光敏太陽定位傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光敏太陽定位傳感器，包括第一定位傳感器和第二定位傳感器，兩個(gè)定位傳感器底部平行，側(cè)壁平行，所述的第一定位傳感器包括第一鏡筒、凸透鏡、蓋板、光敏二極管陣列、平面反光鏡；所述的鏡筒為圓柱形結(jié)構(gòu)，鏡筒的上底面開有一個(gè)圓孔，圓孔上設(shè)有蓋板，蓋板上開有多個(gè)通光孔，蓋板上側(cè)設(shè)有凸透鏡，所述的第二定位傳感器包括鏡筒、凸透鏡、蓋板和光敏二極管陣列，鏡筒的上底面開有圓孔，圓孔上設(shè)有蓋板，蓋板上開有多個(gè)通光孔，蓋板上側(cè)設(shè)有凸透鏡，鏡筒的下底面設(shè)有圓形光敏二極管陣列，本實(shí)用新型使太陽方位定位傳感器的尺寸縮小，并且精度進(jìn)一步提高，且不會(huì)導(dǎo)致光敏陣列誤動(dòng)作，進(jìn)一步提高了定位精度。
【專利說明】光敏太陽定位傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種光敏太陽定位傳感器，具體涉及一種光敏太陽定位傳感器。【背景技術(shù)】
[0002]太陽能作為一種清潔無污染的能源，而且取之不盡，用之不竭。但是，至今人們對(duì)太陽能的利用還是很有限，包括太陽能電池，太陽能照明等一系列應(yīng)用，還都處在初級(jí)階段，而且有很多問題需要解決，光導(dǎo)照明系統(tǒng)是一種為直接利用太陽能而開發(fā)出來的系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)有兩種實(shí)現(xiàn)形式:光導(dǎo)管和光纖光導(dǎo)，這兩種實(shí)現(xiàn)方式都需要定位精確的太陽方位傳感器來引導(dǎo)整個(gè)系統(tǒng)正常工作，如果離開了高精度的太陽能定位傳感器，光導(dǎo)照明系統(tǒng)以及太陽能發(fā)電就會(huì)受到很大影響，甚至無法正常工作。
[0003]現(xiàn)在有些研究者應(yīng)用全球定位系統(tǒng)來完成對(duì)太陽的跟蹤，確定太陽的方位，但是太陽光通過大氣時(shí)會(huì)發(fā)生折射，而且由于信號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸，時(shí)域內(nèi)會(huì)導(dǎo)致延遲，這對(duì)于精確的測(cè)量是極為不利的。而且根據(jù)相對(duì)論觀點(diǎn)，太陽光線經(jīng)過地球上空會(huì)發(fā)生彎曲。同時(shí)也會(huì)由于氣候的原因?qū)е麓髿夥植疾痪鶆?，局部?huì)發(fā)生多次折射，會(huì)進(jìn)一步增大誤差，以至于用全球定位系統(tǒng)會(huì)帶來很大的誤差。
[0004]最可靠的方法就是在采光點(diǎn)附近監(jiān)測(cè)太陽的運(yùn)行方位，這樣一些誤差就可以消除。而這一類的太陽能定位系統(tǒng)有的因?yàn)轶w型太大，很難推廣到各個(gè)應(yīng)用。有的因?yàn)槎ㄎ痪炔桓?，不能大量普及使用，只能用在特定系統(tǒng)上，這就限制了太陽能的使用與太陽能發(fā)電照明設(shè)備的推廣。本文旨在改進(jìn)一種太陽能定位傳感器，不僅實(shí)現(xiàn)小型化，而且能夠?qū)μ柕母櫢泳_，滿足現(xiàn)有太陽能定位的精度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用光學(xué)以及電子學(xué)原理，提出了一種光敏太陽定位傳感器。
[0006]本實(shí)用新型一種光敏太陽定位傳感器，包括第一定位傳感器和第二定位傳感器，兩個(gè)定位傳感器底部平行，側(cè)壁平行，所述的第一定位傳感器包括第一鏡筒、第一凸透鏡、第一蓋板、第一光敏二極管陣列、第一平面反光鏡和第二平面反光鏡；
[0007]所述的第一鏡筒是高為h的圓柱形結(jié)構(gòu)，第一鏡筒的上底面開有一個(gè)直徑為Cl1的圓孔，圓孔上設(shè)有第一蓋板，第一蓋板上開有多個(gè)直徑為d2的第一通光孔，通光孔之間的距離為d3,第一蓋板上側(cè)設(shè)有第一凸透鏡,第一蓋板、圓孔和第一凸透鏡的直徑相同；第一凸透鏡的焦距為且滿足R1=0.6d1，(d1=10d2=6d3 ；
