Фотодатчик ориентации Советский патент 1985 года по МПК F24J2/40 G01J1/42 

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к фотодатчикам ориентации в систе мах слежения за положением Солнца гелиоуст новок . Целью изобретения является повышение точ ности ориентации путем точного выделения границ зон освещенности светочувствительных элементов и устранения световых помех, а также расширение диапазона работы фотодат 1ика путем изменения хода излучения внут ри негр. На фиг. 1 показана конструктивная схема фотодатчика ориентации; на фиг. 2 - фотодатчик, вид в плане; на фиг. 3 пеленгацй г. онная характеристика фотодатчика по одной из координат ориентации. Фотодатчик ориентации содержит установлен ный на подложке 1 (фиг. 1) гшшезапданый корпус 2 с диафрагмирующим отверстием 3 в крышке 4, расположенный в корпусе 2 параллельно подложке 1 экран 5 со светофильтром 6 перем шой прозрачности и установленный на подложке 1 симметрично оптической оси фотодатчика четырехквадрантный фотоприемник 7. Диафрагмирующее отверстие 3 (фиг. 2) имеет квадратную форму, а светофильтр 6 , , выполнен в виде четырех прямоугольтк щелей 8, совпадающих внутренними сторонами 9 (фшч 1) с проекциями кромок 10 отверстия 3. на экран 5.. Фотодатчик снабжен, четырьмя отражателями И, расположенными на экране 5 параллельно щелям 8 с их внешних сторон 12, т. е. в золе затемнения. Высота отражателей 11 и их наклон к оптической оси фотодатчика могут быть изме нены... Пеленгационная характеристика фотодатчика представляет собой зависимость напряжения и на его выходе от угла Ч рассогласовани оптической оси фотодатчика с направлением на Солнце и по каждой координате ориентации определяется соотнощением его размеров. Так, цшрина линейного участка 13 (фиг. 3) зависит от щирины Л щели 8 и от высоты 1 расположения крьппки 4 над экраном 5, а сектор 14 захвата - от пшрины m диафрагмирующего отверстия 3 и высоты 1 (без учета воздействия отражателей И). Фотодатчик ориентации работает следующим образом. .В исходном положении, когда фотодатчик направлен точно на Солнце, световой поток, проходящий через диафрагмирующее отверстие 3 (фиг. 1) в крыщке 4, падает на центральную часть экрана 5, а засвечивающие щели 8 находятся в тени. При появлении опшбки 9лежения тень от крыпжи 4 датчика перемещается относительно засвечивающих щелей В в экране 5. При этом четырехквадрантный фотоприемник 7, расположенный под щелями 8, освещается неодинаково. Электрический мост, образованный его светочувствительными элементами, разбалансируется. Появляется электрический сигнал Uo (фиг. 3) ошибки слежения. При больших углах рассогласования щели 8 экрана 5 дополнительно засвечиваются от .зеркальных отражателей 11, что позволяет увеличить мощность на выходе фотодатчика и тем самым сократить время ориентации гелиоустановки. Точность наведения обеспечивается взаимодействием диафрагмирующего отверстия 3 и , экрана 5 фотодатчика, которые образуют своеобразтш прицел, позволяющий вьщелить границы тени от крышки 4 датчика и сократить количество световых помех, воздействующих на фотоприемник 7. При необходимости сектор 14 захвата датчика можно увеличить, меняя высоту и угол наклона зеркальных отражателей 11. Экспериментальные исследования на действующей солнечной печи показали, что оптимальнь1ми являются следующие, размеры фотодатчика: JS - 0,8 мм; т- 50 мм; 1 - 100 мм.

П

1. ФОТОЛАТЧИК ОРИЕНТАЦИИ, содержащий установпенный на подложке пылеза-т щитный корпус с диафрагмирующим отверстием в Крышке, расположенньш в корпусе параллельно подложке экран со светофильтром переметюй прозрачности и установленный на подложке симметрично оптической оси фото- , датчика четырехквадрантный фотоприемник, отличающийся тем, что, с целью повышеш1Я точности ориентации, диафрагмиру.ющее отверстие имеет квадратную форму, а светофильтр переменной; прозрачности выполнен в виде четырех прямоугольных щелей, совпадающих внутрешшми сторонами с проект ями кромок отверстия на экран. 2. Фотодатчик по п. 1, о т л н ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона работы, он снабжен четьфьмя стража телями, расположенными на экране параллельно прямоугольным щелям с их внецших сторон... sl Од

arctgif

fpuej