[實用新型]三棱臺光電式太陽位置跟蹤傳感器

有效

• 申請號: 201721067009.X
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN207067813U
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 寧宇;顏健;彭佑多
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙)43108
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本實用新型屬于太陽位置跟蹤傳感器技術領域，具體是涉及一種三棱臺光電式太陽位置跟蹤傳感器。

背景技術

太陽能是具有清潔、供應充足等特點的可再生能源，對于國家實現可持續發展有著重要的戰略意義，但存在能量密度低且聚光光強易受到聚光特性等多種因素的影響，必須進行大面積的太陽能聚集利用。太陽的精確跟蹤與非跟蹤，能量的接收率相差37.7%。 因此在太陽能利用中，進行精確的跟蹤是很有必要的。

太陽跟蹤技術是指在有效的光照時間范圍內，控制系統盡可能的保證太陽的入射光線與光熱發電中的聚光器中軸線保持平行，使聚光器最大可能的獲取太陽能。當前，實現太陽方位自動跟蹤主要是視日運動軌跡跟蹤和光電跟蹤以及混合跟蹤方式。而光電傳感器是光電跟蹤中的核心部分，其精度將直接影響到跟蹤系統的跟蹤精度。現有的技術中，隔板式光電傳感器具有結構簡單、安裝簡單、價格低廉的優點，但是其易受外部光源或其他物體散射光的影響且運行不穩定，跟蹤精度不高；傳統的四象限探測器加減算法利用探測器在小范圍內具有的線性性質，而此線性是在圓形光斑完整的情況下。由于四象限探測器結構上的限制，在大多數情況下四象限探測器光敏面上接收到的光斑都不是理想的圓形光斑，而繼續使用傳統的加減算法計算偏移量會使結果產生較大誤差。四象限探測器在跟蹤過程中存在追蹤視場范圍偏小，容易丟失目標等問題。因此，實用新型一種新的太陽位置跟蹤傳感器裝置尤為重要，能有效解決跟蹤精度、追蹤視角等問題。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種三棱臺光電式太陽位置跟蹤傳感器，該太陽位置傳感器有粗、精兩級跟蹤方式，具有追蹤視角廣、精度更高、結構簡單且安裝方便等優點，且可以通過可編程控制器對粗、精兩級跟蹤實時數據進行調控，進而調節聚光器的高度角和方位角，從而有效提高太陽跟蹤控制精度。

本實用新型采用的技術方案是：一種三棱臺光電式太陽位置跟蹤傳感器，包括粗跟蹤裝置、精跟蹤裝置和可編程控制器；所述的粗跟蹤裝置包括三個光電傳感器、傳感器安裝座及安裝底座，所述的傳感器安裝座呈三棱臺形，傳感器安裝座的側面上分別設有一個光電傳感器，傳感器安裝座固定安裝在安裝底座上；傳感器安裝座的頂面上設有安裝定位孔，精跟蹤裝置內嵌入粗跟蹤裝置安裝定位孔中；所述的可編程控制器分別與粗跟蹤裝置的三個光電傳感器和精跟蹤裝置的感光裝置連接。

上述的三棱臺光電式太陽位置跟蹤傳感器中，所述的精跟蹤裝置包括平凸透鏡、濾光鏡、圓柱筒、光電傳感器矩形陣列及接線盒；所述的光電傳感器矩形陣列和圓柱筒安裝在接線盒上，光電傳感器矩形陣列位于圓柱筒內；圓柱筒的頂部設有平凸透鏡和濾光鏡，平凸透鏡位于濾光鏡上方；所述的濾光鏡上設有多個圓形孔，多個圓形孔分別與光電傳感器矩形陣列的光電傳感器相對應；圓形孔的直徑與光電傳感器的直徑相等，且與相對應的光電傳感器的軸線重合；光電傳感器矩形陣列的多個光電傳感器分別與可編程控制器連接。

上述的三棱臺光電式太陽位置跟蹤傳感器中，所述的精跟蹤裝置包括平凸透鏡、濾光鏡、圓柱筒、白色光屏、安裝盤、CCD相機；所述的圓柱筒的上端設有平凸透鏡和濾光鏡，平凸透鏡位于濾光鏡上方；圓柱筒的下端通過安裝盤安裝有白色光屏；所述的CCD相機位于白色光屏下方，CCD相機與可編程控制器連接。

上述的三棱臺光電式太陽位置跟蹤傳感器中，所述的傳感器安裝座的頂面上的安裝定位孔是一通孔，貫穿傳感器安裝座的頂面和底面。

上述的三棱臺光電式太陽位置跟蹤傳感器中，所述的安裝底座通過通過支承架與傳感器安裝座的底面連接，安裝底座的頂面上設有三個沉頭孔。

上述的三棱臺光電式太陽位置跟蹤傳感器中，所述的粗跟蹤裝置的三個光電傳感器的結構、形狀及電氣特性完全相同，且分別安裝在傳感器安裝座的三個側面的中心處。

上述的三棱臺光電式太陽位置跟蹤傳感器中，所述的光電傳感器矩形陣列在平凸透鏡的焦平面位置，且光電傳感器矩形陣列中相鄰的兩光電傳感器之間用不透明材料填充。

上述的三棱臺光電式太陽位置跟蹤傳感器中，所述的圓柱筒內壁上設有高吸收率的涂層。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型的粗跟蹤裝置中，在三棱臺形傳感器安裝座的三個側面分別安裝有光電傳感器，使得追蹤視場范圍更廣，增大了太陽跟蹤傳感器跟蹤目標的范圍，使跟蹤目標不易丟失，有效的提高了跟蹤傳感器的穩定性。