Оптоэлектронное устройство для измерения тока

(51)5 О 01 К 19/00 15/07 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ кии инстии АН УЗССР во СССРО, 1985. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельсР 1160320, кл. Г: 01 К 19/Патент АРГ2829949,кл, С 01 К 15/02, 1980,(54) ОПТОЭЛЕКТРОННОГ УСТРО 1 СТВО ДЛЯ ИЭИЕРЕНИЯ ТОКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использ вано в тех случаях, когда необходима гальваническая развязка регистрирующего элемента с токочувствительным. Цель изобретения - расширение области применения устройства в условиях воздействия электромагнитных помех, ионизирующих излучений, а также атмосАерных воздействий, 11 асштабирующий первичный преобразователь 3 через преобразователь 4 аналогового сигнала в кодированный оптически, светоАильтры 6, 9 опторазъемы 14. 1, 14,2, 14.5, 14.6 передает инАормаггию в Аотоприемник 11, связанный с регистратором 12 гг источником 13 питания . Этот же источник 13 питания питает источник 10 света, которий через светоАильтры 15 и 16, опторазъемы 14.3 - 14.6, ветвители 5 и 3, волоконно-оптический канал 7 связан с Аотоэлектрическим преобразователем 1, обеспечивающим через В преобразователь 2 напряжения питание высоковольтной части устройства, 2 ил. С:Изобретенде относится к измерительной технике и может быть использовано в тех случаях, когда необходимагальваническая развязка регистрирующего элемента с токочувствительным.5Цель изобретения - расширение области применения устройства при воздействии интенсивных электромагнитныхпомех и источников ионизирующего излучения.На Аиг. 1 приведена структурнаясхема устройства на Аиг. 2 - оптическая схема электропитания,Устройство содержит Аотоэлектрический преобразователь 1, преобразователь 2 напряжения, масштабирующийпервичньппреобразователь 3, преобразователь 4 аналогового сигнала вкодированный оптический сигнал со све тоизлучателем, первый ветвитель 5,светофильтр 6, волоконно-оптическийканал 7, второй ветвитель 8, светоАильтр 9, источник 10 света с осветительно-проекционной системой, Аотоприемник 11, регистратор 12, источник13 питания, опторазъемы 14.1 - 14.6и светоАильтры 15 и 16.Иасштабирующий.первичный преобразователь 3, помещенный в магнитное30поле. измеренного тока, соединен свходом преобразователя 4 аналоговогосигнала в кодированный оптический сосветоизлучателем, выход которогочерез снетоАильтр 6 и опторазъем14. 1 связан с входом ветвителя 5, нто рой вход которого через опторазъем14.3 и светоАильтр 15 связан с входомАотопреобразователя 1, выход которогочерез преобразователь 2 напряжениясоединен с входом питания преобразо.вателя аналогового сигнала в кодированный оптический сигнал со светоизлучателем. Выход ветнителя 5 черезопторазъем 146 и волоконно-оптический канал 7, опторазъем 14.5 связан с ветнителем 8, первый выход которого через опторазъем 14.2 и светофильтр 9 связан с входом Аотоприемника 11, выход которого соединен свходом реГистратора 12. Второй выход ветвителя 8 через опторазъем 14.4и светойильтр 16 соединен с выходомисточника света с оснетительно-проекционной системой, входы питаниякоторой, а также входы питания Фотоприемника 11 и регистратора 12 соединены с соответствукщими входами источника 13 питания. Схема электропитателя содержит ис-точник 17 света, связанный черезконденсор 18, с помощью сйерического зеркала 19 и второго нетвителя8 с волоконно-оптическим каналом 8и через первый ветвитель 5, опторазьемы 14,5 и 14.6, светоАильтры 15 и16, селективное зеркало 20 - с Аотоэлементом 21 на основе СаАз и Аотоэлементом 22 на основе селена,Устройство работает следующимобразом.В статическом состоянии, когда источник 13 электропитания устройстваобесточен, отсутствует световой поток на Аотоэлектрическом преобразователе 1 и, как следствие, обесточенапередающая часть всего измерительного устройства. В этом случае сигналы,поступающие с масштабирующего первичного преобразователя 3, не Аиксируются регистратором 12, и его показаниясоответствуют нулевым показаниям,Аналогично при включении источника13 электропитания, но при отсутствиисигнала на первичном преобразователе3, показания регистратора также нулевые.В случае включения источника 13эЛектропитания световой поток от источника 17 света через конденсатор 18поступает но второй конец второгонетнителя 8 и через него - н волоконно-оптический канал 7, затем навторой канал первого ветнителя 5, Потому яе пути поступает свет от источника света, отраженный от сферического зеркала 19, Его назначение - увеличить яркость источника в направлении снетонода.