Фотодатчик ориентации Советский патент 1990 года по МПК F24J2/38 

Фиг.1

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к фотодатчикам ориентации, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1456717.

Целью изобретения является одновременное повышение точности и увеличение угла зрения.

На фиг. 1 показана конструктивная схема фотодатчика ориентации, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - электрическая схема блока формирования сигналов фотодатчика ориентации.

Фотодатчик содержит установленный на подложке 1 (фиг. 1) непрозрачный цилиндрический корпус 2 с диафрагмирующим центральным отверстием 3 в крышке 4 и че- тырехквадрантный фотоприемник 5, прямоугольные фотоэлементы 6-9 (фиг. 2) которого попарно диаметрально расположены на подложке 1 симметрично оси 10 фотодатчика, отверстие 3 имеет форму креста, лучи которого расположены над фотоэлементами 6-9, расстояние между последними в .каждой паре не превышает ширину фотоэлемента более, чем на ширину луча креста, а двойная длина луча не меньше этого расстояния между фотоэлементами пар.

Фотодатчик снабжен дополнительным непрозрачным цилиндрическим корпусом 11 (фиг. 1) с центральным параболическим зеркалом 12 на его дне 13, крышкой которого служит подложка 1, и дополнительным круглым четырехквадрантным фотоприемником 14 (фиг. 3), фотоэлементы 15-18 которого выполнены в виде секторов круга, а в подложке 1 выполнена центральная прозрачная зона 19, имеющая форму круга, касающегося сторон прямоугольных фотоэлементов 6-9, и дополнительный фотоприемник 14 (фиг. 1) центрально закреплен в этой зоне 19 с наружной стороны подложки 1.

Блок формирования сигналов фотодатчика содержит усилители 20-23 (фиг. 4), формирователи 24 и 25 сигналов, инверторы 26 и 27, логический элемент И 28 и реле 29 с контактами 30 и 31.

Фотодатчик ориентации работает следующим образом.

Если гелиоустановка представляет собой панель с солнечными преобразователями, для которой необходимо поддерживать ориентацию перпендикулярно потоку солнечного излучения, то фотодатчик закрепляется на панели так, что его оптическая ось 10 (фиг. 1) перпендикулярна плоскости панели, ось, по которой расположены фотоэлементы 6 и 8, 15 и 17, соответствует азимутальному отклонению, а ось, по которой расположены фотоэлементы 7 и 9, 16 и 18, соответствует угломестному отклонению.

В момент включения гелиоустановки проекция креста на подложку 1, где установлены фотоэлементы 6-9, в общем случае может быть такой, что фотоэлементы 6 и 8, 7 и 9, включенные по дифференциальной схеме, в каждой паре освещены не одинаково. При этом на выходе усилителей 20 и 21 (фиг. 4) имеется некоторый уровень напряжения, поступающий на формирователи 24 и 25 сигнала (например, триггеры Шмитта), на выходе которых формируется напряжение, соответствующее уровню логи ческой «1, которое поступает на вход инверторов 26 и 27, преобразуясь в уровень логического «О, поступающего на входы логического элемента И 28, на выходе которого имеется при этом логический «О. Реле

29 при этом не срабатывает, и напряжение с выходов усилителей 20 и 21 через контакты 30 и 31 поступает на входы приводов гелиоустановки по азимуту и углу места соответственно (приводы не показаны). Поворот панели приводами происходит

0 так, что проекция креста на подложку 1 перемещается до момента, когда фотоэлементы 6 и 8, 7 и 9 освещены равномерно, т.е. освещены равные площади каждого элемента. При этом на выходе усилителей

5 20 и 21 напряжение близко к нулю, соответственно на выходе формирователей сигналов 24 и 25 напряжение также соответствует уровню логического «О и после прохождения через инверторы 26 и 27 напряжение, соответствующее уровню логической

0 «1, поступает на вход логического элемента И 28, на выходе которой получается высокий уровень напряжения, приводящий к срабатыванию реле 29, через контакты которого 30 и 31 напряжение на вход приводов азимутального и угломестного каналов по5 ступает соответственно с усилителей 22 и 23, которые усиливают разностные сигналы фото элементов 15 и 17, 16 и 18 фотоприемника 14, на который световой поток поступает после прохождения через прозрачную зону

0 19 (фиг. 1) и отражения от параболического зеркала 12 в сфокусированном виде. За счет фокусировки светового потока в датчике получается значительно более высокая точность.

Предлагаемый фотодатчик позволяет удо5 влетворить двум противоположным требованиям: получить высокую точность и одновременно большой угол зрения.

Таким образом, он заменяет два датчика, обычно используемых в системе, где необходимы грубый поисковый датчик и точ0 ный датчик слежения.

Формула изобретения

Фотодатчик ориентации по авт. св. № 1456717, отличающийся тем, что, с целью одновременного повышения точности и увеличения угла зрения, фотодатчик снабжен дополнительным непрозрачным цилиндрическим корпусом с центральным параболическим зеркалом на его дне, крышкой которого служит подложка, и дополнительным круглым четырехквадрантным фотоприемником, фотоэлементы которого выполнены в виде секторов круга, а в подложке

выполнена центральная прозрачная зона, имеющая форму круга, касающегося сторон прямоугольных фотоэлементов, и дополнительный фотоприемник центрально закреплен в этой зоне с наружной стороны подложки.

Изобретение относится к гелиотехнике. Цель изобретения - одновременное повышение точности ориентации и угла зрения фотодатчика. Фотодатчик ориентации снабжен дополнительным непрозрачным цилиндрическим корпусом 11 с центральным параболическим зеркалом 12 на его дне 13, крышкой которого служит подложка (П) 1, и дополнительным круглым четырехквадратным фотоприемником (Ф) 14, фотоэлементы (ФЭ) которого выполнены в виде секторов круга. В П 1 выполнена центральная прозрачная зона (ПЗ) 19, имеющая форму круга, касающегося сторон ФЭ основного Ф 5. Дополнительный Ф 14 центрально закреплен в ПЗ 19 с наружной стороны. 4 ил.

6

19

16

15

1k

Фиг. 2

к

19

18

Фиг.з

2f

15

23

30

28

29

-

27

Фиг.Ь