CN108027277B - 日射强度计 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种日射强度计,其响应速度快,抑制偏移,减少来自恶劣外部环境的影响而提高了长期稳定性,且斜入射角特性优异。日射强度计具备被气密地封入CAN封装的硅基热电堆的传感器,具有与热电堆的受光面相对配置的扩散部件。
Description
技术领域
本发明的一些实施方式涉及例如测定日射光强度或日射量的日射强度计。
背景技术
多年来,太阳光辐射由根据ISO9060标准定义、分类的被称为全天日射强度计(以下,称为日射强度计)的辐射传感器测定。最广泛使用的日射强度计的类型使用具有用于接收太阳光光谱(主要波长为300~3000nm)范围内的辐射的黑色吸收材料表面的热式传感器。
对于日射强度计至为重要的是,对于根据时刻变化的太阳光的入射角度,任何入射角度都能获得正确的辐射照度。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:FrankVignola及其他、“SOLAR AND INFRARED RADIATIONMEASUREMENTS”、CRC Press
发明内容
发明所要解决的问题
在日射强度计的受光元件采用了热式传感器的日射强度计中,存在产生传感器的输出值与根据斜入射角特性的理论值之间的误差(以后,记为“COS误差”)的问题。
本发明是鉴于上述问题而做出的,其目的在于,提供能够减小COS误差的日射强度计。
用于解决问题的技术方案
鉴于上述课题,本发明人经过深入研究,得到如下见解:COS误差可能是因与热式传感器的入射面对置安装的玻璃顶盖等的影响而产生,从而想出了解决上述课题的解决方法。即,作为用于解决上述课题的方式,如下。
(1)一种日射强度计,具有:
热式传感器、
与所述热式传感器的受光面相对配置的扩散部件。
(2)如(1)所述的日射强度计,所述热式传感器是热电堆。
(3)如(2)所述的日射强度计,所述热电堆被收纳于封装中。
(4)如(3)所述的日射强度计,所述封装是CAN(罐型)封装。
(5)如(4)所述的日射强度计,所述CAN封装被气密地密封,充满气体,并具有窗口材料。
(6)如(2)~(5)中任一项所述的日射强度计,所述热电堆是薄膜热电堆。
(7)如(6)所述的日射强度计,所述薄膜热电堆是硅基热电堆。
(8)如(1)所述的日射强度计,所述扩散部件具有入射面、入射面的相反面、以及侧面。
(9)如(2)~(7)中任一项所述的日射强度计,所述热电堆对于太阳光光谱在宽域具有平坦的光谱灵敏度。
(10)如(1)~(9)中任一项所述的日射强度计,所述扩散部件对于太阳光光谱在宽域具有平坦的光谱特性。
(11)如(5)所述的日射强度计,所述窗口材料对于太阳光光谱在宽域具有平坦的光谱特性。
(12)如(1)~(11)中任一项所述的日射强度计,具有保持所述扩散部件的保持部件,使光从所述扩散部件的入射面入射。
(13)如(1)~(12)中任一项所述的日射强度计,以光从所述扩散部件的侧面入射的方式配置。
(14)如(12)所述的日射强度计,所述保持部件具有形成于所述扩散部件的周围的槽,使光从所述扩散部件的侧面入射。
(15)如(1)~(14)中任一项所述的日射强度计,所述扩散部件被保持成所述入射面高于所述槽的底面。
(16)如(1)~(15)中任一项所述的日射强度计,在所述扩散部件的相反面和所述热式传感器的受光面之间存在距离。
(17)如(14)所述的日射强度计,所述保持部件具有以包围所述槽的方式形成的插入槽,还具备具有透光性且周缘部插入所述插入槽的顶盖,所述插入槽包含充填接合材料的凹部。
(18)如(17)所述的日射强度计,所述凹部包含曲面。
(19)如(1)~(18)中任一项所述的日射强度计,还具备温度补偿电路,该温度补偿电路基于所述热式传感器的温度修正所述热式传感器的输出信号。
