JPS622486B2 - - Google Patents
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- JPS622486B2 JPS622486B2 JP55167091A JP16709180A JPS622486B2 JP S622486 B2 JPS622486 B2 JP S622486B2 JP 55167091 A JP55167091 A JP 55167091A JP 16709180 A JP16709180 A JP 16709180A JP S622486 B2 JPS622486 B2 JP S622486B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- receiving element
- circuit
- case
- infrared rays
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鉄鋼プラントによつて製造される鋼材
のように低温度から高温度までの広範囲の温度を
有する被検出体の検出に好適する光電スイツチに
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a photoelectric switch suitable for detecting objects having a wide temperature range from low to high temperatures, such as steel products manufactured in a steel plant.
例えば鉄鋼プラントにおいては溶鉱炉から得ら
れた融解状態である高温度の銑鉄に始まつて段階
的に圧延等がくり返され最終的に低温状態である
各種鋼材が製造されている。 For example, in a steel plant, starting with high-temperature pig iron in a molten state obtained from a blast furnace, rolling and other steps are repeated in stages to finally produce various steel materials in a low-temperature state.
ところで上述した各種鋼材を製造するラインに
おいては、その鋼材の有無を検出して自動制御す
ることが行なわれている。しかし前述したように
各種ラインにおける鋼材の温度は高温度から低温
度まで広範囲にわたり、且つその雰囲気は湿気塵
埃等もあり極めて悪い条件の中で鋼材を検出しな
ければならない。 By the way, in the lines for manufacturing the various steel materials mentioned above, the presence or absence of the steel materials is detected and automatically controlled. However, as mentioned above, the temperature of steel materials in various lines ranges over a wide range from high to low temperatures, and the atmosphere is humid and dusty, making it necessary to detect steel materials under extremely poor conditions.
従来技術では夫々の鋼材の温度の悪影響を受け
ない多種類の検出器を用いなければならなかつ
た。例えば投光器と受光器とを配してその間で鋼
材を検出する方法も従来より用いられているが、
装置が必ず2台必要であつた。あるいは輻射光を
検出し所定の温度範囲の鋼材を検出する方法も用
いられているが、低温度状態での鋼材検出が不安
定或いは不可能であつた。 The prior art requires the use of multiple types of detectors that are not adversely affected by the temperature of each steel material. For example, a method of detecting steel by arranging a projector and a receiver between them has been used, but
Two devices were always required. Alternatively, a method of detecting steel materials in a predetermined temperature range by detecting radiant light has also been used, but detection of steel materials in a low temperature state is unstable or impossible.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、例えば−10℃程度の低温度から1300℃
程度の高温度の被検出体を一台で確実に検出する
ことができる光電スイツチを提供するにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to
To provide a photoelectric switch capable of reliably detecting an object to be detected at a relatively high temperature with a single device.
以下本発明の一実施例につき図面を参照して説
明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、第1図乃至第3図に従つて全体の概略的
構成について述べる。1は筐体であり、これはケ
ース2とカバー3とから構成されている。このケ
ース2は周壁4、前壁5及び後壁6によつて密閉
形の略矩形状に形成され、その後壁6には外方に
向けて鍔部7が突設されている。又、ケース1の
前壁5には略矩形状の窓部8が形成され、この窓
部8には該窓部8の一部をなす透明板9が気密に
嵌め込み装着されている。更に、ケース2の前壁
5には窓部8の周囲部から内方に膨出する如くに
して膨出壁10が形成され、その膨出壁10内は
中央仕切壁11により投光室12及び受光室13
に仕切られている。前記カバー3は周壁14及び
前壁15によつて後端面が開口する略矩形箱状に
形成され、その前壁15には略矩形状の開口部1
6が形成されているとともに、周壁14内面には
略螺旋状に案内突条17が突設されている。そし
て、このカバー3は前記ケース2にその周壁4を
覆うように嵌合され、後端開口部が鍔部7にねじ
止め等により取付けられている。この結果、ケー
ス2の周壁4とカバー3の周壁14との間には流
通路18が形成され、更にケース2の前壁4とカ
バー3の前壁14との間には窓部8の前面側上方
に位置し前記流通路18に連通するスリツト状の
吐出孔部19が形成される。そして、前記流通路
18は案内突条17によつて略螺旋状をなすよう
に形成されるものである。20は前記ケース2の
後壁6に取付けられた空気供給口体であり、これ
は前記流通路18の後方部に連通して該流通路1
8内にコンプレツサ等の空気供給源(図示せず)
からの冷却用空気を供給するようになつている。
一方、21は赤外線を発光する発光ダイオード等
からなる発光素子であり、これは、前記膨出壁1
0における投光室12側の奥壁に配設され、その
投光室12の前端部に装着された投光レンズ22
に対応するようになつている。23はシリコンフ
オトトランジスタ等からなる第1の受光素子であ
り、これは、前記膨出壁10の上壁に受光室13
に臨んで配設され、その受光室13内に45゜の傾
斜状態に装着された半透明ミラー24に受光軸と
直角方向たる上方から対応するようになつてい
る。25は前記受光室13の前端部に装着された
受光レンズである。26はシリコンフオトトラン
ジスタ等からなる第2の受光素子であり、これ
は、前記膨出壁10の受光室13側の奥壁に配設
され、前記半透明ミラー24に後方から対応する
ようになつている。尚、27及び28は前記受光
室13内の上部及び奥部に夫々受光素子23及び
26と対向して配設された可視光しや断用のフイ
