CS206783B1 - Fotorelé pro detekci horkých kovů - Google Patents

Description

; (54) Fotorelé pro detekci horkých kovů

Vynález se týká fotorelé pro indikaci horkých kovů v těžkých strojírenských nebo hutních provozech, řeší zvětšenou nezávislost ke změnám teploty prostředí a okolního osvětlení, to znamená, že odstraňuje potřebu přídavného chlazení a náročné ' filtrace pasivního světla.

Dosud známá fotorelé používají jako snímací fotoelektrický prvek křemíkovou nebo germanio-; vou fotonku, popřípadě fotoodpor CdS nebo PbS v běžně známém zapojení bez přídavného chlazení pv prostředí s teplotou maximálně do 45 °C. Vhor kých provozech se však výskytu je teplcjta prostředí ^! značně vyšší. Běžně používaná fotorelé, nasazovaí ná do výše uvedeného prostředí, vyžadují přídavné !vodní nebo vzduchové chlazení, někdy velmi ná-j í ročně na instalaci a údržbu.

Základním nedostatkem při použití zmíněných polovodičových prvků je nežádoucí vliv kolísající! okolní teploty na jejich citjivost. Navíc brání rozdílná citlivost jednotlivých fotoelektrických polovodičových součástek výrobě fotorelé s jednotnou citlivostí umožňující jednoduchou montáž nebo záměnu během provozu. Křemíkové fotonky a fotoodpory Cds vyžadují ve funkci detektorů horkých kovů navíc dokonalou filtraci okolního světla, neboť jejich maximální spektrální citlivost je posunuta ke kratším vlnovým délkám. Všechna tato fotorelé vyžadují při montáži a často i během provozu pečlivé nastavení základní citlivosti.

> Zmíněné nedostatky odstraňuje fotorelé pro indikaci horkých kovů v zapojení podle vynálezu š použitím germaniové hradlové fotodiody, kupří- j i kladu 10PN40. Podstatou vynálezu je, že se na!

vstup citlivého zesilovače s velkým vstupním odpo-! rem přivádí součet referenčního napětí pro pevné nastávení základní úrovně spínání a generované' fotonapětí snímací germaniové hradlové fotodiody ornežené paralelním odporem. Požadovaných vlastností je docíleno sériovým řazením obou zďrojů napětí pro získání potřebného potenciálního rozdílu, jako spínací úrovně. Určujícím fakto! rem pro stanovení jednotné citlivosti fotorelé je velikost paralelně zapojeného odporu ke germaniově fotodiodě. Zapojení má tu výhodu, že umožňuje jednotné nastavení spínací citlivosti fotorelé, přičemž takto určená hodnota odporu slouží rovněž jako potřebná zátěž pro germaniovou fotodiodu k autokompenzaci vlivu okolní teploty ná generované napětí fotodiody. Další výhoda zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že dovoluje zhotovit v jednoduchém zapojení fotorelé s pevně nastavenými vůči teplotě prostředí nezávislými ! parametry základní citlivosti a hystereze spínání, což umožňuje v případě potřeby rychlou záměnu za

206783 _ náhradubez nároku ná¹ dlouhé nastavování. Praktické zkoušky fotorelé v hutních provozech ukázaly, že je filtrace denního i umělého světla většinou ί zbytečná, neboť maximální spektrální citlivost geří maniové hradlové fotodiody je právě ve snímané oblasti tepelného záření.

Schéma příkladného zapojení fotorelé podle vynálezu je znázorněno na přiloženém výkrese.

ί Funkce fotorelé pro detekci horkých kovů je i tato:

I Kladné stabilizované napájecí napětí je připojené ná svorku 12, záporné napětí s vyšším stupněm stabilizace na svorku 14; svorka 13 má potenciál í nulový. Kolektor výstupního tranzistoru 10 je vyvedený na svorku 11.

V klidovém stavu, kdy není germaniová hradlová fotodioda 3 ozářená horkým kovem, je na invertui jícím vstupu operačního zesilovače 6 Zapojeného ve funkci komparátorů pouze záporné referenční : napětí z děliče tvořeného odpory 1 a 2 přes odpor

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Fotorelé pro detekci horkých kovů sestávající · z hradlové germaniové fotodiody, komparátorů a spínacího tranzistoru, vyznačené tím, že hradlová germaniová fotodioda (3) s paralelně připojeným odporem (4) je kladným vývodem připojena na

   4. Na výstupu komparátorů 6, který je spojený s bází spínacího tranzistoru 10 přes odpor 8 a oddělovací diodu 9 je kladné napětí, které otevře spínací tranzistor 10. V pracovním stavu, kdy je germaniová hradlová fotodioda 3 ozářená horkým kovem, je na paralelním odporu 4 generované fotonapětí opačné polarity vzhledem k referenčnímu napětí z děliče tvořeného odpory 1 a 2. Po součtu obou napětí, když kladný rozdílový potenciál překročí nastavenou citlivost komparátorů 6, dojde k překlopení jeho výstupu do opačné polarity, a tím se uzavře i spínací tranzistor 10. Potřebné hystereze spínání fotorelé je dosaženo přivedením výstupního napětí komparátorů 6, upraveného děličem z odporů 7 a 5, na jeho neinvertující vstup.

   Fotorelé pro detekci horkých kovů podle vynálezu je vhodné zejména pro využití ve strojírenských' nebo hutních provozech se zvýšenou teplotou prostředí k dynamickému nebo statickému sledování přítomnosti horkých kovů.

   VYNÁLEZU i inVěrtující vstup (-) komparátorů (6) a záporným : vývodem na střední vývod odporového děliče tvořeného odpory (1, 2) záporného referenčního ' napětí.