(20)如(19)所述的日射强度计,所述温度补偿电路与所述热式传感器并联连接,并且所述温度补偿电路包含电阻值根据温度发生变化的电阻体。
(21)如(20)所述的日射强度计,所述电阻体是热敏电阻。
(22)如(19)~(21)中任一项所述的日射强度计,所述温度补偿电路包含设置于输出侧的滤波器。
发明效果
根据本发明的日射强度计,具备热式传感器和扩散部件,并且能够减小COS误差。
附图说明
图1是表示本实施方式的日射强度计的概略结构的一例的侧剖视图。
图2是表示本实施方式的日射强度计在每个“高度H”下COS误差ε的入射角依存性的一例的图。
图3是表示本实施方式的日射强度计在每个“距离D”下COS误差ε的入射角依存性的一例的图。
图4是表示本实施方式的日射强度计在每个“槽的深度DE”下COS误差ε的入射角依存性的一例的图。
图5是表示本实施方式的日射强度计在扩散部件的每个透射率下COS误差ε的入射角依存性的一例的图。
图6是表示本实施方式的日射强度计的插入槽的一例的放大剖视图。
图7是说明本实施方式的传感器及温度补偿电路的电连接的电路图。
图8A是说明本实施方式的扩散部件(实施例1)的露出面的侧视图。
图8B是说明本实施方式的扩散部件(实施例2)的露出面的侧视图。
图8C是说明本实施方式的扩散部件(实施例3)的露出面的剖视图。
图8D是说明本实施方式的扩散部件(实施例4)的露出面的剖视图。
图9A是说明本实施方式的日射强度计(实施例1)的插入槽的凹部的放大剖视图。
图9B是说明本实施方式的日射强度计(实施例2)的插入槽的凹部的放大剖视图。
图9C是说明本实施方式的日射强度计(实施例3)的插入槽的凹部的放大剖视图。
图10是比较本实施方式的日射强度计的响应速度的图。
图11是表示本实施方式的日射强度计对于有无扩散部件的情况的COS误差ε的入射角依存性的一例的图。
具体实施方式
以下,说明本发明的实施方式。以下的附图记载中,对于相同或类似的部分,由相同或类似的符号表示。但是,附图是示意图。因此,具体的尺寸等应对照以下的说明来判断。另外,附图相互间当然还包含相互的尺寸的关系和比例不同的部分。另外,本发明的技术范围不应该理解为限定于该实施方式。此外,在以下的说明中,附图的上侧称为“上”、下侧称为“下”、左侧称为“左”、右侧称为“右。”
图1~图11是用于表示本发明的日射强度计的一实施方式的图。图1是表示一实施方式的日射强度计100的概略结构的一例的侧剖视图。日射强度计100例如是全天日射强度计,用于对于来自天空的全方位(即,来自2π转向弧的立体角的范围)的光(辐射)测定其强度或日射量。如图1所示,日射强度计100例如具备传感器10、温度补偿电路20、扩散部件30、保持部件40及顶盖50。
扩散部件30是具有入射面、入射面的相反面、以及侧面的光学部件,使入射的光扩散并透过。例如优选地,扩散部件30不仅在表面形成凹凸而在表面使光扩散,而且还能在其内部使光扩散。这种扩散部件30例如可由泡沫石英等内部形成有气泡(多孔)的材料构成。扩散部件的透射率对于太阳光光谱(300~3000nm)具有大体均匀的透射率。该扩散部件30的透射率的变动幅度为±30%以内,优选为±10%以内,更优选为±3%以内,根据这样大体均匀的透射率特性,能够得到宽光谱特性优异的日射强度计。
另外,扩散部件30配置于与传感器10的受光面11相对的位置,光在扩散部件30扩散透射,入射到传感器10的受光面11。
图11是表示一实施方式的日射强度计100的角度θ及COS误差ε之间的关系的一例的图。图11中横轴是角度θ,单位例如为[°]。另外,纵轴是COS误差ε,单位例如为[W/m2]。此外,图11的图将使用了扩散部件30的情况作为k1、将未使用扩散部件的情况作为k2,表示了COS误差ε相对于角度θ的变化。如图11所示,与未使用扩散部件30的情况下的COS误差ε相比,可知使用了扩散部件30的COS误差ε减小。由此,通过使用扩散部件30,能够减小COS误差ε。
