Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення

Номер патенту: 105708

Опубліковано: 10.06.2014

Автори: Кабацій Василь Миколайович, Блецкан Дмитро Іванович

Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення, що містить джерела випромінювання, щонайменше один фотоприймач, щонайменше один рухомий елемент, який відрізняється тим, що щонайменше два джерела випромінювання встановлені з можливістю створення світлових потоків, траєкторії проходження яких включають ділянки від рухомих підкладок у зонах локального переміщення до щонайменше одного вікна щонайменше одного фотоприймача, датчик містить щонайменше один підсилювач фотоструму, аналого-цифровий перетворювач та мікропроцесор, щонайменше один фотоприймач містить активний елемент, який виготовлений з плоскопаралельної монокристалічної пластинки моносульфіду германію (GeS), легованого 0,5-1,0 ат. % сурми (Sb), a величина і полярність напруги на його виходах і виході щонайменше одного підсилювача фотоструму залежить від положення світлових потоків між електричними контактами на активному елементі, причому оптичні осі світлових потоків розміщені перпендикулярно і/або під кутом до щонайменше одного фотоприймача, мікропроцесор виконаний з можливістю синхронізації роботи джерел випромінювання і щонайменше одного підсилювача фотоструму, з'єднаного з аналого-цифровим перетворювачем, а також активації джерел випромінювання незалежно один від одного і створення джерелами випромінювання світлових потоків з різною періодичністю і тривалістю часу.

2. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше одне джерело випромінювання розміщено на рухомій підкладці в зоні локального переміщення.

3. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше одне джерело випромінювання розміщено на нерухомому елементі конструкції, а на рухомій підкладці у зоні локального переміщення розміщений оптичний елемент, що має здатність відбивати або концентрувати світлове випромінювання.

4. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше одне джерело випромінювання розміщено на нерухомому елементі конструкції, а на рухомій підкладці у зоні локального переміщення розміщений вихідний кінець світловода, вхідний кінець якого оптично з'єднаний з вказаним джерелом випромінювання.

5. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що щонайменше одне джерело випромінювання створює світловий потік, який попадає посередині між електричними контактами активного елемента вказаного фотоприймача.

6. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що на щонайменше одній рухомій підкладці в зоні локального переміщення розміщено два джерела випромінювання з можливістю почергового створення світлових потоків, які попадають на однакові відстані відносно контактів активного елемента.

7. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що містить щонайменше два фотоприймачі, розміщені перпендикулярно один до одного.

8. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що на робочій стороні корпусу щонайменше одного фотоприймача розміщено два вікна, які знаходяться по обидва боки від активного елемента, а корпус містить плоскі і/або ввігнуті дзеркальні поверхні.

9. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що містить блок відображення інформації.

