Гелиостат Советский патент 1988 года по МПК F24J2/38 

Изобретение относится к гелиотехнике, Б частности к гелиостатам.

Целью изобретения является повышение точности ази1чутально-зениталь- ного слежения гелиостата за положением Солнца путем полного устранения влияния перекрестного эффекта,,

На фиг, 1 показана конструктивная схема предлагаемого гелиостата, на фиг. 2 - форма выполнения элемента его светоотражателя , на фиг, 3 - конструкция двухкоординатного датчика гелиостата; на фиг. 4 - конструкция опорно-поворотного механизма гелиостата; на фиг. 5 - усовершенствованная конструкция светоотражате- ля гелиостата; на фиг. 6 - форма диагфраг:мирующего отверстия датчика; на фиг. 7 - выполнение и расположение фотопреобразователей датчика на фиг, 8 - электрическая схема соединения фотопреобразователей датчика

Гелиостат содержит двухкоординат,

ный опорно-поворотный механизм 1 (фиг. 1), закрепленное на нем зеркало 2 с центральным отверстием 3, в котором установлен световозвращатель 4 в виде плоского отражателя 5 (фиг. 2),. расположенного перпендикулярно плоскости зеркала 2 (фиг. 1) по его горизонтальной оси симметрии, и двухкоординатньш датчик 6 (фиг.З)

с диафрагмируюа1им отверстием

установленный с тыльной стороны зеркала 2 (фиг, 1), оптически связанный с световозвращателем 4 и имеющий попарно диаметрально расположенные фотопреобразователи 8 (фиг „ 3) j электрически связанные между собой.

Опорно-поворотный механизм 1 (фиг. 1) выполнен в виде кардана 9 (фиг, 4),, световозвращатель 4 (фиг Л снабжен вторым плоским отражателем 10 (фиг, 5) 5 расположенньпч по вертикальной оси симметрии зеркала 2 (фиг., 4), датчик 6 (фиг, 1) закрепле на неподвижной части кардана 9, его диафрагмирующее отверстие 7 (фиг.З) имеет крестообразную форму (Сряг ,6} а- каждый фотопреобразователь 8 (фиг. 3) выполнен в виде двух фотоэлементов П и 12 (фиг. 7). установленных на oд fнaкoвoм расстоянии от соответствующей плоскости симметрии диафрагмр фующет о отверстия 7 (фиг,6) причем фотоэлемс нть 11. расположенные по о; пу сторону от кажлоГ плоскости симметрии, электрич(-ски сое0

5

0

5

0

0

5

динены между собой согласно-парал-- лельно, а с фотозлементакм 12, расположенными по другую сторону, - встречно-последовательно при помощи нагрузочного сопротивления 13 (фиг. 8).

Гелиостат предназначен для башенной солнечной станции 14 (фиг, 1) .Световозвращатель 4 для гелиостата может быть склеен из тонких стеклянных зеркал или изготовлен из полированных металлических пластин, например, из нержавеющей стали. Каждый канал слежения содержит также дифференциальный усилитель 15 (фиг. 8) и формирователь 16 выходных сигналов. В качестве фотоэлементов 11 и 12 целесообразно использовать кремниевые фотодиоды. Фотодатчик 6 (фиг, 7) имеет центральный фотоэлемент 17 для форми- ровсшия сигнала о потере объекта слежения , В оптическом тракте датчика 6 (фиг, 3) могут быть использованы светофильтр и отражатель (не показаны). Кардан 9 (фиг. 4) имеет бетонный фундамент 18 и ось 19, выполненную в виде полукруглого рельса.

Зеркало 2 имеет круглую форму, выполнено пленочным и закреплено на спицах 20 и обручах 21, Перекатывание зеркала 2 осуществляется при помоп: и роликов 22. Основание фундамента 18 вьтолнено в виде шестигран- гсика, а размер зеркала 2 определяется диаметром вписанной в шестигранник

окружности, I .

Гелиостат работает следующим образом.

Настройку гелиостата осуществляют для положения Солнца, при котором направления падающего на гелиостат и отраженного им излучений совпадают.