传感器10是热式(热型)传感器,例如可使用热电堆、热敏电阻、珀耳帖、热电偶、白金电阻体。在传感器10是热电堆的情况下,将入射到受光面11的光(光能)转换为热(热能),输出与该热对应的电信号。
传感器10通过使用薄膜热电堆,能够缩短日射强度计对光的响应时间。图10表示以往的热电堆和此次提出的薄膜热电堆的响应性能。横轴表示响应时间,纵轴表示传感器的输出(标准化)。从图10可知,使用了薄膜热电堆的传感器的响应性比热电堆优异。
通过将硅作为基底,薄膜热电堆能够采用MEMS(Micro Electro Mecha nicalSystems)等微细加工技术,能够更容易和稳定地制造出传感器。另外,硅基热电堆的传感器10对于太阳光光谱(300~3000nm)具有大体均匀的光谱灵敏度。另外,传感器10通过收纳于金属制的容器12,例如收纳于CAN封装,可提高机械强度,此外,通过将传感器10密封在容器12内,能够降低来自恶劣外部环境的影响,从而提高长期稳定性。另外,通过使容器12内充满指定气体(包含氮、稀有气体(He、Ar、Xe、Ne等)的惰性气体)充满,可进一步得到传感器的长期稳定性。再另外,后述的顶盖50的周缘部51和插入槽43通过接合材料B粘接,由此,装置内的气密性更好,传感器的长期稳定性也进一步提高。另外,为了能够使光入射到传感器10,在容器12根据传感器10的周缘(外径)形成例如开口,形成利用窗口材料(未图示)能够密闭的结构。另外,用于进行密封的窗口材料具有在太阳光光谱(300~3000nm)中透射率50%以上的大体均匀的高透射率,利用该透射率特性,在维持密闭性的同时能够得到宽光谱特性优异的日射强度计。另外,通过将传感器10收纳在CAN封装内,能够利用包含保持部件40的装置整体和CAN封装这双重构造阻断传感器10和外部的直接接触,抑制热的输入输出,从而能够抑制传感器10的偏移量。
温度补偿电路20设置于在传感器10附近配置的电路基板上。温度补偿电路20与传感器10电连接,基于传感器10的温度修正传感器10的输出信号。
保持部件40是成为日射强度计100的基座(基础)的部件,设置有传感器10、温度补偿电路20、扩散部件30及顶盖50。保持部件40由1个以上的零件(部件)构成,优选由具有规定以上的强度且具有规定以上的热传导能力的材料构成,例如可由铝等金属材料构成。保持部件40以扩散部件30的入射面31(图1中上表面)和侧面32露出的方式保持扩散部件30。具体而言,保持部件40例如以扩散部件30的入射面31高于保持部件40的上表面45的方式保持扩散部件30。
顶盖50例如是用于保护日射强度计100的内部不受雨风影响的部件。顶盖50例如可由玻璃等具有透光性的材料构成。顶盖50具有大体半球形状,以使光从天空入射到被露出的扩散部件30的入射面31和侧面32。
此外,日射强度计100不限于具备顶盖50的情况,例如也可以不具有顶盖50。
在此,扩散部件30的入射面31不仅入射相对于传感器10的受光面垂直方向的光,还入射相对于垂直轴N具有角度θ(0<θ≦90°)的光。在扩散部件30的上表面,以角度θ入射的光的照度E具有斜入射角特性(也称为倾斜入射光特性或方位特性),利用从垂直方向入射的光的照度E0,如下式(1)所示。
E=E0cosθ…(1)
如从式(1)可知,具有如下性质(特性):以角度θ入射的光的照度E为从垂直方向入射时的光的照度E0的cosθ倍。但是,随着角度θ增大,光的表面反射增加,进而,受到与传感器10的入射面31对置安装的顶盖50的影响,将产生COS误差。
因此,由于光经由扩散部件入射到传感器,所以与以往光直接入射到传感器的情况相比,能够减小COS误差。光向传感器10的受光面入射的角度θ较小时,不会发生问题。