Текст

Реферат: Винахід належить до оптоелектронних датчиків, що забезпечують вимірювання лінійних або малих переміщень та може бути використаний у приладо- та машинобудуванні, а також в авіаційній та космічній промисловості. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення містить джерела випромінювання, щонайменше один фотоприймач, щонайменше один рухомий елемент. Згідно з винаходом, джерела випромінювання встановлені з можливістю створення світлових потоків, траєкторії проходження яких включають ділянки від рухомих підкладок у зонах локального переміщення до щонайменше одного вікна щонайменше одного фотоприймача, датчик містить щонайменше один підсилювач фотоструму, аналого-цифровий перетворювач та мікропроцесор. Щонайменше один фотоприймач містить активний елемент, який виготовлений з плоскопаралельної монокристалічної пластинки моносульфіду германію (GeS), легованого 0,5-1,0 ат. % сурми (Sb), а величина і полярність напруги на його виходах і виході щонайменше одного підсилювача фотоструму залежить від положення світлових потоків між електричними контактами на активному елементі. Мікропроцесор виконаний з можливістю синхронізації роботи джерел випромінювання і щонайменше одного підсилювача фотоструму, а також активації джерел випромінювання незалежно один від одного. Запропонований багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення має просту конструкцію, розширену область використання та дозволяє вимірювати локальні малі переміщення з заданою точністю незалежно у різних зонах досліджуваної конструкції з врахування напрямків їх змін. UA 105708 C2 (12) UA 105708 C2 UA 105708 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до пристроїв контрольно-вимірювальних приладів, які відрізняються оптичними засобами вимірювання, а саме оптоелектронних датчиків, що забезпечують вимірювання лінійних або малих переміщень та може бути використаний у приладо- та машинобудуванні, а також в авіаційній та космічній промисловості. Відомий [1] оптичний датчик переміщення який містить корпус для з'єднання з нерухомою частиною об'єкта, розташовані в ньому послідовно джерело світла, шторка зі скошеною крайкою й фотоелектричний перетворювач, при цьому шторка встановлена перпендикулярно світловому потоку з можливістю переміщення у своїй площині й з'єднана з рухомою частиною об'єкта, фотоелектричний перетворювач виконаний у вигляді лінійки фотоелементів зі схемами керування й зчитування інформації, шторка встановлена з можливістю переміщення перпендикулярно осі лінійки, а її скошена крайка розміщена під кутом до зазначеної осі, при цьому площини лінійки й шторки паралельні. Технічним результатом є підвищення точності вимірювань. Недоліком такого оптичного датчика переміщення є наявність багатьох фотоелементів зі схемами керування й зчитування інформації, що значно понижує надійність такого датчика та ускладнює його конструкцію. Крім того він не дозволяє вимірювати локальні переміщення з заданою точністю в діапазоні малих переміщень за рахунок набору дискретних фотоелементів у вигляді лінійки та вимірювання в декількох зонах без ускладнення конструкції. Відомий [2] датчик лінійних переміщень, що містить джерело світлового випромінювання й послідовно розташовані по ходу випромінювання конденсатор, пропускаючу дифракційну решітку, що має дві групи розгорнутих одні відносно інших на кут 0 штрихів, рухливу відбивну дифракційну решітку, що скріплюється з об'єктом, чотири лінзи, розташовані попарно за кожною групою штрихів, і чотири фотоприймачі, розташовані у фокусах лінз, групи штрихів пропускаючої решітки зміщені одні відносно інших уздовж бісектриси кута розвороту, у парах фотоприймача з лінзами встановлені уздовж напрямки бісектриси кута й включені зустрічно, при цьому пари рознесені в напрямку, перпендикулярному бісектрисі кута таким чином, що фазове зміщення між сигналами фотоприймачів, розташованих у цьому напрямку, дорівнює 90°, а кут розвороту q між групами штрихів визначається з формули q=d/D, де d постійна проникної решітки; D - відстань між оптичними осями лінз. Технічним результатом є зниження жорсткості вимог до виготовлення вузлів датчика й приладу, у який він установлюється, та підвищення точності вимірів. Недоліком такого датчика лінійних переміщень є наявність конденсора та багатьох фотоприймачів із схемами керування та лінзами, пропускаючу та рухливу відбивну дифракційні решітки, що понижує надійність такого датчика та ускладнює його конструкцію. Крім того, він не дозволяє вимірювати локальні переміщення з заданою точністю в діапазоні малих переміщень в декількох зонах без ускладнення конструкції. Відомий [3] оптичний