Устройство контроля положения подвижных объектов

 

Изобретение относится к автоматике. Цель изобретения - повышение достоверности обнаружения контролируемого объекта путем повышения устойчивости к электромагнитным помехам. Устройство содержит амплитудный детектор 9, пять компараторов 10, 11, 20, 25 и 28, два триггера 17 и 23, шесть диодов 3, 14, 16, 19, 22 и 23, две RC-цепи 18 и 26, три дифференцирующие цепи 13, 15 и 24, интегрирующую цепь 24, выпрямитель 27, диодный мост 31 и двуполярный стабилизатор 32. В амплитудном селекторе, построенном на двух компараторах 10 и 11, происходит преобразование амплитудно-модулированного информационного сигнала в широтно-модулированные импульсы, которые в дальнейшем дифференцируются (дифференцирующие цепи 13 и 15), преобразуются в триггере 17 разнополярных импульсов и сравниваются по времени с получаемым от третьего компаратора 20 импульсом, который образуется из полупериода напряжения питающей сети, противофазного полупериоду напряжения питания генератора F высоковольтных импульсов При этом пороговые уровни, подаваемые на первый 10, второй 11 и третий 20 компараторы, снимаются с резисторного делителя на резисторах 34, 35 и 36, питаемого выпрямленным нестабилизированным напряжением. Устройство содержит также сетевой трансформатор 1, передающую антенну 4, приемную антенну 6 и вы ходной каскад 29 с реле. 2 ил. (/ С

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rsi>s G 01 0 5/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ыьг 7 (21) 4646631/21 (22) 03.02,89 (46) 07.02.91, Бюл. ¹ 5 (71) Конотопский электромеханический за- вод "Красный металлист" (72) В,В.Кийко, В.В.Ковалев и Н.П.Матвиенко (53) 620.179.14 (088.8) (56) Поспелов. Рудничная автоматика и телемеханика.— М.: Недра, 1983, с. 84 и 85. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к автоматике, Цель изобретения — повышение достоверности обнаружения контролируемого объекта путем повышения устойчивости к электромагнитным помехам. Устройство содержит амплитудный детектор 9, пять компараторов 10, 11, 20, 25 и 28, два триггера

17 и 23, шесть диодов 3, 14, 16, 19, 22 и 23, две RC-цепи 18 и 26, три дифференцирующие цепи 13, 15 и 24, интегрирующую цепь

24, выпрямитель 27, диодный мост 31 и дву„„!Ж „„1626089 А1 полярный стабилизатор 32. В амплитудном селекторе, построенном на двух компараторах 10 и 11, происходит преобразование амплитудно-модулированного информационного сигнала в широтно-модулированные импульсы. которые в дальнейшем дифференцируются (дифференцирующие цепи 13 и 15), преобразуются в триггере 17 разнополярных импульсов и сравниваются по времени с получаемым от третьего компаратора 20 импульсом, который обоазуется из полупериода напряжения питающей сети, противофазного полу ;ериоду напряжения питания генератора 5 вы оковольтных импульсов. При этом порошковые уровни, подаваемые на первый 10, второи 11 и третий 20 кампараторы, снимаются с резисторного делителя на резисторах 34, 35 и 36, питаемого выпрямленным нестабилизированным напряжением. Устройство содержит также се евой трансформатор 1, передающую антенну 4, приемную антенну 6 и вы ходной каскад 29 с реле. 2 ил.

1626089

Изобретение относится к шахтной автоматике и может найти применение для коммутации цепей управления и контроля при появлении в зоне контроля контролируемоt о обьекта.

Целью изобретения является повышение достоверности обнаружения контролируемого объекта за счет повышения устойчивости к электромагнитным помехам.

На фиг.1 представлена электрическая схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы сигналов на выходе отдельных узлов усилителя.

Устройство содержит сетевой трансформатор 1, вторичная высоковольтная обмотка 2 которого первым выводом соединена через первый диод 3, среднюю точку катушки индуктивности передающей антенны 4 с первым выводом генератора 5 высоковольтных импульсов, второй вывод которого соединен с вторым выводом вторичной высоковольтной обмотки 2. Выход приемной антенны 6 соединен с входом усилителя 7 с входным усилителем 8 на входе, выход которого через амплитудный детектор

9 подключен к неинвертирующему входу первого компаратора 10 на операционном усилителе и к инвертирующему входу второго компаратора 11 на операционном усилителе амплитудного селектора 12.

Выходы первого 10 и второго 11 компараторов на операционных усилителях через соответственно первую дифференцирукщую цепь 13 и второй диод 14, вторую дифференцирующую цепь 15 и третий диод 16 соединены с входом первого триггера 17 раэнополярных импульсов. Через первую

RC-цепь 18 и четвертый диод 19 первый триггер 17 разнополярных импульсов и третий компаратор 20 на операционном усилителе через третью дифференцирующую цепь 21 и пятый диод22 подключены к входу второго триггера 23 разнополя рных импульсов. Выход второго триггера 23 раэнополярных импульсов через интегрирующую цепь

24 соединен с неинвертирующим входом четвертого компаратора 25 на операционном усилителе, выход которого через вторую RC-цепь 26, выпрямитель 27, пятый компаратор 28 на операционном усилителе подключен к выходному каскаду 29 с реле.

