Лазерный световой маяк
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 357.1 979/23 (22} 04:04.83 (46) 23.09.92. Бюл. М 35 (71) Институт оптики атмосферы СО АН
СССР и Специальное конструкторское бюро научного приборостроения "Оптика" СО АН
СССР (72) Г.А. Калошин, В.А. Кошелев, Ю,Л. Петлин, Н.П. Солдаткин, В.В, Татур и В,Я. Фадеев (53} 654.91 (088.8) (56) Патент Великобритании N 1321274, кл. 6 01 S5/16,,1973.
Патент Франции N 2065489. кл. 6 01 S 1/00, 1971. (54)(57) 1. ЛАЗЕРНЫЙ СВЕТОВОЙ МАЯК, со- держащий источник излучения, перед которым размещен полупрозрачный отражатель, установленный на опоре, кинематически связанной с приводом, о т л и ч аю шийся тем, что. с целью повышения точности ориентирования, в него введены второй отражатель, установленный за полупрозрачным отоажателем, два фотоприемника и схема управления, выполненная в виде последовательно соединенных генераторов тактовых импульсов, первого электронного ключа, первого усилителя, блока управления положением отражателя, второго и третьего усилителей, а также последовательно соединенных задающего генератора, второго электронного ключа. четвертого усилителя, импульсного трансформатора и выпрямителя, при этом выход первого усилителя подключен к входу привода. выход выпрямителя подключен к входу источника излучения. оптически сопряженного через первый и второй отражатели с входа и приемников излучения, выходы которых через второй и третий усилители соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления поло„„5Q „„1129856 А1 (sl)s B 64 D 47/00, B 64 F 1/18 жением отражателя, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входам первого и второго электронных ключей, а второй выход генератора тактовых импульсов подключен к третьему, четвертому и пятому входам блока управления положением отражателя.
2. Лазерный световой маяк по п, 1. о т -. лича ющийся тем,чтовторойотражатель выполнен полупрозрачным и введен второй источник излучения со схемой управления. два фотоприемника и блок переключения, при этом второй источник излучения установлен соосно с первым источником излучения и оптически сопряжен через первый и второй полупрозрачные отражатели с фотоприемниками, выходы которых подключе- 3 ны к входам второй схемы управления через блок переключения, выходы которого соединены с входами первой и второй схем управления.
3. Лазерный световой маяк по пп. 1 и 2, Я о тл и ч а ю шийся тем, что блок управления положением отражателя выполнен в виде четырех триггеров, трех схем И, двух схем .
ИЛИ и схемы НЕ, при этом выход первого триггера через первую схему ИЛИ и второй Ю триггер подключен к соответствующим вхо- »О дам первой схемы И, выход схемы НЕ под- (ф ключен к соответствующему входу первой (Я схемы ИЛИ и через вторую схему И к перво- 0»» му входу четвертого триггера; выход третьей схемы И через третий триггер подключен к,3 входу второй схемы ИЛИ, к второму входу Ф которого подключен выход четвертого триггера. выход второй схемы ИЛИ соединен с соответствующим входом второго электронного ключа, выход генератора тактовых импульсов подключен к входам первого триггера, схемы НЕ и третьей схемы И, выход первой схемы И подключен к соответствующим входам первого электронного
1 12985б ключа, второй и третьей схем И, выходы второго и третьего усилителей подключены
Изобретение относится к средствам световой сигнализации, в частности к лазерным маякам, используемым в системах для проводки морских и речных судов и для посадки самолетов в сложных погодных условиях, а
Известен индикатор курса, содержащий источник колебаний, излучающий энергию в направлении обьекта. Относительно источника перемещается маска, которая периодически блокирует часть луча, в результате чего по разные стороны от курса наблюдаются световые импульсы разной длительности, Недостатком этого устройства является недостаточная дальность видимости.
Наиболее близким к данному является световой маяк, содержащий лазерный источник излучения, оптически связанный с отражателем, установленным на вращающейся опоре, кинематически связанной с приводом, Недостатком этого маяка является невысокая точность ориентирования.
Целью изобретения является повышение точности ориентирования.
