一種防塵高靈敏度光電傳感器的制造方法
【專利摘要】一種防塵高靈敏度光電傳感器，在密封箱和玻璃窗組成的密封空間中安裝反光鏡組和感光元件。當(dāng)太陽光由密封箱上的通光孔照射入光電傳感器后，經(jīng)過平面鏡組的兩次反光，再照射到感光元件上，進(jìn)行光電感應(yīng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：密封安裝設(shè)備，可以防止空氣中灰塵等雜質(zhì)污染感光元件；通光孔處涂有吸光涂層，可以防止除太陽光以外的其他物體散射光影響光電檢測效果；通過設(shè)備內(nèi)部平面鏡組的反射作用，可以大大增加有效入射光程，提高光電傳感器的感應(yīng)靈敏度，進(jìn)而提高設(shè)備的反應(yīng)速度，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
【專利說明】一種防塵高靈敏度光電傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及太陽能光電跟蹤【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，太陽能的開發(fā)和利用已經(jīng)成為新型能源研究的重要內(nèi)容之一。其中太陽能發(fā)電是太陽能利用的主要形式。常用的太陽能發(fā)電方式有太陽能光伏發(fā)電和太陽能熱發(fā)電，這兩種發(fā)電方式都需要對太陽的運(yùn)行軌跡進(jìn)行跟蹤定位，以便提高太陽能的利用率，光電傳感器是太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的重要組成部分之一。
[0003]目前,常用的光電傳感器包括隔板式光電傳感器、金字塔式光電傳感器和光筒式光電傳感器。隔板式光電傳感器結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、安裝方便，但是其傳感精度不高，容易受到外界光源或其它物體散射光的影響，運(yùn)行穩(wěn)定性較低；金字塔式光電傳感器結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、安裝較方便，跟蹤精度相對隔板式要高，但它與隔板式相同，也會受到外界光源或其它物體散射光的影響，運(yùn)行穩(wěn)定性不高；光筒式光電傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)較高、安裝配合較復(fù)雜，但其解決了隔板式和金字塔式受外界光源和物體散射光影響的問題，一般高精度傳感時(shí)通常使用光筒式光電傳感器。以上三種光電傳感器使用于室外環(huán)境中時(shí)，會受到空氣中灰塵的影響，光敏元件被污染后會影響感光效果，縮短設(shè)備使用壽命；另外光筒式光電傳感器傳感方式受到設(shè)備自身體積的限制，其光筒不能做的過長，即有效工作光程較短，而光程的長短直接影響到光電傳感器的靈敏度。
[0004]關(guān)于光電傳感器的現(xiàn)有技術(shù)和裝置中:“太陽跟蹤系統(tǒng)”(專利號ZL200710094062.3)公開了一種使用于太陽能板的太陽跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)將四個(gè)光線感測組件分別安置于基材的四個(gè)方位，并對應(yīng)配備有四個(gè)套筒，各套筒均具有與基材面成斜面的開口，套裝于其對應(yīng)的光線感測組件上，四個(gè)套筒斜面的開口背對基材的旋轉(zhuǎn)中心，該發(fā)明基于套筒的斜向開口設(shè)計(jì)，減少了雜散光線對內(nèi)部的光線感測組件的影響；“基于PSD的全自動高精度太陽跟蹤裝置及其跟蹤方法”(專利號ZL 200810123085.7)公開了一種基于PSD的全自動高精度太陽跟蹤裝置，該裝置太陽位置傳感器由傳感底座、帶有太陽光入射小孔的蓋子、遮光桶、PSD、PSD底座、能夠自動調(diào)節(jié)照射到PSD上光強(qiáng)的光強(qiáng)度自動調(diào)節(jié)裝置和半球形遮擋灰塵和雨水的光路保護(hù)罩組成，蓋子通過四個(gè)螺釘安裝在遮光桶上，PSD安裝在PSD底座上，PSD底座通過遮光桶內(nèi)螺紋與遮光桶聯(lián)結(jié)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高了太陽跟蹤裝置的精度，同時(shí)降低了成本。