太阳方位探测器及其构成的太阳方位自动跟踪装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及太阳方位探测和自动跟踪控制技术。本发明专利技术针对现有技术的太阳探测器容易受到干扰的缺点，公开了一种太阳方位探测器及其构成的太阳方位自动跟踪装置。本发明专利技术的太阳方位探测器，东向传感器、西向传感器和南向传感器、北向传感器之间仅由隔板隔离，距离非常近，可以认为处于完全相同的环境，特别是被遮光板遮挡的相等部分，可以感应相同的漫反射等干扰信号，并相互抵消，极大地提高了探测器的抗干扰能力。本发明专利技术的太阳方位自动跟踪装置，采用本发明专利技术的太阳方位传感器作为跟踪装置的前端探测器，可以提高太阳跟踪装置可靠性和跟踪精度。本发明专利技术可以广泛用于太阳能发电、太阳能热水器等系统中，提高太阳能利用率。

【技术实现步骤摘要】
太阳方位探测器及其构成的太阳方位自动跟踪装置
本专利技术涉及太阳能应用领域，特别涉及太阳方位探测和自动跟踪控制技术。
技术介绍
太阳能可以说是一种取之不尽用之不竭的清洁能源。太阳能利用是当前炙手可热领域，包括太阳能发电、太阳能热水器、太阳能灶等。这些应用，为了获得最大的太阳能利用率，都需要使太阳能接收装置(如太阳能电池板、集热器、反射器等)时刻正对太阳，这些都离不开太阳跟踪技术。现有技术的太阳跟踪系统，一般包括太阳方位探测器、控制系统和伺服机构等部分。太阳方位探测器大都由光敏传感器构成，根据接收的太阳能产生控制信号，控制系统根据该信号驱动伺服机构对太阳进行跟踪。现有技术太阳跟踪控制系统，已经从传统的模拟技术发展到今天的数字控制技术。在太阳跟踪控制系统中，太阳方位探测器是最关键的部件，其性能直接影响到跟踪精度，常用的光电式探测器采用光电传感器，如光电池、光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻等，根据感应的太阳光线产生电信号。这种探测器具有结构简单，成本低的特点，但受散射光、云雾衰减等多种因素的干扰，工作不稳定，甚至无法感应。广州中科院工业技术研究院的人员在2010年第一期的《太阳能》期刊上，以《太阳能集热器跟踪传感器》为题，介绍了一种太阳能跟踪传感器。把四个光敏二极管设置在一个圆桶内组成电桥，虽能稳定工作，但不能排除云雾干扰。于是，又在外面设置了两个寻源启动光敏二极管，这两个光敏二极管没有组成电桥电路，这样又降低了抗干扰性能，影响工作的稳定性，难以在产品中使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，就是针对现有技术的太阳探测器容易受到散射光干扰，特别是云雾产生的衰减、漫反射干扰的缺点，提供一种太阳方位探测器及其构成的自动跟踪装置，提高探测器抗干扰能力和工作稳定性。本专利技术解决所述技术问题，采用的技术方案是，太阳方位探测器，包括分别接收东、西、南、北方向太阳能的东向传感器、西向传感器、南向传感器和北向传感器，所述传感器位于与入射阳光垂直的平面上，其特征在于，所述平面被相互垂直的第一隔板和第二隔板分割为东、西、南、北四个部分；其中，东向传感器和西向传感器分别位于东西部分并对称地位于第一隔板两边，南向传感器和北向传感器分别位于南北部分并对称地位于第二隔板两边；所述隔板上设置有遮光板，所述遮光板与所述平面平行，分别遮挡东向传感器、西向传感器和南向传感器、北向传感器的部分直射光线，并且东向传感器和西向传感器被遮光板遮挡的部分相等，南向传感器和北向传感器被遮光板遮挡的部分相等。本专利技术的太阳方位探测器，东向传感器、西向传感器和南向传感器、北向传感器之间仅由隔板隔离，距离非常近，可以认为处于完全相同的环境，特别是被遮光板遮挡的相等部分，可以感应相同的漫反射等干扰信号，并相互抵消，极大地提高了探测器的抗干扰能力。具体的，所述第一隔板和第二隔板由一张矩形隔板折弯构成。第一隔板和第二隔板为整体结构，便于加工和安装。具体的，所述传感器均为光电传感器。采用光电传感器作为光信号感应装置，技术成熟，便于后续电路处理。进一步的，所述东向传感器、西向传感器具有相同型号和参数，所述南向传感器、北向传感器具有相同型号和参数。对应位置的传感器具有相同型号和参数，可以提高探测精度和抗干扰能力。进一步的，所述东向传感器、西向传感器分别位于电桥的不同桥臂，所述电桥桥臂中点为信号输出端；所述南向传感器、北向传感器分别位于另一电桥的不同桥臂，该另一电桥桥臂中点为信号输出端。采用电桥电路作为信号输出电路，抗干扰能力强，灵敏度高。进一步的，所述信号输出端反相并联两只三极管，两只三极管的控制端分别连接两个桥臂中点。输出端接入三极管(可以是双极型三极管或场效应三极管)可以对电路进行隔离，降低相互干扰。更进一步的，所述东向传感器对应位置的背面安装有传感器，用于探测东方初升的太阳。该增加的传感器，可以探测次日东方初升的太阳，为跟踪装置复位、实现无人值守提供条件。进一步的，所述传感器与东向传感器并联。将增加的传感器与东向传感器并联，可以简化接入电路，降低成本。本专利技术的太阳方位自动跟踪装置，包括太阳方位传感器、控制系统和伺服机构，其特征在于，所述控制系统与太阳方位传感器连接，接收太阳方位传感器输出信号驱动所述伺服机构对太阳进行跟踪。