一种太阳方位测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太阳方位测量装置，属于测量领域。所述装置包括筒盖、筒体及基座；所述筒盖嵌入一平凸透镜；基座上固定二维四边形PSD，且底部开孔，用于输出信号，根据所述输出信号确定太阳方位。本发明专利技术通过将视日运动轨迹和光斑跟踪相结合，设计了一种太阳方位测量装置，通过获取太阳方位角和天顶角，保证太阳方位测量的准确性，用以应对各种复杂的天气变化，而且该装置测量范围广、体积小、精确度高。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳方位测量装置
本专利技术涉及测量领域，特别涉及一种太阳方位测量装置。
技术介绍
太阳能是新能源中最为丰富、直接的清洁能源，然而太阳光线强度随季节和时间变化，使得太阳能利用率大大降低。因而，如何准确获得太阳方位，提高太阳光接收效率成为迫切需要解决的问题之一。目前研究太阳定位的方法主要有视日运动轨迹计算法、光电跟踪和光斑跟踪方法。通过采用GPS模块接收经度、纬度和时间等信息，运用视日运动轨迹计算太阳方位，能够实现全天候跟踪太阳方位，但容易产生误差；采用多点光电跟踪太阳方式，该定位方式结构简单，但测量精度较低、且容易受到天气的影响；为了准确获取太阳方位信息。现有技术中还设计一种四象限差动式模拟太阳传感器，能够输出横、纵向模拟电压差，进而获取太阳方位，具有测量精度高，但早、晚太阳光较弱，信号分辨率低，且测量范围小，从而降低了传感器的性能和应用范围。现有技术中太阳方位测量的精确度低、测量范围小、信号分辨率低等因素严重影响太阳能的利用率及测量装置的性能和应用范围。
技术实现思路
为了解决现有技术中太阳方位测量的精确度低、测量范围小、信号分辨率低的问题。针对现有技术中遇到的如上问题，本专利技术提出如下技术方案: 一种太阳方位测量装置，所述装置包括筒盖、筒体及基座；所述筒盖嵌入一平凸透镜；基座上固定二维四边形PSD，且底部开孔，用于输出信号，根据所述输出信号确定太阳方位。本专利技术通过将视日运动轨迹和光斑跟踪相结合，设计了一种太阳方位测量装置，通过获取太阳方位角和天顶角，保证太阳方位测量的准确性，用以应对各种复杂的天气变化，而且该装置测量范围广、体积小、精确度高。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种太阳方位测量装置的结构图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。由于GPS输出经度、纬度、海拔高度和UTC时间，根据GPS输出信息，可以运用视日运动轨迹算法计算出太阳方位，但容易受到干扰。若已知某地PSD平台的与太阳光线对准，再利用陀螺仪测量PSD载体平台姿态大小，可由PSD平台姿态反向计算太阳位置信息。图1示出了本专利技术实施例提供的一种太阳方位测量装置的结构，详述如下:一种太阳方位测量装置的结构包括筒盖11、筒体12及基座13 ;筒盖11嵌入一平凸透镜IlA ;基座上固定二维四边形PSD13A，且底部开孔，用于输出信号，根据输出信号确定太阳方位。作为本专利技术的一个优选实施例，该太阳方位测量装置的形状优选为圆柱形，其它图形也可用以作为该装置的结构图形。太阳光线入射方位测量装置筒盖11上的平凸透镜IlA时，在二维四边形PSD13A器件上形成光斑。通过测量PSD13A中四个电极输出电流大小，可以计算太阳光斑中心偏离PSD器件几何中心的偏移量，从而间接地计算出太阳方位。二维四边形PSD本身不能测量太阳方位，只能通过测量横向、纵向输出电流，确定光斑偏离PSD几何中心距离，光斑中心与PSD几何中心重合时，从而实现PSD与太阳光线对准。在本专利技术的实施例中，平凸透镜IlA在筒盖11的中央位置。作为本专利技术的一个优选实施例，为了使筒盖11及基座13连接更加紧密，筒体12上下端口均为螺纹结构。在本专利技术的实施例中，桶盖上平凸透镜IlA选用的外围直径为18mm、有效焦距为30mm、后焦距为26.90mm、曲率半径为15.45mm ;二维四边形PSD13A选用有效面积为12* 12mm ;为了使二维四边形PSD 13A输出的信号适中，需在二维PSD器件上形成一个直径大约为9mm的光斑。在本专利技术的实施例中，为使二维四边形PSD器件与平凸透镜底面相距45mm，超过其后焦距15mm,因而选择圆柱形筒体高为50mm、直径为40mm。在本专利技术的实施例中，二维四边形PSD13A由受光面和电极组成，所述电极输出的电流由太阳光入射PSD上的光斑决定。二维四边形PSD由一个受光面和四个电极组成，其四个电极输出电流的大小与光斑落在PSD器件上四个区域大小相关。在本专利技术的实施例中，电极输出的电流经I / V转换和电压放大后输出信号。由于PSD四个电极输出电流微弱，相当于内部电阻较小的电流源。输出电流信号的调理电路包括I / V转换电路和电压放大电路两部分。I / V转换电路中运算放大器不仅要具有较低的偏置电流特性，而且也要具有较小的零漂和输入噪声。首先利用GPS获取UTC时间和经纬度数据，依据视日运动轨迹算法计算太阳方位，本专利技术实施例在此基础上利用二维四边形PSD实现太阳光线与PSD对准(直射PSD)，利用陀螺仪测量载体平台姿态，从而计算太阳方位。本专利技术实施例通过将视日运动轨迹和光斑跟踪相结合，设计了一种太阳方位测量装置，通过获取太阳方位角和天顶角，保证太阳方位测量的准确性，用以应对各种复杂的天气变化，而且该装置测量范围广、体积小、精确度高。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳方位测量装置，其特征在于，所述装置包括筒盖、筒体及基座；所述筒盖嵌入一平凸透镜；基座上固定二维四边形PSD，且底部开孔，用于输出信号，根据所述输出信号确定太阳方位。

【技术特征摘要】
1.一种太阳方位测量装置，其特征在于，所述装置包括筒盖、筒体及基座；所述筒盖嵌入一平凸透镜；基座上固定二维四边形PSD，且底部开孔，用于输出信号，根据所述输出信号确定太阳方位。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述筒体上下端口均为螺纹结构，用于连接所述筒盖及基座。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凸透镜的外围直径范围为15mm至20mm,曲率...

【专利技术属性】
技术研发人员：马帅旗，
申请(专利权)人：陕西理工学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61