Вторичная низковольтная обмотка 30 сетевого трансформатора 1, первым и вторым выводами соединенная с источником питания, включающим диодный мост 31 и двуполярный стабилизатор 32, первым выводом через шестой диод 33 подключена к инвертирующему входу третьего компаратора 20 на операционном усилителе, 10

Между первым выводом диодного моста 31 и общей шиной двуполярного стабилизатора 32 включен реэисторный делитель иэ последовательно соединенных первого 34, второго 35 и третьего 36 резисторов, к двум последним из которых через контакт выходного реле подключается параллельно четвертый резистор 37. Точка соединения первого 34 и второго 35 резисторов соединена с инвертирующим входом первого компаратора 10 на операционном усилителе и неинвертирующим входом третьего компаратора 20 на операционном усилителе, а точка соединения второго 35 и третьего 36 резисторов соединена с неинвертирующим входом второго компаратора 11 на операционном усилителе. Средний вывод вторичной обмотки 30 соединен с общей шиной двуполярного стабилизатора 32.

Устройство работает следующим образом.

Вторичная высоковольтная обмотка 2 (фиг.1) сетевого трансформатора 1 через первый диод 3 и среднюю точку катушки индуктивности передающей антенны 4 обеспечивает в положительный полупериод напряжения сети питанием генератор 5 высоковольтных импульсов, который генерирует радиоимпульс в виде частоты 20 кГц, модулированной по амплитуде полупериодом питающей сети (диаграмма а, фиг.2). В приемной антенне 6, если объект отсутствует, индуцируется информационный сигнал, аналогичный излучаемому (диаграмма а) с амплитудой, зависящей от расстояния между передающей 4 и приемной 6 антеннами.

Усилейный входным усилителем 8 усилителя 7 информационный сигнал детектируется амплитудным детектором 9 (диаграмма б) и поступает на неинвертирующий вход первого 10 и инвертирующий вход второго 11 компараторов на операционных усилителях амплитудного селектора 12. Здесь продетектированный информационный сигнал сравнивается по амплитуде с двумя пороговыми уровнями (диаграмма б) и преобразуется на выходе в два импул -са разной длительности (диаграммы в и г), которые появляются на выходе соответственно первого

10 и второго 11 компараторов амплитудного селектора 12, Дифференцирование этих импульсов и выделение нужной полярности осуществляют первая 13 и вторая 15 дифференцирующие цепи, второй 14 и третий 16 диоды. На вход первого триггера 17 разнополярных импульсов поступает сигнал (диаграмма д), обеспечивающий его запуск. С выхода первого триггера 1-7 разнополярных импульсов через первую RC-цепь 18 и четвертый диод 19 импульсы (диаграмма е) по1626089 ступают на инвертирующий вход второго триггера 23 раэнополярных импульсов на операционном усилителе. На этот же вход поступает сигнал, который формируется третьим компаратором 20 на операционном усилителе путем сравнения (диаграмма ж) с пороговым уровнем следующего по отношению к тому, который подается на генератор высоковольтных импульсов, полупериода напряжения питающей сети (диаграмма э), дифференцируется т ретьей дифференцирующей цепью 21 и ограничивается по полярности пятым диодом 22 (диаграмма и), Под действием импульсов с четвертого диода 19 (диаграмма е), импульсов с пятого диода 22 (диаграмма и), которые отстоят один от другого на полпериода напряжения питающей сети, и поступающих на вход второго триггера 23 разнополярных импульсов на выходе его формируются импульсы частотой 50 Гц и скважностью два (диаграмма к). Далее они интегрируются цепью 24 и сравниваются четвертым компаратором 25 с пороговым усилием (диаграмма л). Импульсы (диаграмма м) с выхода четвертого компаратора 25, пройдя через вторую RC-цепь 26 и выпрямитель 27, преобразуются в постоянное напряжение (диаграмма н), которое, проходя через пятый компаратор 28, сгавит под ток выходной каскад 29 с реле. Г1ороговый уровень U> (диаграмма б), подаваемый на инвертирующий вход пе)лого компаратора 1, на операционном усилителе и неинвертирующий вход третьего компаратора 20 на операционном усилителе, снимается с общей точки резисторов 34 и 35 реэисторного делителя, включенного между выводом диод ного моста 31 и общей шиной двуполярного стабилизатора 32, Напряжение на этом резисторном делителе выпрямленное, но не стабилизированное, изменяется как и амплитуда огибающей генератора высоковольтных импульсов с изменением напряжения питающей сети. Пороговый уровечь 0 (диаграмма б), подаваемый на неинвертирующий вход второго компаратора 11 на операционном усилителе, снимается с общей точки резисторов 35 и 36 резисторного делителя. Перевод уровней U > и U в уровни

