[發明專利]光線檢測器及具有該光線檢測器的太陽自動跟蹤裝置

在審

• 申請號: 201810240444.0
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108332851A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 方波;李繼凱;張鋒;李新超
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G05D3/12
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

本發明公開了光線檢測器及具有該光線檢測器的太陽自動跟蹤裝置，涉及太陽自動跟蹤技術領域，光線檢測器包括四個三角形的光敏元件以及一個十字型的隔板，四個光敏元件分別傾斜安裝在隔板的四個象限中，太陽自動跟蹤裝置包括方位角電機和兩個高度角電機，光線檢測器安裝在支架上兩個光伏電池板之間，四個光敏元件將光轉換為電信號后經過光線檢測電路處理，最后發給智能控制器，智能控制器根據四個光敏元件被照射的情況分別調節方位角電機和高度角電機的工作狀態，以使光伏電池板能實時正對太陽，提高太陽能利用率，本發明的光線檢測器和太陽自動跟蹤裝置結構簡單成本低，且具有很高的工作穩定性和跟蹤精度。

技術領域

本發明涉及太陽自動跟蹤技術領域，特別是涉及光線檢測器及具有該光線檢測器的太陽自動跟蹤裝置。

背景技術

為了充分利用太陽能，太陽能熱水器、太陽能發電等設備通常采用太陽自動跟蹤控制技術使太陽能裝置根據太陽的移動始終跟蹤太陽，以提高其利用效率。太陽自動跟蹤一般采用雙軸跟蹤，雙軸跟蹤中最常用的為光電跟蹤方式。

光電式跟蹤裝置包括光敏傳感器和光線遮擋結構，光敏傳感器感知外界光照強度，光線遮擋結構用于提高光敏傳感器采集到的光信號的準確性，光敏傳感器將采集到的幾個光照強度信號進行處理轉換形成電信號，送給控制器進行處理，并輸出信號控制電機轉動，使電池板對準太陽，從而實現對太陽的跟蹤。光敏傳感器主要包括光敏電阻、光敏二極管、光纖傳感器、光電池、四象限探測儀等，光線遮擋結構主要包括圓筒、長方體柱、聚光透鏡和井字形隔板等。

光敏電阻在使用時一般數量使用較多，例如8個，大量的光敏電阻在使用時線性度較差，特別是光照較弱時線性度更差。光敏二極管因其方向性較好，因此在做大范圍跟蹤時跟蹤范圍受限制。光纖傳感器、光電池和四象限探測儀的價格高昂，不利于降低產品成本。圓筒式和長方體柱結構的遮擋作用不強，當光照偏離軸線時，東西相對或南北相對的外部光敏元件對有可能仍能接收到光照，從而出現判斷錯誤，使大范圍跟蹤的靈敏度和可靠性大大降低。聚光透鏡的成本較高，而且聚光透鏡使光敏傳感器的溫度高，降低了傳感器的性能和壽命。井字形隔板通常配合多個光敏元件使用，結構過于復雜，成本較高。

發明內容

本發明實施例提供了光線檢測器及具有該光線檢測器的太陽自動跟蹤裝置，可以解決現有技術中存在的問題。

本發明提供了一種光線檢測器，所述光線檢測器包括底座、隔板和光敏元件，所述隔板為由兩個豎直平板垂直固定連接形成的十字型板，所述隔板豎直固定在所述底座頂面中央，將所述底座的中央部分分隔為四個象限，所述光敏元件的數量為四個，四個所述光敏元件的結構相同，均為等腰三角形，四個所述光敏元件分別傾斜固定在所述底座中央被分隔出的四個象限內，且所述光敏元件的底邊固定在所述底座上，兩個腰分別固定在所述隔板兩個相鄰的豎直平板上。

優選地，等腰三角形的所述光敏元件三邊比例為其與所述底座的夾角為45°。

優選地，所述隔板中兩個豎直平板具有交線，所述光敏元件底邊的中點與該交線頂端的連線與該交線的夾角為α，該夾角稱為跟蹤精度，為滿足該跟蹤精度，所述隔板的高度H應滿足：

其中L為所述光敏元件底邊長度的一半。

本發明還提供了一種具有光線檢測器的太陽自動跟蹤裝置，所述太陽自動跟蹤裝置包括光線檢測器和基座，所述基座頂面中央垂直固定有立柱，所述立柱的頂端轉動安裝有同軸的齒輪，該齒輪的頂部中央固定安裝有與齒輪同軸的轉臺，所述基座頂面上還固定安裝有智能控制器和方位角電機，所述方位角電機的轉軸上固定有齒輪，該齒輪與所述立柱上的齒輪嚙合，以通過所述方位角電機驅動所述轉臺轉動；