采用本专利技术的太阳方位传感器作为跟踪装置的前端探测器，可以提高太阳跟踪装置可靠性和跟踪精度。具体的，所述控制系统接收东向传感器和西向传感器输出的信号驱动所述伺服机构对太阳方位角进行跟踪，接收南向传感器和北向传感器输出的信号驱动所述伺服机构对太阳仰角进行跟踪。本专利技术的有益效果是，由四个光电传感器提供空间四个方向的感应跟踪，保证任何一个角度的感应，传感器的巧妙配置结合遮光板的作用，能有效地克服在云雾天时所造成的传感器感应不及时或无法感应跟踪的缺点。本专利技术传感器的结构和控制电路都很简单，成本低廉，安全隐患少，便于推广应用。本专利技术进一步增加一只光电传感器，可确保次日东升的太阳的光线被感知，从而能够实现全天候全无人值守的自动跟踪。附图说明图1是实施例1的立体图；图2是图1的俯视图；图3是图1的仰视图；图4是实施例1的电桥结构示意图；图5是实施例1的另一电桥结构示意图；图6是跟踪装置电路结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例，详细描述本专利技术的技术方案。本专利技术的太阳方位探测器，包括分别接收东、西、南、北方向太阳能的东向传感器、西向传感器、南向传感器和北向传感器。为了能够最大限度地接收太阳能，这4只传感器位于与入射阳光垂直的平面上。这4只传感器被分成2组，分别位于被相互垂直的第一隔板和第二隔板分隔的东、西、南、北四个部分。其中，东向传感器和西向传感器为一组，分别位于东西部分并对称地位于第一隔板两边；南向传感器和北向传感器为一组，分别位于南北部分并对称地位于第二隔板两边。隔板上设置有与所述平面平行的遮光板，分别遮挡两组传感器中两只传感器的相等部分的直射阳光。每一组中，两只传感器处于遮光板的两侧，环境相似，受散射光，温度等干扰因素所产生的干扰信号(电流)是相等的，能够在电路上相互抵消，只有直射阳光在两个传感器上产生的感应信号(电流)才作为有用信号，并被成倍输出(同一组中，一只传感器信号减少，对应的另一只传感器信号增加)。所以本专利技术的探测器识别能力强，工作稳定性高，传感器的结构以及后续控制电路都很简单，成本低廉，便于推广应用。实施例1参见图1、图2和图3。本例太阳方位探测器，包括东向传感器U2、西向传感器U1、南向传感器U3和北向传感器U4，以及东向传感器U2、西向传感器U1对应位置的背面安装的传感器U6、U5。图1中，传感器U1、U4不可见，用虚线表示。传感器U2、U1、U3、U4分别接收东、西、南、北方向太阳光，产生感应信号。其中，传感器U2、U1产生太阳方位角变化的感应信号，用于太阳方位角的跟踪；传感器U3、U4产生太阳仰角变化的感应信号，用于太阳仰角的跟踪；传感器U6用于探测器处于西方时，探测次日东方初升的太阳，主要作用是提供系统复位信号，使探测器由向西复位到向东，以便开始新一天的伺服跟踪。传感器U5用于平衡电路。为了能够最大限度地接收太阳能，提高感应灵敏度，传感器U2、U1、U3、U4布置在与入射阳光垂直的平面1上。这4只传感器被分成2组，分别被本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．太阳方位探测器，包括分别接收东、西、南、北方向太阳能的东向传感器、西向传感器、南向传感器和北向传感器，所述传感器位于与入射阳光垂直的平面上，其特征在于，所述平面被相互垂直的第一隔板和第二隔板分割为东、西、南、北四个部分；其中，东向传感器和西向传感器分别位于东西部分并对称地位于第一隔板两边，南向传感器和北向传感器分别位于南北部分并对称地位于第二隔板两边；所述隔板上设置有遮光板，所述遮光板与所述平面平行，分别遮挡东向传感器、西向传感器和南向传感器、北向传感器的部分直射光线，并且东向传感器和西向传感器被遮光板遮挡的部分相等，南向传感器和北向传感器被遮光板遮挡的部分相等。

【技术特征摘要】
1.太阳方位探测器，包括分别接收东、西、南、北方向太阳能的东向传感器、西向传感器、南向传感器和北向传感器，所述传感器位于与入射阳光垂直的平面上，其特征在于，所述平面被相互垂直的第一隔板和第二隔板分割为东、西、南、北四个部分；其中，东向传感器和西向传感器分别位于东西部分并对称地位于第一隔板两边，南向传感器和北向传感器分别位于南北部分并对称地位于第二隔板两边；所述隔板上设置有遮光板，所述遮光板与所述平面平行，分别遮挡东向传感器、西向传感器和南向传感器、北向传感器的部分直射光线，并且东向传感器和西向传感器被遮光板遮挡的部分相等，南向传感器和北向传感器被遮光板遮挡的部分相等，所述东向传感器、西向传感器分别位于电桥的不同桥臂，所述电桥桥臂中点为信号输出端；所述南向传感器、北向传感器分别位于另一电桥的不同桥臂，该另一电桥桥臂中点为信号输出端，所述信号输出端反相并联两只三极管，两只三极管的控制端分别连接两个桥臂中点；所述电桥具体包括电源正端、电源负端、第一信号输出端、第二信...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚必强，谢永春，周丹，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：51