[實用新型]太陽五要素自動測量裝置

有效

• 申請號: 201420385642.3
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN203981212U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 聞寶民;朱桂萍;何新;畢麗佳;黃文
• 申請（專利權）人: 聞寶民
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所 21225
• 代理人: 李輝

技術領域

本實用新型涉及太陽輻射測量裝置，特別是一種太陽五要素自動測量裝置，可應用于氣象、太陽能利用、農業、建筑以及科研教學。

背景技術

據了解，目前我國太陽輻射測量仍需人工操作和維護記錄。尤其在惡劣的氣候條件下操作十分不便，測量數據準確性難以保證，誤差較大。

發明內容

本實用新型的目的是為了提供一種新型的太陽五要素自動測量裝置，從根本上解決現有太陽輻射測量儀器人工操作維護繁瑣、不能實時測量和誤差大的問題，滿足全自動化測量要求，測量數據包括太陽總輻射、散輻射、直輻射、日照時間、太陽高度角五要素，測量精度高。

本實用新型的技術方案是：

一種太陽五要素自動測量裝置，其特殊之處在于，包括：

太陽總輻射表Ⅰ，用于測量太陽總輻射值；

太陽總輻射表Ⅱ，用于測量太陽散射值；

太陽直接輻射表，用于測量太陽直接輻射值；

四象限光平衡傳感器，用于自動跟蹤太陽運轉，使太陽光垂直照射在所述太陽直接輻射表光筒內的傳感器上；

角度傳感器，用于跟蹤測量所在位置平面與水平面的夾角，測出太陽高度角；

托板，用于將所述太陽直接輻射表、四象限光平衡傳感器、角度傳感器固定于同一平面，所述托板上利用支柱固定有用于安裝所述太陽總輻射表Ⅰ和太陽總輻射表Ⅱ的托盤，以及用于遮擋太陽直輻射光、使所述太陽總輻射表Ⅱ總是處在陰影中的遮光黑體球；

微機控制器，用于接收四象限光平衡傳感器的信號，向托板的驅動裝置發出控制指令使其帶動托板在垂直方向或水平方向轉動，并根據太陽直接輻射表的測量數據計算出太陽日照時間；

太陽輻射記錄儀，用于記錄太陽總輻射表Ⅰ、太陽總輻射表Ⅱ、太陽直接輻射表、角度傳感器和微機控制器傳送的測量數據。

上述的太陽五要素自動測量裝置，所述托板下方固定有臺架，所述臺架下方支撐有主體，所述主體下方設有底座，所述托板的驅動裝置包括裝設于所述底座內的水平電機和齒輪箱Ⅰ、裝設于所述主體內的俯仰電機和齒輪箱Ⅱ，所述齒輪箱Ⅰ的輸出軸與所述主體底部緊固連接，所述齒輪箱Ⅱ的輸出軸與所述臺架緊固連接。

上述的太陽五要素自動測量裝置，所述四象限光平衡傳感器由粗調光平衡傳感器和細調光平衡傳感器組成。

本實用新型的有益效果是：

????1、自動測量五個要素，包括太陽總輻射值、散射輻射值、直接輻射值、太陽高度角和日照時間，其中，太陽日照時間是指太陽直接輻射照度達到或者超過120W/m²時間段的總和，以小時為單位，直接輻射表測得的直接輻射照度經微機控制器的計時裝置累計計算出日照時間。減少了單項測量時所用繁多的測量儀器，減少了人工操作測量、維護的繁瑣工作。

2、采用光追蹤和旋轉角度測量以及光照強度測量的跟蹤運行等綜合技術，保證了高精度跟蹤太陽，所測得的五要素精度高、誤差小。

其中太陽總輻射表：光譜范圍280-3000nm，差小于5%，分辨率1W/m²,0.001MJ/m²；太陽散射輻射表測試范圍0-2000?W/m²，誤差小于5%，分辨率1W/m²,0.001MJ/m²；太陽直接輻射表測試范圍0-4000?W/m²，誤差小于5%，分辨率1W/m²,0.001MJ/m²；太陽高度角是實測值比用計算得出的值精度高的多，太陽入射角跟蹤誤差小于0.5°，跟蹤范圍0-90°；日照時間由太陽直接輻射表測量通過微機控制器計算得出可在0-24小時內測試，誤差小于0.1小時。

3、具有強大的網絡通訊功能，測試數據可遠程傳輸到指定地點。

4、裝置整體采用鋁合金制作，表面進行三防處理，防雨抗震防雷電，適合惡劣環境下工作（環境溫度-40°～+60°），自動對太陽實時追蹤，可全天候工作。尤其適合在野外高原氣候惡劣的環境下全天候工作。

5、托板、臺架、主體、底座等為組合式結構，現場裝卸方便。易實現二維自動跟蹤，水平方向運行角度（太陽方位角）0～270°，垂直方向運行角度（太陽赤緯角）-45°～+45°，跟蹤誤差4小時小于±0.5°。

6、跟蹤、測量、記錄、控制于一體，形成太陽輻射監測系統，既可與微機實時監測，也可斷開微機單獨使用。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖（省略微機控制器、太陽輻射記錄儀）；