[0008]第一鏡筒的內(nèi)側(cè)上底面設(shè)有圓環(huán)形的第一平面反光鏡，第一平面反光鏡的內(nèi)徑為(15，外徑為(16，第一鏡筒的內(nèi)側(cè)下底面設(shè)有圓形第二平面反光鏡，第二平面反光鏡的直徑為d4，第一光敏二極管陣列為圓環(huán)型排布并設(shè)置在第一鏡筒內(nèi)側(cè)的下底面，其外徑大小與第一鏡筒的內(nèi)徑大小一致，設(shè)為d8,其內(nèi)徑為d7,滿足的關(guān)系式為1^=311, (I1=Cl5, d6>ld7, d4<Id6, I d7 d4 d7，其中第一光敏二極管陣列中光敏二極管之間的—2 ~2 3 < < 3
距離為0.3cm ;所述的第一蓋板、第一凸透鏡、第一平面反光鏡、第二平面反光鏡、第一光敏二極管陣列與第一鏡筒的上下底面同軸設(shè)置；
[0009]所述的第二定位傳感器包括第二鏡筒、第二凸透鏡、第二蓋板和第二光敏二極管陣列，所述的第二鏡筒是高為h的圓柱形結(jié)構(gòu)，第二鏡筒的上底面開有一個(gè)直徑為d9的圓孔，圓孔上設(shè)有第二蓋板，第二蓋板上開有多個(gè)直徑為(Iki的通光孔，通光孔之間的距離為dn，第二蓋板上側(cè)設(shè)有第二凸透鏡，第二蓋板、圓孔和第二凸透鏡的直徑相同；第二凸透鏡的焦距為r2,且滿足1*2=0.6d9, d9=10d10=6dn ;第二鏡筒的下底面設(shè)有直徑為I1的圓形光敏二極管陣列，滿足r2=h1; ri*lia3r2*d4，其中第二光敏二極管陣列中光敏二極管之間的距
離為0.3cm ;所述的第二蓋板、第二凸透鏡、第二光敏二極管陣列與第二鏡筒的上下底面同軸設(shè)置；
[0010]所述的鏡筒為PC遮光材料。
[0011]本實(shí)用新型具有的有益效果是:本實(shí)用新型利用太陽光線的反射與折射原理，選擇合適的凸透鏡實(shí)現(xiàn)光線的匯聚，再加上把相對(duì)較長(zhǎng)的光路經(jīng)過多次反射，使太陽方位定位傳感器的尺寸縮小，并且精度進(jìn)一步提高。此外，由于蓋板上通光孔的控制，使進(jìn)入傳感器的太陽光線強(qiáng)度適當(dāng)，不會(huì)導(dǎo)致光敏陣列誤動(dòng)作，進(jìn)一步提高了定位精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說明:本實(shí)施方式案例以本實(shí)用新型提出的太陽能定位傳感器為前提，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于下述實(shí)施方式與案例。
[0014]如圖1所示，一種光敏太陽定位傳感器，包括第一定位傳感器和第二定位傳感器，所述的第一定位傳感器包括第一鏡筒1、第一凸透鏡2、第一蓋板5、第一光敏二極管陣列6、第一平面反光鏡3和第二平面反光鏡4 ；
[0015]所述的第一鏡筒是高為7cm的圓柱形結(jié)構(gòu)，第一鏡筒的上底面開有一個(gè)直接為IOcm的圓孔，圓孔上設(shè)有第一蓋板，第一蓋板上開有多個(gè)直徑為Icm的第一通光孔，通光孔之間的距離為1.5cm,第一蓋板上側(cè)設(shè)有第一凸透鏡,第一蓋板、圓孔和第一凸透鏡的直徑相同；第一凸透鏡的焦距為6cm ；
[0016]第一鏡筒的內(nèi)側(cè)上底面設(shè)有圓環(huán)形的第一平面反光鏡，第一平面反光鏡的內(nèi)徑為10cm，外徑為10cm，第一鏡筒的內(nèi)側(cè)下底面設(shè)有圓形第二平面反光鏡，第二平面反光鏡的直徑為d4，第一光敏二極管陣列為圓環(huán)型排布并設(shè)置在第一鏡筒內(nèi)側(cè)的下底面，其外徑大小與第一鏡筒的內(nèi)徑大小一致，設(shè)為30cm，其內(nèi)徑為10cm，其中第一光敏二極管陣列中光敏二極管之間的距離為0.3cm ;所述的第一蓋板、第一凸透鏡、第一平面反光鏡、第二平面反光鏡、第一光敏二極管陣列與第一鏡筒的上下底面同軸設(shè)置；[0017]應(yīng)用中可達(dá)到的精度受多種因素限制，需要特別指出的是光敏陣列對(duì)聚焦光斑感應(yīng)的靈敏度和精度都小于二極管之間的間距，這是因?yàn)樘柗菄?yán)格平行光，即使跟蹤偏差小于行列間距，聚焦光斑偏離陣列中心距離小于行間距，其聚焦光斑不再是圓點(diǎn)，而是擴(kuò)散成特定圖案，激發(fā)多個(gè)光敏二極管導(dǎo)通，通過計(jì)算程序即可判斷出這種微小偏離的方向和距離。所以用兩個(gè)不同焦距的凸透鏡組成雙反饋回路。
