CN111412982A - 一种自校正可移动式光热一体化检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自校正可移动式光热一体化检测装置及检测方法，包括太阳能光照度辐射检测系统、实时误差校正系统、防盗报警系统、控制主机系统、可升降三角支架及便携式仪器箱。本发明的有益效果是：该检测装置将太阳光热检测的复杂采集过程整合到一体化设备中，实现检测过程自动化、测量天空角度全覆盖、安全防丢失、实时误差校正、定时传输数据、误差诊断报告、可移动式及模块化，降低了操作难度，提高了检测的精度以及便捷性，可广泛应用于太阳能相关产业。

Description

一种自校正可移动式光热一体化检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测装置，具体的涉及一种自校正可移动式模块化半球天空光热一体化检测装置。

背景技术

随着世界能源的短缺，一种可取之不尽用之不竭的绿色能源——太阳能被广泛开发利用。因此如何在一个检测装置上可以测量出太阳光照以及太阳辐射的功能已成为太阳能研究领域一个非常关键的问题。目前这种检测领域正处于初步发展阶段，在已有的太阳能辐射检测装置和光照度检测装置中，大多测量方式简单，但是容易出现误差，缺少误差校正来提高实验可靠性，导致精确度较低，不能很好地满足科研要求。

发明内容

针对现有技术中结构上的不足，本发明的第一个目的是提供一种自校正可移动式模块化半球天空光热一体化检测装置，以利于解决检测半球天空亮度以及太阳辐射实验数据，更加精准、便携、可靠、自抗扰。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自校正可移动式光热一体化检测装置，包括太阳能光照度辐射检测系统、实时误差校正系统、防盗报警系统、控制主机系统、可伸缩三角支架和便携式仪器箱，所述太阳能光照度辐射检测系统包括光照度传感器、太阳辐射传感器、俯仰转动臂、水平转动台、第一步进电机、第二步进电机、仰角转轴、方位角转轴、可拆卸式转台基座，所述俯仰转动臂安装在水平转动台中心位置，所述水平转动台安装在可拆卸式转台基座上，所述可拆卸式转台基座通过螺栓固定于控制主机柜上方，所述光照度传感器、太阳辐射传感器固定在俯仰转动臂前上方，所述第一步进电机通过仰角转轴内设于俯仰转动臂底端，所述第二步进电机通过方位角转轴内设于水平转动台上。

所述实时误差校正系统包括方位角传感器、俯仰角度传感器、水平校准泡，所述方位角传感器与方位角转轴相连接，所述俯仰角度传感器与仰角转轴相连接，所述水平校准泡设于可拆卸式转台基座上；

所述防盗报警系统包括微型摄像头、蜂鸣器、GPS定位装置，所述微型摄像头安装在控制主机柜上方，所述蜂鸣器安装在微型摄像头左侧，所述GPS定位装置安装在微型摄像头右侧。

所述控制主机系统包括单片机、触摸屏显示器、第一步进电机驱动器、第二步进电机驱动器、数据采集模块、启动按键、停止按键、复位开关、防腐集成线槽、AD转换器、散热风扇，所述单片机电连接有第一步进电机驱动器、第二步进电机驱动器、触摸屏显示器、数据采集模块、俯仰角度传感器、方位角传感器、启动按键、停止按键、复位开关、AD转换器、微型摄像头、蜂鸣器和GPS定位装置，所述第一步进电机驱动器连接第一步进电机，所述第二步进电机驱动器连接第二步进电机，所述触摸显示器通过螺栓安装于控制主机柜门内壁，所述数据采集模块连接光照度传感器、太阳辐射传感器，所述防腐集成线槽设于控制主机柜内且通电线、信号线、数据线和接地线均共用同一个线槽，所述AD转换器连接方位角传感器、俯仰角度传感器，所述散热风扇安装于控制主机柜壁外侧，与内侧控制主机系统相连接，所述复位开关在每次开始和结束以及实验时驱动第一步进电机、第二步进电机恢复到初始状态。

所述控制系统中的触摸显示器通过螺栓安装于控制主机柜门内壁，所述触摸显示器作为上位机用于在程序引导下下发命令给单片机以及接收由单片机上传的数据，所述触摸显示器接收俯仰角度传感器、方位角传感器传输的信息或接收GPS定位装置的位置信息。

