифрового кода. В результате происходит срабатывание датчика 1 и формирование на его первом выходе импульса напряжения U4 с уровнем логической "1" длительностью t-t (см. фиг.4). Этот импульс подается на вход блока 11, первый вход элемента 13 и на вторые входы элементов 9, 18. В результате по переднему фронту этого импульса светодиод блока 11 засвечивается, а светодиод блока 12 продолжает находиться в погашенном состоянии, так как на втором выходе датчика 1 продолжает присутствовать напряжение U5 с уровнем логического "0", на выходе элемента 13 и втором входе элемента 7 устанавливается напряжение с уровнем логической "1". При этом элемент 1'8 переключается в другое состояние, и на его выходе устанавливается напряжение с уровнем логической "1", так как на его первый и второй входы поданы соответственно с прямого выхода триггера 8 и с первого выхода датчика 1 напряжения U2 и U4 с уровнями логической "1", и на его третьем входе установлено с выхода элемента 17 напряжение с уровнем логической "1". Так как выходы элементов 18 и 19 включены по схеме "монтажное ИЛИ", то на их выходах, выходной клемме 20 устанавливается напряжение U7 с уровнем логической "1". Вместе с тем, в момент времени t по переднему фронту импульса напряжения U4 с уровнем логической "1" происходит блокирование элемента 7 по его второму входу выходным напряжением с уровнем логической "1" элемента 13. В результате прохождение импульсов напряжения с выхода генератора 6 через первый вход элемента 7 на его выход и вход триггера 8 прекращается и на выходе элемента 7, входе триггера 8 устанавливается напряжение U1 с уровнем логического "0". При этом работа триггера 8 на временном промежутке t-t действия импульса напряжения U4 с уровнем логической "1" приостанавливается. После чего на прямом и инверсном выходах триггера 8 на время действия этого импульса устанавливаются соответственно фиксированные значения напряжений U2 с уровнем логической "1" и U3 с уровнем логического "0", что соответствует фиксированному значению 10 двухразрядного двоичного цифрового кода. Зафиксированное значение 10 двухразрядного двоичного цифрового кода в течение временного промежутка t-t действия импульса напряжения U4 с уровнем логической "1" подается с прямого и инверсного выходов триггера 8 соответственно на клеммы 4 и 5 адаптивного датчика и первые входы элементов 9, 18 и 10, 19. При этом переключения элементов 19 и 9, 10 в другое состояние не происходит, так как на первом и втором входах элемента 19 установлены с инверсного выхода счетного триггера 8 и второго выхода датчика 1 соответственно запрещающие его переключение напряжения U3 и U5 с уровнями логического "0", и на клемме 3 установлено после короткого замыкания на ней напряжение U6 с уровнем логического "0".
2
Далее перемещающееся контролируемое изделие 22 выходит в момент времени t2 из зоны действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика. В результате в момент времени t по заднему фронту импульса напряжения U4 происходит переключение элемента 18 и, следовательно, адаптивного датчика в исходное состояние. На этом формирование импульса напряжения U7 с уровнем логической "1" на выходной клемме 20 адаптивного датчика заканчивается и он готов к очередному циклу контроля нагретого металлического или ненагретого неметаллического изделия. В случае повторного перемещения контролируемого нагретого металлического изделия 22 относительно чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика в выбранном направлении описанный цикл его контроля повторяется.
Сформированный на клемме 20 адаптивного датчика 26 потенциальный информационный сигнал напряжения U7 с уровнем логической "1", несущий информацию о контроле положения нагретого металлического изделия, подается с нее (см. фиг.2) на второй вход блока 25 (в схему адаптивного датчика не входит). При этом контакты 30 блока 25 замыкаются (см. фиг.2), и включается обмотка управления (не показана) исполнительного механизма объекта эксплуатации адаптивного датчика 26, подключенная к выходу блока 25 коммутации. Вместе с тем, замыкания контактов 28 блока 25 коммутации не происходит (см. фиг.2), так как на клемме 3 адаптивного датчика 26 присутствует напряжение U6 с уровнем логического "0".
