电磁辐射收集器制造技术

本发明专利技术提供了一种电磁辐射收集器。所述电磁辐射收集器具有用于收集和集中电磁辐射并将其导向目标的集中腔，所述集中腔具有至少一个进入开口，所述进入开口具有一个横截面。收集器还具有通道区域，所述通道区域包括具有横截面、用于接收电磁辐射的入口端，与集中腔的进入开口相邻的出口端，以及位于入口端和出口端之间的至少一个反射壁面。进入开口的横截面小于通道区域入口端的横截面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及收集电磁辐射。
技术介绍
电磁(EM)辐射的收集和集中是众所周知的。无线电波典型地使用 抛物柱面反射器来收集和集中。太阳辐射则使用抛物柱面反射镜或透镜来 收集和集中。前一种装置的缺点在于需要相对较高的高度和收集面积比， 后一种装置则昂贵、沉重且易碎。两种类型装置共同的缺点在于需要追踪 源以适当地实现其功能。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种电磁辐射收集和集中装置以设法克服现有技术 中的至少一些缺陷，所述的电磁辐射收集和集中装置可以覆盖很大的面 积，具有低矮的外形，不需要追踪源，并且可以构造成相对较轻，也更便宜。迫切需要的是能够从可再生能源中产生能量。太阳能就是一种这样的 能源，其具有被开发的潜力。传统的用来收集辐射能量并以可利用形式产 生能量的装置都苦于其较高的基本费用和/或不能够产生对于许多应用装 置而言足够高的温度。本专利技术通过提供一种辐射能量集中装置来设法克服 现有技术中的这些缺点，这种辐射能量集中装置能够从一个相对较大的区 域收集能量，并将其集中到一个小的目标区域上。所述装置制造起来相对 便宜，在结构上比较轻，并且具有产生高的目标温度的潜力，或者在通过 光电池转化成电的情况下，只需要小面积的电池，因此节约了成本。本专利技术旨在一种装置，这种装置能够以相对较低的成本覆盖相对较大 的收集区域，不需要具有特殊折射率的材料，这种装置的结构可以较轻，并且可以将辐射集中到一个单一的目标区域上。本专利技术能够比现有技术的集中装置的质量更小，外形更小。本专利技术还 能够具有高的集中因数。其适用于任何希望收集和集中电磁辐射的应用， 特别地可用于太阳辐射的收集和集中。在太阳辐射的情况下，根据本专利技术 的装置可以和光电池结合在一起使用或用于加热流体以将太阳能利用于 期望的用途。在无线电频率辐射的情况下，所述主题的装置可以被用于收 集、聚焦和调整辐射。这种装置的一个例子具有通道区域的组件，所述通道区域的组件用于 收集和集中入射的电磁福射。还公开了制造这种主题的装置的方法。本专利技术的特定实施例提供了一种电磁辐射收集器，其具有用于收集和 集中电磁辐射并将其导向目标的集中腔，所述集中腔具有至少一个进入开 口，所述的进入开口具有横截面。收集器还具有一通道区域，所述的通道 区域包括具有一横截面、用于接受电磁辐射的入口端，与所述集中腔的进 入开口相邻的出口端，以及至少一个位于入口端和出口端之间的反射壁 面。所述进入开口的横截面小于所述集中腔入口端的横截面。本专利技术的其它实施例提供了用于收集电磁辐射的方法。这种方法包括 在通道区域内引导电磁辐射，所述的通道区域具有用于接收电磁辐射的入 口端、出口端和至少一个位于入口端和出口端之间的反射壁面，所述的入口端具有横截面；在集中腔内收集和集中电磁辐射，所述的集中腔具有与 所述通道区域出口端相邻的至少一个进入开口，所述的进入开口具有横截 面；以及将收集和集中的电磁辐射导向目标。所述进入开口的横截面小于 所述通道区域入口端的橫截面。本专利技术的进一步其它实施例提供了电磁辐射收集器，其具有锥形部 件，所述的锥形部件具有用于接收电磁辐射的入口端，其具有沿第一方向 的中心轴，和垂直于所述第一方向的横截面；出口端，其具有沿第二方向 的中心轴，和垂直于第二方向的横截面；以及连接所述入口端和出口端的 壁面，所述的壁面能够将所述入口端接收的电磁辐射导向所述出口端。所 述入口端的横截面大于所述出口端的横截面，并且所述第二方向与所述第 一方向不平行。附图说明从下文中对多个本专利技术优选实施例的更具体的描述，以及附图中示出 的内容，本专利技术前述的以及其它的特性和优点将非常明显，在附图中相似 的附图标记通常表示相同的、在功能上类似的、和/或结构上类似的部件。