184426. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék valamely térrészen áthaladó szilárd vagy cseppfolyós testek érzékelésére
1 18-t 426 2 A találmány tárgya eljárás és készülék valamely térrészen áthaladó szilárd vagy cseppfolyós testek érzékelésére. A gyakorlatban sűrűn előforduló feladat az, hogy egy körülhatárolt térrészen való áthaladást kell nagy megbízhatósággal jelezni. Ez lehet egy munkadarab, amely a gyártási sor égy-egy gépén elkészül, lehet egy csepp folyadék, amelyet a kémiai folyamat megfelelő irányítása céljából cseppenként adagolunk egy másik folyadékhoz. Hasonló feladatot kell megoldani véradáskor is. Ezek a mérési, számlálási feladatok a legkülönbözőbb anyagú — fém, félvezető, szigetelő anyagok vagy ezek kombinációja — szilárd vagy cseppfolyós halmazállapotú testek kezelése, ellenőrzése során merülnek fel. (A gázhalmazállapotú anyagok — mivel azok teljes egészében kitöltik a rendelkezésre álló teret — áramlása nem különíthető el önmagában diszkrét részekre, így ezeket itt nem vizsgáljuk.) A továbbiakban tehát ilyen tetszőleges anyagú, szilárd vagy cseppfolyós halmazállapotú, diszkrét anyagmennyiségből álló — vagyis behatárolt térfogatú, de tetszőleges formájú — tárgyak áthaladásának érzékelésével foglalkozunk, és az ilyen tárgyakat testnek nevezzük el. A fent felsorolt példák közül a jeladás módját egy megmunkálógép, előnyösen présgép példáján mutatjuk be. Egy megmunkálógép teljesítményét általában az elkészített munkadarabok számával mérik. Ennek a mérési feladatnak — az elkészült munkadarabok száma meghatározásának — gyakran van olyan vetülete is, hogy a munkadarab elkészültekor visszajelzést kell adni a megmunkálógép vezérléséhez. Ez a jel szolgálhat például a kővetkező munkadarab elkészítéséhez szükséges anyag előtolásához. Érthető, hogy elkerülendő az, hogy ez a sorrendiség bármely ok miatt felboruljon, mert ez a munkagép meghibásodásához vezethet. Ezt a mérési feladatot, tehát a munkadarab elkészültének és eltávozásának jelzését befogóból vagy présszerszámból, a gyakorlatban többféleképp oldják meg. Jól ismertek a különböző fotoérzékelős (fotoérzékelő (fotocella, fotodióda) és fluid érzékelős rendszerek. Felhasználható a vezérléshez szükséges jel képzéséhez a munkadarab súlya, például úgy, hogy a munkadarabot ütköztetik egy felülethez, melyhez érzékelő csatlakozik. Ismert a feladat olyan megoldása is, ahol ezt az ütközést kísérő hangjelet mikrofonnal alakítják át akusztikus jellé. Az érzékelő rendszerek közül cseppek számlálására legelterjedtebben a fotoérzékelőket használják. Ezen érzékelők egy része mozgó elemeket tartalmaz, másik csoportjuk, például a fotoérzékelők, csak egy vonal menti elmozdulás érzékelésére alkalmasak. A gyakorlatban gyakran felmerülő eset az, hogy a munkadarabot sűrített levegővel fújják ki a szerszámból, így a számlálandó test vagy szabadesésben, vagy nullától különböző kezdősebességgel esik, így az kevéssé definiált pályán mozog. Ezt túlzottan behatárolni — úgy, hogy ez vonalmenti érzékelésre alkalmas legyen — nem mindig lehetséges. Felismertük, hogy a számlálásra célszerű olyan megoldást használni, amely a test által valamely határolt és vizsgált elektromágneses térben okozott változásán alapul. Ez a megoldás ugyanis egyetlen adó és vevő