датчик переміщень, який вибрано як прототип, що містить світлодіод, два фотоприймачі й рухливий екран, що відбиває, оптично з'єднаний світлодіод з першим фотоприймачем, поверхню, що відбиває, рухливий екран виконано у вигляді ввігнутого сферичного дзеркала, оптична вісь якого нахилена до оптичної осі світлодіода на кут, при якому при найбільшому переміщенні забезпечується максимальна освітленість першого фотоприймача, а другий фотоприймач має постійний оптичний зв'язок із світлодіодом з можливістю її регулювання, причому вихід другого фотоприймача з'єднаний з виходом першого фотоприймача послідовно й зустрічно. Технічним результатом є спрощення конструкції оптичного датчика переміщення та підвищення його точності. Недоліком такого оптичного датчика переміщення є велика нелінійність залежності сигналу фотоприймача від відстані до рухомого екрана, що призводить до ускладнення обробки отриманої інформації та конструкції в цілому, а також відсутність можливості проводити вимірювання переміщення з заданою точністю в декількох зонах без ускладнення конструкції. Відомо [4], що наявність неоднорідностей різних типів та пов'язаного з ними потенціального рельєфу суттєво впливає на властивості нерівноважних напівпровідників, створюючи значні флуктуації електростатичного потенціалу, що призводить до фотовольтаїчних ефектів. Задачею винаходу є розробка такого багатоканального оптоелектронного датчика переміщення, який має розширену область використання та дозволяє вимірювати малі переміщення з заданою точністю незалежно у різних зонах локального переміщення досліджуваної конструкції з врахування напрямків їх змін без ускладнення конструкції. Поставлена задача вирішується тим, що багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення, що містить джерела випромінювання, щонайменше один фотоприймач, щонайменше один рухомий елемент, щонайменше два джерела випромінювання, встановлені з можливістю створення світлових потоків, траєкторії проходження яких включають ділянки від 1 UA 105708 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рухомих підкладок у зонах локального переміщення до щонайменше одного вікна щонайменше одного фотоприймача, датчик містить щонайменше один підсилювач фотоструму, аналогоцифровий перетворювач та мікропроцесор, щонайменше один фотоприймач містить активний елемент, який виготовлений з плоскопаралельної монокристалічної пластинки моносульфіду германію (GeS), легованого 0,5-1,0 ат. % сурми (Sb), а величина і полярність напруги на його виходах і виході щонайменше одного підсилювача фотоструму залежить від положення світлових потоків між електричними контактами на активному елементі, причому оптичні осі світлових потоків розміщені перпендикулярно і/або під кутом до щонайменше одного фотоприймача, мікропроцесор виконаний з можливістю синхронізації роботи джерел випромінювання і щонайменше одного підсилювача фотоструму, з'єднаного з аналогоцифровим перетворювачем, а також активації джерел випромінювання незалежно один від одного і створення джерелами випромінювання світлових потоків з різною періодичністю і тривалістю часу. Використання щонайменше двох джерел випромінювання та генерування ними з різною періодичністю й тривалістю часу незалежних світлових потоків, оптичні осі яких розміщені перпендикулярно або під кутом до фотоприймачів і змінюють своє положення відносно відповідних електричних контактів вздовж активних елементів, дозволяє проводити вимірювання локальних переміщень з врахуванням напрямків їх змін в різних зонах конструкції, що значно розширює область використання багатоканального оптоелектронного датчика переміщення без ускладнення його конструкції. Щонайменше один фотоприймач містить активний елемент у вигляді плоскопаралельної монокристалічної пластинки з моносульфіду германію (GeS), легованого сурмою (Sb) в кількості 0,5-1,0 ат. % з нанесеними компланарними омічними контактами, при освітленні якої світловим потоком виникає фотоерс. Фотоерс досягає максимального значення при розміщенні світлового потоку біля одного з електричних контактів відповідного активного елемента і зменшується у міру переміщення його в бік другого електричного контакту, приймаючи нульове значення посередині між ними, після чого, змінивши полярність на протилежну, знову зростає і досягає максимального значення біля другого електричного контакту. Так як зміна положення світлового потоку від рухомої підкладки у зоні локального переміщення приводить до одночасної зміни положення світлового потоку вздовж відповідного активного елемента по відношенню до його електричних контактів, то це приводить до зміни величини фотоерс