Przedmiotem wynalazku jest tranisoptor o duzej wytrzymalosci napieciowej pomiedzy wejsciem a wyjsciem, zbudowany z diody elektroluminescen¬ cyjnej na wejsciu i fotodetektora na wyjsciu z za¬ stosowaniem odpowiedniej obudowy dla tego tran¬ soptora w celu uzyskania wymaganej wytrzymalo¬ sci napieciowej izolacji.Stan techniki. Znany jest transoptor jako pól¬ przewodnikowy czwórnik czynny wykonany z dwóoh przyrzadów optoelektronicznych diody elek¬ troluminescencyjnej na wejsciu i fotodetektora na wyjsciu. Sprzezenie pomiedzy obwodem wejscio¬ wym i wyjsciowym nastepuje wylacznie na drodze optycznej przy zachowaniu galwanicznego oddziele¬ nia tych obwodów. Wytrzymalosc izolacji pomiedzy wejsciem i wyjsciem uzyskiwalo sie najczesciej przez uzycie obudowy TO-5 lub specjalnej obudo¬ wy .plastikowej typu stosowanego dla ukladów scalonych. Obudowa TO-5 zapewnia zbyt niska wytrzymalosc napieciowa, bo wynosizaca zaledwie 1,5 kV wytrzymalosci napieciowej izolacja pomie¬ dzy wejsciem i wyjsciem transoptora, co jest nie¬ kiedy niewystarczajace. Obudowy specjalne, typu stosowanego dla ukladów scalonych, umozliwiaja uzyskanie wiekszych wytrzymalosci napieciowych, wymagaja jednak kosztownych i skomplikowanych form i pras do zamykania. W zwiazku z tym nada¬ ja sie szczególnie do wielkich serii produkcyjnych.Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych trudnosci i wad, czyli unikniecie zbednego wyko- nywania obudów o niskich wytrzymalosciach na¬ pieciowych izolacji albo ekonomicznie nierentow¬ nych i nie zwiazanych z wielkoseryjnoscia produk¬ cyjna.Zagadnieniem technicznym wymagajacym roz¬ wiazania dla osiagniecia tego celu jest zastosowa¬ nie obudowy transoptora, której ksztalt, rodzaj do¬ branych materialów i przyrzadów pólprzewodniko¬ wych oraz wymiary, spowoduja uzyskanie przede wsz3^'tki\m duzych wytrzymalosci napieciowych izolacji oraz odpowiedniego wspólczynnika spraw¬ nosci pradowej pomiedzy wejsciem i wyjsciem przy jednoczesnej latwosci wykonania.Istota wynalazku. Zgodnie z rozwiajzaniem za¬ gadnienia technicznego wedlug wynalazku osiag¬ nieto jego cel dzieki temu, ze wewnatrz obudowy ceramicznej korzystnie z ceramiki alundowej w ksztalcie rurki na kazdym jej koncu jest przykle¬ jony wzglednie przyspawany do obrzeza wglebie¬ nia cylindrycznego jeden przepust z koncówkami wejsciowymi przy pomocy jego kolnierza ze zmon¬ towana na nim dioda elektroluminescencyjna wej¬ scia transoptora oraz z zamontowanym fotodetek¬ torem z koncówkami wyjsciowymi na drugim prze¬ puscie wyjscia transoptora i /kazdy na wejsciu i wyjsciu jest zalany masa zalewowa, korzystnie zywica jako izolatorem, przy czym miedzy tymi przepustami wewnatrz obudowy jest wpasowany swiatlowód ze szkla albo z zywicy optycznej, zwlaszcza z zywicy epoksydowej lub z obydwu 85 2143 tych substancji razem, w celu uzyskania odpo¬ wiedniego wspólczynnika sprawnosci pradowej po- mfiejdzy wejsciem i wyjsaiem.Dalsza cecha wynalazku jest to, ze powierzch¬ nia zewnejtrzna obu(dowy jest uformowana falisto wskutek podlaczen, tworzacych symetrycznie roz¬ suniete pierscienie usytuowane prostopadle do osi wzdluznej obudowy, która to powierzchnia zew¬ netrzna wydluza droge pomiedzy wejsciem i wyj¬ sciem transoptora oraz zwieksza powierzchniowa wytrzymalosc napieciowa izolacji.Sama obudowa w ksztalcie rurki jest wykonana z ceramiki barwionej, która stanowi filtr dla pod¬ czerwieni zarówno wnikajacej do transoptora we¬ dlug wynalazku, jak i wychodzacej z niego. Takie skojarzeniie podanych srodków technicznych, umo- ziliwia stosowanie selekcjd i dobranie niezaleznie od siebie diody elektroluminescencyjnej i fotode¬ tektora (fotodiody lub fototranzystora), co nastepu¬ je przed zmontowaniem transoptora.W dalszej konsekwencji otrzymuje sie rózna wy¬ trzymalosc napieciowa izolacji pomiedzy wejsciem i wyjsciem transoptora wedlug wynalazku droga wydluzania obudowy ceramicznej jako rurki, która stanowi element konstrukcyjny laczacy obie wyzej wymienione czesci transoptora. Poza tym pozwala na uzyskanfe