但以上設(shè)備受體積影響，無法設(shè)置較長的有效工作光程，設(shè)備感光靈敏度受限。
[0005]“太陽跟蹤定位裝置”(專利號ZL 200710115907.2)公開了一種太陽跟蹤定位裝置，它包括圓柱體殼，平面增透鏡，平面反射鏡，光敏電阻網(wǎng)絡(luò)和機(jī)電控制裝置，其中在圓柱體殼的一側(cè)端面上開有放置平面增透鏡的孔，另一側(cè)端面上設(shè)置有平面反射鏡，平面增透鏡的周圍均勻?qū)ΨQ分布若干光敏電阻網(wǎng)絡(luò)，且光敏電阻網(wǎng)絡(luò)與機(jī)電控制裝置相連接，該發(fā)明在工作時(shí)太陽光束通過平面增透鏡使入射到平面鏡上，然后再反射至光敏電阻網(wǎng)絡(luò)上，利用反射光線與入射光線的偏移來判斷太陽的位置，該設(shè)備具有安裝簡單方便和跟蹤精確高的優(yōu)點(diǎn)；“寬域高靈敏度太陽跟蹤傳感器”(專利號ZL 200810071374.7)公開了一種寬域高靈敏度太陽跟蹤傳感器，可用于太陽能集熱、采熱系統(tǒng)以及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽方位的實(shí)時(shí)跟蹤。其特征為:包含一對參數(shù)相同的光電池、一片雙面反光鏡片和一個(gè)等腰三角形支架，構(gòu)成一個(gè)所述的傳感器，兩片光電池分別裝在等腰三角形支架的兩個(gè)斜面上，雙面反光鏡片裝在兩片光電池外交的平分線上，該設(shè)計(jì)方法感光精確度較高。但以上設(shè)備無法解決散射光對于光敏元件的影響，從而造成設(shè)備感光靈敏度受限。
[0006]“基于光電池Y型布局的太陽方位傳感器及太陽跟蹤裝置”(專利號ZL200910035942.2)公開了一種基于光電池Y型布局的太陽方位傳感器及太陽跟蹤裝置，包括用于太陽方位探測的太陽方位傳感器，所述太陽方位傳感器與用于信號采集的采集系統(tǒng)相連，其特征在于:太陽方位角傳感器由三塊呈Y型均勻分布在底座上的光電池組成，三塊光電池在底座地面上的投影互成120°夾角，該太陽方位傳感器設(shè)置在云臺上，云臺與云臺控制器相連，云臺控制器與計(jì)算機(jī)相連。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了無需日歷即可對太陽大視場實(shí)時(shí)、精確的跟蹤，跟蹤對準(zhǔn)精度可達(dá)0.1°以上，大大提高了太陽能的轉(zhuǎn)換效率。但該設(shè)備為開放性跟蹤裝置，既無法消除散射光對系統(tǒng)靈敏度的影響，也無防塵裝置，長期工作于室外環(huán)境中時(shí)，設(shè)備精度會受灰塵影響累積變差。
[0007]綜上所述，目前還沒有能夠?qū)⒎缐m、消除散射光影響以及增加有效工作光程這三種優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合的光電傳感器設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供既可以防塵、消除散射光影響，又能提高有效工作光程的高靈敏度光電傳感器。
[0009]本發(fā)明是一種防塵高靈敏度光電傳感器，該光電傳感器由密封箱1、通光孔2、玻璃窗3、吸光涂層4、平面鏡組5和感光元件6組成；其中密封箱I上開有通光孔2 ;吸光涂層4涂在通光孔2的孔壁上；玻璃窗3安裝于通光孔2的孔口處，與密封箱I共同構(gòu)成密閉空間；感光元件6安裝于密封箱I內(nèi)腔上側(cè)壁面上；平面鏡組5對稱安裝于密封箱I內(nèi)腔下側(cè)壁面上，一端正對通光孔2,另一端正對感光兀件6。
