專利名稱：無源光照度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
無源光照度傳感器涉及領(lǐng)域本實用新型涉及一種指示光照度的裝置，尤其是能在無外加電源的情況下通過紅 外信號發(fā)送照度信息。
背景技術(shù)：
目前，通常的照度傳感器均需要供電線路和測量線路配套使用，即使個別照度計 無需外加電源，但也只能近距離人工觀測、讀數(shù)，不能自動給測控系統(tǒng)提供照度信號、使用 不便。另一方面，目前的照度傳感器與控制顯示端需要有線連接，且現(xiàn)場供電，對于測點多 且分散、要求實時監(jiān)控的場合，顯然也不能很好的滿足要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型旨在提供一種既無需外供電源，也無內(nèi)置電化學(xué)電池，以紅外光波形 式傳輸信號的測量光照度裝置?？稍趶婋姶鸥蓴_、高壓、高溫、高濕度等惡劣環(huán)境中長期穩(wěn) 定的工作。廣泛應(yīng)用于環(huán)境檢測，植物栽培，育種、太陽能發(fā)電定向跟蹤，顯示器背光亮度控 制，工業(yè)自動化等領(lǐng)域。本實用新型設(shè)有太陽能電池板、電流轉(zhuǎn)換保護電路、紅外發(fā)射管和密封外殼裝置。 所述的太陽能電池板裝置設(shè)有一銅制底板與太陽能電池板的背面緊密接觸；所述的紅外發(fā) 射管安裝在銅板頂部，與太陽能電池板受光面同側(cè)；電流轉(zhuǎn)換保護電路與紅外發(fā)射管、太陽 能電池板串接，安裝在密封外殼內(nèi)部。本實用新型是這樣實現(xiàn)光照度傳感的太陽能電池板既作為傳感器的工作電源， 又作為光照度的敏感元件。在光照作用下，太陽能電池板便會產(chǎn)生一定的開路電壓和短路 電流(光生伏特效應(yīng))，緊貼背面的銅板作為散熱器。通過對太陽能電池板類型的選擇，以 及外形尺寸的設(shè)計，便能獲得供紅外發(fā)射二極管正常工作的電壓范圍1. 2V 3V，以及適合 的供電電流范圍10mA 100mA。光照度強弱經(jīng)由太陽能電池板轉(zhuǎn)換成電壓信號并加載到紅 外發(fā)射管，使之發(fā)出強度隨照度變化的紅外信號，通過遠處的紅外攝像機接收，給出設(shè)限報 警和照度等級顯示。電流轉(zhuǎn)換保護電路作用是將多余的電能儲存以提供低照度狀態(tài)下傳感 器的供電，同時是將紅外發(fā)射管的工作電壓鉗制在上限值以下。本實用新型的有益效果是適用于檢測現(xiàn)場供電受限場合，要求測量信號無線傳 輸?shù)膱龊?，強電磁干擾環(huán)境惡劣的測溫場合，測量點多且分散的場合，尤其適合于高溫、高 濕監(jiān)控報警和要求低成本非高精度的照度測量應(yīng)用，可長期置于戶外，免維護。根據(jù)初步試 驗表明，測量范圍1 500001X，若選用較大的儲能電容，可降低測量下限。

圖1為本實用新型實施例剖視圖。圖2為本實用新型實施例電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，該裝置由封閉的外殼和安裝在頂部的太陽能電池板與紅外發(fā) 射管組成，外形呈立方體結(jié)構(gòu)，尺寸大小由所選擇的太陽能電池板的體積決定。本 例的封閉外殼尺寸40mmX 40mmX 10mm,太陽能電池板外形40mmX 40mmX 2mm，散熱 銅板尺寸40mmX40mmX3mm，紅外發(fā)射二極管采用直徑5mm的圓柱形，本裝置外形為 40mm X 40mm X 15mm 的立方體。參見圖1，本裝置由太陽能電池板(2)置于散熱銅板(1)之上，然后與殼體(7)通 過壓邊封裝，使三者成為一個整體。太陽能電池板與散熱銅板間的良好接觸，是提高太陽能 電池板效率的關(guān)鍵，整體的良好密封是傳感器穩(wěn)定工作的保證。由太陽能電池板提供的光 生電動勢，經(jīng)保護二極管(4)加載到并聯(lián)電路兩端。并聯(lián)電路由超級電容(6)、保護熱敏電 阻(5)串聯(lián)于紅外發(fā)射二極管(3)所組成。