0
2
Следовательно, при контроле нагретых металлических изделий в этом режиме работы адаптивного датчика сигнал на его выходной клемме 20 однозначно соответствует потенциальному информационному сигналу напряжения U7 с уровнем логической "1", несущему информацию только о контроле положения нагретого металлического изделия, а двухразрядный двоичный цифровой код 10 на выходных клеммах 4, 5 и светодиод блока 11 в засвеченном состоянии - цифровому и визуальному информационным сигналам, несущим информацию только об идентификации нагретого металлического вида контролируемого изделия. При этом на выходной клемме 3 потенциальный информационный сигнал о контроле положения нагретого металлического изделия не отрабатывается, и на ней продолжает присутствовать напряжение U6 с уровнем логического "0". В этом случае работа адаптивного датчика описывается диаграммами U1-U7 на временном промежутке t-t (см. фиг.4).
2.2. Контроль ненагретых неметаллических изделий при коротком замыкании на выходной клемме 3.
3
При перемещении контролируемого ненагретого неметаллического изделия 22 в выбранном направлении оно входит в зону действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика, например в момент времени t, когда на первых входах элементов 9, 18 и 10, 19 установлены с прямого и инверсного выходов триггера 8 соответственно напряжения U2 с уровнем логического "0" и U3 с уровнем логической "1", что соответствует текущему значению 01 двухразрядного двоичного цифрового кода. В результате происходит срабатывание датчика 1 и формирование на его втором выходе
3
4
3
3
4
3
4
импульса напряжения U5 с уровнем логической "1" длительностью t-t (см. фиг.4). Этот импульс подается на вход блока 12, второй вход элемента 13 и на вторые входы элементов 10, 19. В результате по переднему фронту этого импульса светодиод блока 12 засвечивается, а светодиод блока 11 продолжает находиться в погашенном состоянии, так как на первом выходе датчика 1 продолжает присутствовать напряжение U4 с уровнем логического "0", на выходе элемента 13 и втором входе элемента 7 устанавливается напряжение с уровнем логической "1". При этом элемент 19 переключается в другое состояние, и на его выходе устанавливается напряжение с уровнем логической "1", так как на его первый и второй входы поданы соответственно с инверсного выхода триггера 8 и с второго выхода датчика 1 напряжения U3 и U5 с уровнями логической "1", на его третьем входе установлено с выхода элемента 17 напряжение с уровнем логической "1". Так как выходы элементов 18 и 19 включены по схеме "монтажное ИЛИ", то на их выходах, выходной клемме 20 устанавливается напряжение U7 с уровнем логической "1". Вместе с тем, в момент времени t по переднему фронту импульса напряжения U5 с уровнем логической "1" происходит блокирование элемента 7 по его второму входу выходным напряжением с уровнем логической "1" элемента 13. В результате прохождение импульсов напряжения с выхода генератора 6 через первый вход элемента 7 на его выход и вход триггера 8 прекращается, и на выходе элемента 7, входе триггера 8 устанавливается напряжение U1 с уровнем логического "0". При этом работа триггера 8 на временном промежутке t-t действия импульса напряжения U5 с уровнем логической "1" приостанавливается. После чего на прямом и инверсном выходах триггера 3 на время действия этого импульса устанавливаются соответственно фиксированные значения напряжений U2 с уровнем логического "0" и U3 с уровнем логической "1", что соответствует фиксированному значению 01 двухразрядного двоичного цифрового кода. Зафиксированное значение 01 двухразрядного двоичного цифрового кода в течение временного промежутка t-t действия импульса напряжения U5 с уровнем логической "1" подается с прямого и инверсного выходов триггера 8 соответственно на клеммы 4 и 5 адаптивного датчика и первые входы элементов 9, 18 и 10, 19. При этом переключения элементов 18 и 9, 10 в другое состояние не происходит, так как на первом и втором входах элемента 18 установлены с прямого выхода счетного триггера 8 и первого выхода датчика 1 соответственно запрещающие его переключение напряжения U2 и U4 с уровнями логического "0", на клемме 3 установлено коротким замыканием на ней напряжение U6 с уровнем логического "0". Далее перемещающееся контролируемое изделие 22 выходит в момент времени U из зоны действия чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика.
