Фотодатчик для гелиотехнических установок

 

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть применено в устройствах управления гелиостатами солнечных электрических станций. Целью изобретения является расширение диапазона режимов работы фотодатчика. Поставленная цель достигается за счет того, что дополнительный фотоприемник установлен на вертикальной оси четырехквадрантного фотоприемника на расстоянии от его центра, равном расстоянию между противоположными относительно центра фотоэлементами , и за счет организации логической обработки выходных сигналов всех фотоэлементов с помощью дополнительно введенных трех элементов 2И-ИЛИ-НЕ. При этом фотодатчик позволяет выполнять режим расфокусировка солнечного пятна на котле парогенератора без привлечения дополнительных средств вычислительной техники. 1 ил § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g1) 4 G Ol J 1/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / " Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4149136/24-24 (22) 19 ° 11.86 (46) 07.10.88. Бил. № 37 (71) 3ападный филиал Всесоизного теплотехнического института им. Ф.Э.Дзержинского (72) В.В.Зяблицев и В,А,Педько (53) 62-50 (088.8) (56) Патент С01А № 4082947, кл. G 01 J. 1/00, опублик ° 1978.

Авторское свидетельство СССР № 836624, кл. Г 05 В 11/32, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 827984, кл. G 01 Л 1/44, 1979. (54) ФОТОДАТЧИК ДЛЯ ГЕЛИОТЕХНИЧЕСКИХ

УСТАНОВОК (57) Изобретение относится к гелиотехнике и может быть применено в устройствах управления гелиостатами

„„Я0„„1429102 А 1 солнечных электрических станций.

Цельи изобретения является расширение диапазона режимов работы фотодатчика, Поставленная цель достигается за счет того, что дополнительный фотоприемник установлен на вертикальной оси четырехквадрантного фотоприемника на расстоянии от его центра, равном расстоянин между противоположными относительно центра фотоэлементами, и за счет организации логической обработки выходных сигналов всех фотоэлементов с помощьв дополнительно введенных трех элементов 2И-ИЛИ-НЕ, При этом фотодатчик позволяет выполнять режим "расфокусировка" солнеч- ж

l ного пятна на котле парогенератора без привлечения дополнительных средств вычислительной техники. ) ил, С

1 1429!02 2 Изобретение относится к гелистехни е и может быть применено в устройствах управления гелиостатами солнечяЬ: электрических станций.

Целью изобретения является расширение диапазона режимов работы фотодатчиков °

На чертеже приведена функциональная схема фотодатчика. 10

Фотодатчик содержит оптический блок 1, четырехквадрантный фотоприемн к 2 ° первый, второй, третий, четв ртый, пятый и шестой фотоэлементы

3 8, третий, второй и первый дифферен-15 ц альные усилители 9-11, третий, вторрй и первый релейные элементы 12-14, ийвертор 15, третий, второй и первый ! э ементы 2И-ИЛИ-НЕ 16-18, элемент

И-НЕ 19 и электрический вход 20. 20

Фотодатчик работает следующим обра1 ом.

При фокусировке светового пятна в ь ентре четырехквадрантного фотоприемника 3 первый, второй, третий и четвертый фотоэлементы З-б засвечены одикаково, пятый фотоэлемент 7 засвечен полностью, а шестой фотоэлемент

8 освещен только фоном, окружающим источник излучения (т.е. солнце) ° 30

Таким образом, разности выходных с сигналов первого и третьего фотоэлементов 3 и 5 и второго и четвертого фотоэлементов 4 и 6 равны нулю, а разность выходных сигналов пятого и шестого фотоэлементов 7 и 8 равна разности световых потоков источника излучения и фона, При изменении направления оптических лучей вследствие, например, перемещения источника излучения световое пятно смещается в каком-либо направлении. При этом одна пара фотоэлементов, например пер" вый и третий фотоэлементы 3 и 5, (или обе пары фотоэлементов, т.е. первый и третий фотоэлементы 3 и 5 и второй и четвертый фотоэлементы 4 и 6), оказываются освещенными неодинаково, Сигнал интенсивности светового потока через третий дифференциальный усилитель 9 и сигналы разностей через второй и первый дифференциальные усилители 10 и 11 поступают на входы третьего,.второго и первого релейных элементов 12-14. Уставки срабатывания третьего„ второго и перво55 го релейных элементов 12-14 вырабатываются из условия требуемой чувствительности фотодатчика к интенсивности светового потока и требуемой точности регистрации смещения светового пятна. В режиме нормального слежения на вход 20 фотодатчика "Расфокусировка" подается сигнал, поэтому на выходы третьего и второго элементов 2-ИЛИ-HF. 16 и 17 будет пропущен выходной сигнал второго релейного элемента 13, который зависит от рассогласования между выходными сигналами первого и третьего фотоэлементов

3 и 5, а на выходе первого элемента

18 будет присутствовать сигнал интенсивности с выхода третьего элемента

12, который зависит от разности выходных сигналов пятого и шестого фотоэлементов 7 и 8. Выходные сигналы первого релейного элемента 14 и третьего и второго элементов 2И-ИЛИ-

НЕ 16 и 17 поступают на вьгходы фотодатчика и на входы элемен-а ИЛИ-HF.

