SU1576802A2 - Orientation photosensor - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гелиотехнике. Цель изобретени  - одновременное повышение точности ориентации и угла зрени  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 центральна  прозрачна  зона (ПЗ) 19, имеюща  форму круга, касающегос  сторон ФЭ основного Ф 5. Дополнительный Ф 14 центрально закреплен в ПЗ 19 с наружной стороны. 4 ил.The invention relates to solar technology. The purpose of the invention is to simultaneously improve the orientation accuracy and the angle of view of the photosensor. The orientation photosensor is provided with an additional opaque cylindrical body 11 with a central parabolic mirror 12 at its bottom 13, the lid of which is the substrate (P) 1, and an additional round four-square photodetector (F) 14, the photo cells (PV) of which are made in the form of sectors of a circle. In P 1, there is a central transparent zone (PZ) 19, having the shape of a circle touching the sides of the FE of the main F 5. An additional F 14 is centrally fixed in PZ 19 on the outside. 4 il.

Description

Фиг.11

Изобретение относитс  к гелиотехнике, в частности к фотодатчикам ориентации, и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт. св. № 1456717.The invention relates to solar technology, in particular to orientation photosensors, and is an improvement of the invention according to the author. St. No. 1456717.

Целью изобретени   вл етс  одновременное повышение точности и увеличение угла зрени .The aim of the invention is to simultaneously increase the accuracy and increase the viewing angle.

На фиг. 1 показана конструктивна  схема фотодатчика ориентации, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - электрическа  схема блока формировани  сигналов фотодатчика ориентации.FIG. 1 shows a structural diagram of an orientation photocell, longitudinal section; in fig. 2 - the same, top view; in fig. 3 shows section A-A in FIG. one; in fig. 4 is an electrical circuit of an orientation photocell signal generation unit.

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, пр моугольные 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, рассто ние между последними в .каждой паре не превышает ширину фотоэлемента более, чем на ширину луча креста, а двойна  длина луча не меньше этого рассто ни  между фотоэлементами пар.The photo sensor contains an opaque cylindrical body 2 installed on the substrate 1 (Fig. 1) with a diaphragm center hole 3 in the lid 4 and a four-quadrant photodetector 5, rectangular photocells 6-9 (Fig. 2) of which are pairwise diametrically located on the substrate 1 symmetrically to the axis 10 photosensors, aperture 3 has the shape of a cross, the rays of which are located above photocells 6–9, the distance between the last in each pair does not exceed the width of the photocell more than the width of the cross beam, and the double length of the beam is not less than this distance or between the pairs of photocells.

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 центральна  прозрачна  зона 19, имеюща  форму круга, касающегос  сторон пр моугольных фотоэлементов 6-9, и дополнительный фотоприемник 14 (фиг. 1) центрально закреплен в этой зоне 19 с наружной стороны подложки 1.The photo sensor is equipped with an additional opaque cylindrical body 11 (Fig. 1) with a central parabolic mirror 12 at its bottom 13, the lid of which is the substrate 1, and an additional round four-quadrant photoreceiver 14 (Fig. 3), the photo cells 15-18 of which are made in the form of circular sectors and in the substrate 1 there is a central transparent zone 19, having the shape of a circle touching the sides of rectangular photo cells 6-9, and an additional photoreceiver 14 (Fig. 1) is centrally fixed in this zone 19 on the outer side of the substrate 1.

Блок формировани  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.The photo sensor signal generating unit contains amplifiers 20-23 (FIG. 4), shapers 24 and 25 signals, inverters 26 and 27, AND 28 and relay 29 with contacts 30 and 31.

Фотодатчик ориентации работает следующим образом.The orientation photosensor works as follows.

Если гелиоустановка представл ет собой панель с солнечными преобразовател ми, дл  которой необходимо поддерживать ориентацию перпендикул рно потоку солнечного излучени , то фотодатчик закрепл етс  на панели так, что его оптическа  ось 10 (фиг. 1) перпендикул рна 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.If the solar system is a solar panel, for which it is necessary to maintain the orientation perpendicular to the solar radiation flux, then the photo sensor is fixed on the panel so that its optical axis 10 (Fig. 1) is perpendicular to the panel plane, the axis along which Photo cells 6 and 8, 15 and 17 correspond to the azimuthal deviation, and the axis along which the photo cells 7 and 9, 16 and 18 are located corresponds to the elevation deviation.