超級電容作為儲能和穩(wěn)壓裝置，熱敏電阻對高 溫和過電壓起限流保護作用，紅外發(fā)射二極管安裝在太陽能電池板受光面，儲能超級電容 與紅外發(fā)射二極管工作回路并聯(lián)安裝在殼體內(nèi)部。參見圖2，太陽能電池板E輸出的電壓經(jīng)由保護二極管D，向由保護熱電阻RT與紅 外發(fā)射二極管LED串聯(lián)支路供電，LED向外發(fā)射強度隨被測光照度變化的紅外信號，LED選 擇具有一定耐高溫特性、940nm波長大功率發(fā)射管，該波長一方面可避開可見光和其他譜線 的干擾，另一方面又可使用普通紅外攝像機接收測量信號，替代了使用專用設(shè)備作為紅外 信號接收儀。適當(dāng)?shù)倪x擇熱電阻RT，使得當(dāng)照度過高，LED工作電流接近100mA時，RT的阻 值隨溫度的增加變化同步于太陽能電池板輸出電壓的變化幅度，以鉗制LED工作電壓和電 流，起到保護作用。太陽能電池板對LED供電的同時，也對并聯(lián)的另一條支路充電，將多余的電能存 儲到超級電容C內(nèi)部，在低照度太陽能電池板供電不足時，回饋電路使用。同時，電容C還 對供電起穩(wěn)壓作用。無源光照度傳感器外部由太陽能電池板、殼體和安裝在頂部的紅外管 組成，外形呈立方體結(jié)構(gòu)，整體作密封防水處理，尺寸大小由所選擇的太陽能電池板和超級 電容的尺寸決定。以下給出圖2中器件的型號與參數(shù) 太陽能電池板E 單晶硅，尺寸4(kimX4(kmX2匪 紅外發(fā)射 LED :TL-10-350IR-940 保護二極管 D :XBS013S15R-G 超級電容 C :K0RCHIP, 3. 3/30F 保護熱敏 RTO -.2.5Q (25V )，型號是 B59940C0080A070
權(quán)利要求1.一種無源光照度傳感器，其特征是太陽能電池板作為傳感器的工作電源和敏感元 件，超級電容作為儲能和穩(wěn)壓裝置，熱敏電阻對高溫和過電壓起限流保護作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源光照度傳感器，其特征是太陽能電池板與散熱銅板緊 密接觸，紅外發(fā)射二極管安裝在太陽能電池板受光面，儲能超級電容與紅外發(fā)射二極管工 作回路并聯(lián)安裝在殼體內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源光照度傳感器，其特征是無源光照度傳感器外部由太 陽能電池板、殼體和安裝在頂部的紅外管組成，外形呈立方體結(jié)構(gòu)，整體作密封防水處理， 尺寸大小由所選擇的太陽能電池板和超級電容的尺寸決定。
專利摘要一種無源光照度傳感器，涉及一種直接利用太陽能發(fā)電結(jié)合紅外轉(zhuǎn)換的測光裝置。提供一種無需現(xiàn)場供電，將光照信號轉(zhuǎn)換成紅外信號的光照度傳感器，設(shè)有太陽能電池板發(fā)電和檢測裝置、儲能與穩(wěn)壓裝置、保護熱電阻、紅外發(fā)射管和散熱裝置。太陽能發(fā)電與檢測裝置由太陽能電池板加散熱銅板組成，散熱銅板與殼體密封連接，太陽能電池板頂部設(shè)有電光轉(zhuǎn)換紅外發(fā)射管。儲能穩(wěn)壓和熱保護電阻設(shè)置在殼體內(nèi)部，太陽能電池板與儲能電容間設(shè)置保護二極管。可推廣應(yīng)用到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，如環(huán)境監(jiān)控，分散多點照度監(jiān)控，農(nóng)作物栽培管理等。
文檔編號G01J1/42GK201780163SQ201020041158
公開日2011年3月30日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者常瑞, 徐啟, 曹文思, 王亭嶺, 譚聯(lián), 郭恒, 陳建明 申請人:陳建明;王亭嶺;徐啟;譚聯(lián);郭恒;曹文思;常瑞