4
В результате в момент времени t по заднему фронту импульса напряжения U5 происходит переключение элемента 19, и, следовательно, адаптивного датчика в исходное состояние. На этом формирование импульса напряжения U7 с уровнем логической "1" на выходной клемме адаптивного датчика заканчивается, и он готов к очередному циклу контроля нагретого металлического или ненагретого неметаллического изделия. В случае повторного перемещения контролируемого ненагретого неметаллического изделия 22 относительно чувствительной поверхности 2 адаптивного датчика в выбранном направлении описанный цикл его контроля повторяется.
Сформированный на клемме 20 адаптивного датчика потенциальный информационный сигнал напряжения U7 с уровнем логической "1", несущий информацию о контроле положения ненагретого неметаллического изделия, подается с нее (см. фиг.2) на второй вход блока 25 (в схему адаптивного датчика не входит). При этом контакты 30 блока 25 замыкаются (см. фиг.2) и включается обмотка управления (на фиг.2 не показана) исполнительного механизма объекта эксплуатации адаптивного датчика 26, подключенная к выходу блока 25 коммутации. Вместе с тем, замыкания контактов 28 блока 25 коммутации не происходит (см. фиг.2), так как на клемме 3 адаптивного датчика 26 присутствует напряжение U6 с уровнем логического "О".
Следовательно, при контроле ненагретых неметаллических изделий в этом режиме работы адаптивного датчика сигнал на его выходной клемме 20 однозначно соответствует потенциальному информационному сигналу напряжения U7 с уровнем логической "1", несущему информацию только о контроле положения ненагретого неметаллического изделия, а двухразрядный двоичный цифровой код 01 на выходных клеммах 4, 5 и светодиод блока 12 в засвеченном состоянии - цифровому и визуальному информационным сигналам, несущим информацию только об идентификации ненагретого неметаллического вида контролируемого изделия. При этом на выходной клемме 3 потенциальный информационный сигнал о контроле положения нечагретого неметаллического изделия не отрабатывается, и на ней продолжает присутствовать напряжение U6 с уровнем логического "0". В этом случае работа адаптивного датчика описывается диаграммами U1-U7 на временном промежутке 12-14 (см. фиг.4).
Таким образом, из описания схемы и работы адаптивного датчика следует, что он:
- обеспечивает идентификацию (распознавание) и контроль положения изделий как с учетом их вида материала, так и их термического состояния, что расширяет его функциональные возможности;
- при возникновении короткого замыкания на выходной клемме 3 не теряет работоспособность и тем самым повышается надежность его работы;
обеспечивает автоматическое трансформирование его функциональных возможностей только двумя значениями двухразрядного двоичного цифрового кода, т.е. обеспечивает такое трансформирование минимальным количеством значений двухразрядного двоичного цифрового кода, и тем самым повышает свое быстродействие и, следовательно, улучшает свои эксплуатационные характеристики:
- является многофункциональным устройством, так как в нем сочетаются функциональные возможности восьми типов устройств: бесконтактного датчика контроля положения изделий одного вида; бесконтактного датчика контроля положения изделий другого вида; бесконтактного устройства идентификации контролируемых изделий одного вида; бесконтактного устройства идентификации контролируемых изделий другого вида; бесконтактного датчика контроля положения изделий одного вида с повышенной надежностью: бесконтактного датчика контроля положения изделий другого вида с повышенной надежностью; бесконтактного устройства идентификации контролируемых изделий одного вида с повышенной надежностью; бесконтактного устройства идентификации контролируемых изделий другого вида с повышенной надежностью.