ルタである。又、29は前記ケース2の後壁6に
取付けられた動作表示灯、30及び31は夫々該
後壁6に取付けられた電源用コネクタ及び信号用
コネクタである。32は前記ケース2内に配設さ
れたプリント基板からなる回路基板であり、これ
には回路装置33が構成されている。 First, the overall schematic configuration will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Reference numeral 1 denotes a housing, which is composed of a case 2 and a cover 3. The case 2 is formed into a closed, substantially rectangular shape by a peripheral wall 4, a front wall 5, and a rear wall 6, and the rear wall 6 has a flange 7 projecting outward. Further, a substantially rectangular window 8 is formed in the front wall 5 of the case 1, and a transparent plate 9 forming a part of the window 8 is airtightly fitted into the window 8. Further, a bulging wall 10 is formed on the front wall 5 of the case 2 so as to bulge inward from the periphery of the window portion 8, and inside the bulging wall 10, a light projection chamber 12 is formed by a central partition wall 11. and light receiving chamber 13
It is divided into The cover 3 is formed into a substantially rectangular box shape with an open rear end surface by a peripheral wall 14 and a front wall 15, and the front wall 15 has a substantially rectangular opening 1.
6 is formed, and a guide protrusion 17 is provided on the inner surface of the peripheral wall 14 in a substantially spiral shape. The cover 3 is fitted onto the case 2 so as to cover the peripheral wall 4 thereof, and its rear end opening is attached to the flange 7 by screws or the like. As a result, a flow path 18 is formed between the circumferential wall 4 of the case 2 and the circumferential wall 14 of the cover 3, and furthermore, a flow path 18 is formed between the front wall 4 of the case 2 and the front wall 14 of the cover 3. A slit-shaped discharge hole 19 is formed at the upper side and communicates with the flow passage 18 . The flow path 18 is formed by the guide protrusion 17 so as to have a substantially spiral shape. Reference numeral 20 denotes an air supply port body attached to the rear wall 6 of the case 2, which communicates with the rear part of the flow path 18 and connects the flow path 1
8. Air supply source such as compressor (not shown)
The system is designed to supply cooling air from the
On the other hand, 21 is a light emitting element made of a light emitting diode or the like that emits infrared rays, and this is connected to the bulging wall 1.
The light projection lens 22 is arranged on the back wall on the side of the light projection chamber 12 in 0 and is attached to the front end of the light projection chamber 12.
It has become compatible with Reference numeral 23 denotes a first light-receiving element made of a silicon phototransistor or the like.
The translucent mirror 24 is disposed facing the light-receiving chamber 13 at an angle of 45 degrees, and corresponds from above in a direction perpendicular to the light-receiving axis. Reference numeral 25 denotes a light receiving lens attached to the front end of the light receiving chamber 13. 26 is a second light-receiving element made of a silicon phototransistor or the like, which is disposed on the back wall of the bulging wall 10 on the light-receiving chamber 13 side, and corresponds to the semi-transparent mirror 24 from the rear. ing. Incidentally, reference numerals 27 and 28 are filters for cutting off visible light, which are disposed in the upper and inner parts of the light receiving chamber 13, facing the light receiving elements 23 and 26, respectively. Further, 29 is an operation indicator light attached to the rear wall 6 of the case 2, and 30 and 31 are a power connector and a signal connector attached to the rear wall 6, respectively. Reference numeral 32 denotes a circuit board made of a printed circuit board disposed inside the case 2, and a circuit device 33 is configured on this circuit board.