В момент включени  гелиоустановки проекци  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) имеетс  некоторый уровень напр жени , поступающий на формирователи 24 и 25 сигнала (например, триггеры Шмитта), на выходе которых формируетс  напр жение, соответствующее уровню логи ческой «1, которое поступает на вход инверторов 26 и 27, преобразу сь в уровень логического «О, поступающего на входы логического элемента И 28, на выходе которого имеетс  при этом логический «О. РелеAt the moment of turning on the solar system, the projection of the cross onto the substrate 1, where photocells 6–9 are installed, may in general be such that photocells 6 and 8, 7, and 9, connected in a differential scheme, are not equally illuminated in each pair. At the same time, at the output of amplifiers 20 and 21 (Fig. 4) there is a certain voltage level applied to signal formers 24 and 25 (for example, Schmitt triggers), at the output of which a voltage is formed corresponding to a logic level "1" the input of inverters 26 and 27, transforming into the level of a logical "O", arriving at the inputs of a logical element And 28, at the output of which there is thus a logical "O. Relay

29 при этом не срабатывает, и напр жение 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 происходит29 does not work at the same time, and the voltage from the outputs of amplifiers 20 and 21 through contacts 30 and 31 is fed to the inputs of the solar drive drives by azimuth and elevation, respectively (drives not shown). Rotate the panel drives occurs

0 так, что проекци  креста на подложку 1 перемещаетс  до момента, когда фотоэлементы 6 и 8, 7 и 9 освещены равномерно, т.е. освещены равные площади каждого элемента. При этом на выходе усилителей0 so that the projection of the cross onto the substrate 1 moves until the photocells 6 and 8, 7 and 9 are evenly illuminated, i.e. illuminated equal areas of each element. In this case, the output of the amplifiers

5 20 и 21 напр жение близко к нулю, соответственно на выходе формирователей сигналов 24 и 25 напр жение также соответствует уровню логического «О и после прохождени  через инверторы 26 и 27 напр жение , соответствующее уровню логической5 20 and 21, the voltage is close to zero, respectively, at the output of the signal conditioners 24 and 25, the voltage also corresponds to the logic level "O" and after passing through the inverters 26 and 27, the voltage corresponding to the logic level

0 «1, поступает на вход логического элемента И 28, на выходе которой получаетс  высокий уровень напр жени , привод щий к срабатыванию реле 29, через контакты которого 30 и 31 напр жение 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 прохождени  через прозрачную зону0 "1, is fed to the input of the logic element And 28, at the output of which a high voltage level is obtained, leading to the operation of the relay 29, through the contacts of which 30 and 31 voltage to the input of the drives of the azimuth and elevation channels comes 5, respectively, from amplifiers 22 and 23, which amplify the difference signals of photo elements 15 and 17, 16 and 18 of the photodetector 14, to which the luminous flux enters after passing through the transparent zone

0 19 (фиг. 1) и отражени  от параболического зеркала 12 в сфокусированном виде. За счет фокусировки светового потока в датчике получаетс  значительно более высока  точность.0 19 (Fig. 1) and reflections from the parabolic mirror 12 in focused form. By focusing the light flux in the sensor, a much higher accuracy is obtained.

Предлагаемый фотодатчик позвол ет удо5 влетворить двум противоположным требовани м: получить высокую точность и одновременно большой угол зрени .The proposed photosensor permits one to meet two opposite requirements: to obtain high accuracy and at the same time a large viewing angle.

Таким образом, он замен ет два датчика , обычно используемых в системе, где необходимы грубый поисковый датчик и точ0 ный датчик слежени .Thus, it replaces two sensors commonly used in the system where a coarse search sensor and a precise tracking sensor are needed.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Фотодатчик ориентации по авт. св. № 1456717, отличающийс  тем, что, с целью одновременного повышени  точности и увеличени  угла зрени , 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 подложкеOrientation photosensor by aut. St. No. 1456717, characterized in that, in order to simultaneously increase accuracy and increase the angle of view, the photo sensor is provided with an additional opaque cylindrical body with a central parabolic mirror at its bottom, the lid of which serves as a substrate, and an additional round four-quadrant photodetector, whose photo cells are made in the form of circular sectors and in the substrate выполнена центральна  прозрачна  зона, имеюща  форму круга, касающегос  сторон пр моугольных фотоэлементов, и дополнительный фотоприемник центрально закреплен в этой зоне с наружной стороны подложки.a central transparent zone is formed, having the shape of a circle touching the sides of rectangular photo cells, and an additional photodetector is centrally fixed in this zone on the outer side of the substrate. 66 19nineteen 16sixteen 1515 1k1k Фиг. 2FIG. 2 кto 19nineteen 1818 Фиг.зFig.z 2f2f 1515 2323 30thirty 2828 2929 -- 2727 Фиг.ЬFig.b