金字塔式光源跟蹤探測器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提出一種新型的光源跟蹤探測器，主要應(yīng)用需要進行光學(xué)跟蹤的場合，用于探測光源的方位，如光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽方位的跟蹤，激光制導(dǎo)中對激光反射點位置的
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽能發(fā)電應(yīng)用中，每天太陽從東方升起，西方落下，如果光伏電池板固定，接受太陽效率相對較低，如果使光伏板的方向隨著太陽的運行旋轉(zhuǎn)，可提高太陽利用效率30%以上。激光制導(dǎo)導(dǎo)彈頭也有一個裝置，自動檢測轟炸目標反射的激光信號，自動調(diào)整導(dǎo)彈飛行方向，使導(dǎo)彈飛向目標，精準炸毀目標。在這些裝置上都需要有一個光電探測器，探測光源的位置。目前這一類的光電探測器，一般是在一個平面上分四個象限放置四個完全相同的面積型光電探測器，稱為四象限光電探測器，利用透鏡光學(xué)成像或擋板的方式來工作。但是這類探測器只能探測前方的光源信號，而透鏡成像式的接受角度更小。對于所跟蹤光源位于側(cè)后方的情形，就難以探測，比如前一天太陽落山后，光伏電池板朝向西方，第二天太陽升起后，太陽就位于側(cè)后方，這時候就難以探測，目前的處理方式時通過軟硬件控制較大幅度掃描出太陽方位。本發(fā)明提供一種大接受角度的光源跟蹤探測器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明基于上述技術(shù)問題提出了一種能精準測試光源方位同時大大增大了接受角度的光源跟蹤探測器。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
金字塔式光源跟蹤探測器，包括基座，所述基座為四棱錐結(jié)構(gòu)，在所述基座的四個三角形斜面上安裝有四個光電探測器;相對三角形斜面上的兩個所述光電探測器型號相同且相互對稱。
[0005]所述基座為正四棱錐結(jié)構(gòu)，所述基座上的四個三角形斜面上的光電探測器型號且安裝位置相同。
[0006]所述基座相對的兩個三角形斜面之間的夾角為60-120°。
[0007]本發(fā)明通過將光電探測器設(shè)計成四棱錐形狀，使得跟蹤角度范圍可達(360°-Θ)，其中Θ為相對兩個斜面的夾角，而目前常用的平面型四象限探測器跟蹤范圍最大180°。這對于太陽能跟蹤來說，前一天經(jīng)過跟蹤后整個系統(tǒng)偏西方，而第二天早晨太陽升起會光源在東方，有這樣的大角度探測器后我們就可以很快地跟蹤到太陽，無需通過大范圍掃描來找尋光源。而對于激光制導(dǎo)系統(tǒng)來說，激光制導(dǎo)導(dǎo)彈發(fā)射出去后，激光照射的目標很有可能在導(dǎo)彈的側(cè)后方，這樣的大角度探測器能幫助系統(tǒng)較快捕捉到目標。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明金字塔式光電探測器示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明金字塔式光電探測器截面圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明:
圖1為本發(fā)明金字塔式光電探測器示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的金字塔式光電探測器包括基座和光電探測器?；牡酌媸钦叫?，四周是四個等腰三角形所組成的幾何體，即基座為一正四棱錐。本發(fā)明的金字塔式光電探測器的基座可以做成空心或?qū)嵭?，材料采用絕緣材料。在基座的四個三角形斜面上，緊貼著表面安裝四個具有一定光學(xué)接受面的光電探測器，相對三角形斜面上的兩個光電探測器型號相同且相互對稱。四個斜面上安裝的光電探測器位置相同并且安裝位置相同，光電探測器均采用的是2DU10硅光電池探測器。這樣，本發(fā)明的金字塔式光電探測器探測光源更加精準。在本發(fā)明中，四個光電探測器沿逆時針方向分別標號A、B、C、D。每一個光電探測器都有兩個引線，具體接線要看具體光電探測器類型。
