CN104330155A - 基于二氧化钒的日照强度计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于二氧化钒的日照强度计，包括入射窗口、散热片、滤波片、二氧化钒薄膜、数字测量校正电路、输出接口和壳体，所述入射窗口设置在壳体的顶端，且在壳体内部入射窗口的下方设置散热片，所述滤波片设置在散热片的下方，所述二氧化钒薄膜设置在滤波片下方，日照经入射窗口进入后，依次经散热片和滤波片照射到二氧化钒薄膜，光照经二氧化钒薄膜光-热-电阻转换后，所述二氧化钒薄膜的输出信号经数字测量校正电路处理后，通过输出接口输出，所述二氧化钒薄膜、数字测量校正电路和输出接口均设置在壳体内。以达到低成本、高灵敏且高精度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及太阳辐射能测量领域，具体地，涉及一种基于二氧化钒的日照强度计。
背景技术
太阳辐射量有很大的随机性,导致光伏电站的发电量受太阳辐射强度变化而起伏不定，受云量、大气透明度等气象因素的影响变化幅度明显。因此，对太阳辐射量的定量检测与长期监测，积累大量历史数据，用于太阳资源的评估具有重要的实际应用意义。
目前使用的热电型太阳辐射计精度不高，响应时间长，不能很好的满足太阳能评估的要求；而使用的的光电型传感器光谱响应随波长变化较大，很难在较宽的波长范围内找出光谱响应一致的光电器件。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于二氧化钒的日照强度计，以实现低成本、高灵敏且高精度的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于二氧化钒的日照强度计，包括入射窗口、散热片、滤波片、二氧化钒薄膜、数字测量校正电路、输出接口和壳体，所述入射窗口设置在壳体的顶端，且在壳体内部入射窗口的下方设置散热片，所述滤波片设置在散热片的下方，所述二氧化钒薄膜设置在滤波片下方，日照经入射窗口进入后，依次经散热片和滤波片照射到二氧化钒薄膜，光照经二氧化钒薄膜光-热-电阻转换后，所述二氧化钒薄膜的输出信号经数字测量校正电路处理后，通过输出接口输出，所述二氧化钒薄膜、数字测量校正电路和输出接口均设置在壳体内。
优选的，所述数字测量校正电路包括电阻测量激励源、模数转换器、处理器和数模转换器，所述电阻测量激励源与二氧化钒薄膜串联接地从而形成一个回路，所述二氧化钒薄膜的两端分别与模数转换器连接，从而将二氧化钒薄膜的电阻值传输至模数转换器，该电阻值经模数转换器后传输至处理器，所述处理器的信号一路传输至数模转换器。
优选的，所述输出接口分别与数模转换器和处理器电连接，将处理器的输出信号一路转换为模拟信号输出，另一路直接输出数字信号。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明的技术方案，利用二氧化钒的温度-电阻的相变特性作为日照光度计的传感器，日照测量范围位于相变温度范围时，具有高灵敏度的特性。利用数字测量校正电路，校正二氧化钒的非线性，提高了日照辐射的测量精度。同时具有数字输出和模拟输出接口，具有方便性和通用性的特点。从而达到低成本、高灵敏且高精度的目的。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例所述的基于二氧化钒的日照强度计的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的数字测量校正电路的电路原理图；
图3为二氧化钒的温度-电阻曲线图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
1-入射窗口；2-散热片；3-滤波片；4-二氧化钒薄膜；5-数字测量校正电路；6-输出接口；7-壳体；8-电阻测量激励源。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种基于二氧化钒的日照强度计，包括入射窗口1、散热片2、滤波片3、二氧化钒薄膜4、数字测量校正电路5、输出接口6和壳体7，入射窗口1设置在壳体7的顶端，且在壳体7内部入射窗口1的下方设置散热片2，滤波片3设置在散热片2的下方，二氧化钒薄膜4设置在滤波片3下方，日照经入射窗口1进入后，依次经散热片2和滤波片3照射到二氧化钒薄膜4，光照经二氧化钒薄膜光-热-电阻转换后，二氧化钒薄膜4的输出信号经数字测量校正电路5处理后，通过输出接口6输出，二氧化钒薄膜4、数字测量校正电路5和输出接口6均设置在壳体7内。且输出接口6一端露出壳体7。
如图2所示，数字测量校正电路包括电阻测量激励源8、模数转换器、处理器和数模转换器，电阻测量激励源与二氧化钒薄膜串联接地从而形成一个回路，二氧化钒薄膜的两端分别与模数转换器连接，从而将二氧化钒薄膜的电阻值传输至模数转换器，该电阻值经模数转换器后传输至处理器，处理器的信号一路传输至数模转换器。模数转换器通过对二氧化钒薄膜两端电压的采集，并经处理器计算后，得出二氧化钒薄膜的电阻值，而电阻测量激励源采用恒流源。对二氧化钒薄膜的电阻测量采用四线电阻测量法，消除引线误差。数字测量校正电路测量二氧化钒薄膜由于光照引起的电阻变化，并根据二氧化钒的温度-电阻响应曲线，校正二氧化钒的非线性，用于提高日照强度计的测量精度。
输出接口分别与数模转换器和处理器电连接，将处理器的输出信号一路转换为模拟信号输出，另一路直接输出数字信号。
太阳光通过入射窗口1进入，再经过散射片2将不同方向的照射均匀化，再进入滤波片3照射到二氧化锰薄膜4上。日光照射引起二氧化钒薄膜的温度变化，通过数字测量校正电路，测量二氧化钒的电阻变化，并根据二氧化钒的温度-电阻响应曲线，校正二氧化钒的非线性，最后通过输出接口同时输出数字和模拟信号。通过对日照强度计的结构设计使得正常日照引起二氧化钒薄膜的温度变化位于图3中相变温度范围，从而使得日照强度计具高灵敏度的特性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于二氧化钒的日照强度计，其特征在于，包括入射窗口、散热片、滤波片、二氧化钒薄膜、数字测量校正电路、输出接口和壳体，所述入射窗口设置在壳体的顶端，且在壳体内部入射窗口的下方设置散热片，所述滤波片设置在散热片的下方，所述二氧化钒薄膜设置在滤波片下方，日照经入射窗口进入后，依次经散热片和滤波片照射到二氧化钒薄膜，光照经二氧化钒薄膜光-热-电阻转换后，所述二氧化钒薄膜的输出信号经数字测量校正电路处理后，通过输出接口输出，所述二氧化钒薄膜、数字测量校正电路和输出接口均设置在壳体内。
2.根据权利要求1所述的基于二氧化钒的日照强度计，其特征在于，所述数字测量校正电路包括电阻测量激励源、模数转换器、处理器和数模转换器，所述电阻测量激励源与二氧化钒薄膜串联接地从而形成一个回路，所述二氧化钒薄膜的两端分别与模数转换器连接，从而将二氧化钒薄膜的电阻值传输至模数转换器，该电阻值经模数转换器后传输至处理器，所述处理器的信号一路传输至数模转换器。
3.根据权利要求2所述的基于二氧化钒的日照强度计，其特征在于，所述输出接口分别与数模转换器和处理器电连接，将处理器的输出信号一路转换为模拟信号输出，另一路直接输出数字信号。
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