專利名稱：復(fù)合凸透鏡采光結(jié)合四象限感光器的陽光追蹤探測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陽光追蹤技術(shù)，具體涉及ー種復(fù)合凸透鏡采光結(jié)合四象限感光器的陽光追蹤探測裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有四象限感光器太陽光跟蹤裝置的技術(shù)中，所用元件主要包括平凸透鏡和四象限感光器以及不透光筒體，四個(gè)感光象限區(qū)各焊接出一根引線。其結(jié)構(gòu)是平凸透鏡安裝在不透光筒體的上端，四象限感光器固定在不透光筒體內(nèi)部?，F(xiàn)有的四象限太陽光跟蹤傳感器可以采集到大部分時(shí)段的太陽光，但是當(dāng)太陽光與平凸透鏡的法線夾角過大時(shí)，平凸透鏡聚焦效果差，形成的光斑較分散，無法準(zhǔn)確及時(shí)地完成太陽光的追蹤，尤其是當(dāng)太陽光水平入射時(shí)，平凸透鏡無法聚焦，則無法完成太陽光的跟蹤。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供ー種復(fù)合凸透鏡采光結(jié)合四象限感光器的陽光追蹤探測裝置，該裝置通過復(fù)合凸透鏡與四象限感光器的結(jié)合，能夠有效克服現(xiàn)有的四象限太陽光跟蹤傳感器存在的太陽光與平凸透鏡平行時(shí)無法聚焦的問題，該裝置可以實(shí)際應(yīng)用在太陽能追光系統(tǒng)的陽光光線追蹤與定位，以實(shí)現(xiàn)太陽能利用率的最大化。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種復(fù)合凸透鏡與四象限感光器結(jié)合的陽光追蹤探測裝置，包括小凸透鏡、大凸透鏡、遮光筒體和四象限感光器；所述大凸透鏡為半球形，大凸透鏡上部中間有圓形槽；在圓形槽中鑲嵌小凸透鏡，小凸透鏡為曲率小于大凸透鏡的球面鏡，小凸透鏡底面向下鑲嵌在大凸透鏡的圓形槽內(nèi)，小凸透鏡、大凸透鏡組成復(fù)合凸透鏡；遮光筒體為上下開ロ的圓形筒體，其截面圓的內(nèi)徑與大凸透鏡底面直徑相等；大凸透鏡底面朝下固定在遮光筒體的上端開口處；四象限感光器位于大凸透鏡正下方，四象限感光器與大凸透鏡下表面平行，且其感光面朝上固定在遮光筒體的底部；小凸透鏡和大凸透鏡的球心與四象限感光器的中心處于同一條豎直線上。優(yōu)選的，所述四象限感光器采用圓形的太陽能硅光電池板，在其正面有以其圓心為中心的由激光割出的“十”字形溝道，太陽能硅光電池板的四個(gè)象限各焊接ー根引線引出。優(yōu)選的，所述復(fù)合凸透鏡與四象限感光器需同時(shí)滿足以下三個(gè)條件I)大凸透鏡與小凸透鏡的半徑滿足
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合凸透鏡與四象限感光器結(jié)合的陽光追蹤探測裝置，其特征在于，包括小凸透鏡(I)、大凸透鏡(2)、遮光筒體(3)和四象限感光器；所述大凸透鏡(2)為半球形，大凸透鏡(2)上部中間有圓形槽；在圓形槽中鑲嵌小凸透鏡(1)，小凸透鏡(I)為曲率小于大凸透鏡(2 )的球面鏡，小凸透鏡(I)底面向下鑲嵌在大凸透鏡(2 )的圓形槽內(nèi)，小凸透鏡(I)、大凸透鏡(2)組成復(fù)合凸透鏡；遮光筒體(3)為上下開口的圓形筒體，其截面圓的內(nèi)徑與大凸透鏡(2)底面直徑相等；大凸透鏡(2)底面朝下固定在遮光筒體(3)的上端開口處；四象限感光器位于大凸透鏡(2)正下方，四象限感光器與大凸透鏡(2)下表面平行，且其感光面朝上固定在遮光筒體(3)的底部；小凸透鏡(I)和大凸透鏡(2)的球心與四象限感光器的中心處于同一條豎直線上。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合凸透鏡與四象限感光器結(jié)合的陽光追蹤探測裝置，其特征在于，所述四象限感光器采用圓形的太陽能硅光電池板，在其正面有以其圓心為中心的由激光割出的“十”字形溝道，太陽能硅光電池板的四個(gè)象限各焊接一根引線引出。