[實用新型]太陽軌跡自動跟蹤式照度計

無效

• 申請號: 201120169086.2
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN202101756U
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 王智森;鄒念育;梁德世;潘登;王越
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00;G01J1/04
• 代理公司: 大連智慧專利事務所 21215
• 代理人: 周志艦

技術領域

本實用新型屬于電子測控技術的領域，更具體的說，涉及一種能夠實時正對太陽光入射方向并為太陽能利用設備提供太陽照度和角度調整信息的太陽軌跡自動跟蹤式照度計。?

背景技術

太陽能的開發和應用在技術研究方面已經取得重大進展并迅速投入市場，廣泛應用于居民生活和工農業生產中。然而，由于一日、一季或一年之內不同經度、緯度地區的太陽軌跡的變化，太陽能利用設備的安裝角度大多固定不變，不能夠根據太陽輻射最大的方向自動進行調整，致使太陽能轉化效率也發生幅度較大的變化。?

照度計是用于測量被照面上的光照度的儀器，是光照度測量中用得最多的儀器之一。現有的照度計采用多點求和取平均值獲得測試點的照度，多點測量需要相應需求數量的照度計，由于照度計在不同位置的感光強度不同，獲得的照射強度也不同，采用多點求和取平均只能獲得指定區域內太陽照射強度的平均值，并非太陽能應用設備所需求的太陽直射照度值。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種能夠自動跟蹤太陽運行軌跡并為太陽能利用設備提供太陽照度和角度調整信息的照度計。?

為了達到上述目的，本實用新型提供一種太陽軌跡自動跟蹤式照度計，包括設置于底座上由驅動設備驅動自由旋轉的球體，在所述球體上部由支撐部件支撐有圓形照度采集平面；在所述照度采集平面的中心處設置定位桿，所述定位桿穿過所述照度采集平面連至所述球體的中心；在所述照度采集平面內圍繞所述定位桿四周以間隔方式設置微型光敏傳感器。?

此外，所述照度采集平面采集的照度數據，經信號轉換處理，能夠送至顯示設備顯示以及送至存儲設備存儲。而微型光敏傳感器的探測數據送至驅動設備的控制模塊。?

本實用新型在結構上包括傳感部分、驅動部分和顯示控制部分：?

(1)傳感部分通過太陽照射定位桿在微型照度傳感器的陰影獲得太陽法向量與照度采集平面的偏角θ及其偏移量，確定照度采集平面與太陽軌跡法向量方向垂直關系以及照度采集平面移動獲得的太陽軌跡點。在照度采集平面獲得單位面積內的太陽照射強度最大值。?

(2)驅動部分采用偏角θ的縱軸仰角變化量和橫軸轉角變化量轉換為標準的電信號驅動水平旋轉步進電機和垂直旋轉步進電機帶動照度采集平面自動跟蹤太陽軌跡法向量方向。?

(3)顯示部分由照度采集平面的照度計采集指定時間、指定地點的單位面積的照度值，經過嵌入式技術處理數據，通過數碼管顯示并硬盤存儲。同時在一日內的時間段、指定地點的太陽軌跡顯示屏，顯示太陽相對于指定地點所在的經緯地區的太陽軌跡，并存儲于存儲器中。?

本實用新型通過傳感器技術測定照度采集平面法向量與太陽軌跡法向量之間的夾角，確定照度采集平面的移動方位。通過嵌入式技術和步進電機驅動技術，實現照度采集平面的法向量自動跟蹤太陽軌跡，記錄測試點太陽軌跡變化值和太陽照射強度值的數據，使測試點所在區域的太陽能應用設備自動跟蹤太陽，提高太陽能的利用效率。?

附圖說明

圖1：照度采集平面傳感器布局演示圖；?

圖2：太陽軌跡自動跟蹤式照度計一個實施狀態的示意圖；?

圖3：太陽軌跡自動跟蹤式照度計另一實施狀態的示意圖。?

具體實施方式

附圖給出對太陽軌跡自動跟蹤和太陽法線照度實時測量的太陽軌跡自動跟蹤式照度計示意圖。?

如圖1所示，照度采集平面布局為中心點垂直豎立定位桿5，以桿5為中心在照度采集平面緊密排列一圈一定數量的微型光敏傳感器1，照度計布局為網格式(見圖1)，可以獲得單位面積內的太陽照射強度最大值。當太陽照射定位桿使其在照度采集平面形成陰影線(如圖1中標號3所示)，在陰影下的微型光敏傳感器的信號與周圍微型光敏傳感器形成明顯差異，以陰影覆蓋的微型光敏傳感器所在位置與照度采集平面定位桿中心的相對位置，可以確定太陽光線與定位桿的偏移量，確保照度采集平面自動跟蹤對正太陽軌跡法向量方向。偏移量?可以映射在照度采集平面的縱軸校正量a(圖1中標號2所示)和橫軸校正量b(圖1中標號4所示)，分別獲得相對于定位桿的仰角(南北方向)和轉角(東西方向)，以用驅動步進電機跟蹤太陽軌跡法向量方向。?