Применение фотоэффекта

Фотореле

Фотоэлектрическое реле (ФЭР) представляет собой устройство автоматического  контроля или управления, чувствительным органом которого является фотоэлектронный  прибор (фотоэлемент), реагирующий на изменение параметров электромагнитного излучения.  
 
В ФЭР могут быть применены все известные типы фотоэлектронных приборов: вакуумные и газонаполненные фотоэлементы с внешним фотоэффектом, фото умножители, вентильные фотоэлементы, фотодиоды (в диодном и вентильном режимах), фототранзисторы (униполярные и биполярные), фото тиристоры, координатные фотоэлементы (фото потенциометры, фотодиоды на основе продольного и поперечного фотоэффектов и др.).  
 
Выбор типа фотоэлемента в каждом конкретном случае определяется условиями эксплуатации ФЭР, его чувствительностью и стабильностью, интенсивностью, спектральным составом используемого излучения и другими факторами. Источник излучения предназначен для создания потока электромагнитной энергии, на параметры которого воздействует контролируемый объект.  
 
При этом возможно выполнение ФЭР, реагирующих на: лучистый поток и, в частности, на появление или исчезновение луча от источника; облученную чувствительную поверхность фотоэлемента; количество облучения; координату облученного участка чувствительной поверхности фотоэлемента; спектральный состав излучения; частоту или фазу импульсов лучистой энергии.  
 
В ФЭР может использоваться излучение в инфракрасной, видимой, ультрафиолетовой областях спектра, рентгеновское, а-, 0- и Y-излучение. В качестве источников излучения применяются лампы накаливания, газоразрядные приборы, электро люминофоры, светодиоды, электронно-лучевые приборы, оптические квантовые генераторы, рентгеновские трубки, радиоактивные изотопы.  
 
В отдельных случаях источником энергии служит сам контролируемый объект (нагретое тело, люминофор и т. п.). Управляемые источники света, например электролюминесцентные конденсаторы и светодиоды, в ряде фотоэлектрических устройств выполняются в одном корпусе с фотоэлементами (фоторезисторами, фотодиодами фототранзисторами, фото тиристорами) и могут иметь с ними "е только оптическую, но и электрическую связь (подобные элементы называют оптронами). 

Оптическая система служит для перераспределения в пространстве лучистого потока с целью создания условий эффективного воздействия  контролируемого объекта на параметры  этого потока. При помощи задающего  устройства ФЭР настраивается на заданную контролируемую величину, при  которой оно должно сработать.  
 
Уровень срабатывания ФЭР может быть постоянным или меняющимся по определенному закону (программе). В качестве задающих устройств используются переменные резисторы в цепи фотоэлемента или усилителя фототока, светофильтры, устанавливаемые перед фотоэлементом, приспособления для установки положения фотоэлемента и источника излучения и т. п. Уровень срабатывания ФЭР устанавливается вручную или автоматически по сигналам программного устройства.  

 
В сравнивающем устройстве текущее  значение контролируемого параметра  сопоставляется с заданным уровнем срабатывания ФЭР и формируется сигнал, параметры которого определяются соотношением сравниваемых величин. Сигнал с выхода сравнивающего устройства поступает в усилительно-преобразующий элемент, в котором в зависимости от необходимости осуществляются усиление и преобразование сигнала,  
 
Обеспечивающие передачу его на расстояние и воздействие на исполнительный орган, стабилизацию отдельных параметров, ввод поправок, решение математических и логических задач, запоминание обнаруженных признаков событий и т. п. В ФЭР нашли применение электромеханические (на электромагнитных, магнитоэлектрических, магнитоуправляемых реле), электронно-ламповые, тиратронные, транзисторные, теристорные, магнитные усилители постоянного и переменного тока.  
 
Выбор типа усилителя обусловлен требованиями к его входному и выходному сопротивлениям, коэффициенту усиления по мощности, характеристикам источника питания, а также к габаритам и сроку службы. Исполнительные органы ФЭР воздействуют на командные (включающие, переключающие, отключающие, регулирующие и т. п.), сигнализирующие, индикаторные устройства систем контроля и управления.