[0018]所述的位傳感器包括第二鏡筒、第二凸透鏡、第二蓋板和第二光敏二極管陣列，所述的第二鏡筒是高為7cm的圓柱形結(jié)構(gòu)，第二鏡筒的上底面開有一個(gè)直徑為IOcm的圓孔，圓孔上設(shè)有第二蓋板，第二蓋板上開有多個(gè)直徑為Icm的通光孔，通光孔之間的距離為
1.5cm，第二蓋板上側(cè)設(shè)有第二凸透鏡，第二蓋板、圓孔和第二凸透鏡的直徑相同；第二凸透鏡的焦距為5cm，第二鏡筒的下底面設(shè)有直徑為4cm的圓形光敏二極管陣列，其中第二光敏二極管陣列中光敏二極管之間的距離為0.3cm ;所述的第二蓋板、第二凸透鏡、第二光敏二極管陣列與第二鏡筒的上下底面同軸設(shè)置；
[0019]把具有不同焦距的兩個(gè)定位傳感器安裝在一個(gè)長(zhǎng)方形支架上，兩個(gè)定位傳感器底部平行，側(cè)壁平行，保證了接受太陽光線的角度一致性，在傳感器和太陽光的偏移角度過大時(shí)，第一個(gè)光學(xué)傳感器工作，把定位信息傳出，控制整個(gè)裝置的偏轉(zhuǎn)，隨著角度變小后，第二個(gè)傳感器開始工作，測(cè)量出更精確的角度信息傳給控制系統(tǒng)，這樣的工作方式能夠相互彌補(bǔ)由于跟蹤偏差而帶來的誤差，使定位精度達(dá)到更高水平。
【權(quán)利要求】
1.光敏太陽定位傳感器，包括第一定位傳感器和第二定位傳感器，其特征在于:兩個(gè)定位傳感器底部平行，側(cè)壁平行，所述的第一定位傳感器包括第一鏡筒、第一凸透鏡、第一蓋板、第一光敏二極管陣列、第一平面反光鏡和第二平面反光鏡； 所述的第一鏡筒是高為A的圓柱形結(jié)構(gòu)，第一鏡筒的上底面開有一個(gè)直徑為4的圓孔，圓孔上設(shè)有第一蓋板，第一蓋板上開有多個(gè)直徑為d2的第一通光孔，通光孔之間的距離為4，第一蓋板上側(cè)設(shè)有第一凸透鏡，第一蓋板、圓孔和第一凸透鏡的直徑相同；第一凸透鏡的焦距為r”且滿足r7=0.^d1, dJ=IQcl2=^cl3 ； 第一鏡筒的內(nèi)側(cè)上底面設(shè)有圓環(huán)形的第一平面反光鏡，第一平面反光鏡的內(nèi)徑為d5,外徑為 <，第一鏡筒的內(nèi)側(cè)下底面設(shè)有圓形第二平面反光鏡，第二平面反光鏡的直徑為4，第一光敏二極管陣列為圓環(huán)型排布并設(shè)置在第一鏡筒內(nèi)側(cè)的下底面，其外徑大小與第一鏡筒的內(nèi)徑大小一致，設(shè)為d8,其內(nèi)徑為d7,滿足的關(guān)系式為Cl1=Cl9 d6>ld7, d4<ld& \d7 d4 4，其中第一光敏二極管陣列中光敏二極管之間的距離為0.3cm ;所述的第一蓋板、第一凸透鏡、第一平面反光鏡、第二平面反光鏡、第一光敏二極管陣列與第一鏡筒的上下底面同軸設(shè)置； 所述的第二定位傳感器包括第二鏡筒、第二凸透鏡、第二蓋板和第二光敏二極管陣列，所述的第二鏡筒是高為之的圓柱形結(jié)構(gòu)，第二鏡筒的上底面開有一個(gè)直徑為4的圓孔，圓孔上設(shè)有第二蓋板，第二蓋板上開有多個(gè)直徑為的通光孔，通光孔之間的距離為第二蓋板上側(cè)設(shè)有第二凸透鏡，第二蓋板、圓孔和第二凸透鏡的直徑相同；第二凸透鏡的焦距為/>且滿足/>=0.M9, Clg=IOd10=Qd11 ;第二鏡筒的下底面設(shè)有直徑為Λ的圓形光敏二極管陣列，滿足r2=ht, T^l1 > 3r2*d4,其中第二光敏二極管陣列中光敏二極管之間的距離為0.3cm ;所述的第二蓋板、第二凸透鏡、第二光敏二極管陣列與第二鏡筒的上下底面同軸設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光敏太陽定位傳感器，其特征在于:所述的鏡筒為pc遮光材料。
【文檔編號(hào)】G05D3/00GK203705954SQ201320810266
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】程知群, 連心想, 賈民仕, 欒雅 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)