附图1示出了本专利技术的第一实施例;附图2示出了本专利技术的第二实施例；附图3示出了本专利技术的第三实施例；附图4示出了本专利技术第四实施例的截面附图5示出了本专利技术第五实施例的截面附图6示出了本专利技术的第六实施例；附图7示出了本专利技术的第七实施例。具体实施例方式本专利技术的一个示例性实施例已在附图中示出，并在此进行描述。 根据本专利技术的一种装置的一个实例包括具有通道区域的组件，其中电 磁辐射可以在通道区域内被内部反射。通道区域构造成使至少部分进入通 道区域的开阔端部的电磁辐射在通道区域内被引导，从而沿与其进入方向 不同的方向离幵通道区域的狭窄端部。通道的开阔端部被设置形成为一个 平面，所述的平面在此被称为收集表面。电磁辐射落在收集表面上，并进 入通道区域的开阔端部。电磁辐射从通道区域的壁面被反射，以便被引导 从通道区域的狭窄端部离开。这一过程的实现是通过确保在每一个反射点 处，电磁辐射相对于反射表面的入射角都小于90度。 一种确保如此的方 法就是入射到收集表面的电磁辐射的较大的角度弧度使通道区域成形为 使得通道区域的长度要比其在开阔端部的宽度更长。在一些实施例中，这 提供了通道区域壁面的一个小的锥形角，因此，实现了对于一个较宽范围 的电磁辐射入射角的反射角的要求。通道区域的长度与其开阔端部宽度的 比率期望地是在2到1000之间，更优选地是5到100之间，最优选地是 10到50之间。图1示出了单一通道区域和典型路径20的一个实施例， 电磁辐射可能在通道区域内经过所述典型路径20。通道区域可以由固体材料制成，所述的固体材料能够传输要被收集和集中的电磁辐射，并且具有将电磁辐射反射回到通道区域内的壁面。在本 专利技术的另一个实施例中，通道区域形成为多个空腔，其中空腔的壁面能够 将电磁辐射反射回到空腔内。在本专利技术的一个实施例中，通道区域组件的狭窄端部被聚集在一起， 且聚集而成的面积小于通道区域组件的开阔端部的面积。在这样的实施例 中，在开阔端部区域收集的电磁辐射就被集中到狭窄端部区域。这一实施例的例子如图2所示。在本专利技术的一个特定实施例中，通道区域的狭窄端部通向集中腔内， 所述的集中腔用于进一步集中离开通道区域狭窄端部的辐射。通道区域的 狭窄端部通向集中腔的一个面，其中集中腔的这个面能够反射电磁辐射。 集中腔的这些面中的至少一个，优选地是只有一个面是可传输或者可吸收 电磁辐射的，其余的面则反射电磁辐射。集中腔的可传输或可吸收的面是 一个端口，这里被定义为出口，通过所述的端口，被集中的电磁辐射能够 离开装置或被吸收，并以期望的方式被利用。在一个实施例中，利用电磁 辐射的目标放置在出口处。通向集中腔的通道区域的狭窄端部设置成使离 开通道区域狭窄端部的电磁辐射被直接地或经过集中腔的反射面一次或 多次反射后导向出口。这样一种构造的例子如图3所示，该图示出了所述 装置一部分的截面示意图。在图3中，装置100具有通道区域120，所述 的通道区域120具有开阔端部130和狭窄端部140。集中腔200具有入口 210和出口 220。在图3中还示出了指示路径22， 一束电磁辐射可以通过 所述的指示路径22穿过装置。在另一个可替换的实施例中，集中腔200 可以在其另一端具有附加出口 230，这使得任何朝向集中腔这一端反射的 电磁辐射也都可以被利用。这将使装置的成本稍许增加，但可以增加其效 率。为了使进入集中腔的电磁辐射导向出口 ，还提供一种具有低矮外形的 装置，期望的是使电磁辐射在通道区域内被转向以使得垂直于通道区域狭 窄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁辐射收集器，具有：集中腔，用于收集和集中电磁辐射，并将电磁辐射导向目标，所述集中腔具有至少一个进入开口，所述进入开口具有横截面；以及通道区域，所述通道区域包括用于接受电磁辐射的入口端，所述入口端具有横截面，与所述集中腔的进入开口相邻的出口端，以及至少一个反射壁面，所述反射壁面位于入口端和出口端之间，其中，所述进入开口的横截面小于所述通道区域的入口端的横截面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿拉斯泰尔麦金杜霍奇斯，加里钱伯斯，
申请(专利权)人：环球生物传感器有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]