进而,本实施方式的日射强度计100的保持部件40具有形成于扩散部件30的周围的槽41,以使扩散部件30的侧面32的一部分露出。在使用了收纳于容器12的传感器10的情况下,随着入射到传感器10的受光面的光的角度θ增大,有时因受到容器12的限制而上述COS误差增加,但通过设置槽,可露出扩散部件30的侧面32的一部分,由此,除了入射到扩散部件30的入射面31的光之外,来自斜方向或横方向的光也会入射到扩散部件30的侧面32,因此,可抑制上述COS误差,更加优选。
优选地,槽41沿着扩散部件30的侧面32(外径)整周形成。该情况下,例如在俯视时,如果扩散部件30的侧面32(外径)的形状是圆形,槽41的形状成为圆形(圆环)。
另外,以扩散部件30的入射面31高于槽41的底面42的方式保持扩散部件30。将扩散部件30的入射面31和槽41的底面42之间称为高度H。
在一实施方式的日射强度计100中,对于每个高度H,图2表示角度θ与COS误差ε之间的关系的一例。在图2中,横轴是角度θ,单位例如是[°]。另外,纵轴是COS误差ε,单位例如是[W/m2]。此外,图2表示在高度H为h1、h2、及h3时COS误差ε随角度θ的变化。另外,为了作为参照,对于高度H为零(无高度)的情况,表示为h0。如图2所示,在高度H为零的情况下,随着角度θ增大,COS误差ε也具有增大的趋势。另一方面,在日射强度计100具有高度H的情况下,与高度H为零时的COS误差ε相比,可知COS误差ε发生变化而减小。由此,通过调整扩散部件30的上表面和槽41的底面42之间的高度H,可修正COS误差ε。因此,通过将扩散部件30的上表面和槽41的底面42之间的高度H设定成适当值,能够减小COS误差ε。
另外,如图1所示,扩散部件30的相反面33与传感器10的受光面11分离配置。将扩散部件30的相反面33和传感器10的受光面11之间称为距离D。
在一实施方式的日射强度计100中,对于每个距离D,图3表示角度θ与COS误差ε之间的关系的一例。图3中,横轴是角度θ,单位例如是[°]。另外,纵轴是COS误差ε,单位例如是[W/m2]。此外,图3表示在距离D为d1、d2、d3及d4时COS误差ε随角度θ的变化。如图3所示,可知在日射强度计100具有距离D的情况下,若改变距离D,COS误差ε也会发生变化。由此,通过调整扩散部件30的下表面和传感器10的受光面11之间的距离D,可修正COS误差ε。因此,通过将扩散部件30的下表面和传感器10的受光面11之间的距离D设定成适当值,能够减小COS误差ε。
另外,如图1所示,将保持部件40的上表面和底面42之间的距离称为深度DE。
在一实施方式的日射强度计100中,对于每个槽41的深度DE,图4表示角度θ与COS误差ε之间的关系的一例。在图4中,横轴是角度θ,单位例如是[°]。另外,纵轴是COS误差ε,单位例如是[W/m2]。此外,图4表示在深度DE为de1、de2、de3及de4时,COS误差ε随角度θ的变化。如图4所示,可知当槽41的深度DE发生变化时,COS误差ε也会变化。由此,通过调整槽41的深度DE,可修正COS误差ε。因此,通过将槽41的深度DE设定成适当值,能够减小COS误差ε。
除上述方法以外,斜入射角特性的COS误差ε的修正通过调整形成于容器12的开口大小、形成于保持部件40的连接传感器10的入射面和扩散部件30的导光路46的大小,也能够得到一定的效果。
另外,因为使入射的光扩散透射,所以扩散部件30具有透射率Τ。
在一实施方式的日射强度计100中,对于每个扩散部件30的透射率Τ,图5表示角度θ与COS误差ε之间的关系的一例。在图5中,横轴是角度θ,单位例如是[°]。另外,纵轴是COS误差ε(输出值和理论值之差),单位例如是[W/m2]。此外,图5表示当透射率Τ为τ1、τ2及τ3时COS误差ε随角度θ的变化。如图5所示,可知若扩散部件30的透射率Τ发生变化,COS误差ε也会变化。由此,通过调整扩散部件30的透射率Τ,可修正COS误差ε。因此,通过将扩散部件30的透射率Τ设定成适当值,能够减小COS误差ε。