segítségével is lehetővé teszi a térbeli érzékelést, mivel tetszőleges anyagú és halmazállapotú test áthaladása perturbálja a teret és ez a megfelelően választott vevővel érzékelhető. A találmány szerinti megoldásnál ezt a problémát úgy oldjuk meg, hogy egy alkalmas rezonátorban mikrohullámú teret hozunk létre és ennek, a számlálandó test által kiváltott változását detektáljuk. A találmány tehát egyrészt eljárás valamely térrészen áthaladó szilárd vagy cseppfolyós testek érzékelésére, amelynek során a térrésznél legalább egy olyan fizikai paramétert érzékelünk amey a testnek a térrészen való áthaladásakor megváltozik, azzal jellemezve, hogy a térrészt is magában foglaló üregben mikrohullámú teret hozunk létre és a test áthaladásakor az üreg valamely pontján érzékeljük a mikrohullámú tér megváltozását; másrészt készülék valamely térrészen áthaladó szilrád vagy cseppfolyós testek érzékelésére, azzal jellemezve, hogy a készüléknek a térrészt magában foglaló mikrohullámú üregrezonátora van, az üregrezonátor egyik pontjára a mikrohullámú teret keltő eszköz, egy másik pontján pedig a mikrohullámú teret érzékelő dióda van elhelyezve, és az érzékelő diódához legalább komparátor van csatlakoztatva. A találmány a továbbiakban a készülék előnyös kiviteli alakjait mutató ábrák alapján ismertetjük, ahol — az 1. ábra a készülék egy kiviteli alakjában a jeladó elrendezési rajzát, — a 2. ábra a találmány szerinti készülék jelfeldolgozó egységének egy lehetséges kialakítását, — a 3. ábra a találmány szerinti készülék egy másik kiviteli alakjának axonometrikus rajzát mutatja. Mint ahogy azt már említettük, a készüléket prés és egyéb megmunkáló gépekhez lehet alkalmazni. Az 1. és 2. ábra is egy ilyen, adott geometriájú munkadarabot előállító géphez csatlakoztatott készüléket szemléltet. A találmány szerinti eljárás és készülék többféle alakban kivitelezhető, melyeknek alkalmazási lehetőségét és megfelelő működését a kísérletek igazolták. A továbbiakban a találmány szerinti eljárás és készülék egyik lehetséges kiviteli alakja kerül ismertetésre. Az 1. ábra a jeladó elrendezési rajzát mutatja. A munkadarabot előállító gépből kirepülő vagy kihulló I test valamely pályán mozog, ezt a 2 terelőelem behatárolja. Ez a 2 terelőelem a jeladóba továbbítja a munkadarabot. A jeladó a 3 mikrohullámú generátorból, a 4 csatolóelemből és az 5 detektorból áll. A 3 mikrohullámú generátorban elhelyezett 6 mikrohullámú teret keltő eszköz — célszerűen például Gunn-dióda — működéséhez szükséges energiát a 7 tápegység biztosítja. A jelkeltő elem mikrohullámú munkapontja a 8 hangolócsavarral állítható be. A 6 mikrohullámú teret keltő eszköz a 3 mikrohullámú generátor, a 5 csatolóelem és az 5 detektor által határolt térben elektromágneses erőteret hoz létre. Ez a tér behatol a 9 szigetelő anyagú fallal körülvett 10 térrészbe is. Az így létrejött elektromágneses teret érzékeli a 11 érzékelő dióda, amelynek mikrohullámú munkapontja a 12 hangolócsavarral állítható be. A 11 érzékelő dióda célszerűen Schottky-, Gunn- vagy tűsdióda lehet. A II érzékelő dióda az elhelyezkedési pontjában kialakuló elektromágneses tér térerősségének megfelelő egyenfeszültséget szolgáltat, amely a 13 jelfeldolgozó egységbe jut. 5 0 15 :o 25 30 vJ 'j 40 45 50 55 6C 65 2