さて、この回路装置33について第4図を参照
して説明する。先ず、発光素子21及び第1の受
光素子23に関連する反射光検出系回路34につ
いて述べる。35は矩形パルス状の発振出力を発
生する発振回路であり、その発振出力は駆動回路
36を介して発光素子21に与えられるようにな
つており、これによつて発光素子21は例えば
940nmのパルス変調赤外線を発生するようにな
つている。又、前記第1の受光素子23は300n
m〜1100nmの受光帯域を有するもので、その検
出電気信号はACアンプ(これは実際にはプリア
ンプとメインアンプとからなる。)37を介して
同期検波回路38に一方の入力信号として与えら
れるようになつている。そして、この同期検波回
路38は、他方の入力信号として前記発振回路3
5の発振出力が与えられるようになつていて、検
出電気信号と発振出力との同期をとつた上で例え
ば正(+)極性のパルス出力信号を発生する。更
に、この同期検波回路38のパルス出力信号は積
分回路39に与えられ、該積分回路39の積分出
力信号はシユミツト回路等からなる波形整形回路
40に与えられ、その波形整形回路40は上記積
分出力信号が一定レベル以上になるとハイレベル
(H)の検出出力信号を発生するようになつてい
る。次に、第2の受光素子26に関連する輻射光
検出系回路41につき述べる。前記第2の受光素
子26は300nm〜1100nmの受光帯域を有するも
ので、その検出電気信号は例えば蓄積効果受光方
式の変調回路42の一方の入力信号として与えら
れ、該変調回路42には他方の入力信号として発
振回路43の矩形パルス状の発振出力が与えられ
るようになつている。この場合、蓄積効果受光方
式の変調回路42は周知の構成(必要ならば、オ
プトエレクトロニクスハンドブツク第83頁、第84
頁、第86頁及び第87頁〜株式会社オーム社昭和49
年3月31日発行参照)であるので、以下第6図を
参照して概略的構成を説明する。即ち、変調回路
42は、原理的には、フオトトランジスタからな
る第2の受光素子26のコレクタが電源端子42
aに接続され、該第2の受光素子26のエミツタ
が抵抗42bを介してアースされ、その受光素子
26のエミツタと抵抗42bとの共通接続点に出
力端子42cが接続されて構成されている。而し
て、電源端子42aに発振回路43から第7図a
で示すようにパルス幅(マーク幅)Taのパルス
が時間(スペース幅)Tbずつの間隔で加えられ
ると、出力端子42cには第7図bで示すように
(TbIL)/CBcなるピーク値を有し且つhFECB
cRLなる時定数を有するレベル出力信号V0が得ら
れる。ここで、ILは受光素子26のコレクタ・
エミツタ間のp−n接合が逆バイアスされている
状態においてフオトダイオードとして働いて得ら
れる光電流、hFEは受光素子26の電流増幅率、
CBcは受光素子26のコレクタ、ベース間に逆
バイアスをかけた時の接合容量、RLは抵抗42
bの抵抗値である。そして、変調回路42は、被
検出体の温度が低くて受光素子26に対する輻射
光レベルが低い時には受光素子26の電荷減少が
小さいので、前記ピーク値の変化分が小さくレベ
ル出力信号は発生しない。而して、前記変調回路
42のレベル出力信号はACアンプ44を介して
同期検波回路45の一方の入力信号として与えら
れるようになつている。又、この同期検波回路4
5は、他方の入力信号として前記発振回路43の
発振出力が与えられていて、レベル出力信号と発
振出力との同期をとつた上で例えば正極性のパル
ス出力信号を発生する。更に、この同期検波回路
45のパルス出力信号は積分回路46に与えら
れ、該積分回路46の積分出力信号はシユミツト
回路等からなる波形整形回路47に与えられ、そ
の波形整形回路47は上記積分出力信号が一定レ
ベル以上(被検出体からの輻射光が一定量以上)
となるとハイレベルの検出出力信号を発生するよ
うになつている。一方、前記反射光検出系回路3
4の検出出力信号たる波形整形回路40の検出出
力信号及び輻射光検出系回路41の検出出力信号
たる波形整形回路47の検出出力信号はオア回路
48に与えられるようになつており、そのオア回
路48の出力信号は動作表示灯29に与えられる
とともにリレー49の励磁コイル49Aに与えら
れるようになつている。そして、動作表示灯29
はオア回路48からハイレベルの出力信号が与え
られると通電点灯され、リレー49は励磁コイル
49Aがオア回路48からハイレベルの出力信号
が与えられて通電されると作動しリレースイツチ
49Bの常閉側接点bを開放し常開側接点aを閉
成させるようになつている。尚、このリレースイ
ツチ49Bの接点出力は信号用コネクタ31を介
して外部に取出されるようになつている。又、5
0は前記回路装置33に定電圧直流電源を与える
直流電源回路であり、これには電源用コンセント
30を介して交流電源が加えられるようになつて
いる。 Now, this circuit device 33 will be explained with reference to FIG. First, the reflected light detection system circuit 34 related to the light emitting element 21 and the first light receiving element 23 will be described. Reference numeral 35 denotes an oscillation circuit that generates a rectangular pulse-shaped oscillation output, and the oscillation output is given to the light emitting element 21 via the drive circuit 36, thereby causing the light emitting element 21 to e.g.
It is designed to generate pulse modulated infrared radiation of 940nm. Moreover, the first light receiving element 23 has a diameter of 300n.
The detected electric signal is supplied as one input signal to the synchronous detection circuit 38 via an AC amplifier (actually, it consists of a preamplifier and a main amplifier) 37. It's getting old. This synchronous detection circuit 38 receives the oscillation circuit 3 as the other input signal.
5 oscillation output is provided, and after synchronizing the detected electrical signal and the oscillation output, a pulse output signal of, for example, positive (+) polarity is generated. Further, the pulse output signal of this synchronous detection circuit 38 is given to an integrating circuit 39, and the integrated output signal of this integrating circuit 39 is given to a waveform shaping circuit 40 consisting of a Schmitt circuit, etc., and the waveform shaping circuit 40 When the signal exceeds a certain level, a high level (H) detection output signal is generated. Next, the radiation light detection system circuit 41 related to the second light receiving element 26 will be described. The second light-receiving element 26 has a light-receiving band of 300 nm to 1100 nm, and its detection electric signal is given as an input signal to one of the modulation circuits 42 of the accumulation effect light reception method, for example. A rectangular pulse-shaped oscillation output from the oscillation circuit 43 is provided as an input signal. In this case, the modulation circuit 42 of the storage effect light reception type has a well-known structure (if necessary, it can be used as described in the Optoelectronics Handbook, pages 83 and 84).
