一種適用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器，包括外圈和內(nèi)圈，四個光電二極管分別安裝在外圈的東西南北四個方向上，能夠檢測太陽由東向西運動的偏轉(zhuǎn)角度和南北方向的偏轉(zhuǎn)角度；內(nèi)圈為五個部分,包括中間小圓部分以及將外圈與小圓之間的圓環(huán)均分而成的四個象限，四個象限為跟蹤定位象限,用于產(chǎn)生方位角和高度角的跟蹤控制信號,中間小圓部分為太陽照度探測象限；五個光電池分別安裝在內(nèi)圈的五個部分上，其中中間小圓部分的光電池作為照度傳感器來檢測太陽的輻射照度,用于控制太陽能自動跟蹤裝置是否工作。本發(fā)明能夠?qū)μ柗轿唤呛透叨冉沁M行雙軸跟蹤,在夜晚、陰天或者太陽光輻照度低于工作照度時自動關(guān)機，節(jié)約能源。
【專利說明】一種適用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器，更具體的說是一種適用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]能源短缺問題是目前許多國家面臨的最重要的問題，太陽能作為一種清潔無污染的能源，有著巨大的開發(fā)前景。我國的太陽能資源比較豐富，從其分布來看，西部地區(qū)的太陽能年福射總量均在5400MJ/(m.a)以上，西藏地區(qū)更是達到了 6700MJ/(m.a)，開發(fā)太陽能對于西部的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。利用太陽能的關(guān)鍵是提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，目前一般情況下仍是采用太陽能電池板固定朝南安裝的方式對太陽能進行采集，也有利用太陽的運動規(guī)律采用定時的方法對太陽進行跟蹤，但這些方法均沒有充分利用太陽能資源，轉(zhuǎn)換效率較低，成本高。為了解決這些問題，人們設(shè)計了各種各樣的太陽能自動跟蹤裝置。然而，為了實現(xiàn)太陽能自動跟蹤裝置的功能，就必須有一些合適的傳感器。目前，用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器大多是一些單一功能的傳感器，并不能提高轉(zhuǎn)換效率，提尚跟蹤精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器，能夠同時檢測方位角和高度角，并可以檢測太陽光的強度。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種適用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器，包括外圈、內(nèi)圈、光電二極管1、光電二極管I1、光電二極管II1、光電二極管IV、光電池1、光電池I1、光電池II1、光電池IV和光電池V ；
[0005]所述的光電二極管1、光電二極管I1、光電二極管III和光電二極管IV分別安裝在外圈的東西南北四個方向上，其中光電二極管I和光電二極管III東西對稱安裝在外圈上，用于檢測太陽由東向西運動的偏轉(zhuǎn)角度即方位角；光電二極管II和光電二極管IV南北對稱安裝在外圈上，用于檢測太陽的南北方向的偏轉(zhuǎn)角度即高度角；
[0006]所述的內(nèi)圈用于放置光電池，內(nèi)圈為五個部分，包括中間小圓部分以及將外圈與小圓之間的圓環(huán)均分而成的四個象限，所述的四個象限為跟蹤定位象限，用于產(chǎn)生方位角和高度角的跟蹤控制信號，所述的中間小圓部分為太陽照度探測象限；所述的光電池1、光電池I1、光電池II1、光電池IV和光電池V分別安裝在內(nèi)圈的五個部分上，其中光電池V安裝在中間小圓部分，光電池V作為照度傳感器來檢測太陽的輻射照度，用于控制太陽能自動跟蹤裝置是否工作。
[0007]所述的內(nèi)圈的五個部分的面積相等。
[0008]所述的光電二極管1、光電二極管I1、光電二極管III和光電二極管IV的性能參數(shù)相同；所述的光電池1、光電池I1、光電池II1、光電池IV和光電池V面積相等且性能參數(shù)相同。
[0009]所述的光電池1、光電池I1、光電池II1、光電池IV和光電池V上設(shè)有焦距可調(diào)的光學(xué)系統(tǒng)，當光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)照到光電池上時，調(diào)節(jié)所述光學(xué)系統(tǒng)，使光斑正好完全覆蓋光電池；所述的光學(xué)系統(tǒng)的焦平面旁設(shè)置遮光片，用于減弱光強，避免光電池飽和。
[0010]本發(fā)明為雙軸跟蹤，能夠同時在方位角和高度角兩個方向跟蹤，南北對稱的光電二極管能夠粗略檢測太陽南北方向的偏轉(zhuǎn)角度即高度角，東西對稱的光電二極管則能夠粗略檢測太陽由東向西運動的偏轉(zhuǎn)角度即方位角；五個光電池能夠檢測太陽光的強度，在夜晚、陰天或者太陽光輻照度低于工作照度時自動關(guān)機，節(jié)約能源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所述的適用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖中:1_外圈；2-內(nèi)圈；3-光電二極管I ;4_光電二極管II ;5_光電二極管III ;6-光電二極管IV ;7_光電池I ;8_光電池II ;9_光電池III ; 10-光電池IV ; 11-光電池V。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實施方法對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0014]如圖1所示，一種適用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器，包括傳外圈1、內(nèi)圈2、光電二極管I 3、光電二極管II 4、光電二極管III 5、光電二極管IV 6、光電池I 7、光電池II 8、光電池III9、光電池IV 10和光電池V Ilo光電二極管I 3和光電二極管III 5東西對稱安裝在外圈I上，用來粗略的檢測太陽由東向西運動的偏轉(zhuǎn)角度即方位角。另一對光電二極管II 4和光電二極管IV 6南北對稱安裝在外圈I上，用來粗略檢測太陽的南北方向的偏轉(zhuǎn)角度即高度角。
