ЭЛЕМЕНТ ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВА ТЕЛЕМЕТРИИ Российский патент 1995 года по МПК G01R15/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для электропитания различных телеметрических или других устройств от приемно-регистрирующего блока или блока управления и расположенных в объемах, где затруднено обслуживание источников питания, в том числе на высоковольтных платформах, в замкнутых объемах (как правило трудно-доступных) и т.д.

Известен источник электропитания оптоэлектронных устройств, расположенных в объемах, где затруднена зарядка или обслуживание источников питания, включающий преобразование электроэнергии в излучение спектральной области А, которое через оптический фильтр вводится в оптическое волокно. На приемной стороне устройства это излучение преобразуется фотоэлектрическим преобразователем в электрическую энергию, необходимую для питания электрической схемы передающей части оптоэлектронного устройства. Для этого на входах оптических приемопередатчиков на передающей и приемной частях оптоэлектронных устройств устанавливаются оптические фильтры, пропускающие передаваемые по этому же волокну, соответственно в спектральных областях В и С сигналы передаваемых и принимаемых данных.

Наиболее близким к изобретению техническим решением (прототипом) является устройство передачи оптической энергии, по стандартному оптическому волокну с диаметром сердцевины от 150 до 300 мкм, к фотодиоду лазерного излучения с длиной волны от 0,7 до 1,7 мкм таким образом, что несколько лазеров запитывают отрезки оптоволокна, которые затем объединяются через согласующие устройства в общее передающее оптоволокно, а на приемном конце размещается аналогичная решетка из фотодиодов вольтаического типа. Недостаток прототипа низкая надежность работы обусловленная ограниченным диапазоном интенсивностей света, при которой еще возможно преобразование световой энергии в электрическую из-за термического разогрева полупроводникового фотоэлемента.

Цель изобретения повышение надежности и долговечности устройства.

Сущность изобретения состоит в том, что в элементе питания устройств телеметрии, включающем оптическую цепь, содержащую последовательно оптически связанные по крайней мере один источник излучения, световод, устройство вывода излучения из световода и фотопреобразователь, устройство вывода излучения из световода выполнено в виде вогнутого сферического светорассеивающего отражателя и концентричного ему цилиндрического металлического отражателя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 узел фотопреобразователя, фронтальный разрез.

На фиг. 1: 1 фокусирующие стержни; 2 светоизлучатели; 3 источник тока; 4 волоконно-оптический разветвитель; 5 световод; 6 фотопреобразователь.

На фиг. 2: 1 фокусирующий стержень; 7 фотоэлемент; 8 металлический экран; 9 электроразъем; 10 сферический светорассеивающий отражатель; 11 цилиндрический металлический отражатель; 12 винты.

Элемент питания устройств телеметрии выполняется как составная часть телеметрического устройства и состоит из трех основных частей. Первая часть осветительная система, включающая, например, два светоизлучателя 2 и фокусирующих стержня 1, волоконно-оптический разветвитель 4 и источник тока 3. Вторая часть фотопреобразователь, включающий фокусирующий стержень 1, фотоэлемент 7, сферический светорассеивающий отражатель 10, цилиндрический металлический отражатель 11, металлический экран 8, электроразъем 9, винты 12. Третья часть световод 5.

При выключенном источнике тока 3 осветительной системы электрический ток на выходе фотопреобразователя отсутствует.

При поступлении напряжения на источник тока 3 свет от светоизлучателей 2 поступает на фокусирующие стержни 1 и дальше через волоконно-оптический разветвитель 4 по световоду 5 передается к фокусирующему стержню 1, входящему в состав блока фотопреобразователя. Затем свет попадает на сферический светорассеивающий отражатель 10, рассеиваясь на котором и отражаясь от цилиндрического металлического отражателя 11, попадает на фотоэлемент 7, где преобразуется в электрический ток. Электрический ток через электроразъем 9 передается телеметрическому или иному устройству, электропитание которого осуществляется. При этом за счет сферического светорассеивающего отражателя 10 и цилиндрического металлического отражателя 11 световой поток поступающий по световоду 5 равномерно распределяется по всей поверхности фотоэлемента 7, обеспечивая тем самым оптимальный термический режим его работы, а фотопреобразователь имеет приемлемые для практического использования массо-габаритные параметры.

Светоизлучатели, используемые в устройстве, могут быть объединены в группы, содержащие один или более светоизлучателей. Излучение от групп излучателей может быть передано по отдельному световоду к фотоэлектрическому блоку. При этом в фотопреобразующем блоке устанавливается несколько фокусирующих стержней, через которые оптическое излучение поступает на сферический светорассеивающий отражатель, цилиндрический металлический отражатель и на фотоэлемент.

Конструкция устройства дает возможность поместить все элементы фотопреобразователя в защитный экран, в том числе металлический. Тем самым исключается возможность воздействия на фотоэлемент различного рода дестабилизирующих факторов (электромагнитных наводок, загрязнений, влаги и т.д.), дополнительно повышая надежность его работы.

Использование: измерительная техника, электропитание различных телеметрических или других устройств, расположенных в труднодоступных местах, на высоковольтных платформах и т.д. Сущность изобретения: устройство содержит блок засветки, включающий источник тока, по крайней мере два светоизлучателя и два факусирующих стержня, оптический ветвитель, блок фотопреобразователя, состоящего из фотоэлемента, оптического рассеивателя, выполненного в виде вогнутого светорассеивающего экрана с отражающим кольцом и фокусирующего цилиндрического стержня, причем последний расположен в центре фотоэлемента, над ним рассеивающий экран, обращенный выпуклой поверхностью к фотопреобразователю, боковая поверхность между ними закрыта отражателем, все элементы блока помещены в металлический экран с разъемом для подключения нагрузки, потребляющей электрический ток. Блок засветки и фотопреобразователь соединены между собой световодом, предназначенным для доставки световой энергии в то место, где установлен блок фотопреобразователя. 2 ил.

ЭЛЕМЕНТ ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВА ТЕЛЕМЕТРИИ, включающий последовательно расположенные и оптически связанные по крайней мере один источник излучения, световод, устройство вывода излучения из световода и фотопреобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности устройства, устройство вывода излучения из световода выполнено так, что содержит выходной торец световода, расположенный в центре первого основания полого кругового цилиндра, второе основание цилиндра выполнено в виде выпуклого отражающего рассеивающего зеркала, а внутренняя боковая поверхность цилиндра выполнена отражающей, при этом преобразователь выполнен в виде слоя фотопроводника и расположен внутри цилиндра на первом его основании.