Цель достигается тем, что в лазерный световой маяк, содержащий источник излучения, перед которым размещен полупрозрачный отражатель, установленный на опоре, кинематически связанной с приводом, введены второй отражатель, установленный за полупрозрачным отражателем, два фотоприемника и схема управления, выполненная в виде последовательно соединенных генератора тактовых импульсов, первого электронного ключа, первого усилителя, блока управления положением отражателя, второго и третьего усигителей, а так><е последовательно соедин :.нных задающего генератора, второго эле тронного ключа, четвертого усилителя, импульсного трансформатора и выпрямителя, при этом выход первого усилителя подключен к входу привода, выход выпрямителя подключен к входу источника излучения, оптически сопряженного через первый и второй отражатели с входами приемников излучения, выходы которых через второй и третий усилители соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления положением отражателя, первый и второй выходы Которого подключены соответственно к входам первого и
50 к соответствующим входам четвертого и третьего триггеров. второго электронных ключей, а второй выход генератора тактовых импульсов подключен к третьему, четвертому и пятому входам блока управления положением отражателя.
Цель достигается также тем, что второй отражатель выполнен полупрозрачным и введен второй источник излучения со схемой управления, два фотоприемника и блок переключения, при этом второй источник излучения установлен соосно с первым источником излучения и оптически сопряжен через первый и второй полупрозрачные отра>катели с фотоприемниками, выходы которых подключены к входам второй схемы управления через блок переключения, выходы которого соединены с входами первой и второй схем управления, Цель .достигается также тем. что блок управления положением отражателя выполнен в виде четырех триггеров, трех схем И, двух схем ИЛИ и схемы НЕ, при этом выход первого триггера через первую схему ИЛИ и второй триггер подключен к соответствующим входам первой схемы И, выход схемы
НЕ подключен к соответствующему входу первой схемы ИЛИ и через вторую схему И к первому входу четвертого триггера, выход третьей схемы И через третий триггер подключен к входу второй схемы ИЛИ, к второму входу которого подключен выход четвертого триггера, выход второй схемы
ИЛИ соединен с соответствующим входом второго электронного ключа, выход генератора тактовых импульсов подключен к входам первого триггера, схемы НЕ и третьей схемы И, выход первой схемы И подключен к соответствующим входам первого электронного ключа, второй и третьей схем И, выходы второго и третьего усилителей подключены к соответствующим входам четвертого и третьего триггеров.
На фиг. 1 представлен лазерный маяк, когда дополнительный отражатель установлен перпендикулярно оптической оси лазера и выполнен неподвижным: на фиг. 2 — то же, когда дополнительный отражатель установлен на одном валу с основным.
Лазерный маяк включает лазер 1, подключенный K последовательно соединенным выпрямителю 2, импульсному трансформатору 3, усилителю 4, импульсному ключу 5 и генератору импульсов 6, Лазер
1129856
30
1 оптически связан с отражателем 7, установленным на валу 8, кинематически связанном с приводом 9. Перпендикулярно оптической оси лазера 1 установлен дополнительный отражатель 10, который через обратную сторону отражателя 7 оптически связан с фотоприемниками 11 и 12, соединенными со схемой управления, содержащей усилители 13 и 14, генератор тактовых импульсов 15, аналоговый ключ 16, усилитель 17, триггер 18, схему ИЛИ 19, триггер
20 и схему И 21, а также схему НЕ 22, схему
И 23, схему И 24, триггеры 25 и 26 и схему
ИЛИ 27. Перемещение отражателя 7 обуславливает перемещение светового луча в направлениях 28, 29, 30, 31. Если дополнительный отражатель 10 наклонен к оптической оси лазера 1, то в лааерный маяк вводится дополнительный лазер 32 и дополнительная пара фотоприемников 33 и 34, связанных оптически с обратной стороной отражателя 7 и электрически через второй блок управления с дополнительным лазером 32. Кроме того, пара фотоприемников
11 и 12 связана со схемой переключения, в которую входят интегратор 35, компаратор
36, реле 37. Контакты 38 и 39 реле 37 подключают питающее напряжение к блокам управления.
Лазерный маяк работает следующим образом, Генератор тактовых импульсов 15 формирует электрические сигналы, поступающие на вход триггера 18, на вход схемы НЕ
22, на первый вход схемы И 24. С выхода элемента НЕ 22 электрический сигнал поступает на первый вход схемы И 23 и на первый вход схемы ИЛИ 19. С выхода триггера 18 электрический сигнал поступает на второй вход схемы ИЛИ 19 и на вход второго триггера 20, Электрические сигналы со схемы ИЛИ 19 и с триггера 20 поступают соответственно на первый и второй входы схемы
И 21, Электрический сигнал с выхода схемы
И 21 поступает на управляющий вход аналогового ключа 16 и на вторые входы схем
НЕ 22 и И 24. Таким образом, аналоговый ключ 16 открыт в период времени t> — t
Электрический сигнал со схемы И 24 в момент времени тл поступает на вход установки "1" триггера 26. Электрические сигналы с выходов триггеров 25 и 26 поступают соответственно на первый и второй входы схемы
ИЛ И 27, Таким образом, в моменты времени
t>, t4, tr с выхода схемы ИЛИ 27 на управляющий вход импульсного ключа 5 поступают электрические сигналы, открывающие импульсный ключ 5, и электрический сигнал импульсного генератора 6 поступает на вход импульсного усилителя 4, далее на вход импульсного трансформатора 3, повышающего напряжение, и на вход выпрямителя 2, осуществляя включение лазера 1.
