Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

КОНЦЕНТРАТОР - Патент РФ 2047191
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КОНЦЕНТРАТОР
КОНЦЕНТРАТОР

КОНЦЕНТРАТОР

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в светотехнике, в частности в устройствах приемников излучения для концентрации световой энергии на светочувствительной площадке фотодиода. Сущность изобретения: концентратор содержит внутреннюю отражающую поверхность, выполненную в виде n соосно расположенных усеченных прямых конусов. Число конусов определяется из уравнения: i 1,2,3.n, где do- диаметр выходного отверстия концентратора: dn диаметр входного отверстия концентратора; n число конусов, при этом 1,4 ≅ α ≅ 2,5. Конструкция позволяет уменьшить длину концентратора, упростить изготовление, получить более равномерную плотность излучения в плоскости выходного отверстия. 1 ил. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2047191
Класс(ы) патента: G02B5/10
Номер заявки: 93013133/10
Дата подачи заявки: 15.03.1993
Дата публикации: 27.10.1995
Заявитель(и): Российский институт радионавигации и времени
Автор(ы): Петров В.Е.
Патентообладатель(и): Российский институт радионавигации и времени
Описание изобретения: Изобретение относится к светотехническим устройствам и может быть использовано в приемниках излучения для концентрации световой энергии на светочувствительной площадке фотодиода.
Известен фокон, представляющий собой световод переменного сечения в форме тела вращения, внутренняя зеркальная поверхность которого образована вращением участка параболы вокруг оси, совпадающей с осью фокона, причем фокус параболы совмещен с точкой на окружности входного отверстия фокона [1]
Наиболее близким к изобретению является концентратор солнечного излучения [2] содержащий симметричную отражающую поверхность, выполненную в виде фокона. При этом образующая отражающей поверхности выполнена в виде кривой, описываемой параметрическими уравнениями
Y + · ;
X [(k+ρ)Y-(k+2ρ)r] · , где Х, Y текущие значения кривой в декартовой системе координат;
ρ коэффициент отражения поверхности;
k коэффициент концентрации;
r ширина фокальной зоны одной половины фокона;
t параметр, имеющий граничные значения.
t/Y ≅ t ≅ 1.
Известные концентраторы имеют отражающую поверхность, образующая которой выполнена в виде параболы или кривой, описываемой параметрическим уравнением. Это усложняет изготовление концентратора, не позволяет сократить его длину и ограничивает получение равномерной плотности излучения в выходном отверстии концентратора.
Технический результат, который достигается изобретением, состоит в уменьшении длины концентратора, упрощении его изготовления и в создании равномерной плотности излучения в плоскости выходного отверстия.
Для достижения указанного технического результата концентратор, преимущественно для параллельного пучка света, содержит внутреннюю отражающую поверхность, выполненную в виде n соосно расположенных усеченных прямых конусов, число которых определяется из уравнения
= -1, i 1,2,3.n, α при условии 1,4 ≅α≅ 2,5, где do диаметр выходного отверстия концентратора;
dn диаметр входного отверстия концентратора;
So площадь выходного отверстия концентратора;
Si площадь проекции поверхности i-го конуса на плоскость, перпендикулярную оси концентратора.
На чертеже изображен пример выполнения концентратора из трех конусов.
Концентратор содержит внутреннюю отражающую поверхность из трех соосно расположенных усеченных прямых конусов 1-3, выходное отверстие 4 и входное отверстие 5. Число n=3 конусов определено из уравнения
α+α23 (d3/do)2 1,
α S1/So S2/S1 S3/S2 при выполнении условия 1,4 ≅α≅ 2,5, где do диаметр выходного отверстия 4 концентратора и первого конуса 1;
d1 диаметр входного отверстия первого конуса 1 и выходного отверстия второго конуса 2;
d2 диаметр входного отверстия второго конуса 2 и выходного отверстия третьего конуса 3;
d3 диаметр входного отверстия 5 концентратора и третьего конуса 3;
So πdo2/4 площадь выходного отверстия 4 концентратора;
S1 π (d12 do2)/4 площадь проекции поверхности первого конуса 1 на плоскость, перпендикулярную оси концентратора;
S2 π (d22 d12)/4 площадь проекции поверхности второго конуса 2 на плоскость, перпендикулярную оси концентратора;
S3 π (d32 d22)/4 площадь проекции поверхности третьего конуса 3 на плоскость, перпендикулярную оси концентратора.
Концентратор работает следующим образом.
Луч 6 отражается от начала внутренней поверхности конуса 3 и попадает на край выходного отверстия 4 конуса 1. Луч 7 отражается от конца внутренней поверхности того же конуса 3 и попадает в выходное отверстие 4 концентратора на расстоянии а от конца луча 6. Коэффициент засветки Р диаметра do, характеризующий равномерность плотности излучения в плоскости выходного отверстия 4 конусом 3, определяется из выражения
P3 0.5[(1 + d2/do) (1 + d3/do)
-l2/l3] P3 a/do.
В общем случае засветка i-ым конусом определяется из выражения
Pi 0,5[(1 + di 1/do) (1 di/do) li 1/li] где Pi коэффициент засветки диаметра do i-ым конусом;
di диаметр входного отверстия i-го конуса;
li длина концентратора, состоящего из i конусов, включая первый конус.
Луч 8 отражается от начала внутренней поверхности конуса 2 и попадает на край выходного отверстия 4 концентратора. Луч 9 аналогично лучу 7, отразившись от конца внутренней поверхности того же конуса 2, попадает в выходное отверстие 4 на некотором расстоянии от конца луча 8. Луч 10 отражается от начала внутренней поверхности конуса 1 и также попадает на край выходного отверстия 4. При этом весь свет, отраженный конусом 1, полностью засвечивает диаметр выходного отверстия 4.
Примеры выполнения концентраторов в относительных размерах для граничных значений условия приведены в таблице.
Конструкция концентратора позволяет уменьшить длину концентратора, упростить изготовление за счет применения усеченных прямых концов. При этом, как видно из таблицы, чем больше число конусов в пределах ограничивающего условия, 1,4 ≅α≅2,5 тем меньше длина концентратора. Достигнута более равномерная плотность излучения в плоскости выходного отверстия.
Формула изобретения: КОНЦЕНТРАТОР преимущественно для параллельного пучка света, содержащий внутреннюю отражающую поверхность, выполненную в виде n соосно расположенных усеченных прямых конусов, отличающийся тем, что отношение α площади проекции поверхности i-го конуса к площади проекции поверхности (i 1)-го конуса на плоскость, перпендикулярную оси концентратора, равно отношению площади проекции поверхности первого конуса с выходным отверстием на плоскость, перпендикулярную оси концентратора, к площади выходного отверстия концентратора и удовлетворяет условию 1,4≅ α≅ 2,5, при этом число конусов соответствует уравнению

где do диаметр выходного отверстия концентратора;
dn диаметр входного отверстия концентратора;
n число конусов.