Концепція та розробка фотоелектричного датчика
Фотоелектричні датчики є ключовими компонентами для реалізації фотоелектричного перетворення в різних системах фотоелектричного детектування. Це пристрій, який перетворює світлові сигнали (інфрачервоний, видиме та ультрафіолетове випромінювання) в електричні сигнали. Його можна використовувати не тільки для виявлення неелектричних величин, які безпосередньо викликають зміни кількості світла, наприклад інтенсивність світла, освітленість, вимірювання радіаційної температури, аналіз газового складу, тощо; його також можна використовувати для виявлення інших неелектричних величин, які можна перетворити на зміни кількості світла, наприклад, діаметр деталі, шорсткість поверхні, процідити , переміщення, вібрація, швидкість, прискорення, форму та робочий стан об’єкта, тощо.
Основним принципом роботи фотоелектричних датчиків є різні типи фотоефекту. Коли на предмет потрапляє світло, електрони всередині нього поглинають енергію фотона і змінюють стан. Його власні електричні властивості також зміняться, явище, відоме як фотоелектричний ефект. Фотоелектричний датчик зазвичай містить джерело світла, оптичний шлях, і фотоелектричний елемент. Фотоелектричні датчики управляються шляхом перетворення змін інтенсивності світла в зміни електричних сигналів.
Фотоелектричні компоненти включають фоторезистори, фотодіоди, фототранзистори, світлодіоди, фотопомножувачі, фотоелементи, та фотопарні пристрої. Існують різноманітні оптичні системи вимірювання та контролю за різними принципами дії світлового потоку на фотоелементи.. За вихідними властивостями фотоелементів, Фотоелектричні датчики можна розділити на дві категорії, а саме аналогові фотоелектричні датчики та імпульсні фотоелектричні датчики; аналогові фотоелектричні датчики За вимірюваним методом, датчик можна розділити на три категорії: тип трансмісії, тип дифузного відбиття та тип затінення.
В останні роки, використання оптичного обладнання для вимірювання високої напруги і великого струму набуло швидкого розвитку в енергосистемах, і багато нових систем фотоелектричних датчиків були введені в експлуатацію на місці одна за одною, надає багато зручностей для моніторингу високої напруги та великих струмів.
Сьогодні, з бурхливим розвитком механічної автоматизації, Швидкість обертання є важливим параметром характеристики при перевірці ефективності енергетичних машин, і його розмір і зміна пов'язані з тим, чи є механічна робота нормальною. Багато характерних параметрів силових машин часто визначаються швидкістю, наприклад вихідна потужність двигуна, і вібрації енергетичних машин, пульсація повітряного потоку в трубопроводі і стан зносу різних робочих частин також тісно пов'язані зі швидкістю. Своєчасне спостереження за змінами частоти обертання може вчасно усунути багато несправностей у роботі машини, щоб уникнути більших втрат.
З розвитком електроенергетики, потужність передачі та рівень напруги енергосистеми постійно вдосконалювалися, і є багато недоліків у традиційному трансформаторі для вимірювання та моніторингу електромережі. Наразі, інтегрована система автоматизації волоконно-оптичної підстанції, що складається з волоконно-оптичного трансформатора та волоконно-оптичної мережі зв’язку з фотоелектричним датчиком, стала одним із найперспективніших напрямів розвитку технологій автоматизації електроенергетики.. Силовий трансформатор є важливим приладом для вимірювання потужності в енергосистемі, а також це ключовий пристрій для реалізації автоматизації живлення.
Новий активний фотоелектричний датчик може подолати недоліки традиційних силових трансформаторів, такі як великий розмір, висока якість, поганий захист від перешкод, і мала пропускна здатність передачі інформації, так що безпечна робота та рівень автоматизації енергосистеми не можуть відповідати вимогам. Вихід, скасування великої кількості вторинних кабелів забезпечує міцну основу для безпечної роботи енергосистеми, економія коштів, безмасляне високовольтне обладнання, та оптимізація вторинного обладнання.