на електричних контактах фотоприймача та сигналу на вході відповідного підсилювача фотоструму. Чутливість та діапазон вимірюваних переміщень можна змінювати незалежно по світлових потоках, розміщуючи їх таким чином, щоб вони в початковий момент часу попадали на різних відстанях від електричних контактів відповідних активних елементів. Така робота щонайменше одного фотоприймача дозволяє вимірювати малі переміщення з заданою точністю у відповідних зонах локальних переміщень конструкції з врахування напрямку їх змін, що значно розширює область використання багатоканального оптоелектронного датчика переміщення без ускладнення його конструкції. Синхронізована робота джерел випромінювання з різною періодичністю та тривалістю часу, фотоприймачів із відповідними підсилювачами фотоструму, які з'єднані з аналоговоцифрововим перетворювачем забезпечується мікропроцесором і дозволяє спростити електричну схему обробки інформації та конструкцію оптоелектронного датчика в цілому. На Фіг. 1 наведена залежність величини сигналу на вході підсилювача фотоструму від положення одного світлового потоку відносно електричних контактів активного елемента фотоприймача. На Фіг. 2 наведена функціональна схема багатоканального оптоелектронного датчика переміщення. На Фіг. 3 наведено розміщення світловодів на рухомих підкладках у різних зонах локальних переміщень при розміщенні джерел випромінювання на нерухомих елементах конструкції. На Фіг. 4 наведено положення двох фотоприймачів у яких відповідні активні елементи розміщені перпендикулярно один до одного. На Фіг. 5 наведена функціональна схема фотоприймача, корпус якого містить два вікна, що знаходяться разом із активним елементом на його робочій стороні та ввігнуті дзеркальні бокові поверхні. Джерела 14 і 15 випромінювання розміщені на рухомих 16 і 17 підкладках в зонах локального переміщення та активуються мікропроцесором 13. Оптичні осі створених джерелами 14 і 15 випромінювання незалежних світлових А і Б потоків розміщені перпендикулярно або під кутом до фотоприймача 1. Світлові А і Б потоки змінюють своє положення відносно відповідних 2 UA 105708 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 9 і 7 електричних контактів вздовж активного 6 елемента у випадку появи переміщень рухомих 16 і 17 підкладок. Фотоприймач 1 багатоканального оптоелектронного датчика переміщення містить корпус 2, який виготовлений із непрозорого для світлового випромінювання матеріалу з теплопровідною 3 підкладкою, на якій розміщений активний 6 елемент, виготовлений з плоскопаралельної монокристалічної пластинки моносульфіду германію (GeS), легованого 0,5-1,0 ат. % сурми (Sb) з нанесеними компланарними електричними контактами 7 і 9, які з'єднані з струмовиводами 8 і 10. Робоча сторона корпуса 2 має прозоре для світлового випромінювання вікно 4, яке розміщене таким чином, що світлові потоки А і Б, проходячи через нього, попадають на активний 6 елемент на певній відстані до контактів 9 і 7. Вхід підсилювача 11 фотоструму з'єднано з струмовиводами 8 і 10 фотоприймача 1, а електричний вихід підключений до аналогово-цифрового 12 перетворювача, який з'єднаний з мікропроцесором 13. Синхронізована робота джерел 14 і 15 випромінювання, фотоприймача 1 із підсилювачем 11 фотоструму, який з'єднаний з аналогово-цифрововим 12 перетворювачем та мікропроцесором 13, забезпечується мікропроцесором 13. У випадку використання більше двох джерел випромінювання та декількох фотоприймачів, наприклад фотоприймачів 1, 1-2 і/або 1-3 (Фіг. 2), їх виходи з'єднані з входами відповідних підсилювачів 11, 11-2 і/або 11-3 фотоструму, що своїми відповідними електричними виходами з'єднані з аналогово-цифровим 12 перетворювачем, який у свою чергу з'єднаний із мікропроцесором 13. Синхронізована робота всіх джерел випромінювання, фотоприймачів із відповідними підсилювачами фотоструму, які з'єднані з аналогово-цифрововим 12 перетворювачем забезпечується мікропроцесором 13. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення працює наступним чином. В початковий момент часу активується джерело 14 випромінювання та генерує світловий імпульс, що утворює світловий потік А, траєкторія проходження якого включає ділянку від рухомої підкладки 16 у першій зоні локального переміщення до вікна 4. Світловий потік А, пройшовши через вікно 4, попадає на активний 6 елемент біля електричного контакту 9 і зумовлює на виході фотоприймача 1 появу фотоерс певної полярності та величини, яка на електричному виході підсилювача 11 фотоструму створює пропорційну їй величину напруги U0А тієї ж полярності. Величина напруги U0А приймається як величина опорної напруги для світлового