SU1040290A1

SU1040290A1 - Solar plant tracking system transducer

Info

Publication number: SU1040290A1
Application number: SU823425809A
Authority: SU
Inventors: Юрий Михайлович Сизов; Равиль Абдурахманович Хакимов; Михаил Борисович Саватюгин; Владимир Кузьмич Баранов; Владислав Леонидович Золотаренко
Original assignee: Центральное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Научного Приборостроения Ан Узсср
Priority date: 1982-04-19
Filing date: 1982-04-19
Publication date: 1983-09-07

Abstract

ДАТЧИК СИСТЕМЫ СЛЕЖЕНИЯ ГЕ- . ЛИОУСТАНОВКИ, содержащий корпус с теневым экранов и диафрагмами в нем и попарно установленные внутри корпуса светоприемники. с оптическими элемен-. тами грубого и точного слежени азимутального и зенитального каналов, отличающийс тем, что, с . целью повышени точности слежени , оптический элемент точного слежени каждого канала выполнен в виде пары пол ризационных призм с расположенными под углом одйа к другой оптичес ,кими ос ми, причем входной торец одной из призм расположен противдиафрагмы , а выходной торец друйой призмы - симметрично светоприемникам канала.GAUGE SENSING SYSTEM GE-. LIOUS INSTALLATION, comprising a case with shadow screens and diaphragms in it and light-receiving devices installed in pairs inside the case. with optical elements. Coarse and accurate tracking of the azimuth and zenith channels, characterized in that, p. In order to improve the tracking accuracy, the optical element of accurate tracking of each channel is made in the form of a pair of polarization prisms with optical axes located at an angle to one another, with the input end of one of the prisms opposed to the diaphragm, and the output end of the other prism symmetrically to the channel's light receivers.