[0010]本發(fā)明的有益之處是:該防塵高靈敏度光電傳感器在工作時(shí)，光線由通光孔進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，經(jīng)平面鏡組反射之后，照射在光電傳感器上。由于設(shè)備安裝于密封箱內(nèi)部，因此可以防止空氣中的灰塵污染光電傳感元件；通光孔壁涂有吸光材料，可以防止散射光對設(shè)備感應(yīng)造成影響；光線經(jīng)過平面鏡組反射可在一定空間體積內(nèi)大大增加光電傳感器有效工作光程，提高設(shè)備靈敏度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明是一種防塵高靈敏度光電傳感器，該光電傳感器由密封箱1、通光孔2、玻璃窗3、吸光涂層4、平面鏡組5和感光元件6組成；其中密封箱I上開有通光孔2 ;吸光涂層4涂在通光孔2的孔壁上；玻璃窗3安裝于通光孔2的孔口處，與密封箱I共同構(gòu)成密閉空間；感光元件6安裝于密封箱I內(nèi)腔上側(cè)壁面上；平面鏡組5對稱安裝于密封箱I內(nèi)腔下側(cè)壁面上，一端正對通光孔2，另一端正對感光元件6。
[0013]如圖1所示，密封箱I與玻璃窗3連接，構(gòu)成系統(tǒng)的密封安裝環(huán)境，保證了室外工作時(shí)無灰塵進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，污染感光元件6 ;通光孔2的孔壁上涂有吸光涂層4，可防止除太陽光以外的其他物體反射光射入設(shè)備內(nèi)部，消除散射光線對系統(tǒng)工作的影響；光線由通光孔2進(jìn)入設(shè)備后經(jīng)過平面鏡組5的反射，照射到感光元件6上，在此過程中，平面鏡組5的反射使有效入射光程顯著增加，這樣就可大大提高設(shè)備靈敏度，進(jìn)而提高設(shè)備反應(yīng)速度。
[0014]如圖1所不，密封箱I外形為長方體。通光孔2為圓型,玻璃窗3米用耐熱玻璃制成。
[0015]如圖1所示，依據(jù)據(jù)設(shè)備靈敏度要求，平面鏡組5可以由兩個(gè)平面反光鏡組成，或者由多個(gè)平面反光鏡組成。
【權(quán)利要求】
1.一種防塵高靈敏度光電傳感器，其特征是:該光電傳感器由密封箱(I)、通光孔(2)、玻璃窗(3)、吸光涂層(4)、平面鏡組(5)和感光元件(6)組成；其中密封箱(I)上開有通光孔(2 );吸光涂層(4)涂在通光孔(2 )的孔壁上；玻璃窗(3 )安裝于通光孔(2 )的孔口處，與密封箱(I)共同構(gòu)成密閉空間；感光元件(6)安裝于密封箱(I)內(nèi)腔上側(cè)壁面上；平面鏡組(5)對稱安裝于密封箱(I)內(nèi)腔下側(cè)壁面上，一端正對通光孔(2)，另一端正對感光元件(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防塵高靈敏度光電傳感器，其特征是:密封箱(I)外形為長方體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防塵高靈敏度光電傳感器，其特征是:通光孔(2)為圓型，玻璃窗(3)采用耐熱玻璃制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防塵高靈敏度光電傳感器，其特征是:依據(jù)設(shè)備靈敏度要求，平面鏡組(5 )可以由兩個(gè)平面反光鏡組成，或者由多個(gè)平面反光鏡組成。
【文檔編號】G01D5/26GK103438914SQ201310402197
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】王林軍, 邵磊, 王璽, 蘆士惠, 門靜, 張東, 劉偉, 張景文 申請人:蘭州理工大學(xué)