Оптический луч в момент времени попадает на отражатель 7 и отражается в направлении а. Часть излучения проходит через частично прозрачный отражатель 7 и попадает на дополнительный отражатель 10, эакрепленный жестко, отразившись от него, направляется на обратную сторону отражателя 7 и отражается в направлении
28, с момента времени tt отражатель 7 под воздействием привода 9 начинает первое колебательное движение и оптический луч отклоняется горизонтально. В момент времени tz оптический луч, отраженный от обратной стороны отражателя 7 в направлении 29,попадает на фотоприемник 11, злектрический сигнал с которого, усиленный усилителем 13, поступает на вход установки
"0" триггера 26. Но триггер 26 в момент времени и2 находится в состоянии "0" и изменение его состояния не происходит. В момент времени ta оптический луч попадает на фотоприемник 12 в направлении 30.
Электрический сигнал с фотоприемника 12, усиленный усилителем 14, поступает на вход установки "0" триггера 25 и устанавливает его в положение "0", Электрический сигнал через схему ИЛИ 27 поступает на управляющий вход импульсного ключа 5 и закрывает его. Происходит закрывание лазера 1 в момент тз. В момент t4 заканчивается первое колебательное движение основного отражателя 7 и вновь происходит включение лазера 1, оптический луч отражается от обратной стороны отражателя 7 в направлении 31. С момента времени t5 отражатель 7 начинает отклонение в направлении, обратном первоначальному. B момент времени ts оптический луч, отраженный от обратной стороны отражателя 7 в направлении 30, попадает на фотоприемник 12, усиливается усилителем 14, поступает на вход установки "0" триггера 25, при этом изменения состояния триггера 25 не происходит. В момент времени tQ ог тический луч попадает на ..топриемйик 11 в направлении 29.
1129856 д/ -/ 1 Г
h l // Ж
Электрический сигнал с фотоприемника 11, усиленный усилителем 13, поступает на вход установки "0" триггера 26 и устанавливает его в положение "0", затем через схему
ИЛИ поступает на управляющий вход импульсного ключа 5 и закрывает его. В момент времени ts происходит вторично выключение лазера 1. В момент времени тт заканчивается второе колебательное движение отражателя 7, Если наблюдатель будет находиться в секторе действия отражателя 7, то в секторе а будет наблюдаться две вспышки, в секторе 15 — три вспышки, в секторе1 — одна вспышка лазерного излучения. Серии вспышек в каждом секторе отделены, временными интервалами и париодлчески повторяются.
Если отражатели 7- и 10 закреплены на одном валу 8 и образуют между собой угол
80 — 100 . а вал 8 связан кинематически с приводом 9, то часть излучения, прошедшая через отражатель 7, отразившись от обратной стороны дополнительного отражателя
10, попадает на фотоприемники 11 и 12, электрические сигналы с выходов которых поступают дополнительно на вход интегратора 35 и устанавливают на его выходе электрический сигнал, близкий к нулю. При этом компаратор 36 и реле 37 не изменяют своего
5 положения. В случае выхода из строя одного блока управления или лазера 1 электрические сигналы с выходов фотоприемников 11 и 12 на вход интегратора 35 поступать не будут. компаратор 36 изменит свое состоя10 ние, а реле 37 сработает, Контакты 38 разомкнуться, а контакты 39 замкнутся, Произойдет отключение основного канала и включение резервного канала, в состав которого входят второй блок управления, ла15 зер 32, вал 8,. фотоприемники 33 и 34, Основным отражателем для резервного ка. нала является отражатель 10; а дополнительным — отражатель 7.
20 За счет введения резервного канала повышается надежность устройства, эа счет разделения зон в пространстве повышенной стабильности лазерного маяка обеспечива тся высокая точность задания и
25 поддержания зон ориентирования.
Составитель N,5ерезуе
Редактор Е.Гиринская Техред M.Moðrå×òàë Корректор И.Шмакова
Заказ 4058 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35. Рауц ская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