所述便携式仪器箱包括把手、可伸缩拉杆、万向轮，所述四个万向轮安装于便携式仪器箱底部，可伸缩拉杆安装于便携式仪器箱背部，所述可伸缩三脚架与控制主机柜底部连接且与太阳能光照度辐射检测系统置于便携式仪器箱内。

所述俯仰转动臂顶端装有光照度传感器、太阳辐射传感器，底部通过仰角转轴连接水平转动台，所述俯仰转动臂通过第一步进电机驱动，所述水平转动台底部通过螺栓连接可拆卸式转台基座，所述水平转动台通过第二步进电机驱动，所述第一步进电机、第二步进电机接收单片机下发命令在任意角度转动。

本发明的第二个目的是提供一种自校正可移动式光热一体化检测装置的检测方法，包括如下步骤：

步骤S1、采集数据，

步骤S2、数据校正，

所述采集数据具体包括以下步骤：

S101、系统初始化，

S102、俯仰转动臂、水平转动台复位，

S103、选择检测模式，

S104、选择定点检测模式，

S109、设定仰角转动角度，

S110、设定方位角转动角度，

S111、设定检测周期，

S112、第一、第二步进电机转动，

S113、俯仰角度传感器检测俯仰转动臂与设定值之间的误差，

S114、方位角传感器检测水平转动台与设定值之间的误差，

S115、误差角度值<设定值的5％，

S116、模糊控制算法模块，

S117、光照度传感器、辐射传感器开始采集数据，

S118、完成采样周期，保存实验数据、误差反馈报告，

S119、结束；

所述数据校正具体包括以下步骤：

S201、算法初始化，

S202、获取当前俯仰角度传感器、方位角传感器角度值和变化速度值，

S203、计算当前角度误差值、变化速度值隶属度，

S204、根据规则控制表利用最大隶属度法解模糊确定误差值、变化速度等级，

S205、根据误差值、变化速度等级利用控制规则表计算当前转动校正量，

S206、单片机下发命令至第一、第二电机驱动器，

S207、第一、第二电机驱动器驱动第一、第二步进电机进行误差校正转动，

S208、结束。

所述步骤S1，当步骤S104不是定点检测模式时，依次进入步骤S105启动半球天空自动扫描模式、步骤S106设定每次仰角转动角度、步骤S107设定每次方位角转动角度、步骤S108设定检测周期后再进入步骤S112。

当步骤S114的误差角度值不小于设定值的5％时，进入步骤S115模糊控制算法模块后再进入步骤S116。

本发明的效果是：

(1)本发明太阳能光照度辐射检测系统中可对半球天空的天空亮度和太阳辐射进行扫描检测，具体通过第一步进电机驱动俯仰转动臂可达到0°～90°自由转动，第二步进电机驱动水平转动台可达到360°自由旋转。太阳能光照度辐射检测系统可实现定点检测以及半球天空自动扫描两种模式：通过控制主机系统下发命令到单片机，单片机驱动第一步进电机、第二步进电机转动到达设定角度方位，实现指定的测量命令；在半球天空自动扫描模式下，在不同的俯仰角度和水平角度上呈递进式间隔固定角度转动，直到完成控制系统设定的完整周期结束。

(2)本发明的控制主机系统具有稳定可靠、自抗扰的特点，其中单片机通过控制第一步进电机、第二步进电机配合转动实现光照及太阳辐射检测，通过接收上位机下达的命令实现不同的模式切换以及设备的工作状态，通过数据采集模块把光照度传感器、太阳辐射传感器检测到的天空亮度实现数据采集，并且还可以实现断电数据保护功能。

(3)本发明具有远程控制、远程接收数据的特点，触摸显示器作为上位机，控制界面设置有启动按键、停止按键、模式选择键位、角度周期选择键位、触摸屏显示器可下发命令至控制主机系统来选择和控制太阳能光照度辐射检测系统的工作模式和状态，通过调整不同的工作参数来适应不同的检测要求，触摸屏显示器也可以随时查看下载实验数据。