Pages, pages 86 and 87 ~ Ohmsha Co., Ltd. 1972
(Refer to issue published on March 31, 2016), so the general configuration will be explained below with reference to FIG. 6. That is, in principle, in the modulation circuit 42, the collector of the second light receiving element 26 made of a phototransistor is connected to the power supply terminal 42.
a, the emitter of the second light receiving element 26 is grounded via a resistor 42b, and an output terminal 42c is connected to a common connection point between the emitter of the second light receiving element 26 and the resistor 42b. 7a from the oscillation circuit 43 to the power supply terminal 42a.
When pulses with pulse width (mark width) Ta are applied at intervals of time (space width) Tb as shown in FIG . has a peak value and h FE C B
A level output signal V 0 having a time constant of cR L is obtained. Here, I L is the collector of the light receiving element 26.
The photocurrent obtained by functioning as a photodiode when the p-n junction between the emitters is reverse biased, hFE is the current amplification factor of the light receiving element 26,
C B c is the junction capacitance when a reverse bias is applied between the collector and base of the light receiving element 26, and R L is the resistance 42
b is the resistance value. In the modulation circuit 42, when the temperature of the object to be detected is low and the level of radiated light to the light receiving element 26 is low, the decrease in charge of the light receiving element 26 is small, so the change in the peak value is small and no level output signal is generated. Thus, the level output signal of the modulation circuit 42 is provided as one input signal of the synchronous detection circuit 45 via the AC amplifier 44. Moreover, this synchronous detection circuit 4
5 receives the oscillation output of the oscillation circuit 43 as the other input signal, and generates, for example, a positive pulse output signal after synchronizing the level output signal and the oscillation output. Furthermore, the pulse output signal of this synchronous detection circuit 45 is given to an integrating circuit 46, and the integrated output signal of the integrating circuit 46 is given to a waveform shaping circuit 47 consisting of a Schmitt circuit, etc. Signal is above a certain level (above a certain amount of radiation from the object to be detected)
When this happens, a high level detection output signal is generated. On the other hand, the reflected light detection system circuit 3
The detection output signal of the waveform shaping circuit 40, which is the detection output signal of No. 4, and the detection output signal of the waveform shaping circuit 47, which is the detection output signal of the radiation light detection system circuit 41, are supplied to an OR circuit 48, and the OR circuit The output signal of 48 is applied to the operation indicator lamp 29 and also to the excitation coil 49A of the relay 49. And the operation indicator light 29
is energized and turned on when a high-level output signal is given from the OR circuit 48, and the relay 49 is activated when the excitation coil 49A is energized when a high-level output signal is given from the OR circuit 48, and the relay switch 49B is normally closed. The side contact b is opened and the normally open side contact a is closed. Note that the contact output of this relay switch 49B is taken out to the outside via the signal connector 31. Also, 5
0 is a DC power supply circuit that supplies constant voltage DC power to the circuit device 33, and AC power is applied to this through the power outlet 30.
次に、上記構成の本実施例の作用につき第5図
を参照して説明する。 Next, the operation of this embodiment having the above configuration will be explained with reference to FIG.