Свет с выхода первого нетнителяпопадает на селективное зеркало 20,Световой поток, соответствующий части спектра излучения источника светапопадает на перньпй Аотоэлемент 21, асветовой поток другой части спектрана второй Аотоэлемент 22, Учитывая,что области спектральной чувствительности фотоэлементов 21 и 22 различны, поньппается до 35-40 Е КПЧ всего Аотоэлектрического преобразователя,Для более эАФектинного разделенияспектра покрытие зеркала 20 выполненоселективным, В Аотоэлементах происходит преобразование оптического излу-,чения в электрический ток; они соединены последовательно, С выхода Аотоэлектрического преобразователяэлектрический ток поступает на преОптоэлектронное устройство для измерения тока, содержащее помещенныйв магнитное поле измеряемого тока 4первичяый масщтабирующий преобразователь, выход которого соединен с входом преобразователя аналогового сигнала в кодированный, оптический фотоприемник, электрический выход которого соединен с входом регистратора,входы питания Аотоприемника и регистратора соединены с выходом источникапитания, Аотоэлектрический преобразователь, электрический выход которогосоединен с входом преобразователя напряжения, выход которого соединен с входом питания преобразователя аналогового сигнала в кодированный оптц- ческий, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расщиренця области применения устройства лри воздействщ интенсивных электромагнитных помех и источников ионизирующего излучения, в него введены два оптических ветвителя, четыре светоАильтра, источник света с осветнтельцо-проекцион.ной системой, щесть опторазъемов, волоконцо-оптический канал, причем Аотоэлектрпческий преобразователь содержит два Аотоэлемецта с несовпадающими диапазонами чувствительности, которые подключены к входам преобразователя напряжения, оптический вход фотоэлектрического преобразователя через первые светоАцльтр и опторазъем оптически связаны с первым входом первого ветвителя, второй вход которого через вторце опторазъем и светоАильтр оптически связаны с выходом преобразователя аналогового сигнала в кодированный оптический, выход первого ветвителя через третий опторазьем, волоконно-оптический канал и четвертый опторазъем оптически связан с входом второго ветвнтеля, первый выход 40 515977образователь 2 напряжения, где напряжение Фотоэлектрического преобразователя преобразуется в напряжение,необходимое для работы передающейчасти всего устройства,Таким образом обеспечивается электропитание преобразователя аналогового сигнала в кодированный оптическийсо светоизлучателем. В этом случаепри поступлении инАормации с масщтабируемого первичного преобразователя информация будет зафиксирована регистратором 12,Для оптической развязкиинАормационных световых сигналов с опти ческим излучением, предназначенным дляобеспечения электропитания передатчика измерительного устройства используются светоАильтры С, 9 и 15, 16а светоизлучатель и Аотогетектор 2 Опреобразователя 4 аналогового сигнала в кодированный оптический сигнали фотоприемника 11 соответственновыбраны в области 1,3 мкм. Фильтры15 и 16 ограничивают спектр источника 17 света областью 1 мкм, Такимобразом, учитывая, что область спектральной чувствительности селеновогоАотоэлемента 0,3-0,7 мкм, областьспектральной чувствительности Аотоэлемента ца основе СаАз 0,5-0,9 мкм,а обмен ицАормацией между передающейи приемной частями осуществляется вобласти 1,3 мкм, взаимного влиянияинФормационного и питающего излучения не происходи". Ограничение спект ра источника 17 света це вызываеттакже умецьюецие К 11 Д фотопреобразавателя 1, а наоборот,создает болееблагоприятный режим его работы,Устройство имеет более нирокую область применения,рапускает возможностьиспользования его в условиях электромагнитных помех, а также атмосАерцыхвоздействий, так как передающаячасть.измерительного устройства совмещена с Аотопреобразоцателем в одингерметизироваццый металлический корпус,обеспечивающий надежную защиту отэлектромагнитных помех на энергоАизических объектах, а также от загрязнения и других атмосферных воздействий. Кроме этого, подобноесовмещение дает возможность исполь 55зовать устройство це только в открытыхобъемах, но даже при измерении малыхтоков в замкнутых затемненных объе"мах. Цепи питания измерительногоустройства полностью отведены от изме 45 6рительных. Присутствие наряду с инФормационным оптическим сигналом в волоконно-оптическом канале питающего оптического излучения, интенсивность которого может быть достаточновысока, позволяет защитить волоконнооптический канал от нестабильных полос наведенного ионизирующим излучением поглощения, т,е. появляетсявозможность использовать измерительное устройство при измерениях в условиях иониэирующей радиации.Ф о р м у л а и з о б р е т ения1597745 Составитель В.лепанкиН.Яцола Техред М.Дидык рректор В.Гирня Редак одписн открытиям при ГКНТ СССР д. 4/5 обретениям Раушская н ельский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гага О 1 Производственно которого связан с опгическим входом дютоприемника через пятый опторазъем и третий светоФильтр, источник света с осветительно-проекционной системой через четвертый светофильтр и шестой аказ 3050 Тираж 557ВНЙИПИ Государственного комитета по1 13035, Москва, Жопторазъем оптически связан с вторымвыходом второго ветвителя, вход питания источника света соединен с выходом источника питания,