Description

(Л С(Ls

4four

оabout

юYu

ср Изобретение относитс к гелиотех инкеf в частности к датчикам систем слежени гелиоустановок за положени Солнца, Известен датчик системы слежени гелиоустановки, содержащей корпус с теневым экраном и диафрагмами в нем и попарно установленные внутри корпуса светоприемники с оптическими элементами грубого и точного слежени азимутального и зенитального каналов 1. В таком датчике солнечный поток попадает на светоприемники через оптические элементы - световоды грубого слежени , установленные за теневым экраном, либо через световоды точного слежени , установленные внут ри корпуса соосно с диаф|рагмой. Изменение интенсивности падающего на светоириемники света вызывает изменение амплитуды сигнала, вырабатывае мого датчиком, и пропорционально углу падени солнечных лучей относител но осевой линии датчика. Это вл етс недостатком устройства, обуславли вающим относительно низкую точность слежени . Цель изобретени - повышение точности слежени . Поставленна цель достигаетс тем что в датчике системы слежени гелио установки, содержащем корпус с теневым экраном и диафрагмами в нем и по парно установленные внутри корпуса светоприемыики с оптическими элемен ,тами грубого и точного слежени азимутального и зенитального каналов, оптический элемент точного слежени каждого канала выполнен в виде пары пол ризованных призм с расположенными под углом одна к другой оптическими ос ми, причем входной торец одной из призм расположен против диафрагмы , а выходной торец другой приз . -vflM - симметрично светоприемникам канала . На фиг. 1 схематично изображен датчик, продольный разрез; на фиг„2 то же, вид со стороны теневого экрана . Датчик системы слежени гелиоуста новки содержит корпус 1 (фиг. 1) с теневым экраном 2 и диафрагмами 3 в нем и попарно установленные внутри корпуса 1 светоприемники 4 с оптичес кими элементами-световодами 5 грубого слежени и оптическими элементами 6 точного слежений азимутального и зенитального каналов 7 и 8 соответст венно. Оптический элемент б точного слежени каналов 7 и 6 выполнен в виде пары пол ризованных призм 9 и 10 с расположенными под углом одна к другой оптическими ос ми, причем входной торец призмы 9 расположен против диафрагмы 3, а выходной торец приз- , мы 10 расположен симметрично св.етоприемникам 4 каналов 7 и 8. Датчик системы слежени гелиоустановки работает следующим образом. В разориентированном состо нии, т.е. когда солнечные лучи падают под большим углом к оси датчика, освещены световоды 5 грубого-слежени , рас-, положенные со стороны падени солнечных лучей. Противолежащие световоды данной пары (азимутальной или зенитальной ) наход тс в тени экрана 2, и на исполнительные механизмы системы слежени поступают сигналы, соответствующие по фазе и амплитуде сигналу фотоприемника, на который пащает солнечна радиаци . В результате зеркало гелиоустановки перемещаетс в сторону уменьшени угла разориентации и, когда угол, образованный нормально к плоскости теневого экрана 2 и падающими солнечными лучами, мал, тень от экрана 2 перекрывает световоды 5 грубого слежени и попадает через диафрагмы 3 внутрь корпуса 1 датчика на пол ризационные призмы 9 и 10. Пол ризационные призмы 9 и 10 установлены попарно в зенитальной-и азимутальной плоскост х так, что их оптические оси наход тс , например, под углом 45 одна к другой. Пучок лучей , формируемый диафрагмой 3, проход через первую призму 9, пол ризуетс и раздваиваетс на необыкновенную и обыкновенную составл ющие, а, пройд через вторую призму 10, в зависимости от положени электрических ,векторов рбыкновенной и необыкновенной световых волн,относительно оптической оси призмы 10 интенсивность световых потоков обеих составл ющих изменитс . Изображени диафрагмы 3, даваемые этими составл ющими, направл ютс на попарно включенные светоприемники 4 слежени . При этом пучок лучей необыкновенной составл ющей падает на один из светоприемников 4, а пучок лучей обыкновенной составл ющей падает на другой светоприем4. ник 4. , Пол ризационные призмы 9 и 10 устанавливают таким образом, чтобы интенсивность светового изображени диафрагмы обыкновенной и необыкновенной составл ющих были равны. При этом разность сигналов, снимаемых с каждой пары фотоприемников, будет равна нулю. При отклонении светового потока от нормального падени -разность фаз колебаний обыкновенной и необыкновенной составл ющий световых волн будет измен тьс , и интенсивность световых потоков, прошедших через пол ризационные призмы, будет измен тьс пропорционально квадрату угла отклонени относительно оптических осей The invention relates to solar detectors in particular to sensors for tracking solar systems for solar position. A sensor for tracking solar systems is known, comprising a housing with a shade screen and apertures in it and pairs of light-receiving devices installed inside the housing with optical elements of coarse and precise tracking of the azimuth and zenith channels 1 In such a sensor, the solar flux enters the light-receivers through optical elements — coarse-tracking optical fibers mounted behind a shadow screen, or through optical fibers. accurate tracking mounted inside the housing coaxially with the diaphragm. A change in the intensity of the light incident on the light sources causes a change in the amplitude of the signal produced by the sensor and is proportional to the angle of incidence of the sun relative to the center line of the sensor. This is a disadvantage of the device, causing a relatively low tracking accuracy. The purpose of the invention is to improve the tracking accuracy. The goal is achieved by the fact that in the sensor of the helio installation tracking system, comprising a housing with a shadow screen and diaphragms in it and light-receiving devices with optical elements, coarse and precise tracking of the azimuth and zenith channels, coupled inside the housing, the optical tracking element of each channel is made a pair of polarized prisms with optical axes arranged at an angle to one another, with the input end of one of the prisms opposite the diaphragm, and the output end of the other prize. -vflM - symmetrically to the light receivers of the channel. FIG. 1 schematically shows a sensor, a longitudinal section; Fig 2 is the same, view from the side of the shadow screen. The sensor of the solar tracking system includes a housing 1 (Fig. 1) with a shadow screen 2 and diaphragms 3 in it and light-receiving devices 4 installed in pairs within the housing 1 with optical elements-coarse optical fibers 5 and optical elements 6 of accurate tracking of the azimuth and zenithal channels 7 and 8, respectively. The optical element of precision tracking of channels 7 and 6 is made in the form of a pair of polarized prisms 9 and 10 with optical axes at an angle to one another, with the input end of the prism 9 against the diaphragm 3, and the output end of the prism 10 symmetrically St. receiver 4 channels 7 and 8. Sensor tracking system works as follows. In the disoriented state, i.e. when the sun's rays fall at a large angle to the sensor axis, the coarse-tracking optical fibers 5, located on the side of the incidence of the sun's rays, are illuminated. The opposite optical fibers of this pair (azimuthal or zenithal) are in the shadow of screen 2, and the executive mechanisms of the tracking system receive signals corresponding in phase and amplitude to the signal of the photodetector, which is affected by solar radiation. As a result, the solar control mirror moves towards decreasing the misorientation angle and when the angle formed normally to the plane of the shadow screen 2 and the incident sunlight is small, the shadow from screen 2 overlaps the coarse light-guides 5 and passes through the diaphragms 3 inside the sensor housing 1 to polarization prisms 9 and 10. The polarization prisms 9 and 10 are installed in pairs in the zenithal and azimuth planes so that their optical axes are, for example, at an angle of 45 to each other. The beam of rays formed by the diaphragm 3, the passage through the first prism 9, is polarized and split into an extraordinary and ordinary component, and, having passed through the second prism 10, depending on the position of the electrical, vectors of the ordinary and extraordinary light waves, relative to the optical axis of the prism 10 the intensity of the light fluxes of both components will vary. The images of the diaphragm 3 given by these components are directed to the tracking light detectors 4 in pairs. In this case, the beam of rays of the extraordinary component falls on one of the light-receivers 4, and the beam of rays of the ordinary component falls on the other light-receiving 4. 4. Polarization prisms 9 and 10 are set in such a way that the intensity of the light image of the diaphragm of the ordinary and extraordinary components is equal. In this case, the difference between the signals taken from each pair of photodetectors will be zero. When the light flux deviates from the normal incidence, the difference in the phases of the oscillations of the ordinary and extraordinary light wave component will change, and the intensity of the light flux transmitted through the polarization prisms will vary in proportion to the square of the angle of deflection relative to the optical axes