回路装置33に直流電源回路50から直流定電
圧電源を与えると、先ず発振回路35の発振出力
が駆動回路36を介して発光素子21に与えら
れ、該発光素子21はパルス変調赤外線Aを投光
レンズ22及び透明板9を介して被検出体51に
照射する。そして、被検出体51に照射されたパ
ルス変調赤外線Aは該被検出体51によつて反射
されて反射パルス変調赤外線Bとなり、これが透
明板9及び受光レンズ25を介して受光室13内
に入光し、その50%は半透明ミラー24によつて
反射されてフイルタ27を介して第1の受光素子
23に入光し、残りの50%は半透明ミラー24を
透過してフイルタ28を介して第2の受光素子2
6に入光する。又、被検出体51から放射される
輻射光Cも同様にして受光室13内に入光し、同
様にしてその50%が第1の受光素子23に入光し
残りの50%が第2の受光素子26に入光する。こ
の場合、被検出体51の温度が500℃以下の時に
は、被検出体51から放射される輻射光C
(900nm以下)のレベルDは、第5図aで示すよ
うに、第1の受光素子23の飽和レベルJより低
いため、この輻射光Cを重畳して反射パルス変調
赤外線Bが第1の受光素子23に入光する。従つ
て、第1の受光素子23の検出電気信号としての
第5図aで示すパルス出力信号Fの交流分たる交
流信号を増幅するACアンプ37の出力信号Gは
第5図bで示すようになり、これに基づいて波形
整形回路40は第5図dで示すようにハイレベル
の検出出力信号Iを発生する。又、被検出体51
の温度が500℃以上の中温度の場合には、輻射光
CのレベルDが第1の受光素子23の飽和レベル
Jに次第に近づくようになつてACアンプ37の
出力信号Gのピークレベルが低くなる。そして、
被検出体51の温度が略700℃の場合には、第1
の受光素子23が飽和レベルJに達してしまい、
ACアンプ37の出力信号Gが反射光動作レベル
Eより小さくなり、出力されなくなる。従つて、
波形整形回路40の出力信号はローレベル(L)
となる。以上のように、反射光検出系回路34に
おいては被検出体51の温度が略700℃以上の場
合にはその輻射光Cに基づく直流分のレベル上昇
により検出動作不安定或いは不可能となるもので
ある。一方、被検出体51の温度が500℃以下の
低温度の場合には、前述したように輻射光Cのレ
ベルDが低いことにより第2の受光素子26に対
する輻射光Cの入光量は非常に低く、該第2の受
光素子26の電荷減少は小さく、従つてACアン
プ44は出力信号を発生しない。そして、被検出
体51の温度が略500℃の場合には、輻射光Cは
所定波長たる略900nmとなつてそのレベルDが
高くなり、従つて第2の受光素子26の入光量が
第5図aで示す輻射光動作レベルN以上となつ
て、該第2の受光素子26の蓄積電荷の放電量が
増加し、その補充分としてその受光素子26に発
振回路43から与えられる発振出力が増加するよ
うになり、よつてACアンプ44が第5図cで示
すようにレベル出力信号Kを発生する。そして、
このレベル出力信号Kに基づいて波形整形回路4
7が第5図eで示すようにハイレベルの検出出力
信号Mを発生することになる。以上のように、輻
射光検出系回路41においては被検出体51の温
度が略500℃以下の場合には輻射光CのレベルD
が低くて検出動作が不安定或いは不可能となるも
のである。而して、前記波形整形回路40及び4
7のハイレベルの検出出力信号I及びMはオア回
路48に与えられるので、該オア回路48はハイ
レベルの出力信号を発生するようになり、これに
基づいて動作表示灯29が点灯作動し且つリレー
49が作動してそのリレースイツチ49Bが常閉
側接点bを開放し常開側接点aを閉成するように
切換わる。尚、本発明者の実験によれば、反射光
検出系回路34により被検出体51が−10℃程度
の低温度の場合でも確実な検出動作を行なうこと
ができ、且つ輻射光検出系回路41により被検出
体51が1300℃程度の高温度の場合でも確実な検
出動作を行なうことができるという結果が得られ
ている。 When DC constant voltage power is applied to the circuit device 33 from the DC power supply circuit 50, the oscillation output of the oscillation circuit 35 is first applied to the light emitting element 21 via the drive circuit 36, and the light emitting element 21 emits pulse modulated infrared rays A. The object to be detected 51 is irradiated through the lens 22 and the transparent plate 9. The pulse modulated infrared rays A irradiated onto the detected object 51 are reflected by the detected object 51 and become reflected pulse modulated infrared rays B, which enters the light receiving chamber 13 via the transparent plate 9 and the light receiving lens 25. 50% of the light is reflected by the semi-transparent mirror 24 and enters the first light receiving element 23 via the filter 27, and the remaining 50% passes through the semi-transparent mirror 24 and passes through the filter 28. second light receiving element 2
The light enters at 6. In addition, the radiant light C emitted from the object to be detected 51 enters the light receiving chamber 13 in the same manner, 50% of it enters the first light receiving element 23, and the remaining 50% enters the second light receiving element 23. The light enters the light receiving element 26 of. In this case, when the temperature of the detected object 51 is below 500°C, the radiation C emitted from the detected object 51
Since the level D of (900 nm or less) is lower than the saturation level J of the first light receiving element 23, as shown in FIG. Light enters the element 23. Therefore, the output signal G of the AC amplifier 37 that amplifies the alternating current signal that is the alternating current component of the pulse output signal F shown in FIG. 5a as the detected electric signal of the first light receiving element 23 is as shown in FIG. 5b. Based on this, the waveform shaping circuit 40 generates a high-level detection output signal I as shown in FIG. 5d. Moreover, the detected object 51
When the temperature is at a medium temperature of 500°C or higher, the level D of the radiated light C gradually approaches the saturation level J of the first light receiving element 23, and the peak level of the output signal G of the AC amplifier 37 becomes low. Become. and,
When the temperature of the detected object 51 is approximately 700°C, the first
The light receiving element 23 of has reached the saturation level J,
The output signal G of the AC amplifier 37 becomes smaller than the reflected light operation level E and is no longer output. Therefore,
The output signal of the waveform shaping circuit 40 is low level (L)
becomes. As described above, in the reflected light detection system circuit 34, when the temperature of the detected object 51 is approximately 700° C. or higher, the detection operation becomes unstable or impossible due to an increase in the level of the DC component based on the radiated light C. It is. On the other hand, when the temperature of the detected object 51 is low, such as 500° C. or less, the level D of the radiant light C is low as described above, so the amount of the radiant light C incident on the second light receiving element 26 is extremely low. If the current is low, the charge reduction of the second light receiving element 26 is small, and therefore the AC amplifier 44 does not generate an output signal. When the temperature of the object to be detected 51 is approximately 500° C., the radiation light C has a predetermined wavelength of approximately 900 nm, and its level D becomes high. Therefore, the amount of light incident on the second light receiving element 26 increases When the radiant light operation level N shown in FIG. Therefore, the AC amplifier 44 generates a level output signal K as shown in FIG. 5c. and,
Based on this level output signal K, the waveform shaping circuit 4
7 generates a high level detection output signal M as shown in FIG. 5e. As described above, in the radiation light detection system circuit 41, when the temperature of the detected object 51 is approximately 500° C. or less, the radiation light C is level D.