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合凸透鏡與四象限感光器結(jié)合的陽光追蹤探測裝置，其特征在于，所述復(fù)合凸透鏡與四象限感光器需同時(shí)滿足以下三個(gè)條件 1)大凸透鏡與小凸透鏡的半徑滿足 I R1 s —民.,(式 I) 32 2)小凸透鏡嵌入大凸透鏡的深度H1滿足 丄KH, <-R,(^2) 3 ^3 “ 3)四象限感光器與大凸透鏡之間的距離H2滿足 0<H2<^R2(^3) 3 式I 式3中，R1為小凸透鏡的半徑；R2為大凸透鏡的半徑，取I 1. 5cm 為小凸透鏡嵌入大凸透鏡的深度；H2為四象限感光器與大凸透鏡之間的距離。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合凸透鏡與四象限感光器結(jié)合的陽光追蹤探測裝置，其特征在于，所述大凸透鏡(2)的半徑R2為1. 5cm，小凸透鏡(I)的半徑札為0. 9cm，小凸透鏡嵌入大凸透鏡的深度H1為0. 6cm,四象限感光器與大凸透鏡之間的距離H2為0. 5cm,小凸透鏡(I)的曲率為大凸透鏡(2)曲率的三分之一至三分之二。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合凸透鏡與四象限感光器結(jié)合的陽光追蹤探測裝置，其特征在于，所述大凸透鏡(2)的半徑R2為1. 2cm，小凸透鏡(I)的半徑札為0. 6cm，小凸透鏡嵌入大凸透鏡(2)的深度H1為0. 5cm,四象限感光器與大凸透鏡之間的距離H2為0. 3cm，小凸透鏡(I)曲率為大凸透鏡(2)曲率的三分之一。
6.一種利用權(quán)利要求1所述的陽光追蹤探測裝置進(jìn)行陽光追蹤的太陽能發(fā)電裝置，其特征在于，包括底座(4)、安裝在底座(4)上的豎直轉(zhuǎn)軸(5)、安裝在豎直轉(zhuǎn)軸(5)上的支架(6)、安裝在支架(6)上的水平轉(zhuǎn)軸、安裝在水平轉(zhuǎn)軸上的太陽能電池板(7)、安裝在底座(4)中的豎直轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、安裝在支架(6)上的水平轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)(8)、安裝在底座(4)中的單片機(jī)和陽光追蹤探測裝置(9)，其中，水平轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)(8)與水平轉(zhuǎn)軸之間、豎直轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)和豎直轉(zhuǎn)軸(5)之間的傳動(dòng)方式采用齒輪傳動(dòng)；陽光追蹤探測裝置(9)安裝在太陽能電池板(7)的正面用于追蹤太陽光，使得太陽光始終垂直照射在太陽能電池板(7)上；陽光追蹤探測裝置(9)的四象限感光器的四個(gè)象限引出的引線分別與單片機(jī)的輸入端連接，豎 直轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)和水平轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)(8)分別與單片機(jī)的輸出端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合凸透鏡與四象限感光器結(jié)合的陽光追蹤探測裝置，包括小凸透鏡、大凸透鏡、遮光筒體和四象限感光器；大凸透鏡上部中間有圓形槽，在圓形槽中鑲嵌小凸透鏡，小凸透鏡底面向下鑲嵌在大凸透鏡的圓形槽內(nèi)；遮光筒體為上下開口的圓形筒體；大凸透鏡底面朝下固定在遮光筒體的上端開口處；四象限感光器位于大凸透鏡正下方，四象限感光器與大凸透鏡下表面平行，且其感光面朝上固定在遮光筒體的底部；小凸透鏡和大凸透鏡的球心與四象限感光器的中心處于同一條豎直線上。本發(fā)明能夠有效克服現(xiàn)有的四象限太陽光跟蹤傳感器存在的太陽光與平凸透鏡平行時(shí)無法聚焦的問題實(shí)現(xiàn)陽光追蹤與精確定位，以實(shí)現(xiàn)太陽能利用率的最大化。
文檔編號G05D3/12GK103034248SQ201210545139
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者鄭晅, 王恒, 丁婷, 胡慈波, 李夢, 徐造林, 袁志清, 趙寧, 李貝嘉 申請人:長安大學(xué)