Оптоэлектронный переключатель

 

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в электротехнике , импульсной и вычислительной технике, электронике, волоконной оптике и др. областях. Оптоэлектронный переключатель содержит светодиод (1), фотодиод (2), переключательную ячейку (3), 2 гибких световода (6, 7), кнопку (5). Ячейка 3 выполнена из эластичного материала - кремнийорганического компаунда. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5у)5 Н 03 К 17/78

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

r с / у, Qjggg " в фу, | Ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4892279/21 (22) 17.12.90 (46) 23.03.93. Бюл. М 11 (75) Т,Я.Черепанов (56) Носов Ю.P. Оптоэлектроника, М.: СоветскоЬ радио, 1977, с, 167.

Заявка РСТ/SE 89/00164, кл. Н 03 К

17/ 78, 1988. (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ Ы 1803971 А1 (57) Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в электротехнике, импульсной и вычислительной технике, электронике, волоконной оптике и др. областях, Оптоэлектронный переключатель содержит светодиод (1), фотодиод (2), переключательную ячейку (3), 2 гибких световода (6, 7), кнопку (5). Ячейка 3 выполнена из эластичного материала — кремнийорганического компаунда. 6 ил.

С)

1(лЭ ! 0 ч

1803971

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в электротехнике, электронике, импульсной и вычислительной технике, волоконной оптике и др, областях.

Целью изобретения является упрощение устройства при одновременном повышении его надежности.

На фиг.1 и 2 представлена общая схема переключателя; на фиг.3 — вариант конструктивного выполнения переключательной ячейки; на фиг. 4 — вариант схемы переключателя с одним входом и несколькими выходами; на фиг,5 и 6 — передаточные характеристики переключательной ячейки (зависимость фототока 1ф от управляющего усилия N в ньютонах для двух вариантов конкретного выполнения, Переключатель, изображенный на фиг.1, содержит светодиод 1 и фотодиод 2, между которыми установлена переключательная ячейка 3 с прозрачными стенками.

Ячейка 3 заполнена частицами оптически прозрачного кремнийорганического компаунда 4, С массой частиц компаунда соприкасается кнопка 5.

В схеме, изображенной на фиг.2, светодиод 1 и фотодиод 2 соединены с переключательной ячейкой 3 с помощью гибких световодов 6 и 7, то есть переключатель включен в линию волоконно-оптической связи. Ячейка 3 выполнена из эластичного материала и герметизирована, Кнопка 5 взаимодействует с наружной поверхностью ячейки 3.

Для эффективной работы переключательной ячейки "на проход" необходимо. чтобы ее длина в зависимости от размера частиц компаунда составляла приблизительно 1-5 мм. В этом случае обеспечивается практически нулевой уровень сигнала в выключенном состоянии (кнопка не нажата), При такой длине ячейки и малом диаметре световодов 6 и 7 в ячейке возникают значительные потери сигнала во включенном состоянии. Для устранения этого недостатка предлагается вариант исполнения ячейки, изображенный на фиг,3. Отличительной особенностью этого варианта является установка на концах световодов 6 и 7 коллимирующих элементов 8, B качестве таких элементов могут использоваться шариковые микролинзы, градиентные линзы, фоконы и др. аналогичные элементы.

В варианте схемы переключателя, изображенном на фиг.4, излучающий 6 и приемные 7 световоды установлены под прямым углом. В этом случае к одной ячейке

3 может быть подключено несколько прием5

55 ных световодов 7 и, соответственно числу световодов 7, фотодиодов 2.

Во всех вариантах схем переключателя роль фотоприемника может также играть глаз человека, а также использоваться любые источники света — как естественные, так и искусственные: лампы, светодиоды и т.д.

Работа переключателя происходит следующим образом, В исходном состоянии, когда кнопка 5 не нажата, масса частиц компаунда 4 в ячейке 3 рассеивает свет. Это соответствует низкому уровню фототока фотодиода 2 для схем, изображенных на фиг.1 и 2, и соответственно высокому уровню сигнала для схемы на фиг,4, Это связано с тем, что фотодиод

2 в схемах фиг.1 и 2 регистрирует свет, прошедший через. ячейку 3, а в схеме на фиг.4— рассеянный свет. При нажатии на кнопку 5 ячейка 3 перестает рассеивать свет, что приводит к существенному увеличению сигнала (в 50 и более раз) в схемах фиг,1 и 2 и соответственно к его уменьшению в схеме на фиг.4, Для регистрации высокого или низкого уровня сигнала используется обычная электронная схема (на чертежах не показана).

Эта схема включает в себя, как правило, усилитель, дискриминатор уровня и триггер.

На фиг.5 и 6 представлены результаты испытаний макетных образцов переключателя для схем, изображенных на фиг,2 и 4 соответственно. В макете, выполненном по схеме фиг.2. переключательная ячейка имела вид эластичной пластикатной трубки внутренним диаметром 1 мм, в которую были вставлены концы кварцполимерных световодов с диаметром световедущей жилы

400 мкм. Расстояние между торцами световодов длиной около 5 мм заполнено частицами кремнийорганического компаунда

159-254, Частицы имели форму стружки про- . извольной длины, толщиной около 50 мкм, Давление частицам компаунда передавалось через стенки герметичной капсулы, Вмакете,,построенном по схеме фиг,4, давление кнопки передавалось непосредственно на частицы компаунда в открытой ячейке, поэтому характеристика, изображенная на фиг,6, соответствует минимальному усилию, необходимому для срабатывания переключателя (0,2-0,3 Н).

Устройство отличается простотой конструкции, отсутствием драгметаллов, совместимостью с волоконно-оптическими линиями связи. Его преимущества перед используемыми в настоящее время электрическими переключателями могут оказаться решающими в пожаро- и взрывоопасных, 1803971

Фиг. 4 химически активных и т,п. средах, в волоконно-оптических системах и др. областях.

Формула изобретения

Оптоэлектронный переключатель, содержащий переключательную ячейку, механически связанную с управляющим элементом и оптически связанную с источником света и фотоприемником, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности, пере5 ключательная ячейка заполнена частицами оптически прозрачного кремнийорганического компаунда.

1803971

I,0

0,8 н 0,6

О, О, 0 I 2

Фиг» 5

4 о, 0,2

/ l Н иг. 6

45

Редактор Т. Куркова

Заказ 1060 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

I,0

0,8 ео 0,6

Составитель Т, Черепанов

Техред М.Моргентал Корректор Л Пилипенко

Оптоэлектронный переключатель Оптоэлектронный переключатель Оптоэлектронный переключатель Оптоэлектронный переключатель 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано для ввода данных в пультах управления радиотехнических и вычислительных систем

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано для включения исполнительных устройств, работающих на постоянном токе

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устOP ройствах ввода информации и бесконтактных датчиках

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при передаче и обработке импульсных сигналов в системах автоматики и вычислительной техники

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано для включения исполнительных устройств, работающих на постоянном токе

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для коммутации силовых элементов автоматики (электромагнитов, клапанов и т.д.) в определенной последовательности с необходимыми временными задержками и самоблокировками, например в дозирующих устройствах, топливораздаточных колонках с кнопочным управлением

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах сливной преобразовательной техники, например, в качестве мощных быстродействующих ключей высокочастотных инверторов

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в коммутационных устройствах с гальванической развязкой

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для коммутации силовых элементов автоматики (электромагнитов, клапанов и т.д.) по определенной программе с необходимыми временными задержками и самоблокировками, например, в дозирующих устройствах, топливораздаточных колонках с кнопочным управлением

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для включения и отключения трехфазной нагрузки

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) на железнодорожном транспорте

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в электронной коммутационной технике, в частности в аппаратуре передачи данных и аппаратно-программных комплексах

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в аппаратуре контроля и управления производственных процессов, транспортных средств

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для подключения нагрузки различного характера к трехфазной сети переменного тока

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных областях радиоэлектроники для гальванической развязки цепей и умножения частоты сигнала
Наверх