此外,虽然省略图的说明,但也可知当改变扩散部件30的厚度(图1中Z轴方向的长度)时,相对于角度θ的COS误差ε也会变化。
如图1所示,保持部件40具有以包围槽41的方式形成的插入槽43。在插入槽43中插入顶盖50的周缘部51,顶盖50被固定在保持部件40。在顶盖50具有大体半球形状的情况下,俯视时插入槽43的形状为圆形(圆环)。
图6是表示一实施方式的日射强度计100的插入槽43的一例的放大剖视图。如图6所示,插入槽43在其底面包含凹部44。在凹部44事先充填有接合材料B,成为在凹部44及插入槽43的底面积存有接合材料B的状态。在该状态下,如果顶盖50的周缘部51插入插入槽43,接合材料B将附着于周缘部51的底面及侧面的一部分。这样,通过使供顶盖50的周缘部51插入的插入槽43包含凹部44,可形成接合材料B积存在凹部44及插入槽43的底面的状态(即,可形成接合材料B的积存),能够增加周缘部51的粘接面积。因此,能够提高顶盖50内的气密性。在此,接合材料只要是能够接合物质彼此的材料即可,例如粘合剂、粘接剂等。
如图6所示,优选地,凹部44例如包含曲面。由此,能够容易地在凹部44及插入槽43的底面形成(实现)接合材料B的积存。
图7是说明一实施方式的传感器10及温度补偿电路20的电连接的电路图。如图7所示,温度补偿电路20例如包含电阻体21、滤波器22而构成。
电阻体21的电阻值根据温度而变化。电阻体21配置于传感器10附近。由此,电阻体21的温度可认为与传感器10的温度相同。
另外,电阻体21与传感器10并联连接。电阻值根据温度变化的电阻体21例如可由热敏电阻构成。
在此,用于日射强度计100的传感器10的输出信号往往具有温度特性。该情况下,即使在入射到受光面11的日射光的光能相同的情况下,输出信号的值也因传感器10的温度而变化。
另一方面,电阻体21的电阻值根据温度而变化,所以,电阻体21的电阻值与传感器10的温度相应地发生变化,由此,可以与传感器10的输出信号因温度特性的变化相互抵消,修正传感器10的输出信号。由此,在入射到受光面11的日射光的光能相同的情况下,传感器10的输出信号的值能够不依赖于传感器10的温度而保持一定。
例如,在传感器10的输出信号相对于温度以系数k(k为正的实数)变化的情况下,电阻体21优选使用电阻值相对于温度以系数-k变化的材料,例如使用NTC(NegativeTemperature Coefficient,负温度系数)热敏电阻。
滤波器22是用于对传感器10的输出信号进行滤波的部件,设置于温度补偿电路20的输出侧。滤波器22与传感器10并联连接。滤波器22例如可由电容器(コンデンサ)构成。
用于日射强度计100的传感器10,其内部阻抗有时较高。因此,通过在温度补偿电路20的输出侧设置滤波器22,可去除内部阻抗引起的传感器10的输出信号的噪声。
本实施方式中,示出了图1中保持部件40的上表面45和槽41的底面之间存在一个(一级)台阶的例子,但不限于此。只要扩散部件30的侧面的一部分露出,保持部件40的上表面和槽41的底面42之间的台阶也可以是多个(多级)。另外,槽41的底面42不限于平面,可以是凹面、凸面、斜面、或它们的组合。
另外,在本实施方式中示出了图1中扩散部件30的露出面(即,入射面31)为平面的例子,但不限于此。扩散部件30的露出面可采用各种形状。
图8A及图8B是说明本实施方式的扩散部件30的露出面的例子的侧视图。图8C及图8D说明本实施方式的扩散部件30的露出面的例子,是从通过扩散部件30的轴中心的剖面观察的图。扩散部件30的入射面例如可以是图8A所示的圆锥面,也可以是图8B所示的凸曲面。另外,可以是图8C所示的凹曲面,或者,也可以是图8D所示的凹圆锥面。
另外,本实施方式表示了图6中插入槽43的凹部44包含曲面的例子,但不限于此。插入槽43的凹部44可包含各种形状。