19. Наличие логическогс сигнала "1" на любом из входов элемента ИЛИ вЂ 

19 свидетельствует о том, что первый, второй, третий и четвертый фотоэлементы 3-6 засвечены и интенсивность излучения выше интенсивности фона и, следовательно, фотодатчик находится в режиме слежения. При изменении направления лучей на угол, превышающий угол захвата фотодатчика, либо при появлении между источником излучения и оптическим блоком 1 предмета, препятствующего прохождению лучей, освещенность всех шести фотоэлементов 3 — 8; оказывается одинаковой и равной интенсивности фоновой засветки. При этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 19 устанавливается логический сигнал "1", что является сигналом потери режима "Слежение".

При подаче на вход 20 фотодатчика "Расфокусировка" низкого потенциала на выходах третьего и второго элементов 2-KIN-НЕ 16 и 17 появляются сигналы, свидетельствующие о наличии рассогласования между выходными сигналами пятого и шестого фотоэлементов 7 и 8, а на выходе первого элемента 2И-ИЛИ-НЕ 18 появляется сигнал интенсивности излучения, свидетельствующий о разности световых потоков, падающих на первый и третий фотоэлементы 3 и 5, Под действием этого сигнала система управления производит разворот гелиостата до положения, при котором пятый и шестой фотоэлементы 7 и 8 будут засвечены

1429102

40

45 одинаково, первый фотоэлемент 3 будет полностьи засвечен, а третий Аотоэлемент 5 будет освещен Аоном (положение светового пятна в этом случае показано на чертеже пунктиром), В дальнейшем в режиме расфокусировки сигнал на выходе Аотодатчика "Слежение" определяется выходными сигналами первой пары фотодатчиков 4 и 6 и второй пары фотодатчиков 7 и 8.

Поскольку фотоэлектрическая ось Аотоприемника, состоящего из второго четвертого, пятого и шестого фотоэлементов 4,6, 7 и 8, смещена относительно фотоэлектрической оси фотоприемника, состоящего из первого, третьего, второго и четвертого фотоэлементов 3-6, то происходит пространственное смещение направления отраженных от гелиостата солнечных лучей, т.е. расфокусировка.

Фотодатчик позволяет одновременно с регистрацией смещения светового пятна относительно фотоэлектрической оси Аотодатчика выполнять расфокусировку гелиоустановки беэ использова-! ния сложной вычислительной техники путем подачи сигнала высокого или низкого уровня на вход 20 фотодатчика "Расфокусировка", Формула из об ретения

Фотодатчик для гелиотехнических установок, содержащий инвертор, оптический блок, в фокусе которого уста.новлен четырехквадрантный фотоприемник, на вертикальной и горизонтальной осях которого симметрично его центру расположены четыре фотоэлемента, а в центре — пятый Аотоэлемент, первые выходы противоположных относительно центра фотоэлементов подключены попарно к входам соответст" венно первого и второго дифференциальнь1х усилителей, первый выход пятого центрального Аотоэлемента подключен к прямому входу третьего дифференциального усилителя, вторые выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого Аотозлементов соединены с общей шиной, выходы первого, второго и третьего диААеренциальных усилителей соединены с входами соответственно, первого, второго и третьего релейных элементов, первый и второй выходы первого релейного элемента соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ, отличающийся тем, что, с цельн расширения диапазона режимов работы Аотодатчика, в него дополнительно введены три элемента

2И-ИЛИ-НЕ и шестой фотоэлемент, который установлен на вертикальной оси четырехквадрантного фотоприемника на расстоянии от его центра, равном расстоянии между противоположными относительно центра фотоэлементами, первый выход шестого Аотоэлемента соединен с инверсным входом третьего дифференциального усилителя, а второй— с общей шиной, электрический вход фо" тодатчика соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов 2И-ИЛИ-HI: и с входом инвертора, подкляченного выходом к третьим входам первого, второго и третьего элементов 2И-KIN-HF, первый выход второго релейного элемента соединен с вторым входом второго элемента

2И-ИПИ-HF. а второй выход — с четвертым входом первого элемента 2И-ИЛИНЕ и с вторым входом третьего элемента 2И-KIN-НЕ, первый выход третьего релейного элемента подкличен к вто" рому входу первого элемента 2И-ИЛИНЕ и к четвертому входу второго элемента 2И-ИЛИ-HF. а второй вхбд — к четвертому входу третьего элемента

2И-ИПИ-НЕ, выходы первого, второго и третьего элементов 2И-ИЛИ-НЕ соединены с четвертым, третьим и пятым входами элемента ИЛИ-НЕ.

1429102

Составитель Г.Нефедова

Редактор В.Бугренкова Техред М.Дндык Корректор И.Муска

Заказ 5126/45 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4