全自动跟踪太阳直接辐射表制造技术

一种全自动跟踪太阳直接辐射表，其特殊之处是：包括太阳直接辐射传感器，用于接受太阳光垂直照射并实时测量太阳直接辐射值；光平衡传感器Ⅰ，用于感应太阳相对于太阳直接辐射传感器的高度角偏移量；光平衡传感器Ⅱ，用于感应太阳相对于太阳直接辐射传感器的水平方向偏移量；台架，用于将太阳直接辐射传感器、光平衡传感器固定于同一平面；驱动装置，用于驱动台架在垂直方向和水平方向上运动，实现双轴跟踪；微控制器，用于向驱动装置发出命令，台架运动使太阳光垂直照射到太阳直接辐射传感器内，计算出全天的太阳直接辐射量。其具有自动调正太阳赤纬角、对太阳实现全天候实时追踪，测量精度高，跟踪速度快等优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
全自动跟踪太阳直接辐射表
本技术涉及太阳辐射的测量设备，特别是一种双轴跟踪的全自动跟踪太阳直接辐射表。广泛应用于太阳能利用、气象、农业、建筑材料及生态考查部门。
技术介绍
传统的太阳直接辐射表采用一维跟踪，即从东向西，每天需调整太阳赤纬角，而且跟踪精度差。
技术实现思路
本技术的目的是为了提供一种使太阳光垂直照射到辐射传感器上、太阳赤纬角自动调正、对太阳实现全天候自动实时追踪的全自动跟踪太阳直接辐射表，测量精度高， 跟踪速度快，无需每天繁琐调试和经常性维护。本技术的技术方案是:该全自动跟踪太阳直接辐射表，其特殊之处是:包括太阳直接辐射传感器，用于接受太阳光垂直照射并实时测量太阳直接辐射值；光平衡传感器I，用于感应太阳相对于所述太阳直接辐射传感器的高度角偏移量;光平衡传感器II，用于感应太阳相对于所述太阳直接辐射传感器的水平方向偏移量;台架，用于将所述太阳直接辐射传感器、光平衡传感器I和光平衡传感器II固定于同一平面；驱动装置，用于与所述台架相连接并驱动台架在垂直方向和水平方向上运动，实现双轴跟I[!示；微控制器，用于接收来自所述光平衡传感器I和光平衡传感器II的偏移量信号并向所述驱动装置发出驱动台架在垂直方向或水平方向上运动的命令，使太阳光垂直照射到所述太阳直接辐射传感器内；并实时接收太阳直接辐射值信号，计算出全天的太阳直接辐射量。所述太阳直接辐射传感器的光筒内设有锥面内筒、光栏、热电堆和干燥剂，所述热电堆表面涂有黑色涂层，其热结点设于所述黑色涂层上，冷结点设于机体内，使其在线性范围内产生的温差电势与太阳直接辐照度成正比。所述驱动装置由固定于底座内的水平电机、安装于齿轮箱内的俯仰电机、齿轮传动机构组成，所述台架下方固定有支架，所述支架与所述齿轮箱利用传动轴连接，所述齿轮传动机构由固定在所述俯仰电机输出轴上的齿轮1、设于所述传动轴上并与所述齿轮I相啮合的齿轮II组成，所述水平电机的输出轴端部伸出底座与所述齿轮箱底部紧固连接。以达到俯仰电机转动时，传动轴带动支架及设有太阳直接辐射传感器与光平衡传感器1、II 的台架沿垂直方向转动，水平电机转动时，其输出轴带动齿轮箱、支架和台架一起沿水平方向转动。本技术的优点是:由于采用两个四象限光平衡传感器，并采用二维自动跟踪方式，在跟踪水平方向偏移量的同时，实现太阳赤纬角(太阳高度角)的跟踪自动调整，自动跟踪太阳运行。光平衡传感器反应灵敏，即使是微弱的信号，也能产生相应，因此无论安装在哪个经纬度，也无论何种天气条件，均能精确的测量出每天不同时刻太阳直接辐射值和全天的太阳直接辐射量。无需调试、无需维护，测量精度高，跟踪速度快，是户外测量太阳直接福射的最好选择。本技术与传统的半自动太阳直接辐射表相比优点如下表:— I传统太阳直接辐射表1本技术 _调试需每天调试一次无需调试维护需每周维护两次无需维护跟踪方式一维跟踪_二维全方位跟踪跟踪精度了±1.0°<±0.5°^艮踪速度出现偏差 —快，全天无偏差王r乍方式I半自动测量I全自动测量 ^【附图说明】图1是本技术的结构示意图(省略微控制器);图2是本技术的太阳直接辐射传感器的光筒的剖视图；图3是本技术的原理`图。图中:光平衡传感器I 1、光平衡传感器II 2、太阳直接辐射传感器3、光筒301、内筒302、光栏303、热电堆304、台架4、支架5、传动轴6、俯仰电机7、齿轮箱8、底座9、水平电机10、齿轮I 11、齿轮II 12。【具体实施方式】如图所示，该全自动跟踪太阳直接辐射表，包括太阳直接辐射传感器3、光平衡传感器I 1、光平衡传感器II 2、台架4、驱动装置、微控制器。其中，太阳直接辐射传感器3，用于接受太阳光垂直照射并实时测量太阳直接辐射值。