If the value is low, the detection operation becomes unstable or impossible. Thus, the waveform shaping circuits 40 and 4
Since the high-level detection output signals I and M of No. 7 are given to the OR circuit 48, the OR circuit 48 comes to generate a high-level output signal, and based on this, the operation indicator lamp 29 is turned on and activated. The relay 49 is activated and the relay switch 49B is switched to open the normally closed contact b and close the normally open contact a. According to experiments conducted by the present inventor, the reflected light detection system circuit 34 can perform a reliable detection operation even when the temperature of the detected object 51 is as low as about -10°C, and the radiated light detection system circuit 41 Accordingly, results have been obtained that a reliable detection operation can be performed even when the temperature of the detected object 51 is as high as about 1300°C.
さて、以上のような回路装置33の検出動作中
は、空気供給口体20を介して流通路18に空気
供給源から冷却用空気を供給する。而して、流通
路18に供給された冷却用空気は、案内突条17
によりケース2の周壁4の外面を略螺旋状に案内
されつつ前方側に流通して該ケース2を冷却する
ようになり、その後流通路18の前端部から吐出
孔部19に送気されて該吐出孔部19から下方に
向けて吐出されるようになり、従つて窓部8にお
ける透明板9の前面側に存在する湿気、塵埃等は
その吐出流によつて吹き飛ばされるようになると
ともに、該吐出流は一種のエアカーテンとなつて
透明板9の前面に対する湿気・塵埃等の付着を防
止する。 Now, during the detection operation of the circuit device 33 as described above, cooling air is supplied from the air supply source to the flow path 18 via the air supply port body 20. Thus, the cooling air supplied to the flow path 18 flows through the guide protrusion 17.
The air is guided approximately spirally around the outer surface of the peripheral wall 4 of the case 2 and flows forward to cool the case 2. After that, the air is sent from the front end of the flow path 18 to the discharge hole 19 to cool the case 2. The discharge is now directed downward from the discharge hole 19, and moisture, dust, etc. present on the front side of the transparent plate 9 in the window 8 are blown away by the discharge flow, and The discharge flow acts as a kind of air curtain to prevent moisture, dust, etc. from adhering to the front surface of the transparent plate 9.
このように本実施例によれば、同一の筐体1内
に、パルス変調赤外線Aを被検出体51に照射し
その反射パルス変調赤外線Bを検出する反射光検
出系回路34と被検出体51から放射される輻射
光Cを検出する輻射光検出系回路41とを設け
て、夫々の検出出力信号I及びMのオア出力を得
るようにしたので、−10℃程度の低温度から1300
℃程度の高温度までの広範囲にわたる温度の被検
出体51を一台で確実に検出できるものであり、
しかも輻射光検出系回路41の下限検出温度と反
射光検出系回路34の上限検出温度との近傍たる
約500℃から約700℃の中温度領域においては両回
路34,41の検出出力信号I,Mがともに生ず
るように設定したので、被検出体の温度領域中に
不安定検出動作を生ずるような部分が生ずること
を確実に防止し得、従つて、被検出体として広範
囲にわたる種々の温度の鋼材を検出する必要のあ
る鉄鋼プラントに好適し、多種類の検出器を用い
る必要がなくて自動化上極めて便利である。更
に、本実施例によれば、第1の受光素子23及び
第2の受光素子26に対する入光を半透明ミラー
24によつて50%づつに分光するようにしたの
で、両者の入光は同軸上となり、従つて各受光素
子23及び26は被検出体51の同一部分からの
反射パルス変調赤外線B及び輻射光Cを検出する
ことになつて温度の高低による検出位置の狂いを
生ずることはない。 According to this embodiment, the reflected light detection system circuit 34 that irradiates the detected object 51 with pulse modulated infrared rays A and detects the reflected pulse modulated infrared rays B and the detected object 51 are housed in the same housing 1. A radiant light detection system circuit 41 is provided to detect the radiant light C emitted from the radiant light C, and the OR output of the respective detection output signals I and M is obtained.
A single device can reliably detect objects 51 having a wide range of temperatures up to temperatures as high as ℃.