потоку А. Величина та полярність напруги на виході підсилювача 11 фотоструму передається на аналогово-цифровий 12 перетворювач, який генерує відповідний цифровий код для занесення його в пам'ять мікропроцесора 13. В інший момент часу активується джерело 15 випромінювання та генерує світловий імпульс, що утворює світловий потік Б, траєкторія проходження якого включає ділянку від рухомої підкладки 17 у другій зоні локального переміщення до вікна 4. Світловий потік Б, пройшовши через вікно 4, попадає на активний 6 елемент біля електричного контакту 7 і зумовлює на виході фотоприймача 1 появу фотоерс певної полярності та величини, яка на електричному виході підсилювача 11 фотоструму створює пропорційну їй величину напруги U0Б тієї ж полярності. Величина напруги U0Б приймається за величину опорної напруги для світлового потоку Б. Величина та полярність напруги на виході підсилювача 11 фотоструму передається на аналогово-цифровий 12 перетворювач, який генерує відповідний цифровий код для занесення його в пам'ять мікропроцесора 13. У випадку, коли відбулися зміни в зонах локальних переміщень то вони одночасно змінять положення рухомих 16 та 17 підкладок, що приведе до змін положень світлових потоків А і/або Б по відношенню до контактів 9 і/або 7 вздовж активного 6 елемента та змін фотоерс на виході фотоприймача 1. Одночасно мікропроцесор 13 запускає процес вимірювання величин напруг відповідно UА та UБ на виході підсилювача 11 фотоструму. Відповідні величини та полярності напруг на виході підсилювача 11 фотоструму передаються на аналогово-цифровий 12 перетворювач, який генерує відповідні цифрові коди для занесення їх в пам'ять мікропроцесора 13. Збільшення або зменшення величини напруг UA і UБ по відношенню до відповідних величин опорних напруг U0А і U0Б дозволяє визначити напрями переміщення в локальних зонах, а різниця у значеннях величин напруг UА і UБ та відповідно U0А і U0Б пропорційна величині переміщення. Багатоканальний оптоелектронний датчик працює з іншими джерелами випромінювання та відповідними для них фотоприймачами з підсилювачами фотоструму аналогічно. Коли спади напруги на виходах відповідних підсилювачів фотоструму, що зумовлені попаданням світлових потоків на відповідні активні елементи фотоприймачів, рівний величинам 3 UA 105708 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 опорних напруг для кожного світлового потоку, то мікропроцесор 13 переходить в режим таймера. Робота мікропроцесора 13 з різною періодичністю та тривалістю часу задається апаратно або програмно, що разом із його роботою в режимі таймера забезпечує підвищену енергоефективність багатоканального оптоелектронного датчика переміщення. За п. 2 формули винаходу, який відрізняється тим, що для спрощення конструкції щонайменше одне джерело випромінювання розміщено на рухомій підкладці в зоні локального переміщення. При такому розміщенні джерела випромінювання, створений ним світловий потік безпосередньо попадає на активний елемент фотоприймача. За п. 3 формули винаходу, який відрізняється тим, що для розширення області використання щонайменше одне джерело випромінювання розміщено на нерухомому елементі конструкції, а на рухомій підкладці у зоні локального переміщення розміщений оптичний елемент, що має здатність відбивати або концентрувати світлове випромінювання. Таким оптичним елементом можуть бути плоске або ввігнуте дзеркало, лінза, дифракційна решітка та ін… За п. 4 формули винаходу, який відрізняється тим, що для розширення області використання щонайменше одне джерело випромінювання розміщено на нерухомому елементі конструкції, а на рухомій підкладці у зоні локального переміщення розміщений вихідний кінець світловода, вхідний кінець якого оптично з'єднаний з вказаним джерелом випромінювання. Вхід світловода 21 через який проходить світловий потік підключений до джерела 14 або 15 випромінювання, який розміщений на нерухомому елементі конструкції, а його вихід знаходиться напроти вікна фотоприймача 1 та закріплений на рухомій 16 або 17 підкладці в зоні локального переміщення (Фіг. 3). Робота багатоканального оптоелектронного датчика переміщення у цьому випадку аналогічна описаній вище. За п. 5 формули винаходу, який відрізняється тим, що для розширення області використання та збільшення діапазону вимірювання у зоні локального переміщення щонайменше одне джерело випромінювання створює світловий потік, який попадає посередині між електричними контактами активного елемента вказаного фотоприймача (Фіг. 2). Активація джерела 18 випромінювання зумовлює генерацію світлового імпульсу, що утворює світловий потік С, траєкторія проходження якого