光平衡传感器I I采用粗调方式，用于感应太阳相对于所述太阳直接辐射传感器3的高度角偏移量。光平衡传感器II 2采用细调方式，用于感应太阳相对于所述太阳直接辐射传感器3的水平方向偏移量。台架4，用于将所述太阳直接辐射传感器3、光平衡传感器I I和光平衡传感器II 2固定于同一平面。驱动装置，用于与所述台架4相连接并驱动台架4在垂直方向和水平方向上运动。微控制器，用于接收来自所述光平衡传感器I I和光平衡传感器II 2的偏移量信号并向所述驱动装置发出驱动台架4在垂直方向或水平方向上运动的命令，使太阳光垂直照射到所述太阳直接辐射传感器3内，并实时接收太阳直接辐射值信号， 计算出全天的太阳直接辐射量，其采用高性能微处理器、具有大容量存储器，跟踪软件按照太阳运动轨迹与光追踪相结合方式运行。所述太阳直接辐射传感器3的光筒301内设有锥面内筒302、光栏303、感应部件和干燥剂，锥面内筒302、光栏303防止杂散光进入，感应部件采用线绕电镀或多接点热电堆304，本实施例采用多接点热电堆304，所述热电堆304表面涂有黑色涂层，其热结点设于所述黑色涂层上，冷结点设于机体内，使其在线性范围内产生的温差电势与太阳直接辐照 度成正比。所述驱动装置由固定于底座9内的水平电机10、安装于齿轮箱8内的俯仰电机7、 齿轮传动机构11组成，所述台架4下方固定有支架5，所述支架5与所述齿轮箱8利用传动 轴6连接，所述齿轮传动机构11由固定在所述俯仰电机7输出轴上的齿轮I 11、设于所述 传动轴6上并与所述齿轮I 11相啮合的齿轮II 12组成，所述水平电机10的输出轴端部伸 出底座9与所述齿轮箱8底部紧固连接。工作过程:当太阳高度角发生变化时，光平衡传感器I I发出信号给微控制器，微 控制器驱动俯仰电机7运转，传动轴6带动支架及设有太阳直接辐射传感器3与光平衡传 感器1、11 1、2的台架4沿垂直方向转动(俯仰运动)，使太阳光垂直照射到太阳直接传感器 3的光筒内的感应部件上。当水平方向发生偏移时，光平衡传感器II 2发出信号给微控制 器，微控制器驱动水平电机10运转，其输出轴带动齿轮箱8、支架5和台架4 一起沿水平方 向转动。使太阳光垂直照射到太阳直接辐射传感器3的光筒内的感应部件上。实现二维自 动跟踪，从而实现全天候对太阳的自动跟踪。水平运行角度(太阳方位角)范围为0-270°， 垂直调整角度(太阳赤纬角)范围为-45°?+45°。本技术所述的辐射表可与日照时数记录仪连接，当太阳直接辐射值超过 120W/ Hl2时日照时数记录仪可直接测量日照时数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动跟踪太阳直接辐射表，其特征在于：包括太阳直接辐射传感器，用于接受太阳光垂直照射并实时测量太阳直接辐射值；光平衡传感器Ⅰ，用于感应太阳相对于所述太阳直接辐射传感器的高度角偏移量；光平衡传感器Ⅱ，用于感应太阳相对于所述太阳直接辐射传感器的水平方向偏移量；台架，用于将所述太阳直接辐射传感器、光平衡传感器Ⅰ和光平衡传感器Ⅱ固定于同一平面；驱动装置，用于与所述台架相连接并驱动台架在垂直方向和水平方向上运动，实现双轴跟踪；微控制器，用于接收来自所述光平衡传感器Ⅰ和光平衡传感器Ⅱ的偏移量信号并向所述驱动装置发出驱动台架在垂直方向或水平方向上运动的命令，使太阳光垂直照射到所述太阳直接辐射传感器内；并实时接收太阳直接辐射值信号，计算出全天的太阳直接辐射量。

【技术特征摘要】
1.一种全自动跟踪太阳直接辐射表，其特征在于:包括太阳直接辐射传感器，用于接受太阳光垂直照射并实时测量太阳直接辐射值；光平衡传感器I，用于感应太阳相对于所述太阳直接辐射传感器的高度角偏移量；光平衡传感器II，用于感应太阳相对于所述太阳直接辐射传感器的水平方向偏移量；台架，用于将所述太阳直接辐射传感器、光平衡传感器I和光平衡传感器II固定于同 一平面；驱动装置，用于与所述台架相连接并驱动台架在垂直方向和水平方向上运动，实现双 轴跟踪；微控制器，用于接收来自所述光平衡传感器I和光平衡传感器II的偏移量信号并向所 述驱动装置发出驱动台架在垂直方向或水平方向上运动的命令，使太阳光垂直照射到所述 太阳直接辐射传感器内；并实时接收太...

【专利技术属性】
技术研发人员：闻宝民，朱桂萍，何丽，
申请(专利权)人：锦州阳光气象科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：