图9A~图9C是说明一实施方式的日射强度计100中插入槽43的凹部44的例子的放大剖视图。插入槽43的凹部44例如如图9A所示可以是台阶形状,可以是图9B所示的V字形状,或者,也可以包含图9C所示的突起形状。
这样,根据本实施方式的日射强度计100,具备作为热式传感器的传感器10和扩散部件30,并且可减小传感器10的输出值与根据斜入射角特性的理论值之间的误差(即,COS误差ε)。
另外,在其它实施方式,如具备被气密地封入CAN封装的硅基薄膜热电堆的传感器10和温度补偿电路20的日射强度计100,可提高响应速度,改善温度特性,抑制偏移,减少来自恶劣外部环境的影响而提高长期稳定性。
这样,根据本实施方式的日射强度计100,由于具备被气密地封入CAN封装的硅基薄膜热电堆的传感器10,与以往的热式传感器相比,响应速度快,温度特性得以改善,抑制了偏移,减少来自恶劣外部环境的影响,提高了长期的稳定性。另外,具备传感器10、与传感器10的受光面相对配置的扩散部件30、以扩散部件30的入射面31露出的方式保持扩散部件30的保持部件40,保持部件40具有形成于扩散部件30的周围的槽41,以使扩散部件30的侧面的一部分露出。由此,除了入射到扩散部件30的入射面的光以外,来自斜方向或横方向的光也会入射到扩散部件30的侧面32,因此,可修正传感器10对以角度θ入射的光的输出。通过这些结构,能够减小传感器10的输出值和根据斜入射角特性的理论值之间的COS误差ε。
此外,本发明不限于上述实施方式,可进行各种变形应用。
另外,通过上述发明的实施方式说明的实施例或应用例可根据用途适当组合,或增加变更或改良使用,本发明不限于上述的实施方式的描述。这种组或或增加变更或改良的方式也包含于本发明的技术范围,从保护范围的描述中能够明确。
(本申请发明的实施方式)
此外,本发明可以具备以下实施方式。
(1)一种日射强度计,具有热式传感器和相对于上述热式传感器配置在天顶方向的扩散板。
(2)如(1)所述的日射强度计,具备以上述扩散板的一面露出的方式保持上述扩散板的保持部件。
(3)如(1)或(2)所述的日射强度计,上述保持部件具有形成于上述扩散板的周围的槽,以使上述扩散板的侧面的一部分露出。
(4)如(1)~(3)中任一项所述的日射强度计,上述扩散板以上述一面高于上述槽的底面的方式被保持。
(5)如(1)~(4)中任一项所述的日射强度计,上述扩散板的另一面与上述热式传感器的受光面分离配置。
(6)如(1)~(5)中任一项所述的日射强度计,上述保持部件具有以包围上述槽的方式形成的插入槽,还具备具有透光性且周缘部插入上述插入槽的顶盖,上述插入槽包含充填粘接剂的凹部。
(7)如(6)所述的日射强度计,上述凹部包含曲面。
(8)如(1)~(7)中任一项所述的日射强度计,还具备温度补偿电路,其基于上述热式传感器的温度修正上述热式传感器的输出信号。
(9)如(8)所述的日射强度计,上述温度补偿电路与上述热式传感器并联连接,并且上述温度补偿电路包含电阻值根据温度变化的电阻体。
(10)如(9)所述的日射强度计,上述电阻体是热敏电阻。
(11)如(8)~(10)中任一项所述的日射强度计,上述温度补偿电路包含设置于输出侧的滤波器。
(12)一种日射强度计,具备传感器、相对于上述传感器配置于天顶方向的扩散板、以上述扩散板的一面露出的方式保持上述扩散板的保持部件,上述保持部件具有形成于上述扩散板的周围的槽,以使上述扩散板的侧面的一部分露出。
(13)如(12)所述的日射强度计,上述扩散板以上述一面高于上述槽的底面的方式被保持。
(14)如(12)或(13)所述的日射强度计,上述扩散板的另一面与上述传感器的受光面分离配置。
(15)如(12)~(14)中任一项所述的日射强度计,上述保持部件具有以包围上述槽的方式形成的插入槽,还具备具有透光性且周缘部插入上述插入槽的顶盖,上述插入槽包含充填粘接剂的凹部。