[0015]放置光電池的內(nèi)圈2被分成5個部分，中間為一個小圓，將外圈I與小圓之間的圓環(huán)分成四個象限1、I1、II1、IV。小圓為第V象限，并且使5個象限的面積相等。1、I1、IIiav象限為跟蹤定位象限，用于產(chǎn)生方位角和高度角的跟蹤控制信號，V象限為太陽照度探測象限。將五片面積相等、性能參數(shù)相同的光電池I 7、光電池II 8、光電池1119、光電池
IV10和光電池V 11安裝在所設(shè)計的5個象限內(nèi)，當太陽光照射到光電池上時，必然產(chǎn)生光電流。在光電池正上方放置一個焦距可調(diào)的光學(xué)系統(tǒng)，當光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)照到光電池上時，調(diào)節(jié)該光學(xué)系統(tǒng)，使光斑正好完全覆蓋5片光電池，為避免光電池飽和，在光學(xué)系統(tǒng)的焦平面附近加一遮光片以減弱光強。
[0016]所述傳感器可以對太陽方位角和高度角進行雙軸跟蹤，對于方位角跟蹤而言，當太陽光與電池板垂直的方向照射到該傳感器上時，光電二極管II 4和光電二極管IV6接受到的光照度相同，光電池I 7和光電池III 9接受到的光照度也相同，運算放大器輸出為零；當太陽光偏離電池板垂直方向一個小角度時，光電二極管II 4和光電二極管IV 6可能受到環(huán)境的影響，不會反映出太陽光線的變化；而由于光電池I 7和光電池III 9產(chǎn)生的光電流不一樣，運算放大器就會輸出差值信號，該差值信號送入控制單元，控制太陽能自動跟蹤裝置調(diào)整太陽能電池板的角度，直到太陽能電池板與太陽光垂直為止。而當太陽光偏離一個較大角度時，內(nèi)圈2內(nèi)的光電池I 7、光電池II 8、光電池III9、光電池IV 10和光電池
V11可能接受不到太陽光，而外圈I的光電二極管II 4和光電二極管IV 6能反映出照度差值，該信號經(jīng)運算放大器后送入控制單元，控制太陽能自動跟蹤裝置調(diào)整太陽能電池板的角度，當達到太陽光偏離電池板垂直方向一個小角度時，系統(tǒng)自動切換到光電池I 7和光電池III 9進行探測跟蹤。高度角跟蹤原理與方位角跟蹤原理類似。
[0017]光電池V 11作為照度傳感器來檢測太陽的輻射照度，可用來控制太陽能自動跟蹤裝置是否工作。在夜晚、陰天或者太陽光輻照度低于工作照度時自動關(guān)機，節(jié)約能源。其工作原理為:當光電池I 7和光電池III9，光電池II 8和光電池IV 10,光電二極管II 4和光電二極管IV 6，光電二極管I 3和光電二極管III 5之間均無差值信號輸出時，根據(jù)對設(shè)定閾值的工作照度與光電池V 11輸出信號的比較結(jié)果由單片機輸出關(guān)機或開機信號。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器，其特征在于，包括外圈、內(nèi)圈、光電二極管1、光電二極管I1、光電二極管II1、光電二極管IV、光電池1、光電池I1、光電池II1、光電池IV和光電池V ； 所述的光電二極管1、光電二極管I1、光電二極管III和光電二極管IV分別安裝在外圈的東西南北四個方向上，其中光電二極管I和光電二極管III東西對稱安裝在外圈上，用于檢測太陽由東向西運動的偏轉(zhuǎn)角度即方位角；光電二極管II和光電二極管IV南北對稱安裝在外圈上，用于檢測太陽的南北方向的偏轉(zhuǎn)角度即高度角； 所述的內(nèi)圈用于放置光電池，內(nèi)圈為五個部分，包括中間小圓部分以及將外圈與小圓之間的圓環(huán)均分而成的四個象限，所述的四個象限為跟蹤定位象限，用于產(chǎn)生方位角和高度角的跟蹤控制信號，所述的中間小圓部分為太陽照度探測象限；所述的光電池1、光電池I1、光電池II1、光電池IV和光電池V分別安裝在內(nèi)圈的五個部分上，其中光電池V安裝在中間小圓部分，光電池V作為照度傳感器來檢測太陽的輻射照度，用于控制太陽能自動跟蹤裝置是否工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器，其特征在于，所述的內(nèi)圈的五個部分的面積相等，所述的光電二極管1、光電二極管I1、光電二極管III和光電二極管IV的性能參數(shù)相同；所述的光電池1、光電池I1、光電池II1、光電池IV和光電池V面積相等且性能參數(shù)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于太陽能自動跟蹤裝置的傳感器，其特征在于，所述的光電池1、光電池I1、光電池II1、光電池IV和光電池V上設(shè)有焦距可調(diào)的光學(xué)系統(tǒng)，當光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)照到光電池上時，調(diào)節(jié)所述光學(xué)系統(tǒng)，使光斑正好完全覆蓋光電池；所述的光學(xué)系統(tǒng)的焦平面旁設(shè)置遮光片，用于減弱光強，避免光電池飽和。
【文檔編號】G05D3/12GK104503475SQ201410677873
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】龍鄒 申請人:廣西大學(xué)