CN103792949A - 漫散射阳光追踪传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种漫散射阳光追踪传感器，包括采光筒(1)、吸光材料(2)、漫散射层(3)、反射层(4)、光电传感器(5)和基板(6)。采光筒(1)安装在基板(6)上，慢散射层(3)位于采光筒(1)中部，在慢散射层(3)以上的采光筒(1)内壁涂有吸光材料(2)，并在慢散射层(3)上开有中心通光孔(3-1)，光电传感器(5)位于中心通光孔(3-1)的下方，并安装在基板(6)上，在慢散射层(3)以下的采光筒(1)内壁涂有漫反射层(4)。本发明适应性强、结构简单、能耗低，是一种理想的阳光追踪设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳方位追踪传感装置，可以单独使用也可以与其他追踪方式配合使用。
背景技术
由于太阳的照射角度是变化的，目前利用太阳能发电的方法中，为了提高发电效率，在有限的面积内尽可能多的接收阳光，都涉及到阳光跟踪问题，即如何让太阳光入射方向与接收器法向垂直。目前的阳光跟踪方案主要是太阳轨迹计算、光电传感器跟踪和电流检测跟踪，其中光电跟踪主要有光影法和电信号分析比较法。现有的光电传感方案一般需要多个传感器、精度较差、采集范围窄、对环境适应性也不好，一般需要单独的线性传光学感元件对光照强度进行采集才可确定是否为阴天，这样不但提高了能耗，还使成本上升。
发明内容
为了解决上述光电传感方案存在缺陷本发明提出了一种基于漫散射的阳光追踪方案，其可以同时对太阳直射光和散射光(环境光)进行采集，且只使用单个线性传感元件，成本低、精度高、能耗低对环境适应性好、可以实现连续定位。
本发明的技术方案是：一种漫散射阳光追踪器，包括采光筒、吸光材料、漫散射层、中心通光孔、反射层、光电传感器和基板。采光筒安装在基板上，慢散射层位于采光筒中部，在慢散射层以上的采光筒内壁涂有吸光材料，并在慢散射层上开有中心通光孔，光电传感器位于中心通光孔的下方，并安装在基板上，在慢散射层以下的采光筒内壁涂有漫反射层。
采用上述方案本发明效果如下：在传感器随机械跟踪装置运动的过程中可以实现连续采集光照强度，实现实时的位置修正；阳光通过漫散射层后照射到光电传感元件上，随着阳光角度的不同，漫反射腔内的光照强度与太阳光入射角度反比关系，实现了太阳直射光与环境散射光同时采集；当采光筒的轴线于阳光入射方向平行时，阳光通过中心通光孔直接射入，传感器的光照强度会有一个很大的变化，从而在一些情况下可以实现快速准确定位；只使用一个线性光学传感器，降低了能耗和成本。装置很好的解决了传统光电传感方案存在的不能连续采集、精度低、成本高、能耗大、不能适应多种天气情况等问题，特别适合与太阳轨迹计算跟踪法配合使用。
附图说明
图1是本发明结构示意图
图2是图1的俯视图
图1中，采光筒1，吸光材料2，漫散射层3，中心通光孔3-1，反射层4，光电传感器5，基板6。
具体实施方案
下面结合附图对本发明具体实施方式做一个详细的说明。
如图1所示漫散射阳光追踪器，包括采光筒(1)、吸光材料(2)、漫散射层(3)、中心通光孔(3-1)、反射层(4)、光电传感器(5)和基板(6)。采光筒(1)安装在基板(6)上，慢散射层(3)位于采光筒(1)中部，在慢散射层(3)以上的采光筒(1)内壁涂有吸光材料(2)，并在慢散射层(3)上开有中心通光孔(3-1)，光电传感器(5)位于中心通光孔(3-1)的下方，并安装在基板(6)上，在慢散射层(3)以下的采光筒(1)内壁涂有漫反射层(4)。
阳光以一定角度照射到采光筒(1)上，一部分被吸光材料(2)吸收掉，另一部分通过漫散射层(3)后照射到光电传感器(5)上，随着阳光角度的不同，漫反射腔内的光照强度与太阳光入射角度成反比关系，实现了太阳直射光与环境散射光同时采集，而且由于阳光经过漫散射层(3)才照射到光电传感器(5)上，减低了光照强度，解决了普通光学传感器在阳光照射充足时超过量程现象。入射到漫反射腔内的光线经过反射层(4)的反射，会在漫反射腔内进行反复反射，从而提高漫反射腔内亮度。当采光筒(1)的轴线于阳光入射方向平行时，阳光通过中心通光孔(3-1)直接射入，光电传感器(5)受到的光照强度会有一个很大的变化，从而在一些情况下可以实现快速准确定位。系统只使用一个线性光学传感器，降低了能耗和成本。装置很好的解决了传统光电传感方案存在的不能连续采集、精度低、成本高、能耗大、不能适应多种天气情况等问题，特别适合与太阳轨迹计算跟踪法配合使用。
上述的实施例仅为一种具体的设计，本发明应不限于上述实施例的局限，凡符合本发明精神的设计均应包括在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种漫散射阳光追踪器，包括采光筒(1)、吸光材料(2)、漫散射层(3)、反射层(4)、光电传感器(5)和基板(6)。采光筒(1)安装在基板(6)上，慢散射层(3)位于采光筒(1)内表面中部位置，在慢散射层(3)以上的采光筒(1)内壁涂有吸光材料(2)，并在漫散射层(3)上开有中心通光孔(3-1)，光电传感器(6)位于中心通光孔(3-1)的下方，并安装在基板(6)上，在慢散射层(3)以下的采光筒(1)内壁涂有反射层(4)。
2.根据权利要求1所述的漫散射阳光追踪器，其特征在于采光筒(1)内表面为圆筒形。
3.根据权利要求2所述的漫散射阳光追踪器，其特征在于中心通光孔(3-1)轴线与采光筒(1)内表面轴线重合。
4.根据权利要求3所述的漫散射阳光追踪器，其特征在于漫散射层(3)与吸光材料(2)接触的表面为平面，并在该表面上的几何中心位置开有中心通光孔(3-1)。
5.根据权利要求4所述的漫散射阳光追踪器，其特征在于漫反射层(3)上开有中心通光孔(3-1)，中心通光孔(3-1)，位于光电传感器(5)的正上方。
6.根据权利要求1所述的漫散射阳光追踪器，其特征在于光电传感器(5)周围的基板(6)上涂有反射涂层(4)，形成漫反射腔。
Priority Applications (1)
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Country Status (1)
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