0
2
2
4
В режиме контроля положения одного и другого видов изделий работа адаптивного датчика описывается диаграммами U1-U7, приведенными на фиг.3, на временных промежутках t-t и t-t соответственно. При этом информационные сигналы о контроле положения одного и другого видов изделий снимаются с выходной клеммы 3, визуальные сигналы об их идентификации - со светодиодов блоков 11 и 12 соответственно, а выходные клеммы 4, 5 и 20 не задействуются.
Применение адаптивного датчика в режимах контроля положения изделий рекомендуется преимущественно в тех случаях, когда адаптивный датчик устанавливается на технологических объектах с невысоким уровнем автоматизации технологических процессов и к этим объектам не предъявляются повышенные требования в части надежности их работы.
0
2
2
4
В режиме контроля положения одного и другого видов изделий работа адаптивного датчика повышенной надежности описывается диаграммами U1-U7, приведенными на фиг.3, фиг.4, на временных промежутках t-t и t-t соответственно. При этом информационные сигналы о контроле положения одного и другого видов изделий снимаются с выходной клеммы 3, когда на ней отсутствует короткое замыкание, или с выходной клеммы 20, когда на выходной клемме 3 присутствует короткое замыкание, визуальные сигналы об их идентификации - со светодиодов блоков 11 и 12 соответственно. При этом выходные клеммы 4, 5 не задействуются, а визуальный сигнал о наличии короткого замыкания  на выходной клемме 3 снимается со светодиода блока 21.
Применение адаптивного датчика повышенной надежности в режимах контроля положения изделий рекомендуется преимущественно в тех случаях, когда адаптивный датчик устанавливается на технологических объектах с невысоким уровнем автоматизации технологических процессов и к этим объектам предъявляются повышенные требования в части надежности их работы.
0
2
2
4
В режиме идентификации одного и другого видов изделий работа адаптивного датчика описывается диаграммами U1-U7, приведенными на фиг.3, на временных промежутках t-t и t-t соответственно. При этом информационные сигналы контроля положения одного и другого видов изделий снимаются с выходной клеммы 3, информационные сигналы об их идентификации - с выходных клемм 4, 5 в виде двухразрядных двоичных цифровых кодов 10 и 01 соответственно и в виде визуальных сигналов - со светодиодов блок 11 и 12 соответственно, а выходная клемма 20 не задействуется.
Применение адаптивного датчика в режимах идентификации контролируемых изделий рекомендуется преимущественно в тех случаях, когда он устанавливается на технологических объектах со средним и высоким уровнями автоматизации технологических процессов и к этим объектам не предъявляются повышенные требования в части надежности их работы.
0
2
2
4
В режиме идентификации одного и другого изделий работа адаптивного датчика повышенной надежности описывается диаграммами U1-U7, приведенными на фиг.3, фиг.4, на временных промежутках t-t и t-t соответственно. При этом информационные сигналы контроля положения одного и другого видов изделий снимаются с выходной клеммы 3, когда на выходной клемме 3 отсутствует короткое замыкание, или с выходной клеммы 20, когда на выходной клемме 3 присутствует короткое замыкание, информационные сигналы об их идентификации - с выходных клемм 4, 5 в виде двухразрядных двоичных цифровых кодов 10 и 01 соответственно и в виде визуальных сигналов - со светодиодов блоков 11 и 12 соответственно, а визуальный сигнал о наличии короткого замыкания на выходной клемме 3 снимается со светодиода блока 21.
Применение адаптивного датчика повышенной надежности в режимах идентификации  контролируемых изделий рекомендуется  преимущественно в тех случаях, когда он устанавливается на технологических объектах со средним и высоким уровнями автоматизации технологических процессов и к этим объектам предъявляются повышенные требования в части надежности их работы.
Кроме того, выполнение схемы адаптивного датчика с применением полупроводниковых и (или) гибридных технологий изготовления микросхем позволяет существенно уменьшить его габаритные размеры, материалоемкость и улучшить эксплуатационные характеристики.
Такой набор функциональных возможностей обеспечивает в сравнении с аналогами гибкость применения предлагаемого адаптивного датчика контроля изделий на объектах его эксплуатации с минимальными стоимостными показателями.