(4)本发明具有实时误差校正、以及定时上传误差检测报告的特点，首先本发明的水平校准泡可检测转台是否处于水平状态，其次本发明通过俯仰角度传感器和方位角传感器可把每次电机转动动作完成后的角度检测数据传输给控制主机系统，控制主机系统通过模糊控制算法对转动的误差进行矫正，下发命令给第一步进电机驱动器、第二步进电机驱动器进行转动矫正，然后光照度传感器、太阳辐射传感器开始检测，并同时记录误差和矫正信息，生成误差检测报告，当检测周期结束，同检测到的天空亮度和辐射数据一并传输给上位机。

(5)本发明具有安全防盗的特点，安装在控制主机柜上方的微型摄像头实时监控太阳能光照度辐射检测系统是否有异常丢失移位，若发现异常，第一时间传输给控制主机系统，控制主机系统随之下发命令到蜂鸣器报警，且GPS定位装置可以在实验人员手机、电脑上显示设备位置，便于找回。

(6)本发明具有模块化、便携式的特点，本发明各个部件均采用模块化设计，方便拆卸、组装，这样极大增加了仪器的使用寿命，且采集数据结束时可收回至便携式仪器箱内，而且本发明的便携式仪器箱采用万向轮移动设计，减少了仪器搬运过程中的难度，极大增加了便捷性。

附图说明

图1是自校正可移动式光热一体化检测装置结构示意图；

图2是本发明的太阳能光照度辐射检测系统结构示意图；

图3是图2的侧面结构示意图；

图4是本发明的控制主机柜内部结构示意图；

图5是本发明的便携式仪器箱内部结构示意图；

图6是本发明的控制主机系统结构示意图；

图7是本发明的检测工作流程图；

图8是本发明的误差校正执行过程流程图。

图中：

1.俯仰转动臂 2.水平转动台 3.可拆卸式转台基座

4.控制主机柜 5.可升降式三脚架 6.便携式仪器箱

7.可伸缩拉杆 8.把手 9.万向轮

10.控制主机柜门 11.光照度传感器 12.太阳辐射传感器

13.水平校准泡 14.仰角转轴 15.第二步进电机

16.方位角传感器 17.俯仰角度传感器 18.微型摄像头

19.GPS定位装置 20.蜂鸣器 21.第一步进电机

22.启动按键 23.停止按键 24.复位开关

25.散热风扇 26.控制主机系统 27.防潮隔板

28.触摸显示器 29.方位角转轴 30.单片机

31.第一步进电机驱动器 32.第二步进电机驱动器

33.数据采集模块 34.AD转换器 35.防腐集成线槽

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的自校正可移动式模块化半球天空光热一体化检测装置加以说明。

如图1-图8所示，一种自校正可移动式模块化半球天空光热一体化检测装置，其特征是：其包括太阳能光照度辐射检测系统、实时误差校正系统、防盗报警系统、控制主机系统26、可伸缩三角支架5以及便携式仪器箱6；

所述太阳能光照度辐射检测系统包括光照度传感器11、太阳辐射传感器12、俯仰转动臂1、水平转动台2、第一步进电机21、第二步进电机15、仰角转轴14、方位角转轴29、可拆卸式转台基座3；所述光照度传感器11、太阳辐射传感器12固定在俯仰转动臂1前上方，所述第一步进电机21通过仰角转轴14内设于俯仰转动臂1底端，所述俯仰转动臂1安装在水平转动台2中心位置，所述第二步进电机15通过方位角转轴29内设于水平转动台2上，所述水平转动台2安装在可拆卸式转台基座3上，所述可拆卸式转台基座3通过螺栓固定于控制主机柜4上方；

所述实时误差校正系统包括方位角传感器16、俯仰角度传感器17、水平校准泡13；所述方位角传感器16与方位角转轴29相连接，所述俯仰角度传感器17与仰角转轴14相连接，所述水平校准泡13设于可拆卸式转台基座3上；

所述防盗报警系统包括微型摄像头18、蜂鸣器20、GPS定位装置19；所述微型摄像头18安装在控制主机柜4上方，所述蜂鸣器20安装在微型摄像头18左侧，所述GPS定位装置19安装在微型摄像头18右侧；

