[發明專利]基于光電原理的太陽輻射觀測裝置及其實現方法

有效

• 申請號: 201410009888.5
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103728016A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 馬尚昌;張素娟;詹艷軍;楊筆鋒
• 申請（專利權）人: 成都信息工程學院
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J1/44
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊軍

1.基于光電原理的太陽輻射觀測裝置，其特征在于，包括微處理器，與微處理器相連的1~3路基于光電原理的信號檢測及處理電路，與微處理器雙向連接的補償電路、監控電路、存儲電路、時鐘電路和通信接口電路。

2.根據權利要求1所述的基于光電原理的太陽輻射觀測裝置，其特征在于，所述信號檢測及處理電路包括光電檢測電路，輸入端與光電檢測電路相連的信號調理電路，輸入端與信號調理電路相連、輸出端與微處理器相連的A/D轉換電路。

3.根據權利要求1所述的基于光電原理的太陽輻射觀測裝置，其特征在于，所述信號檢測及處理電路還包括輸入端與微處理器相連、輸出端與信號調理電路相連的自動調零電路。

4.根據權利要求2~3任意一項所述的基于光電原理的太陽輻射觀測裝置，其特征在于，所述光電檢測電路包括對總輻射進行接收的第一光電二極管，僅對直接輻射或散射輻射進行接收的第二光電二極管和第三光電二極管，以及輸入端與第一光電二極管、第二光電二極管、第三光電二極管均相連、輸出端與信號調理電路相連的信號檢測電路。

5.根據權利要求4所述的基于光電原理的太陽輻射觀測裝置，其特征在于，所述微處理器為嵌入式低功耗微處理器。

6.權利要求1~5任意一項所述的基于光電原理的太陽輻射觀測裝置的實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）用三只光電二極管感應太陽輻射，其中一只用于感應太陽總輻射，另外兩只用于感應太陽散射輻射；

（2）光電檢測電路對總輻射進行檢測，并將檢測到的信號依次傳遞至信號調理電路和A/D轉換電路進行處理和轉換，之后將轉換后的數字信號傳遞至微處理器進行分析計算；

（3）微處理器根據接收到的數字信號分析計算得到太陽總輻射、直接輻射和散射輻射實時觀測數據；

（4）微處理器將采集到的信號進行處理，并根據經緯度和北京時計算地方時，與計算到的數據一并存儲，并自動根據時間判斷在新月時啟動調零電路進行自動調零處理。

7.根據權利要求6所述的基于光電原理的太陽輻射觀測裝置的實現方法，其特征在于，所述微處理器連接有進行數據輸入和輸出的通信接口電路。

8.根據權利要求7所述的基于光電原理的太陽輻射觀測裝置的實現方法，其特征在于，所述步驟（3）中，直接輻射通過以下公式得出：

其中，為光照度到輻照度轉換線性比例修正系數；為第一支光電二極管光接收總輻射的光電強度；為直接輻射或散射輻射光電二極管光接收窗口系數；為第二支光電二極管光接收直接輻射或散射輻射的光電強度；為第三支光電二極管光接收直接輻射或散射輻射的光電強度；為光照度到輻照度轉換補償系數；

水平面直接輻射通過以下公式得出：

其中，為垂直于太陽入射光的直接輻射；為根據經緯度和北京時間計算的太陽高度角；

????散射輻射通過以下公式得出：

????

其中，為太陽總輻射和散射輻射光電二極管接收窗口至天空2π立體角系數；

太陽總輻射通過以下公式得出：。