включає ділянку від рухомої підкладки 19 у зоні локального переміщення до вікна 4. Світловий потік С, пройшовши через вікно 4, попадає посередині між електричними контактами активного елемента фотоприймача 1-2 і не зумовлює на електричному виході підсилювача 11-2 фотоструму появу напруги U0С (Фіг. 1). У цьому випадку U0С=0 В і приймається за величину опорної напруги для потоку С та передається на аналогово-цифровий 12 перетворювач, який генерує відповідний цифровий код для занесення його в пам'ять мікропроцесора 13. Зміна полярності напруги UС по відношенню до величини опорної напруги U0С дозволяє визначити напрями переміщення в локальній зоні, а різниця у значеннях величин напруг UС та U0С пропорційна величині переміщення. За рахунок збільшення довжини проходження світлового каналу між контактами активного елемента фотоприймача в обидві сторони від початкового положення збільшується діапазон вимірювання переміщення в локальній зоні, який в нашому випадку становить ±5 мм. За п. 6 формули винаходу, який відрізняється тим, що для розширення області використання та підвищення чутливості датчика без ускладнення його конструкції на щонайменше одній рухомій підкладці в зоні локального переміщення розміщено два джерела випромінювання з можливістю почергового створення світлових потоків, які попадають на однакові відстані відносно контактів активного елемента (Фіг. 1). Почергова активація джерел випромінювання, які закріплені на одній рухомій підкладці в зоні локального переміщення, приводить утворення світлових потоків, наприклад Д і Е, що попадають на однакові відстані відносно контактів відповідних активних елементів і зумовлюють на електричному виході підсилювача фотоструму появу напруг U0Д і U0Е різної полярності, які передаються на аналогово-цифровий 12 перетворювач, який генерує відповідні цифрові коди для занесення його в пам'ять мікропроцесора 13. Зміна положення світлових променів у одну із сторін приводить до появи спаду напруг на виході підсилювача UД і UЕ, величина яких передається на аналогово-цифровий 12 перетворювач, який генерує відповідні цифрові коди для занесення їх в пам'ять мікропроцесора 13. Така зміна положення світлових променів приводить до збільшення, наприклад величини напруги UД по відношенню до U0Д та зменшенню величини напруги UЕ по відношенню до U0Е. Мікропроцесор 13 обчислює величину суми записаних значень напруг UД і UЕ та знак отриманого результату. Величина суми значень напруг UД і UЕ пропорційна величині 4 UA 105708 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 переміщення, а знак отриманого результату дозволяє визначити напрям переміщення в локальній зоні. У даному випадку чутливість фотоприймача та одночасно і датчика збільшуються у 2 рази без ускладнення конструкції датчика. За п. 7 формули винаходу, який відрізняється тим, що для розширення області використання без ускладнення конструкції щонайменше два фотоприймачі, розміщені перпендикулярно один до одного. Наявність щонайменше двох фотоприймачів у яких відповідні активні елементи розміщені перпендикулярно один до одного дозволяє проводити вимірювання переміщення у двох локальних зонах конструкції по вертикалі та горизонталі без ускладнення конструкції датчика (Фіг. 4). Робота багатоканального оптоелектронного датчика переміщення у цьому випадку аналогічна описаній вище. За п. 8 формули винаходу, який відрізняється тим, що для розширення області використання та підвищення чутливості датчика при використанні віддалених від фотоприймача джерел випромінювання на робочій стороні корпусу щонайменше одного фотоприймача розміщено два вікна, які знаходяться по обидва боки від активного елемента, а корпус містить плоску і/або ввігнуту дзеркальну поверхню. На робочій стороні корпусу 2 щонайменше одного фотоприймача розміщене додаткове 5 вікно, яке разом із основним 4 вікном знаходяться по обидва боки активного 6 елемента та містить ввігнуті дзеркальні бокові 22 і 23 поверхні (Фіг. 5). За п. 9 формули винаходу, який відрізняється тим, що для розширення області використання додатково містить блок відображення інформації, наприклад вивід інформації на монітор, паперовий носій та ін. Плоскопаралельна монокристалічна пластинка моносульфіду германію (GeS), легованого 0,5-1,0 ат. % сурми (Sb) вирощена із газової фази методом статичної сублімації в герметично запаяних попередньо відкачаних кварцових ампулах. Габітус кристалів - плоскопаралельні пластинки з природними атомно-гладкими поверхнями розміром до 1580,1 мм. На поверхню (001) одержаної монокристалічної пластинки наносилися компланарні індієві контакти. Лінійність вольт-амперних характеристик при освітленості контактів пластинки та в темноті підтверджує омічність контактів [4]. Ширина світлового зонда не перевищувала 0,5 мм. Запропонований багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення має просту конструкцію, розширену область використання та дозволяє вимірювати локальні малі переміщення з заданою точністю незалежно у різних зонах досліджуваної конструкції з врахування напрямків їх змін. Джерела інформації: 7 1. Патент RU № 2226670. Оптический датчик перемещений, МПК G01B 11/00. Опуб. 10.04.2004. 