U1 и 02 (диаграмма б) и наоборот произвоI I дится коммутацией четвертого резистора

37. Полупериод напряжения питающей сети, подаваемый на инвертирующий вход третьего компаратора 20 на операционном усилителе, подается через шестой диод 33 с вторичной обмотки 30 сетевого трансформатора 1, Если между передающей 4 и приемной 6 антеннами помещается контролируемый обьект из электропроводного материала, то ЭДС взаимоиндукции в приемной антен е 6 уменьшается и амплитуда информационного сигнала становится меньше порогового уровня UI (диаграмма б). Это приводит к исчезновению сигналов, указан5 ных на диаграммах в-е и к — н. Уровень выходного сигнала пятого компаратора переходит из Ug в UI; (диаграмма о), выходной каскад 29 с реле обесточивается, сигнализируя о наличии объекта.

10 Электронная схема построена так, что изменение напряжения питания сети воздействует идентично как на амплитуду сигнала с генератора 5 высоковольтных импульсов, так и на пороги U1 и Ug (диаграм15 ма б).

Чтобы электромагнитная помеха включила выходной каскад 29 с реле при отсутствии контролируемого объекта иэ электропронодного материала между пере20 дающей 4 и приемной 6 антеннами надо, чтобы она имела вид радиоимпульса с частотой заполнения около 20 кГц и огибающей формы полупериода питающего напряжения, амплитуда помехи после усиления дол25 жна быть соизмерима с уровнями 01 и 02 (диаграмма б) и время появления помехи должно совпада-.ь с временем полупериода питающей сети, подаваемого на генератор

5 высоковольтных импульсов.

30 Так как выполнение всех э1их требовании к помехе коаине редко, то вег оятность включения выходного кчс a,3 c . реле . ри отсутствии контрас лируемогс обь. кта мала.

Таким образом, ьы. окая дос оверность

35 обнаружения контрэлируе; ого объекта эа счет повышс ия устойчивости к электромагнитным помехам с ижае вероятность создания аварийной ситуации при авгоматическом управлении работающими меха40 ниэмами и объектами.

Формула изобретения

Устройство контроля положения по45 движных объектов, содержащее сетевой трансформатор с вторичной низковольтной и вторичной высоковольтной обмотками, источник питания, генератор высоковольтных импульсов, передающую антенну, прием50 ную антенну, усилитель, содержащий входной усилитель, ампли-.удный селектор. выходной каскад с реле вторичная обмотка сетевого трансформатора соединена пергл.м и вторым выводами с входом источника

55 питания, а первый вывод вторичной высоковольтной обмотки соединен с первым входом генератора высоковольтных импульсов, выход которого соединен с передающей антенной, приемная антенна соединена с входом входного усилителя, о т л и ч а ю щ е е1 62б089 с я тем, что, с целью повышения достоверности обнаружения контролируемого обьекта, в него введены амплитудный детектор, селектор импульсов, содержащий первый и второй компараторы, третий. четвертый и 5 пятый компараторы, первый и второй триггеры, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой диоды, первая и вторая

RC-цепи, первая, вторая и третья дифференцирующие цепи, интегрирующая цепь, вы- 10 прямитель, первый, второй, третий и четвертый резисторы, источник питания содержит диодный мост и двуполярный стабигизатор, второй вывод вторичной высоковольтной обмотки соединен через пер- 15 вый диод с вторым входом генератора. высоковольтных импульсов, выход входного усилителя через амплитудный детектор соединен с неинвертирующим входом первого компарэтора и с инвертирующим входом 20 второго компаратора, выходы которых через соответственно первую дифференцирующую цепь и, второй диод, вторую дифференцирующую цепь и третий диод соединены с входом первого триггера, выход которого через 25 первую RC-цепь и четвертый диод соединен с входом второго триггера. с которым через третью дифференцирующую цепь и пятый диод соединен выход третьего компараторэ, выход второго триггера через интегрирующую цепь соединен с неинвертирующим входом четвертого компаратора, Ъыход которого через вторую RC-цепь, выпрямитель и пятый компэратор соединен с выходным каскадом с реле, входы источника питания соединены с входами диодного моста, выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами двуполярного стабилизатора, первый вывод вторичной обмотки через шестой диод соединен с инвертирующим входом третьего компаратора последовательно соединенные первый, второй и третий резисторы включены между первым входом двуполярного стабилизатора и общей шиной устройства, соединенной со средним выводом вторичной обмотки и с третьим входом двуполярного стабил,1затора, четвертый резистор через контакт реле присоединен параллельно второму и третьему резисторам, точка соединения которых соединена с неинвертирующим входом второго компаратора, точка соединения первого и второго резисторов соединена с инвертирующим входом первого компаратора и неинвертирующим входом третьего компаратора, 1626089 èå. Г, Составитель С.Радзевич

Редактор Н.Бобкова Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор Т. Палий

Заказ 271 Тираж 327 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп.Гагарина, 101