пол ризационных призм. 9 и 10.polarization prisms. 9 and 10.

Установка пол ризационных призм 9 и 10 вдоль оси датчика симметрично относительно каждой паре светоприем- НИКОВ 4 слежени азимутального и зенитального каналов 7 и 8 так, что оптические оси попарно расположенньрс призм 9 и 10 направлены под углом одг на к другой, позвол ет повысить точность слежени датчика путем пол ризации падающего пучка лучей дл зенитального и азимутального каналов 7 и 8 слежени в отдельности, раздвоени его на обыкновенную и необыкновенную составл ющие и их интеЕ ференции . При этом кажда из составл ющих направлена на светоприемник 4 соответствующей пары каналов 7 и 8 слежени . Это приводит к резкому изменению соотношени сигналов светоприемников 4, а следовательно, существен ,но повышает чувствительность и точ|ность датчика системы слежени гелиоустановки .Installing polarization prisms 9 and 10 along the sensor axis is symmetrical with respect to each pair of light detectors 4 tracking azimuth and zenith channel 7 and 8 so that the optical axes are arranged in pairs of prisms 9 and 10 directed at an angle of another to another. the sensor by polarizing the incident beam for the zenithal and azimuthal channels 7 and 8 of tracking separately, dividing it into ordinary and extraordinary components and their interactions. At the same time, each of the components is directed to the light detector 4 of the corresponding pair of tracking channels 7 and 8. This leads to a drastic change in the ratio of the signals of the light-receivers 4, and, therefore, it is significant, but it increases the sensitivity and accuracy of the sensor of the solar tracking system.

Claims

HELIO INSTALLATION TRACKING SENSOR, comprising a housing with shadow screens and apertures in it and. light detectors installed in pairs inside the housing. with optical elements for coarse and precise tracking of the azimuthal and zenith channels, characterized in that, in order to increase the tracking accuracy, the optical element for accurate tracking of each channel is made in the form of a pair of polarizing prisms with optical axes located at an angle to one another, the input end of one from the prisms is located against the! · / diaphragm, and the output 'end of the other prism is symmetrical to the # channel light receivers.