6 2. Патент RU № 2086913. Датчик линейных перемещений, МПК G01B11/00. Опуб. 10.08.1997. 7 3. Патент RU № 2164662. Оптический датчик перемещений, МПК G01B 11/00. Опуб. 27.03.2001. 4. Блецкан Д.И. Кристаллические и стеклообразные халькогениды Si, Ge, Sn и сплавы на их основе. - Ужгород. ВАТ "Видавництво "Закарпаття»».-2004. - Т. I. - 292 с. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 1. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення, що містить джерела випромінювання, щонайменше один фотоприймач, щонайменше один рухомий елемент, який відрізняється тим, що щонайменше два джерела випромінювання встановлені з можливістю створення світлових потоків, траєкторії проходження яких включають ділянки від рухомих підкладок у зонах локального переміщення до щонайменше одного вікна щонайменше одного фотоприймача, датчик містить щонайменше один підсилювач фотоструму, аналого-цифровий перетворювач та мікропроцесор, щонайменше один фотоприймач містить активний елемент, який виготовлений з плоскопаралельної монокристалічної пластинки моносульфіду германію (GeS), легованого 0,5-1,0 ат. % сурми (Sb), a величина і полярність напруги на його виходах і виході щонайменше одного підсилювача фотоструму залежить від положення світлових потоків між електричними контактами на активному елементі, причому оптичні осі світлових потоків розміщені перпендикулярно і/або під кутом до щонайменше одного фотоприймача, мікропроцесор виконаний з можливістю синхронізації роботи джерел випромінювання і щонайменше одного підсилювача фотоструму, з'єднаного з аналого-цифровим перетворювачем, а також активації джерел випромінювання незалежно один від одного і 5 UA 105708 C2 5 10 15 20 25 30 створення джерелами випромінювання світлових потоків з різною періодичністю і тривалістю часу. 2. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше одне джерело випромінювання розміщено на рухомій підкладці в зоні локального переміщення. 3. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше одне джерело випромінювання розміщено на нерухомому елементі конструкції, а на рухомій підкладці у зоні локального переміщення розміщений оптичний елемент, що має здатність відбивати або концентрувати світлове випромінювання. 4. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше одне джерело випромінювання розміщено на нерухомому елементі конструкції, а на рухомій підкладці у зоні локального переміщення розміщений вихідний кінець світловода, вхідний кінець якого оптично з'єднаний з вказаним джерелом випромінювання. 5. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що щонайменше одне джерело випромінювання створює світловий потік, який попадає посередині між електричними контактами активного елемента вказаного фотоприймача. 6. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що на щонайменше одній рухомій підкладці в зоні локального переміщення розміщено два джерела випромінювання з можливістю почергового створення світлових потоків, які попадають на однакові відстані відносно контактів активного елемента. 7. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що містить щонайменше два фотоприймачі, розміщені перпендикулярно один до одного. 8. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що на робочій стороні корпусу щонайменше одного фотоприймача розміщено два вікна, які знаходяться по обидва боки від активного елемента, а корпус містить плоскі і/або ввігнуті дзеркальні поверхні. 9. Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що містить блок відображення інформації. 6 UA 105708 C2 7 UA 105708 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Bletskan Dmytro Ivanovych, Kabatsii Vasyl Mykolaiovych

Автори російською

Блецкан Дмитрий Иванович, Кабаций Василий Николаевич

МПК / Мітки

МПК: G01P 13/00, G01D 5/00, G01B 11/00, G01P 3/36

Мітки: переміщення, оптоелектронний, багатоканальний, датчик

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-105708-bagatokanalnijj-optoelektronnijj-datchik-peremishhennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Багатоканальний оптоелектронний датчик переміщення</a>

Подібні патенти