(16)如(15)所述的日射强度计,上述凹部包含曲面。
(17)如(12)~(16)中任一项所述的日射强度计,还具备温度补偿电路,其基于上述传感器的温度修正上述传感器的输出信号。
(18)如(17)所述的日射强度计,上述温度补偿电路与上述传感器并联连接,并且上述温度补偿电路包含电阻值根据温度变化的电阻体。
(19)如(18)所述的日射强度计,上述电阻体是热敏电阻。
(20)如(17)~(19)中任一项所述的日射强度计,上述温度补偿电路包含设置于输出侧的滤波器。
附图标记说明
10…传感器
11…受光面
20…温度补偿电路
21…电阻体
22…滤波器
30…扩散部件
31…上表面
32…侧面
33…相反面
40…保持部件
41…槽
42…底面
43…插入槽
44…凹部
45…上表面
46…导光路
50…顶盖
51…周缘部
100…日射强度计
B…接合材料
D…距离
H…高度
Τ…透射率
θ…角度
ε…COS误差
Claims (18)
1.一种日射强度计,其特征在于,具有:
热式传感器;
扩散部件,其具有入射面以及相反面;
保持部件,其以所述扩散部件的所述入射面露出且所述相反面与所述热式传感器的受光面相对的方式保持所述扩散部件;
所述热式传感器密封地收纳于具有使光向所述受光面入射的窗口材料的封装中,
所述保持部件形成为,通过将所述封装和形成于所述扩散部件的所述相反面与所述封装的所述窗口材料之间的空间包围,抑制从外部向所述热式传感器的热传导,
所述保持部件具有形成在所述扩散部件的周围以使所述扩散部件的侧面的一部分露出的槽,
所述保持部件以所述保持部件的上表面以及所述槽的底面均配置于包含所述扩散部件的所述入射面的平面与包含所述相反面的平面之间的方式保持所述扩散部件。
2.如权利要求1所述的日射强度计,其特征在于,
所述热式传感器是热电堆。
3.如权利要求1所述的日射强度计,其特征在于,
所述封装是CAN封装。
4.如权利要求3所述的日射强度计,其特征在于,
所述CAN封装被气密地密封,充满气体,并具有窗口材料。
5.如权利要求2所述的日射强度计,其特征在于,
所述热电堆是薄膜热电堆。
6.如权利要求5所述的日射强度计,其特征在于,
所述薄膜热电堆是硅基热电堆。
7.如权利要求2所述的日射强度计,其特征在于,
所述热电堆对于太阳光光谱在宽域具有平坦的光谱灵敏度。
8.如权利要求1所述的日射强度计,其特征在于,
所述扩散部件对于太阳光光谱在宽域具有平坦的光谱特性。
9.如权利要求4所述的日射强度计,其特征在于,
所述窗口材料对于太阳光光谱在宽域具有平坦的光谱特性。
10.如权利要求1所述的日射强度计,其特征在于,
以光从所述扩散部件的侧面入射的方式配置。
11.如权利要求1所述的日射强度计,其特征在于,
所述扩散部件被保持成所述入射面高于所述槽的底面。
12.如权利要求1所述的日射强度计,其特征在于,
在所述扩散部件的相反面和所述热式传感器的受光面之间存在距离。
13.如权利要求1所述的日射强度计,其特征在于,
所述保持部件具有以包围所述槽的方式形成的插入槽,
还具备具有透光性且周缘部插入所述插入槽的顶盖,
所述插入槽包含充填接合材料的凹部。
14.如权利要求13所述的日射强度计,其特征在于,
所述凹部包含曲面。
15.如权利要求1所述的日射强度计,其特征在于,
还具备温度补偿电路,该温度补偿电路基于所述热式传感器的温度修正所述热式传感器的输出信号。
16.如权利要求15所述的日射强度计,其特征在于,
所述温度补偿电路与所述热式传感器并联连接,并且所述温度补偿电路包含电阻值根据温度发生变化的电阻体。
17.如权利要求16所述的日射强度计,其特征在于,
所述电阻体是热敏电阻。
18.如权利要求15所述的日射强度计,其特征在于,
所述温度补偿电路包含设置于输出侧的滤波器。
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