bardzo duzych wytrzymalosci napie¬ ciowych izolacji rzedu 110 kV a zarazem odpowie d- nliego wspólczynnika sprawnosci pradowej mliedzy wejsciem i wyjsciem przez zastosowanie wewnatrz tej obudowy ceramicznej powyzszego swiatlowodu.Wykonanie rurki ceramicznej, jak i montaz ca¬ losci, jest bardzo prosty i nadajacy sie do pro¬ dukcji w kazdych ilosdiaich zarówno duzych jak i malych bez wymagania do tego specjalnych urzadzen. Sama dlioda deteolurriinelscencyjna moze byc wykorzystana w zaleznosci od mozliwosci pro¬ dukcyjnych, zarówno planarna jak i typu „fiat".Uzycie ceramiki odpowiednio barwionej stanowic moze filtr dla podczerwieni wmlikajacej do transoptora jak i wychodzacej z niego, a sfalowa¬ nie'powierzchni zewnetrznej obudowy przez pod- toczenia tworzace pierscienie, symetrycznie wzgle¬ dem siebie rozstawione na obudowlie transoptora, pozwala na wydluzenie drogi po powierzchni po¬ miedzy wejsciem i wyjsciem transoptora wedlug wynalazku.Przyklad. Transoptor wedlug wynalazku jest dokladnie wyjasniony na podstawie jego przykla¬ du wykonania,, uwidoczniony na rysunku. Transop¬ tor wedlug wynalazku posiada obudowe ceramicz¬ na 1 w ksztalcie rurki, korzystnie z ceramiki alun- dowej, która posiiada na obydwu swoich koncach wewnetrznie wykonane wglebienia cylindryczne 3 z obrzezami 2, do których przyklejone lub przy- spawane sa dwa przepusty 4 z koncówkami wej¬ sciowymi 13 i wyjsciowytmli 14 przy pomocy ich kolnierzy 5 po jednym na kazdym kojcu obudo¬ wy ceramicznej 1. Na jednym z nich zmontowana jest dioda elektroluminescencyjna 6 na wejsciu a na drugiim fotodetektor 7 na wyjsciu. Tak zmontowane przepusty 4 sa zalane masa zalewowa 8 na przyklad zywica jako izolatorem. Miedzy te ostatnie wewnatrz obudowy ceramicznej 1 jest 214 4 wpasowany swiatlowód 9 ze szkla odpowiedniego lub z zywicy optycznej na przyklad epoksydowej albo z obydwu tych substancji razem celem uzy¬ skania odpowiedniego wspólczynnika sprawnosci pradowej pcimiecfezy wejsciem i wyjsciem transop¬ tora wedlug wynalazku.Dla wydluzenia drogi po powierzchni pomiedzy wejsciem i wyjsciem przedmiotowego transoptora, powierzchnia zewnetrzna 10 obudowy ceramicznej io 1 jest uformowana falisto przez dokonanie podto- ozen 12, tworzacych symetrycznie rozsuniete pier¬ scienie 11, usytuowane prostopaidle do osi obu¬ dowy ceramicznej 1. Sama obudowa ceramiczna 1 moze byc wykonana z ceramiki barwionej, która i? jest filtrem dla podozerwiieni wnikajajcej do tran¬ soptora i wychodzacej z niego.Uzyskana wielkosc wytrzymalosci napieciowa izo¬ lacji jest wprost proporcjonalna do dlugosci tran¬ soptora w pewnych jej granicach. Przykladowo wykonano transoptor o srednicy 8,6 milimetra i dlugosci 11 milimetrów jego obudowy ceramicz¬ nej 1 w ksztalcie rurki z ceramiki alundowej z za¬ stosowaniem swiatlowodu 9 z zywicy epoksydowej wypelniajacej wnetrze Obudowy ceramicznej 1 po- miedzy przepustami 4.Powierzchnia zewnetrzna 10 obudowy ceramicz¬ nej 1 zostala sfalowana przez podtoozeniia 12, two¬ rzace dwa symetrycznie rozsuniete odosobnione od siebie pierscienie 11. Na skutek sfalowania po- wierzchni zewnetrznej i obudowy ceramicznej 1 dlugosc droigi po plaszozynie wynosi okolo 17 mm przy dlugosci obudowy ceramliciznej 1 równajacej sie lfl milimetrów.Cala powierzchnia zewnetrzna 10 zostala oszkli- wiona w celu dodatkowego zwiekszenia odporno¬ sci transoptora na przebicie wysokiego napiecia po powierzchni zewnetrznej 10. Wedlug powyzszych parametrów zbudowany transoptor uzyskal wytrzy¬ malosc napieciowa izolacji 5 kV. 40 Dzialanie transoptora wedlug wynalazku polega na tym, ze po wprowaidzeniu sygnalu elektryczne¬ go na jego koncówki wejsciowe 13 na koncówkach wyjsciowych 14 pojawia sie sygnal elektryczny proporcjonalny do sygnalu wejsciowego, przy czym 45 zapewnione jest galwaniczne oddzielenie obwodu wejsciowego od wyjsciowego, a wytrzymalosc na¬ pieciowa izolacji pomiedzy tymi obwodami wy¬ nosi 5 kV. Transoptor laboratoryjnie wypróbowa¬ ny moze miec zastosowanie w przemysle w po- 50 waznym zakresie. PL