Лазерный неконтактный датчик уровня фиксированной высоты
Полезная модель относится к военной технике и может быть использована в оптических неконтактных датчиках высоты. Технический результат - уменьшение вероятности срабатывания лазерных неконтактных датчиков фиксированной высоты от активных помех. Лазерный неконтактный датчик фиксированной высоты содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, лазерный излучатель, фотоприемник, а также исполнительный каскад. Первый и третий выходы чувствительных элементов фотоприемника подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к входу первого усилителя, а выход второго чувствительного элемента фотоприемника подключен к входу второго усилителя. Отличительными признаками является то, что к выходу первого усилителя подключен первый пиковый детектор, выход которого подключен к первому входу компаратора. К выходу второго усилителя подключен второй пиковый детектор, выход которого подключен ко второму входу компаратора и к входу порогового устройства. Выходы компаратора и порогового устройства подключены к входам схемы «И», выход которой подключен к последовательно соединенным стробирующему каскаду и счетчику. Выход счетчика подключен к исполнительному каскаду, причем второй вход стробирующего каскада подключен ко второму выходу генератора тактовых импульсов.
Полезная модель относится к военной технике, в частности к оптическим неконтактным датчикам высоты.
Известно оптическое устройство с двойным полем наблюдения для обнаружения цели (патент США 
4532867 по кл. F42С 13/02, опубл. 06.08.85), в котором приемо-передающий канал неконтактного датчика цели состоит из источника оптического излучения, фотоприемника, установленного в плоскости изображения фокусирующего объектива и имеющего первый и второй чувствительный элементы, расположенные так, что образуют два смежных поля наблюдения для приема отраженного излучения, и блока сравнения, связанного с чувствительными элементами. Излучение источника отражается от поверхности цели и попадает на чувствительные элементы приемника. Когда мощность отраженного излучения, принятого вторым чувствительным элементом, превышает но интенсивности определенный уровень и мощность излучения, принятого первым элементом, на выходе блока сравнения вырабатывается сигнал идентификации цели.
Недостатком данного устройства является низкая защищенность от пассивных помех оптического диапазона.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип предлагаемого устройства, является, оптическое устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и лазерный излучатель, фотоприемник, первый и третий выходы чувствительных элементов фотоприемника подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к входу первого усилителя, выход второго чувствительного элемента фотоприемника подключен к входу второго усилителя, а также исполнительный каскад, (патент США 4788439 по кл. G01V 9/04, опубл. 29.11.88). В данном устройстве применен фотоприемник с тремя чувствительными элементами, причем первый и третий элементы объединены, за счет чего повышена помехозащищенность устройства от пассивных помех.
Недостатком данного устройства является низкая защищенность от активных помех оптического диапазона вследствие отсутствия возможности установления минимально-допустимого уровня сигнала, работы приемной части устройства весь период времени, а не только во время ожидания принимаемого сигнала, и отсутствия подтверждения правильности принятого сигнала от цели.
Технический результат - уменьшение вероятности срабатывания лазерного неконтактного датчика фиксированной высоты от активных помех.
Сущность предложения заключается в следующем. Устройство содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и лазерный излучатель, фотоприемник, выход первого и третьего чувствительных элементов которого подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к входу первого усилителя, а выход второго чувствительного элемента подключен к входу второго усилителя, исполнительный каскад. Отличительными признаками является то, что к выходу первого усилителя подключен первый пиковый детектор, выход которого подключен к первому входу компаратора, а к выходу второго усилителя подключен второй пиковый детектор, выход которого подключен ко второму входу компаратора и к входу порогового устройства, выходы компаратора и порогового устройства подключены к входам схемы «И», выход которой подключен к последовательно соединенным стробирующему каскаду, и счетчику, выход которого подключен к исполнительному каскаду, причем второй вход стробирующего каскада подключен ко второму выходу генератора тактовых импульсов.
