[發(fā)明專利]太陽能光熱實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置及操作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711067023.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN107610570A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 管立偉;盧宇;李正念;廖全當(dāng);汪昕隆;許萬彬;王梓行
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B23/18
• 分類號(hào): G09B23/18;G09B25/02
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊,丘鴻超

1.一種太陽能光熱實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于，包括：裝置部分和控制部分；所述裝置部分包括通過水管相連接的太陽能集熱板和水箱，所述水管上設(shè)置有水泵和電磁閥；所述控制部分包括：MCU、傳感器模塊、人工光源、調(diào)光模塊、存儲(chǔ)模塊、顯示模塊、通信模塊、執(zhí)行模塊和上位機(jī)；所述傳感器模塊包括：溫度采集模塊、水位采集模塊和光照度采集模塊；所述傳感器模塊采集溫度、水位、光照度信息并傳送至MCU，所述MCU處理后發(fā)出控制指令，并通過執(zhí)行模塊完成對(duì)水泵和電磁閥的控制；所述調(diào)光模塊可調(diào)節(jié)人工光源對(duì)所述太陽能集熱板的光照度；所述存儲(chǔ)模塊與MCU連接，用于存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；所述顯示模塊與MCU連接；所述MCU與上位機(jī)通過通信模塊連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光熱實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于：所述通信模塊為RS485，所述RS485通過串口與MCU連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光熱實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于：所述溫度采集模塊中設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器為PT1000鉑熱電阻；所述水位采集模塊中設(shè)置有水位傳感器，所述水位傳感器為擴(kuò)散硅壓力傳感器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能光熱實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于: 所述溫度采集模塊包括信號(hào)調(diào)理電路，所述信號(hào)調(diào)理電路包括：PT1000鉑熱電阻，ADR421基準(zhǔn)電壓源U22，4個(gè)OPA277運(yùn)算放大器U14、U15、U16、U17，6個(gè)10k歐電阻R223、R224、R225、R226、R232、R233，1個(gè)0歐電阻R227，1個(gè)4.7k電阻R228，2個(gè)10歐電阻R229、R230，1個(gè)0.68k歐電阻R231，2個(gè)0.5k歐可調(diào)電阻RP5、RP7，2個(gè)100歐可調(diào)電阻RP6、RP8、47微法/16伏電容C200、2個(gè)0.1微法電容C201、C216和TM7705A/D轉(zhuǎn)換器；所述電容C200、C201并聯(lián)在基準(zhǔn)電壓源U22的輸入端和接地端之間；所述基準(zhǔn)電壓源U22的輸出端經(jīng)電容C216接地，并經(jīng)電阻R223接運(yùn)算放大器U15的同向輸入端；所述運(yùn)算放大器U14的輸出端接反向輸入端，并經(jīng)電阻R225接運(yùn)算放大器U15的同向輸入端；所述運(yùn)算放大器U15的反向輸入端經(jīng)電阻R224接地，并經(jīng)電阻R226接運(yùn)算放大器U15的輸出端；所述運(yùn)算放大器U14的同向輸入端依次經(jīng)電阻R228、可調(diào)電阻RP5、并聯(lián)的電阻R229與可調(diào)電阻RP6接運(yùn)算放大器U15的輸出端，并經(jīng)電阻R227連接PT1000鉑熱電阻；所述運(yùn)算放大器U16的反向輸入端接運(yùn)算放大器U16的輸出端，運(yùn)算放大器U16的同向輸入端接PT1000鉑熱電阻的電流輸入端；所述運(yùn)算放大器U16的同向輸入端接PT1000鉑熱電阻的電流輸出端；所述PT1000鉑熱電阻依次經(jīng)由電阻R231、可調(diào)電阻RP7、并聯(lián)的電阻R230與可調(diào)電阻RP8構(gòu)成的零度電阻接地，運(yùn)算放大器U17的反向輸入端經(jīng)電阻R232接地，并經(jīng)R233接運(yùn)算放大器U17的輸出端；所述運(yùn)算放大器U16和U17的輸出端分別接所述A/D轉(zhuǎn)換器的7腳和8腳；所述零度電阻的阻值為PT1000鉑熱電阻在零度時(shí)的阻值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能光熱實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于：所述溫度采集模塊還包括A/D轉(zhuǎn)換與隔離電路，所述A/D轉(zhuǎn)換與隔離電路包括A/D轉(zhuǎn)換器TM7705和隔離芯片ADUM5401。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光熱實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于：所述調(diào)光模塊包括同步信號(hào)采樣電路和可控硅觸發(fā)電路，所述人工光源接入可控硅觸發(fā)電路。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能光熱實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于：所述同步信號(hào)采樣電路包括5.1k歐電阻R25、30k歐/2瓦電阻R27、30k歐/2瓦電阻R28，DB107橋堆ZL1，P521光電耦合器U5；220V交流電火線經(jīng)所述電阻R28接入橋堆ZL1的2腳，220V交流電零線經(jīng)所述電阻R27接入橋堆ZL1的1腳，所述橋堆ZL1的3、4腳分別與光電耦合器U5的1、2腳連接；所述光電耦合器U5的4腳經(jīng)電阻R25接入3.3V電源，并與MCU連接。