Преимущества фотореле
В отличие от управляющих компонентов контактного типа, например, электромеханических или индукционных реле, описываемые устройства отличаются своей долговечностью. Кроме того, данные устройства на полевых транзисторах (так называемых MOSFEТ-транзисторах) меньше нагреваются, а потому могут быть применены в длительно эксплуатируемых управляющих схемах, например, в фотореле для уличного освещения.
Металлооксидный транзистор с полевым затвором
Применение МДП-транзисторов в качестве устройства для вывода сигнала позволяет использовать их в схемах твердотельных реле, которые функционируют как на переменном, так и на постоянном токе.
Последующее сравнение эффективности изделия с другими типами следящих устройств аналогичного предназначения может быть выполнено по следующим параметрам:
- Необходимо минимальное монтажное пространство (меньше, чем у реле с подвижными элементами).
- Надёжность (выше, поскольку при этом отсутствуют подвижные контакты, изнашивающиеся в процессе трения и электрической эрозии).
- Потребление энергии (меньше из-за отсутствия вспомогательных компонентов; возможна работа от аккумуляторных источников питания).
- Интенсивность переключения — не зависит от числа включений, ибо нет необходимости в передающих устройствах.
Фотореле выгодно характеризуются также отсутствием шума при работе, высокой скоростью переключения режимов управления, отсутствием звуковых щелчков при работе.
Компактность схемы типового фотореле для уличного освещения иллюстрирует рисунок:
Фотоэлементы с внешним фотоэффектом
Фотоэлементы с внешним фотоэффектом состоят из стеклянного баллона 1, из которого выкачан воздух:
Катодом в них выступает часть внутренней поверхности баллона 2, покрытая светочувствительным слоем (в основном из оксидов щелочных металлов C s Cs Cs, R b Rb Rb, К К К, N a Na Na), катод освещается сквозь прозрачную часть баллона 1. Анодом является полусферическая металлическая ложечка 3, размещенная в центре баллона. Катод и анод соединен с двумя штырьками 4, с помощью которых фотоэлемент включается в электрическую цепь. Чтобы увеличить фототок вследствие ионизации газа, фотоэлементы наполняют инертным газом. На рисунке выше показаны образцы современных фотоэлементов и их маркировка: СЦВ-4 (сурьмяно-цезиевый вакуумный) и ЦГ-3 (цезиевый газонаполненный). При рабочем напряжении 240 В чувствительность вакуумного фотоэлемента составляет 8 · 10-5 А / лм.
Полезные советы:
- чтобы не было ложного срабатывания, фотореле необходимо устанавливать в месте, доступном для естественных лучей света, но вне зоны действия искусственного освещения, перед реле не должно быть движущихся предметов, например, веток деревьев;
- при выборе фотореле необходимо следить, чтобы подключаемая нагрузка соответствовала расчетной мощности реле;
- датчик движения должен быть установлен таким образом, чтобы на него не падали прямые лучи света от солнца или лампы;
- перед датчиком движения не должно находиться стекло, так как оно является препятствием для инфракрасных лучей;
- для сигнализации необходимо предусмотреть резервирование питания на случай пропадания основного источника;
- установленные на видном месте видеокамеры могут оказать психологическое воздействие на потенциального злоумышленника;
- в случае использования беспроводных устройств с автономным питанием перед наступлением зимнего периода рекомендуется установить новые элементы питания;
- наружные датчики необходимо устанавливать таким образом, чтобы они были защищены от воздействия атмосферных осадков, механических повреждений и доступа посторонних лиц;
- не стоит устанавливать датчики с фотоэлементами рядом с такими мощными источниками тепла, как печи, камины, радиаторы отопления и т.д.;
- оптические дымовые извещатели не рекомендуется размещать в гаражах, возле печей, рядом с вентиляторами, во влажных и запыленных помещениях.
Список использованной литературы
- Ворончев Т. А., Соболев В. Д. Физические основы электровакуумной техники. — М.: Высшая школа, 1967. — с. 217—220
- Тауц Я. Фото- и термоэлектрические явления в полупроводниках. — М.: ИЛ, 1962. — С. 141.
- Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Чаругин В. М. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2022. – С. 259 – 267.
- Элементарный учебник физики. Учебное пособие в 3 т./под редакцией академика Ландсберга Г. С.: Т.3. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. – 12-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. С. 422 – 429.
- Рывкин С. М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. — М.: Физматлит, 1963. — 494 с.