Moreover, in the medium temperature range of about 500°C to about 700°C, which is near the lower limit detection temperature of the radiant light detection system circuit 41 and the upper limit detection temperature of the reflected light detection system circuit 34, the detection output signals I of both circuits 34, 41, Since M is set to occur at the same time, it is possible to reliably prevent the occurrence of parts that would cause unstable detection operation in the temperature range of the detected object. It is suitable for steel plants that need to detect steel materials, and is extremely convenient for automation as there is no need to use multiple types of detectors. Furthermore, according to this embodiment, since the light incident on the first light receiving element 23 and the second light receiving element 26 is divided into 50% by the semi-transparent mirror 24, the light incident on both is coaxial. Therefore, each of the light receiving elements 23 and 26 detects the reflected pulse modulated infrared rays B and the radiated light C from the same part of the detected object 51, and the detection position will not be deviated due to temperature fluctuations. .
又、本実施例によれば、筐体1をケース2とカ
バー3とから構成して両者の間に流通路18を形
成し、この流通路18に冷却用空気を流通させる
ようにしたので、ケース2を効果的に冷却するこ
とができて、該ケース2内に配設された回路装置
33の構成素子が熱影響を受けることなく良好に
動作することができ、従つて、鉄鋼プラント等の
ように高温度雰囲気場所に効果的である。しか
も、本実施例によれば、流通路18を流通する劣
却用空気をケース2とカバー3との前端部間に形
成した吐出孔部19から窓部8の透明板9の前面
側に吐出させるようにしたので、透明板9の前面
側に存在する湿気、塵埃等が吐出孔部19からの
空気流によつて吹き飛ばされるようになつて透明
板9に付着することがなく、従つて透明板9に湿
気、塵埃等が付着することにより赤外線、輻射光
の透過が阻害されるという如き不具合が全くな
く、高湿度雰囲気場所及び塵埃雰囲気場所にも好
適するものである。 Further, according to this embodiment, the housing 1 is composed of the case 2 and the cover 3, and the flow passage 18 is formed between the two, and the cooling air is made to flow through the flow passage 18. The case 2 can be effectively cooled, and the components of the circuit device 33 disposed within the case 2 can operate well without being affected by heat. It is effective in places with high temperature atmosphere. Moreover, according to this embodiment, the deteriorating air flowing through the flow path 18 is discharged to the front side of the transparent plate 9 of the window section 8 from the discharge hole section 19 formed between the front ends of the case 2 and the cover 3. As a result, moisture, dust, etc. existing on the front side of the transparent plate 9 are blown away by the air flow from the discharge hole 19, and do not adhere to the transparent plate 9. Therefore, the transparent plate 9 There is no problem that the transmission of infrared rays and radiant light is obstructed due to moisture, dust, etc. adhering to the plate 9, and it is suitable for use in a place with a high humidity atmosphere or a place with a dusty atmosphere.
尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例にの
み限定されるものではなく、例えば筐体1の形
状、構造等は適宜選定すればよい等、要旨を逸脱
しない範囲内で適宜変形して実施し得ることは勿
論である。 The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and may be modified as appropriate without departing from the scope of the invention, for example, the shape and structure of the housing 1 may be appropriately selected. Of course, it can be implemented.
本発明は以上説明したように、筐体内にパルス
変調赤外線を被検出体に向けて照射する発光素子
を設け、前記筐体内に前記被検出体から反射され
るパルス変調赤外線及び該被検出体から放射され
る輻射光を受光する第1及び第2の受光素子を設
け、そして、この第1の受光素子の電気信号が交
流信号の時にこれを検出する反射光検出系回路並
びに前記第2の受光素子の電気信号が所定波長以
上で且つ所定量以上の輻射光に基づくレベル信号
の時にこれを検出する輻射光検出系回路を設ける
構成としたので、例えば−10℃程度の低温度から
1300℃程度の高温度までの広範囲にわたる温度を
有する被検出体であつてもこれを一台で確実に検
出でき、特に約500℃から約700℃までの中温度領
域において動作不安定状態となることを確実に防
止できる光電スイツチを提供できる。 As explained above, the present invention provides a light emitting element that radiates pulse modulated infrared rays toward a detected object in a housing, and includes a light emitting element that emits pulse modulated infrared rays reflected from the detected object and emitted from the detected object within the housing. A reflected light detection system circuit that includes first and second light receiving elements that receive emitted radiant light and detects when an electrical signal of the first light receiving element is an alternating current signal, and the second light receiving element. The structure is equipped with a radiation light detection system circuit that detects when the electric signal of the element is a level signal based on a predetermined wavelength or more and a predetermined amount of radiation light, so it can be used from temperatures as low as -10°C, for example.
A single device can reliably detect objects with a wide range of temperatures, up to temperatures as high as 1300°C, and operation becomes unstable, especially in the medium temperature range from about 500°C to about 700°C. It is possible to provide a photoelectric switch that can reliably prevent this.