Юстировкой световозвращателя 4 (фиг. 1) и нагрузочного сопротивления 13 (фиг, 8) добиваются отсутствия выходных сигналов с датчика 6.

Настройка гелиостата проверяется также и при положении Солнца, когда зеркало 2 (фиг, 1) расположено горизонтально, В этом случае сигнал с датчика 6 в азимутальном канале слежения должен отсутствовать, В остальных пoлoжe ияx Солнца возвращенный плоскими отражателями 5 и 10 (фиг-, 5) солнечный поток излучения через крестообразное диафрагмирующее отверстие 7 (фиг, 6) поступает на фотоэлементы 11 н 12 (фиг. 7), кото31

рыр преобразуют этот поток излучения в электрические сигналы в каждом канапе слежения.

Симметрирование зеркала 2, световозвращателя 4, опорно-поворотного механизма 1 и фотоэлементов 11 и 12 датчика 6 при наличии крестообразного диафрагмирующего отверстия 7 обеспечивает полное ус гранение выработки ложных сигналов управления ориентацией гелиостата, что повышает эффективность установок башенного типа.

Формула изобретения

Гелиостат, содержащий двухкоорди- натный опорно-поворотный механизм, закрепленное на нем зеркало с цент ральным отверстием, в котором установлен световозвращатель в виде плоского отражателя, расположенного перпендикулярно плоскости зеркала по его горизонтальной оси симметрии, и двухкоординатный датчик с диафрагмирующим отверстием, установленный с тьтьной стороны зеркала, оптически связанный со световозвращателем и

99609

имеюпгий попарно диаметрально расположенные фотопреобразователи, электрически связанные между собой, о т - 1 л и чающийся тем, что, с целью повышения точности путем устранения перекрестного эффекта при зенитально-азимутальной ориенташ и гелиостата, опорно-поворотный меха 1Q низм выполнен в виде кардана, световозвращатель снабжен вторым плоским отражателем, расположенным по вертикальной оси симметрии зеркала, датчик закреплен на неподвижной части кар- 15 дана, его диафрагмирующее отверстие имеет крестообразную форму, а каждый фотспреобразователь выполнен в виде двух фотоэлементов, установленных на одинаковом расстоянии от соответст- 20 вующей плоскости симметрии диафрагмирующего отверстия, причем фотоэлементы, расположенные по одну сторону от каждой плоскости симметрии, электрически соединены между собой сог25 ласно-параллельно, а с фотоэлементами, расположенными по другую сторону, - встречно-последовательно при помощи нагрузочного сопротивления.

Изобретение позволяет повысить точность азим тально-зенитного слежения гелиостата за положением Солнца путем ПОЛНОГО устранения влияния перекрестного эффекта. С тыльной стороны зеркала 2 установлен двухко- ординатный датчик 6 с диафрагмирующим отверстием 7 крестообразной формы, оптически связанный со световозвращателем (СВ) 4 и имеющий попарно диаметрально расположенные фо- топреобразователн, Двухкоординатный опорно-поворотный механизм 1 выполнен в виде кардана. Второй плоский отражатель СВ 4 расположен по вертикальной оси симметрии зеркала. Датчик 6 закреплен на неподвижной части кардана. Каждый фотопреобразова- тель вьтолнен в виде двух фотоэлементов (ФЭ), установленных на одинаковом расстоянии от соотв. плоскости cи {eтpии отверстия 7, пpичe ФЭ, расположенные по одну сторону от каждой ПЛОСКОСТИ симметрии, электрически соединены между собой сог- ласно-параллельно, а с ФЭ, расположенными по другую сторону, встречно- последовательно при ПОМО1ЦИ нагрузочного сопротивления. Симметрирование зеркала, СВ 4, механизма 1 и ФЭ обеспечивает полное устранение выработки ЛОЖНЫХ сигналов управления ориента1даей гелиостата, что повышает эффективность установок башенного типа. 8 ИЛ. СО со о а о со

фи.2

Фи.Ъ

1

ФыгМ

.--J /

,12

-

12

10

,1

Фие.5

а.1

16