Датчик положения солнца Советский патент 1982 года по МПК F24J3/02 

(54) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ СОЛНЦА

1

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к датчикам положения Солнца для ориентации гелиоустановки.

Известен датчик положения Солнца, содержащий световод и приемник излучения. В известном датчике сочетание волоконного селектора света с приемником излучения позволяет ограничить поле зрения датчика и точно фиксировать положение источника света 1.

Однако использование такого датчика для осуществления слежения гелиоустановки за Солнцем невозможно.

изобретения является расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции датчика.

Поставленная цель достигается тем, что световод выполнен в виде четырех U-образных волокон с ветвями различной длины, равномерно расположенных по окружности, причем у торцов ветвей большей длины установлены четыре фотоприемника, а у торцов ветвей меньшей длины - теневой экран.

На фиг. 1 показано размещение датчика положения Солнца на гелиоустановке; на фиг. 2 - конструкция датчика положения

Солнца (приемник излучения не показан), продольный разрез; на фиг. 3 - то же, вид спереди.

Датчик положения Солнца содержит световод 1 (фиг. 1) и приемник 2 излучения. Световод 1 выполнен в виде четырех U-образных волокон 3 (фиг. 2) с ветвями различной длины, равномерно расположенных по окружности, причем у торцов ветвей большей длины установлены четыре фо10 топриемника, а у торцов ветвей меньщей длины - теневой экран 4.

Теневой экран 4 (фиг. 3) расположен так, что его проекция в лучах, перпендикулярных поверхности экрана 4, обеспечивает симмет 5ичное перекрытие части площадей всех

5 входных торцов волокон 3, причем перекрывается больше 1/2 площади торца каждого волокна 3.

Датчик положения Солнца устанавливается на неподвижном основании 5 (фиг. 1)

20 гелиоустановки 6. При этом ветви меньшей длины с экраном 4 размещены перед поверхностью зеркала 7, ветви больщей длины с приемником 2 излучения - позади него, а само зеркало 7 снабжено соответственно отверстием 8.

При такой установке датчика положения Солнца направление световода 1 соответствует направлению отраженных зеркалом 7 лучей на объект нагрева.

Датчик положения Солнца работает следующим образом.

При разориентации гелиоустановки 6 (фиг. 1) относительно фиксированного направления отраженных зеркалом 7 лучей благодаря теневому экрану 4 происходит неодинаковое освещение торцов во локон 3 световода 1. При больщом угле разориентации пучок отраженных зеркалом 7 лучей, минуя теневой экран 4, падает на торец одного волокна 3, а торец другого волокна 3, составляющего с первым пару волокон 3 канала, например, зенигального слежения остается полностью затененным экраном 4. Естественно, что такая пара волокон 3 размещена в диаметрально противоположных точках окружности, по которой расположены волокна 3. Таким образом, разность световых потоков, подаваемых на фотоприемники, максимальна.

Следящая система, управляя приводом гелиоустановки 6, поворачивает ее в сторону уменьщения угла разориентации с больщой скоростью, т. е. осуществляет режим грубого слежения однако, в момент, когда пучки отраженных зеркалом 7 лучей начинают попадать на торцы обоих волокон 3 канала зенитального слежения, скорость поворота гелиоустановки 6 резко уменьщается и следящая система переходит в режим точного слежения. Это достигается описанным выще размещением теневого экрана 4.

При направлении отраженных зеркалом 7 лучей, совпадающем с фиксированным, т. е. в направлении световода 1, происходит одинаковое освещение торцов всех

волокон 3 и сигнал, вырабатываемый фотоприемниками следящей Системы, включенными дифференциально, равен нулю.

Выполнение световода 1 в виде четырех волокон 3, имеющих U-образную форму и

разную длину ветвей, позволяет фиксировать в пространстве направление отраженных зеркалом 7 лучей, а размещение у торцов волокон 3 короткой ветви теневого экрана 4 - осуществить селекцию стороны отклонения отраженных зеркалом 7 лучей от

фиксированного в пространстве направления. Расположение теневого экрана 4, обеспечивающее в лучах, перпендикулярных поверхности экрана 4, затенение более 1/2 площади торца каждого волокна 3, позволяет осуществить грубое и точное слежение без применения дополнительных устройств. Все это, в свою очередь, расщиряет функциональные возможности датчика положения Солнца и упрощает его конструкцию.

Формула изобретения

Датчик положения Солнца, содержащий световод и приемник излучения, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей и упрощения конструкции, световод выполнен в виде четырех U-образных волокон с ветвями различной длины, равномерно расположенных по окружности, причем у торцов ветвей большей длины установлены четыре фотоприемника, а у торцов ветвей меньщей длины - теневой экран.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Баранов В. К. Датчики положения Солнца, использующие селекторы света. «Гелиотехника, 1976, № 4, с. 29-33.

:;: