[go: up one dir, main page]

RU215766U1 - RADIATION RECEIVING DEVICE - Google Patents

RADIATION RECEIVING DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU215766U1
RU215766U1 RU2022126053U RU2022126053U RU215766U1 RU 215766 U1 RU215766 U1 RU 215766U1 RU 2022126053 U RU2022126053 U RU 2022126053U RU 2022126053 U RU2022126053 U RU 2022126053U RU 215766 U1 RU215766 U1 RU 215766U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
voltage converter
latch
shutter
output
Prior art date
Application number
RU2022126053U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виллен Арнольдович Балоев
Владимир Петрович Иванов
Игорь Геннадьевич Денисов
Ренат Исламович Зарипов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО")
Application granted granted Critical
Publication of RU215766U1 publication Critical patent/RU215766U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области оптического приборостроения и касается устройства приема излучения. Устройство содержит входную оптическую систему, фотоприемное устройство, шторку, установленную между входной оптической системой и фотоприемным устройством с возможностью ввода-вывода ее из оптического тракта с помощью блока перемещения и возвратного механизма шторки. Кроме того, устройство содержит фиксатор шторки, снабженный блоком управления и возвратным механизмом фиксатора. Вход блока перемещения и вход блока управления выполнены с возможностью подключения к источнику питания устройства приема излучения. Блок управления выполнен с возможностью обеспечения управления фиксатором при отключении напряжения питания и содержит механизм перемещения фиксатора, преобразователь напряжения, диод, конденсатор, узел коммутации. В устройство дополнительно введены измеритель уровня заряда и устройство выключения преобразователя напряжения. Входы измерителя уровня заряда подключены к соответствующим выводам конденсатора, а выход - к входу устройства выключения преобразователя напряжения, выход которого подключен к входу управления преобразователя напряжения. Технический результат: снижение расхода потребляемой устройством электрической энергии в среднем в 4-5 раз за счет периодического полного выключения преобразователя напряжения в режиме работы с открытой шторкой при постоянном сохранении работоспособности блока управления. 2 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of optical instrumentation and relates to a device for receiving radiation. The device contains an input optical system, a photodetector, a shutter installed between the input optical system and the photodetector with the possibility of its input/output from the optical path using a movement unit and a shutter return mechanism. In addition, the device contains a shutter latch equipped with a control unit and a latch return mechanism. The input of the movement unit and the input of the control unit are configured to be connected to the power source of the radiation receiving device. The control unit is configured to provide control of the latch when the supply voltage is turned off and contains a mechanism for moving the latch, a voltage converter, a diode, a capacitor, and a switching unit. The device additionally includes a charge level meter and a device for switching off the voltage converter. The inputs of the charge level meter are connected to the corresponding terminals of the capacitor, and the output is connected to the input of the device for turning off the voltage converter, the output of which is connected to the control input of the voltage converter. EFFECT: reducing the consumption of electrical energy consumed by the device by an average of 4-5 times due to periodic complete shutdown of the voltage converter in the open shutter mode while maintaining the control unit operability. 2 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована в системах с высокочувствительными фотоприемными устройствами, работающими в условиях с возможным воздействием на фотоприемные устройства разрушающих излучений, например, солнечной засветки при установке систем на объекты аэрокосмического базирования.The utility model relates to optical instrumentation and can be used in systems with highly sensitive photodetectors operating under conditions where photodetectors can be affected by destructive radiation, for example, solar irradiation when systems are installed on aerospace-based objects.

Известно устройство приема излучения (US 2016004422 А1, МПК H04N 5/238, H04N 5/33, H04N 5/225, дата публикации 11.02.2016; фиг. 6 - вариант выполнения с входной оптической системой и элементами магнитного смещения), содержащее входную оптическую систему, фотоприемное устройство, шторку, установленную между входной оптической системой и фотоприемным устройством с возможностью ввода-вывода ее из оптического тракта с помощью блока перемещения и возвратного механизма шторки.A device for receiving radiation is known (US 2016004422 A1, IPC H04N 5/238, H04N 5/33, H04N 5/225, publication date 11.02.2016; Fig. 6 - embodiment with an input optical system and magnetic bias elements), containing an input optical a system, a photodetector, a shutter installed between the input optical system and the photodetector with the possibility of its input/output from the optical path using a movement unit and a shutter return mechanism.

Шторка с помощью блока перемещения может устанавливаться или в положение, когда на фотоприемное устройство поступает оптический поток (открытое положение), или, в случае отключения питания, с помощью возвратного механизма в положение, когда оптический поток блокируется (закрытое положение). Блокировка необходима для защиты фотоприемного устройства от разрушающей солнечной засветки.The shutter can be set using the movement block either to the position when the optical flow enters the photodetector (open position), or, in the event of a power failure, using the return mechanism to the position when the optical flow is blocked (closed position). Blocking is necessary to protect the photodetector from damaging solar radiation.

Недостатком данного устройства является повышенный расход электрической энергии при удержании шторки в открытом положении, составляющий величину, как правило, равную 4-6 Вт, связанный с необходимостью компенсировать усилие возвратного механизма шторки, направленное на установку шторки в закрытое положение, что сказывается на общем потреблении электроэнергии, величина которого в ряде случаев должна быть предельно минимальной.The disadvantage of this device is the increased consumption of electrical energy when holding the shutter in the open position, which is usually equal to 4-6 W, associated with the need to compensate for the force of the shutter return mechanism aimed at setting the shutter in the closed position, which affects the overall power consumption. , the value of which in some cases should be extremely minimal.

Прототипом является устройство приема излучения (RU 2766857 С1, МПК H04N 5/238, G02B 26/02, опубликован 16.03.2022), содержащее входную оптическую систему, фотоприемное устройство, шторку, установленную между входной оптической системой и фотоприемным устройством с возможностью ввода-вывода ее из оптического тракта с помощью блока перемещения и возвратного механизма шторки, фиксатор шторки, снабженный блоком управления и возвратным механизмом фиксатора, вход блока перемещения и вход блока управления выполнены с возможностью подключения к источнику питания устройства приема излучения, причем блок управления выполнен с возможностью обеспечения управления фиксатором при отключении напряжения питания и содержит механизм перемещения фиксатора, преобразователь напряжения, диод, конденсатор, узел коммутации, выход которого подключен к первому входу механизма перемещения фиксатора, при этом первый вход узла коммутации соединен с входом преобразователя напряжения и является входом блока управления, положительный выход преобразователя напряжения через диод подключен ко второму входу узла коммутации и одному из выводов конденсатора, второй вывод которого соединен с отрицательным выходом преобразователя напряжения и вторым входом механизма перемещения фиксатора.The prototype is a radiation receiving device (RU 2766857 C1, IPC H04N 5/238, G02B 26/02, published 03/16/2022), containing an input optical system, a photodetector, a shutter installed between the input optical system and the photodetector with the possibility of input-output it from the optical path by means of a moving unit and a shutter return mechanism, a shutter latch equipped with a control unit and a latch return mechanism, the movement unit input and the control unit input are configured to be connected to the power source of the radiation receiving device, and the control unit is configured to provide control latch when the supply voltage is turned off and contains a mechanism for moving the latch, a voltage converter, a diode, a capacitor, a switching unit, the output of which is connected to the first input of the mechanism for moving the latch, while the first input of the switching unit is connected to the input of the voltage converter and is the input of the control unit ion, the positive output of the voltage converter through a diode is connected to the second input of the switching unit and one of the terminals of the capacitor, the second terminal of which is connected to the negative output of the voltage converter and the second input of the latch movement mechanism.

Шторка после установки в открытое положение удерживается с помощью фиксатора шторки, блокирующего перемещение шторки, что обеспечивает малое потребление энергии на ее удержание.The shutter, after being set to the open position, is held by a shutter lock that blocks the movement of the shutter, which ensures low energy consumption for holding it.

Возврат в закрытое положение при отключении питания осуществляется возвратным механизмом шторки за счет разблокировки шторки механизмом перемещения фиксатора, использующим энергию, накопленную конденсатором блока управления.Return to the closed position when the power is turned off is carried out by the return mechanism of the shutter by unlocking the shutter by the mechanism for moving the latch, using the energy accumulated by the capacitor of the control unit.

Заряд конденсатора осуществляется преобразователем напряжения, который выдает требуемый уровень напряжения в течение всего времени подачи питания на устройство приема излучения.The capacitor is charged by a voltage converter, which produces the required voltage level during the entire time of power supply to the radiation receiving device.

Мощность преобразователя напряжения выбирается достаточной для заряда конденсатора до требуемого уровня за время перехода шторки из закрытого в открытое положение с тем, чтобы сразу после перехода в открытое положение было возможно, при отключении напряжения питания, закрыть шторку.The power of the voltage converter is selected sufficient to charge the capacitor to the required level during the transition of the shutter from the closed to the open position, so that immediately after the transition to the open position, it would be possible to close the shutter when the supply voltage is turned off.

Требуемое для оперативного выполнения решаемой задачи время перехода шторки из закрытого в открытое положение составляет, как правило, единицы секунд, в связи с чем для заряда конденсатора за это время необходим достаточно мощный преобразователь напряжения, как правило, с выходной мощностью 5-8 Вт, и, следовательно, достаточно большим выходным током в несколько сотен миллиампер.Required for the prompt execution of the task being solved, the time for the transition of the shutter from the closed to the open position is, as a rule, a few seconds, and therefore, to charge the capacitor during this time, a sufficiently powerful voltage converter is required, as a rule, with an output power of 5-8 W, and , therefore, a sufficiently large output current of several hundred milliamps.

После заряда конденсатора при закрытом узле коммутации величина потребляемого выходного тока преобразователя напряжения будет определяться скоростью разряда (токами утечки) конденсатора, устройства коммутации и диода и составляет единицы микроампер, при этом преобразователь напряжения практически в течение всего времени подачи на него напряжения питания (за исключением времени перехода шторки из закрытого в открытое положение, то есть при работе с открытой шторкой) будет работать в режиме, близком к режиму холостого хода.After the capacitor is charged with the switching node closed, the value of the consumed output current of the voltage converter will be determined by the discharge rate (leakage currents) of the capacitor, the switching device and the diode and is a few microamperes, while the voltage converter is practically during the entire time when the supply voltage is applied to it (except for the time shutter from closed to open position, that is, when operating with an open shutter) will operate in a mode close to the idle mode.

Преобразователь напряжения, даже при работе в режиме холостого хода, имеет внутренние потери на преобразование, которые составляют величину, как правило, равную 10-15% от номинальной выходной мощности то есть величину порядка 1,0-1,2 Вт, что для ряда систем аэрокосмического базирования, в которых применяется устройство приема излучения, критично.The voltage converter, even when operating in idle mode, has internal conversion losses, which are usually equal to 10-15% of the rated output power, that is, a value of the order of 1.0-1.2 W, which for a number of systems aerospace-based, in which a radiation receiving device is used, is critical.

Недостатком прототипа является повышенный расход электрической энергии устройства приема излучения, достигающий величины до 1,3 Вт в режиме, когда конденсатор уже заряжен до требуемого уровня, что практически совпадает по времени с процессом открытия шторки, то есть при работе со шторкой, установленной в открытое положение.The disadvantage of the prototype is the increased consumption of electrical energy of the radiation receiving device, reaching up to 1.3 W in the mode when the capacitor is already charged to the required level, which practically coincides in time with the process of opening the curtain, that is, when working with the curtain set to the open position .

Техническим результатом полезной модели является снижение расхода электрической энергии за счет периодического выключения преобразователя напряжения при работе со шторкой, находящейся в открытом положении с сохранением напряжения на конденсаторе в требуемом интервале, достаточном для срабатывания механизма фиксатора шторки.The technical result of the utility model is to reduce the consumption of electrical energy by periodically turning off the voltage converter when working with the shutter in the open position while maintaining the voltage on the capacitor in the required interval, sufficient to trigger the shutter latch mechanism.

Технический результат достигается тем, что в устройство приема излучения, содержащее входную оптическую систему, фотоприемное устройство, шторку, установленную между входной оптической системой и фотоприемным устройством с возможностью ввода-вывода ее из оптического тракта с помощью блока перемещения и возвратного механизма шторки, фиксатор шторки, снабженный блоком управления и возвратным механизмом фиксатора, при этом вход блока перемещения и вход блока управления выполнены с возможностью подключения к источнику питания устройства приема излучения, причем блок управления выполнен с возможностью обеспечения управления фиксатором при отключении напряжения питания, при этом блок управления содержит механизм перемещения фиксатора, преобразователь напряжения, диод, конденсатор, узел коммутации, выход которого подключен к первому входу механизма перемещения фиксатора, при этом первый вход узла коммутации соединен с входом преобразователя напряжения и является входом блока управления, положительный выход преобразователя напряжения через диод подключен ко второму входу узла коммутации и одному из выводов конденсатора, второй вывод которого соединен с отрицательным выходом преобразователя напряжения и вторым входом механизма перемещения фиксатора, согласно настоящему изобретению, дополнительно введены измеритель уровня заряда и устройство выключения преобразователя напряжения, при этом входы измерителя уровня заряда подключены к соответствующим выводам конденсатора, а выход - к входу устройства выключения преобразователя напряжения, выход которого подключен к входу управления преобразователя напряжения.The technical result is achieved by the fact that in a radiation receiving device containing an input optical system, a photodetector, a shutter installed between the input optical system and a photodetector with the possibility of its input/output from the optical path using a movement unit and a shutter return mechanism, a shutter latch, equipped with a control unit and a latch return mechanism, wherein the input of the movement unit and the input of the control unit are configured to be connected to the power source of the radiation receiving device, the control unit is configured to provide control of the latch when the supply voltage is turned off, while the control unit contains a mechanism for moving the latch , voltage converter, diode, capacitor, switching unit, the output of which is connected to the first input of the latch movement mechanism, while the first input of the switching unit is connected to the input of the voltage converter and is the input of the control unit, position The positive output of the voltage converter is connected through a diode to the second input of the switching unit and one of the terminals of the capacitor, the second terminal of which is connected to the negative output of the voltage converter and the second input of the latch movement mechanism, according to the present invention, a charge level meter and a device for turning off the voltage converter are additionally introduced, with In this case, the inputs of the charge level meter are connected to the corresponding terminals of the capacitor, and the output is connected to the input of the device for turning off the voltage converter, the output of which is connected to the control input of the voltage converter.

На фиг. 1 представлено устройство приема излучения.In FIG. 1 shows a device for receiving radiation.

На фиг. 2 представлен блок управления фиксатором.In FIG. 2 shows the latch control unit.

Устройство приема излучения (фиг. 1) содержит входную оптическую систему 1, фотоприемное устройство 2, шторку 3, установленную между входной оптической системой 1 и фотоприемным устройством 2, с возможностью ввода-вывода ее из оптического тракта с помощью блока 4 перемещения и возвратного механизма 5 шторки 3, фиксатор 6 шторки 3, снабженный блоком 7 управления и возвратным механизмом 8.The radiation receiving device (Fig. 1) contains an input optical system 1, a photodetector 2, a shutter 3 installed between the input optical system 1 and the photodetector 2, with the possibility of its input-output from the optical path using a movement block 4 and a return mechanism 5 curtain 3, latch 6 of the curtain 3, equipped with a control unit 7 and a return mechanism 8.

Вход блока 4 перемещения шторки 3 и вход блока 7 управления выполнены с возможностью подключения к источнику питания устройства приема излучения (на чертежах не показан).The input of the block 4 for moving the shutter 3 and the input of the control block 7 are made with the possibility of connecting to the power source of the radiation receiving device (not shown in the drawings).

Блок 7 управления выполнен с возможностью обеспечения управления фиксатором 6 при отключении напряжения питания.The control unit 7 is configured to provide control of the latch 6 when the supply voltage is turned off.

Блок 7 управления содержит механизм 9 перемещения фиксатора 6, преобразователь 10 напряжения, диод 11, конденсатор 12, узел 13 коммутации.The control unit 7 contains a mechanism 9 for moving the latch 6, a voltage converter 10, a diode 11, a capacitor 12, and a switching unit 13.

Выход узла 13 коммутации подключен к первому входу механизма 9 перемещения фиксатора 6, при этом первый вход узла 13 коммутации соединен с входом преобразователя 10 напряжения и является входом блока 7 управления.The output of the switching node 13 is connected to the first input of the mechanism 9 for moving the latch 6, while the first input of the switching node 13 is connected to the input of the voltage converter 10 and is the input of the control unit 7.

Положительный выход преобразователя 10 напряжения через диод 11 подключен ко второму входу узла 13 коммутации и одному из выводов конденсатора 12, второй вывод которого соединен с отрицательным выходом преобразователя 10 напряжения и вторым входом механизма 9 перемещения фиксатора 6.The positive output of the voltage converter 10 through the diode 11 is connected to the second input of the switching unit 13 and one of the terminals of the capacitor 12, the second output of which is connected to the negative output of the voltage converter 10 and the second input of the mechanism 9 for moving the latch 6.

Отличием предлагаемого устройства приема излучения является то, что в него дополнительно введены измеритель 14 уровня заряда и устройство 15 выключения преобразователя 10 напряжения.The difference of the proposed device for receiving radiation is that it additionally introduced a charge level meter 14 and a device 15 for turning off the voltage converter 10.

Входы измерителя 14 уровня заряда подключены к соответствующим выводам конденсатора 12.The inputs of the charge level meter 14 are connected to the corresponding terminals of the capacitor 12.

Выход измерителя 14 уровня заряда подключен к входу устройства 15 выключения преобразователя 10 напряжения.The output of the meter 14 of the charge level is connected to the input of the device 15 to turn off the converter 10 voltage.

Выход устройства 15 выключения подключен к входу управления преобразователя 10 напряжения.The output of the switching device 15 is connected to the control input of the voltage converter 10 .

Работает устройство приема излучения следующим образом.The radiation receiving device operates as follows.

До подачи на устройство приема излучения напряжения питания за счет действия возвратного механизма 5 шторки 3, в качестве которого может быть использована, например, пружина, шторка 3 находится в закрытом положении и блокирует поступление оптического потока на фотоприемное устройство 2 (данное положение шторки 3 изображено пунктиром на фиг. 1). Пружина при этом разжата.Before the supply voltage is applied to the radiation receiving device due to the action of the return mechanism 5 of the shutter 3, which can be used, for example, as a spring, the shutter 3 is in the closed position and blocks the optical flow to the photodetector 2 (this position of the shutter 3 is shown by a dotted line in Fig. 1). The spring is under tension.

При подаче на устройство приема излучения напряжения питания блок 4 перемещения, который может быть выполнен, например, на шаговом двигателе, снабженным модулем управления (на чертежах не показаны), преодолевая противодействие возвратного механизма 5 шторки 3, сжимая пружину, перемещает шторку 3 в открытое положение.When the supply voltage is applied to the radiation receiving device, the movement block 4, which can be performed, for example, on a stepper motor equipped with a control module (not shown in the drawings), overcoming the resistance of the return mechanism 5 of the curtain 3, compressing the spring, moves the curtain 3 to the open position .

При этом при достижении шторкой 3 открытого положения, фиксатор 6, который может быть выполнен, например, в виде якоря соленоида (для случая, когда механизм 9 перемещения фиксатора 6 выполнен, например, в виде обмотки соленоида), блокирует возможность возвращения шторки 3 в закрытое положение.In this case, when the shutter 3 reaches the open position, the latch 6, which can be made, for example, in the form of a solenoid armature (for the case when the mechanism 9 for moving the latch 6 is made, for example, in the form of a solenoid winding), blocks the possibility of returning the shutter 3 to the closed position.

После осуществления определенного, заранее известного количества шагов шагового двигателя блока 4 перемещения, обеспечивающего открытое положение шторки 3, напряжения на обмотках шагового двигателя устанавливаются равными нулю вольт, то есть силовая часть блока 4 перемещения (шаговый двигатель) обесточивается. При этом шторка 3 остается в открытом положении за счет фиксатора 6. Потребление блока 4 перемещения в этом режиме минимально (приблизительно 50 мВт).After a certain, pre-known number of steps of the stepper motor of the movement unit 4, which ensures the open position of the shutter 3, the voltages on the windings of the stepper motor are set to zero volts, that is, the power part of the movement unit 4 (stepper motor) is de-energized. In this case, the shutter 3 remains in the open position due to the latch 6. The consumption of the movement unit 4 in this mode is minimal (approximately 50 mW).

Также сразу после подачи напряжения питания на устройство приема излучения, оно поступает и на преобразователь 10 напряжения, который через диод 11 заряжает конденсатор 12, и на первый управляющий вход узла 13 коммутации, что обеспечивает его установку в закрытое состояние, то есть его второй вход отключается от его выхода.Also, immediately after the supply voltage is applied to the radiation receiving device, it also goes to the voltage converter 10, which charges the capacitor 12 through the diode 11, and to the first control input of the switching unit 13, which ensures its installation in the closed state, that is, its second input is turned off. from his exit.

Выходное напряжение преобразователя 10 напряжения соответствует требуемому напряжению питания механизма 9 перемещения фиксатора 6.The output voltage of the voltage converter 10 corresponds to the required supply voltage of the mechanism 9 for moving the latch 6.

Узел 13 коммутации может быть выполнен, например, на твердотельном нормально замкнутом оптореле (потребление оптореле - не более 40 мВт).Switching node 13 can be made, for example, on a solid-state normally closed opto-relay (opto-relay consumption is not more than 40 mW).

При аварийном или штатном отключении напряжения питания устройства приема излучения, напряжение на первый управляющий вход узла 13 коммутации перестает поступать, что приводит к замыканию его второго входа и выхода.In the event of an emergency or normal shutdown of the supply voltage of the radiation receiving device, the voltage to the first control input of the switching unit 13 ceases to flow, which leads to the closure of its second input and output.

При этом напряжение с заряженного конденсатора 12 подается на механизм 9 перемещения фиксатора 6.In this case, the voltage from the charged capacitor 12 is supplied to the mechanism 9 for moving the latch 6.

Конденсатор 12 разряжается, то есть обеспечивается протекание тока через механизм 9 перемещения фиксатора 6 (обмотку соленоида).The capacitor 12 is discharged, that is, the current flows through the mechanism 9 for moving the latch 6 (the solenoid winding).

За время протекания тока разрядки конденсатора 12 фиксатор 6, преодолевая противодействие возвратного механизма 8 фиксатора 6 (пружины), смещается (втягивается в соленоид) и выходит за пределы шторки 3.During the flow of the discharge current of the capacitor 12, the latch 6, overcoming the resistance of the return mechanism 8 of the latch 6 (spring), is displaced (drawn into the solenoid) and goes beyond the shutter 3.

Шторка 3 при этом разблокируется и под действием возвратного механизма 5 шторки 3 возвращается в закрытое положение.Curtain 3 is unlocked and under the action of the return mechanism 5 curtain 3 returns to the closed position.

После разряда конденсатора 12 (время разряда зависит от емкости конденсатора 12, величина которого выбирается достаточной для возвращения шторки 3 в закрытое положение) возвратный механизм 8 фиксатора 6 (пружина) разжимается. Диод 11 препятствует разряду конденсатора 12 через преобразователь 10 напряжения при отключении напряжения питания устройства приема излучения.After the discharge of the capacitor 12 (the discharge time depends on the capacitance of the capacitor 12, the value of which is chosen sufficient to return the curtain 3 to the closed position), the return mechanism 8 of the latch 6 (spring) is released. The diode 11 prevents the discharge of the capacitor 12 through the voltage converter 10 when the supply voltage of the radiation receiving device is turned off.

В течение всего времени подачи на устройство приема излучения напряжения питания измеритель 14 уровня заряда измеряет напряжение на конденсаторе 12.During the entire time the power supply voltage is supplied to the radiation receiving device, the charge level meter 14 measures the voltage across the capacitor 12.

Для нормальной работы механизма 9 перемещения фиксатора 6 это напряжение должно быть не менее определенной величины Umin.For normal operation of the mechanism 9 for moving the latch 6, this voltage must be at least a certain value U min .

С преобразователя 10 напряжения на конденсатор 12 поступает (с учетом падения на диоде 11) напряжение Umax.From the voltage converter 10, the capacitor 12 receives (taking into account the drop across the diode 11) voltage U max .

Измеритель 14 уровня заряда работает в компараторном режиме с гистерезисом, равным ΔU=Umax-Umin.The charge level meter 14 operates in comparator mode with a hysteresis equal to ΔU=U max -U min .

В начале, при подаче на устройство приема излучения напряжения питания, напряжение на конденсаторе 12 будет равно нулю вольт.At the beginning, when the supply voltage is applied to the radiation receiving device, the voltage across the capacitor 12 will be equal to zero volts.

В этом случае измеритель 14 уровня заряда через устройство 15 выключения включает преобразователь 10 напряжения.In this case, the charge level meter 14 turns on the voltage converter 10 via the switching device 15 .

Напряжение на конденсаторе 12 начинает расти и при достижении значения Umax измеритель 14 уровня заряда через устройство 15 выключения выключает преобразователь 10 напряжения.The voltage on the capacitor 12 begins to rise and when the value U max is reached, the charge level meter 14 switches off the voltage converter 10 through the switch-off device 15.

Конденсатор 12 медленно разряжается (за счет токов утечки конденсатора 12, узла 13 коммутации и диода 11), и при достижении напряжения на нем уровня Umin измеритель 14 уровня заряда через устройство 15 выключения вновь включает преобразователь 10 напряжения.The capacitor 12 is slowly discharged (due to the leakage currents of the capacitor 12, the switching unit 13 and the diode 11), and when the voltage on it reaches the level U min , the charge level meter 14 through the switching device 15 turns on the voltage converter 10 again.

Напряжение на конденсаторе 12 вновь будет увеличиваться до уровня Umax, то есть напряжение на конденсаторе 12 будет периодически (с периодом Т) меняться в пределах от Umax до Umin. При этом время tвкл. нахождения преобразователя 10 напряжения во включенном состоянии будет значительно меньше времени нахождения в выключенном состоянии.The voltage on the capacitor 12 will again increase to the level U max , that is, the voltage on the capacitor 12 will periodically (with a period T) vary from U max to U min . In this case, the time t on. finding the voltage converter 10 in the on state will be significantly less than the time spent in the off state.

Соотношение между Т и tвкл., то есть скважность, будет определяться качеством (токами утечки) конденсатора 12, узла 13 коммутации и диода 11. Обычно скважность в подобных случаях имеет величину порядка 200-1000.The ratio between T and t incl. , that is, the duty cycle, will be determined by the quality (leakage currents) of the capacitor 12, the switching unit 13 and the diode 11. Typically, the duty cycle in such cases has a value of the order of 200-1000.

Мощность, потребляемая преобразователем 10 напряжения при заряде конденсатора 12 от напряжения Umin до напряжения Umax, незначительная, как правило, не более 30% от его номинальной мощности, и зависит, в том числе от величины гистерезиса ΔU, которая, как правило, невелика.The power consumed by the voltage converter 10 when charging the capacitor 12 from voltage U min to voltage U max , insignificant, as a rule, no more than 30% of its rated power, and depends, among other things, on the value of hysteresis ΔU, which, as a rule, is small .

Средняя мощность потребления преобразователя 10 напряжения в рассматриваемом режиме не превышает 10 мВт.The average power consumption of the voltage converter 10 in the considered mode does not exceed 10 mW.

Суммарная мощность, потребляемая измерителем 14 уровня заряда, который может быть выполнен, например, на маломощном компараторе, и устройством 15 выключения преобразователя 10 напряжения, которое может быть выполнено, например, на слаботочном оптореле, не превышает, как правило, 10 мВт.The total power consumed by the charge level meter 14, which can be performed, for example, on a low-power comparator, and the device 15 for turning off the voltage converter 10, which can be performed, for example, on a low-current opto-relay, does not usually exceed 10 mW.

В этом случае средняя мощность, потребляемая блоком 7 управления в режиме работы со шторкой 3, находящейся в открытом положении (основной рабочий, наиболее длительный режим) с учетом потребления узла 13 коммутации, равным 40 мВт, не превышает 60 мВт.In this case, the average power consumed by the control unit 7 in the operating mode with the curtain 3 in the open position (main operating, the longest mode), taking into account the consumption of the switching node 13, equal to 40 mW, does not exceed 60 mW.

Общая мощность, потребляемая устройством приема излучения, составит в среднем величину до 300 мВт (0,3 Вт) с учетом того, что время перехода шторки из закрытого в открытое положение значительно меньше времени нахождения шторки в открытом положении (от нескольких сотен до нескольких тысяч раз).The total power consumed by the radiation receiving device will average up to 300 mW (0.3 W), taking into account the fact that the shutter transition time from the closed to the open position is much less than the time the shutter is in the open position (from several hundred to several thousand times ).

Таким образом, выполнение устройства приема излучения в соответствии с предлагаемым техническим решением, позволяет снизить расход потребляемой им электрической энергии в среднем в 4-5 раз за счет периодического полного выключения преобразователя 10 напряжения в режиме работы с открытой шторкой с помощью измерителя 14 уровня заряда конденсатора и устройства 15 выключения с постоянным сохранением работоспособности блока управления.Thus, the implementation of the device for receiving radiation in accordance with the proposed technical solution allows to reduce the consumption of electrical energy consumed by it by an average of 4-5 times due to the periodic complete shutdown of the voltage converter 10 in the open shutter mode using a capacitor charge level meter 14 and device 15 shutdown with permanent preservation of the operability of the control unit.

Claims (1)

Устройство приема излучения, содержащее входную оптическую систему, фотоприемное устройство, шторку, установленную между входной оптической системой и фотоприемным устройством с возможностью ввода-вывода ее из оптического тракта с помощью блока перемещения и возвратного механизма шторки, фиксатор шторки, снабженный блоком управления и возвратным механизмом фиксатора, при этом вход блока перемещения и вход блока управления выполнены с возможностью подключения к источнику питания устройства приема излучения, причем блок управления выполнен с возможностью обеспечения управления фиксатором при отключении напряжения питания, при этом блок управления содержит механизм перемещения фиксатора, преобразователь напряжения, диод, конденсатор, узел коммутации, выход которого подключен к первому входу механизма перемещения фиксатора, при этом первый вход узла коммутации соединен с входом преобразователя напряжения и является входом блока управления, положительный выход преобразователя напряжения через диод подключен ко второму входу узла коммутации и одному из выводов конденсатора, второй вывод которого соединен с отрицательным выходом преобразователя напряжения и вторым входом механизма перемещения фиксатора, отличающееся тем, что в него дополнительно введены измеритель уровня заряда и устройство выключения преобразователя напряжения, при этом входы измерителя уровня заряда подключены к соответствующим выводам конденсатора, а выход - к входу устройства выключения преобразователя напряжения, выход которого подключен к входу управления преобразователя напряжения.A radiation receiving device comprising an input optical system, a photodetector, a shutter installed between the input optical system and the photodetector with the possibility of its input/output from the optical path using a movement unit and a shutter return mechanism, a shutter latch equipped with a control unit and a latch return mechanism , while the input of the movement block and the input of the control unit are configured to be connected to the power source of the radiation receiving device, and the control unit is configured to provide control of the latch when the supply voltage is turned off, while the control unit contains a mechanism for moving the latch, a voltage converter, a diode, a capacitor , the switching unit, the output of which is connected to the first input of the latch movement mechanism, while the first input of the switching unit is connected to the input of the voltage converter and is the input of the control unit, the positive output of the voltage converter is black Without a diode, it is connected to the second input of the switching unit and one of the capacitor terminals, the second terminal of which is connected to the negative output of the voltage converter and the second input of the latch movement mechanism, characterized in that it additionally contains a charge level meter and a device for turning off the voltage converter, while the inputs charge level meters are connected to the corresponding terminals of the capacitor, and the output is connected to the input of the device for switching off the voltage converter, the output of which is connected to the control input of the voltage converter.
RU2022126053U 2022-10-05 RADIATION RECEIVING DEVICE RU215766U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU215766U1 true RU215766U1 (en) 2022-12-26

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0466132A2 (en) * 1990-07-13 1992-01-15 BODENSEEWERK GERÄTETECHNIK GmbH Protection device for the protection of electronic systems against gamma-rays
US5781399A (en) * 1996-08-05 1998-07-14 Lanigan; William P. Energy efficient control circuit for solenoid actuated locking device
FR2857793A1 (en) * 1992-03-21 2005-01-21 British Aerospace CIRCUIT FOR SWITCHING AN ELECTRONIC COMPONENT AND A POWER SUPPLY
US7484885B1 (en) * 2004-06-30 2009-02-03 Raytek Corporation Thermal imager having sunlight exposure protection mechanism
US8360664B2 (en) * 2010-06-07 2013-01-29 Dräger Safety AG & Co. KGaA Thermal imaging camera with a fast electromechanical shutter device
RU2690718C1 (en) * 2018-09-28 2019-06-05 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Optical radiation receiver
RU2766857C1 (en) * 2021-01-11 2022-03-16 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") Radiation receiving device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0466132A2 (en) * 1990-07-13 1992-01-15 BODENSEEWERK GERÄTETECHNIK GmbH Protection device for the protection of electronic systems against gamma-rays
FR2857793A1 (en) * 1992-03-21 2005-01-21 British Aerospace CIRCUIT FOR SWITCHING AN ELECTRONIC COMPONENT AND A POWER SUPPLY
US5781399A (en) * 1996-08-05 1998-07-14 Lanigan; William P. Energy efficient control circuit for solenoid actuated locking device
US7484885B1 (en) * 2004-06-30 2009-02-03 Raytek Corporation Thermal imager having sunlight exposure protection mechanism
US8360664B2 (en) * 2010-06-07 2013-01-29 Dräger Safety AG & Co. KGaA Thermal imaging camera with a fast electromechanical shutter device
RU2690718C1 (en) * 2018-09-28 2019-06-05 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Optical radiation receiver
RU2766857C1 (en) * 2021-01-11 2022-03-16 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") Radiation receiving device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090184746A1 (en) Low Voltage Drop Unidirectional Electronic Valve
US6021038A (en) Control circuit for an electric door strike using a latching solenoid
US5953198A (en) Electromagnetic drive apparatus
CA2236278A1 (en) Electronic reset for solenoid activated control in an electronic lock
CN101800435A (en) Method of forming a control circuit and device
US4072965A (en) Electronic shutter control circuit
RU215766U1 (en) RADIATION RECEIVING DEVICE
US5967106A (en) Circuit arrangement and method for start repeat of internal combustion engines
RU2802800C1 (en) Radiation receiving device
EP0735657B1 (en) Dc-dc converter circuit and inductive-load driving apparatus using the same
US6212053B1 (en) Device and method for driving at least one capacitive actuator
JPH09115727A (en) Device and method for controlling electromagnetic load
RU204092U1 (en) RADIATION RECEIVING DEVICE
RU2766857C1 (en) Radiation receiving device
US6650833B1 (en) Exposure control drive apparatus
US4462667A (en) Control device for periodic flash photographing
US8350956B2 (en) Method of economizing power in image pickup system and image pickup system using the method
CN112180798B (en) Time sequence control circuit, power supply control circuit and frequency converter
GB1579369A (en) Exposure control mechanism
US4143958A (en) Controlling circuit for electric shutters
US5940640A (en) Shutter device and camera equipped with the same
JPH0937476A (en) Load driver
RU6023U1 (en) CONTROL UNIT FOR ECONOMIZER FORCED Idle
US20250233410A1 (en) Systems and methods for providing self-powered timed power isolation circuit
CN213780609U (en) An electromagnetic mechanical shutter control system