[0011]圖2是本發(fā)明的金字塔式光電探測器沿著相對的兩個三角形斜面中心線所組成的平面所得到的截面圖，假設(shè)這兩個三角形斜面上分別貼著A、C探測器。如圖2所示，該截面是一個等腰三角形，三角形的頂角Θ其實也是對應(yīng)兩個三角形斜面的夾角，該角度理論上可選取0-180°范圍內(nèi)，實際應(yīng)用中綜合考慮探測靈敏度、跟蹤精度和跟蹤角度范圍，一般選取在60-120° 范圍。
[0012]在工作時，當(dāng)光源正對著金字塔式光電探測器的時候，即金字塔式光電探測器的四棱錐頂點正對著太陽。圖中A、C兩個由于型號相同，響應(yīng)相同，導(dǎo)致電學(xué)參數(shù)(電壓、電流或電阻等)變化相同，經(jīng)過探測電路轉(zhuǎn)化后，送入微機(如單片機)系統(tǒng)后，通過單片機程序比較對向兩個光電探測器產(chǎn)生的電信號大小，判斷得到此時整個系統(tǒng)正對著光源。如果光源在如圖2上方位置偏左側(cè)，A探測器接收到的光通量比C探測器接收到的要多，響應(yīng)就產(chǎn)生差異，導(dǎo)致電學(xué)參數(shù)變化就有差別，經(jīng)過電路轉(zhuǎn)化后，微機系統(tǒng)根據(jù)這兩個光電探測器接收到的參數(shù)變化大小判斷光源的偏向，發(fā)出控制信號，控制步進電機驅(qū)動機械系統(tǒng)調(diào)整方向，使整個系統(tǒng)正對著光源，直到兩個光電探測器接收到的電學(xué)信號相同。在垂直的另一個軸向，通過檢測B、D探測器的信號來驅(qū)動機械系統(tǒng)，矯正方向，這樣就達到了雙軸跟蹤的目的。經(jīng)過實驗測試，這種跟蹤式光伏電池系統(tǒng)每天產(chǎn)生的電量比固定式光伏系統(tǒng)多25%以上。
[0013]在圖2中當(dāng)光源位于本發(fā)明金字塔式光電探測器截面三角形左斜邊連線外左下側(cè)的時候，A探測器能接收到光信號，而C探測器接收不到信號，使得兩個光電探測器存在響應(yīng)差別，通過后續(xù)電路、微機系統(tǒng)和機械系統(tǒng)就可以調(diào)節(jié)方向迅速跟蹤到光源。理論上本發(fā)明的金字塔式光電探測器的跟蹤角度范圍可達(360°-Θ)，而目前常用的平面型四象限探測器跟蹤范圍最大180°。
[0014]本發(fā)明的金字塔式光電探測器通過長桿支起固定在光學(xué)跟蹤系統(tǒng)上，便于更早接收到太陽光。在金字塔式光電探測器的基座四棱錐的底面中心上打一個孔，把長桿插進去，用膠、螺絲等方式進行固定連接好，再將長桿固定在光學(xué)跟蹤系統(tǒng)上。本發(fā)明的金字塔式光電探測器的基座底面與光電跟蹤系統(tǒng)相互平行，在金字塔式光電探測器的四棱錐頂點正對著太陽時，光電跟蹤系統(tǒng)正好正對著太陽?；膫€三角形斜面上的光電探測器的引線通過基座內(nèi)部引出并與微機連接。本發(fā)明的長桿長度約為lm。
[0015]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.金字塔式光源跟蹤探測器，包括基座，其特征在于，所述基座為四棱錐結(jié)構(gòu)，在所述基座的四個三角形斜面上安裝有四個光電探測器;相對三角形斜面上的兩個所述光電探測器型號相同且相互對稱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金字塔式光源跟蹤探測器，其特征在于，所述基座為正四棱錐結(jié)構(gòu)，所述基座上的四個三角形斜面上的光電探測器型號且安裝位置相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金字塔式光源跟蹤探測器，其特征在于，所述基座相對的兩個三角形斜面之間的夾角為60-120°。
【專利摘要】本發(fā)明公開了金字塔式光源跟蹤探測器，包括基座，所述基座為四棱錐結(jié)構(gòu)，在所述基座的四個三角形斜面上安裝有四個光電探測器；相對三角形斜面上的兩個所述光電探測器型號相同且相互對稱。本發(fā)明通過將光電探測器設(shè)計成四棱錐形狀，使得跟蹤角度范圍大大增加，大大增大了接受角度，幫助光源跟蹤系統(tǒng)較快捕捉到目標。
【IPC分類】G01V8/10
【公開號】CN105652336
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】吳旭峰
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月14日