На чертеже приведена функциональная схема предлагаемой полезной модели.
Устройство состоит из генератора тактовых импульсов 1, лазерного излучателя 2, фотоприемника 3, к выходу второго чувствительного элемента которого подключены последовательно соединенные второй усилитель 7 и второй пиковый детектор 8, выходы первого и третьего чувствительных элементов фотоприемника 3 подключены к соответствующим входам сумматора 4. К выходу сумматора 4 подключены последовательно соединенные первый усилитель 5 и первый пиковый детектор 6. Выход первого пикового детектора 6 подсоединен к первому входу компаратора 9, выход второго пикового детектора 8 подсоединен ко второму входу компаратора 9 и входу порогового устройства 10. Выходы компаратора 9 и порогового устройства 10 поступают на входы схемы «И» 11, выход которой подключен к последовательно соединенным стробирующему каскаду 12, счетчику 13 и исполнительному каскаду 14, причем второй выход генератора тактовых импульсов 1 подключен ко второму входу стробирующего каскада 12.
Устройство работает следующим образом.
Оптическое излучение лазерного излучателя 2 попадает на отражающую поверхность. Сигналы с выходов первого и третьего чувствительных элементов фотоприемника 3 суммируются с помощью сумматора 4 и поступают на первый усилитель 5, усиливающий их до требуемого значения. Сигнал с выхода второго чувствительного элемента фотоприемника 3 поступает на второй усилитель 7, усиливающий его до требуемого значения. Амплитуда сигналов с выходов первого и второго усилителей 5 и 7 фиксируется на требуемое время с помощью пиковых детекторов 6 и 8 соответственно. Сигналы с фотоприемника 3 считаются рабочими, то есть вызванными отражением излучения лазерного излучателя 2 от отражающей поверхности, если на входы схемы «И» 11 поступают сигналы с выхода компаратора 9 о превышении сигнала с выхода второго пикового детектора 8 над сигналом с выхода первого пикового детектора 6, а также сигнал с выхода порогового устройства 10 о превышении сигнала со второго пикового детектора 8 определенного порога, а стробирующий каскад 12 выдает сигнал о нахождении сигнала с выхода схемы «И» 11 в рабочем стробе, формируемом генератором тактовых импульсов 11. Рабочий сигнал вызывает увеличение состояния счетчика 13, который, при накоплении определенного числа импульсов, включает исполнительный каскад 14. Пропуск сигнала вызывает установку счетчика 13 в начальное состояние. Использование комплекса мер, обусловленных работой компаратора 9 (сигнал на выходе второго пикового детектора 8 должен превышать сигнал на выходе первого пикового детектора 6), порогового устройства 10 (сигнал на выходе второго пикового детектора должен быть больше определенного порогового значения), схемы «И» 11 (условия работы компаратора 9 и порогового устройства 10 должны соблюстись одновременно), стробирующего каскада 12 (сигнал засчитывается в короткий временной промежуток от излученного импульса) и счетчика 13 (должно поступить определенное количество импульсов подряд) уменьшает вероятность срабатывания лазерного неконтактного датчика фиксированной высоты от активных помех.
Лазерный неконтактный датчик фиксированной высоты, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и лазерный излучатель, фотоприемник, первый и третий выходы чувствительных элементов фотоприемника подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к входу первого усилителя, выход второго чувствительного элемента фотоприемника подключен к входу второго усилителя, а также исполнительный каскад, отличающийся тем, что к выходу первого усилителя подключен первый пиковый детектор, выход которого подключен к первому входу компаратора, а к выходу второго усилителя подключен второй пиковый детектор, выход которого подключен ко второму входу компаратора и к входу порогового устройства, выходы компаратора и порогового устройства подключены к входам схемы «И», выход которой подключен к последовательно соединенным стробирующему каскаду и счетчику, выход которого подключен к исполнительному каскаду, причем второй вход стробирующего каскада подключен ко второму выходу генератора тактовых импульсов.