図面は本発明の一実施例を示し、第1図はケー
スとカバーとを分解して示す斜視図、第2図は縦
断側面図、第3図は第2図−線に沿う断面
図、第4図は回路装置のブロツク線図、第5図a
乃至eは作用説明用の各部の波形図、第6図は変
調回路の原理的構成図、第7図a及びbは同回路
の波形図である。
図面中、1は筐体、2はケース、3はカバー、
8は窓部、18は流通路、19は吐出孔部、21
は発光素子、23は第1の受光素子、24は半透
明ミラー、26は第2の受光素子、33は回路装
置、34は反射光検出系回路、41は輻射光検出
系回路、51は被検出体を示す。
The drawings show an embodiment of the present invention; FIG. 1 is an exploded perspective view of the case and cover, FIG. 2 is a vertical side view, FIG. 3 is a sectional view taken along the line of FIG. Figure 4 is a block diagram of the circuit device, Figure 5a
7e are waveform diagrams of each part for explaining the operation, FIG. 6 is a diagram of the basic configuration of the modulation circuit, and FIGS. 7a and 7b are waveform diagrams of the same circuit. In the drawing, 1 is the housing, 2 is the case, 3 is the cover,
8 is a window portion, 18 is a flow path, 19 is a discharge hole portion, 21
23 is a light-emitting element, 23 is a first light-receiving element, 24 is a semi-transparent mirror, 26 is a second light-receiving element, 33 is a circuit device, 34 is a reflected light detection system circuit, 41 is a radiated light detection system circuit, and 51 is a target Indicates the object to be detected.
Claims (1)
体に向けて照射する発光素子と、前記筐体内に設
けられ前記被検出体から反射されるパルス変調赤
外線を受けてこれを検出して電気信号に変換する
第1の受光素子と、この第1の受光素子より出力
されて増幅された受光信号が所定の値以上で検出
信号を得る反射光検出系回路と、前記筐体内に設
けられ前記被検出体から放射される輻射光を検出
する第2の受光素子と、この第2の受光素子の検
出信号を蓄積効果変調しその交流信号を増幅して
前記輻射光が所定波長以上で且つ所定量以上の場
合にこれを検出する輻射光検出系回路と、前記
夫々の検出系回路の出力のオア回路とを具備して
なる光電スイツチ。 2 筐体は前面部にパルス変調赤外線及び輻射光
を透過させる窓部を有するケースと、このケース
の周壁を覆い該周壁との間に冷却用空気を流通さ
せる流通路を形成するカバーとから構成され、該
カバーと前記ケースとの前端部間には、前記流通
路を流通した冷却用空気を前記窓部の前面側に吐
出させる吐出孔部が形成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の光電スイツ
チ。 3 パルス変調赤外線と輻射光とを同一軸上で且
つ同一受光素子にて受光可能な構造と、前記受光
素子を2個夫々90゜の角度に配した構造とを形成
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の光電スイツチ。[Scope of Claims] 1. A light-emitting element provided within a housing that emits pulse-modulated infrared rays toward a detected object, and a light-emitting element provided within the housing that receives and emits pulse-modulated infrared rays reflected from the detected object. a first light-receiving element that detects and converts it into an electrical signal; a reflected light detection system circuit that obtains a detection signal when the amplified light-receiving signal outputted from the first light-receiving element is equal to or higher than a predetermined value; a second light-receiving element that is installed in the detector and detects the radiant light emitted from the object to be detected; the detection signal of the second light-receiving element is modulated by accumulation effect, and the AC signal is amplified so that the radiant light has a predetermined wavelength; A photoelectric switch comprising: a radiation detection system circuit that detects radiation when the amount is above a predetermined amount; and an OR circuit for the outputs of the respective detection system circuits. 2. The housing consists of a case that has a window section on the front surface that allows pulse modulated infrared rays and radiant light to pass through, and a cover that covers the peripheral wall of the case and forms a flow path for circulating cooling air between the case and the peripheral wall. and a discharge hole is formed between the front end of the cover and the case to discharge the cooling air that has passed through the flow path to the front side of the window. A photoelectric switch according to scope 1. 3. A patent characterized by forming a structure in which pulse modulated infrared rays and radiation light can be received on the same axis and by the same light receiving element, and a structure in which two of the light receiving elements are arranged at an angle of 90 degrees. A photoelectric switch according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55167091A JPS5790831A (en) | 1980-11-26 | 1980-11-26 | Photoelectric switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55167091A JPS5790831A (en) | 1980-11-26 | 1980-11-26 | Photoelectric switch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5790831A JPS5790831A (en) | 1982-06-05 |
| JPS622486B2 true JPS622486B2 (en) | 1987-01-20 |
Family
ID=15843248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55167091A Granted JPS5790831A (en) | 1980-11-26 | 1980-11-26 | Photoelectric switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5790831A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04345723A (en) * | 1991-05-22 | 1992-12-01 | Fuji Electric Co Ltd | Photoelectric switch |
| JPH0656944U (en) * | 1993-11-02 | 1994-08-05 | オムロン株式会社 | Reflective photoelectric switch |
| JP2002084177A (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Aiphone Co Ltd | Optical proximity sensor device |
-
1980
- 1980-11-26 JP JP55167091A patent/JPS5790831A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5790831A (en) | 1982-06-05 |
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