所述控制主机系统包括单片机30、触摸屏显示器28、第一步进电机驱动器31、第二步进电机驱动器32、数据采集模块33、启动按键22、停止按键23、复位开关24、防腐集成线槽35、AD转换器34、散热风扇25；所述单片机30电连接有第一步进电机驱动器31、第二步进电机驱动器32、触摸屏显示器28、数据采集模块33、俯仰角度传感器17、方位角传感器16、启动按键22、停止按键23、复位开关24、AD转换器34、微型摄像头18、蜂鸣器20和GPS定位装置19，所述第一步进电机驱动器31连接第一步进电机21，所述第二步进电机驱动器32连接第二步进电机15，所述触摸显示器28通过螺栓安装于控制主机柜门10内壁，所述数据采集模块33连接光照度传感器11、太阳辐射传感器12，所述防腐集成线槽35设于控制主机柜4内,且通电线、信号线、数据线和接地线均共用同一个线槽，所述AD转换器34连接方位角传感器16、俯仰角度传感器17，所述散热风扇25安装于控制主机柜4壁外侧，与内侧控制主机系统26相连接；

所述可伸缩三脚架5可通过螺栓与控制主机柜4底部连接，所述可伸缩三脚架5能够伸缩、锁定，实验结束时收缩放置于便携式仪器箱6内；

所述便携式仪器箱6包括把手8、可伸缩拉杆7、万向轮9；所述四个万向轮9安装于便携式仪器箱6底部，可伸缩拉杆7安装于便携式仪器箱6背部，所述便携式仪器箱6内部可放置可伸缩三脚架5、控制主机柜4、太阳能光照度辐射检测系统；

所述俯仰转动臂1顶端装有光照度传感器11、太阳辐射传感器12，底部通过仰角转轴14连接水平转动台2，所述俯仰转动臂1通过第一步进电机21驱动，所述水平转动台2底部通过螺栓连接可拆卸式转台基座3，所述水平转动台2通过第二步进电机15驱动，所述第一步进电机21、第二步进电机15接收单片机30下发命令可在任意角度转动；

所述可升降三脚架5通过螺栓结构与控制主机柜4底部连接，实验时底部立于便携式仪器箱6，实验结束时可收缩放于便携式仪器箱6内部；

所述控制系统中的触摸显示器28通过螺栓安装于控制主机柜门10内壁，所述触摸显示器28作为上位机用于在程序引导下下发命令给单片机30以及接收由单片机30上传的数据，所述触摸显示器28可接收俯仰角度传感器17、方位角传感器16传输的信息，所述触摸显示器28也可接收GPS定位装置19的位置信息；

所述复位开关24在每次开始和结束以及实验时驱动第一步进电机21、第二步进电机15恢复到初始状态；

所述四个万向轮9的安装支架通过螺栓安装于便携式仪器箱6底部，可实现360°无死角转动；

本发明的自校正可移动式光热一体化检测装置功能是这样实现的：

如图1所示，可通过螺栓结构安装在控制主机柜4上部，控制主机柜4可通过螺栓结构与可升降三脚架5连接，立于便携式仪器箱6上方，能够更全面地检测到半球天空的光照度以及太阳辐射。当把太阳光照度辐射检测系统立于便携式仪器箱6时，实验人员可通过水平校准泡13进行判断和调整是否处于水平状态，以此达到高精度的检测。

如图2所示，当实验开始时，太阳光照度辐射检测系统中的可拆式转台基座3可以通过螺栓安装于控制主机柜4上方，当实验结束时，可拆卸式转台基座3可以拆卸下来并安置于便携式仪器箱6内，俯仰转动臂1前端安装有光照度传感器11和太阳辐射传感器12，分别可以对天空亮度以及太阳辐射进行扫描检测，俯仰转动臂1侧面内设有俯仰角度传感器17，水平转动台2内设有方位角传感器16，可以对俯仰角度传感器17和水平转动台2的转动角度进行实时的监测，并反馈给控制主机系统26，控制主机系统26对其转动误差进行分析、校正，以防转动角度误差过大，采集到的数据无法作为后续研究的有效支撑。

如图3所示，在实验之前，需要把可拆卸式转台基座3通过螺栓安装于控制主机柜4上方，控制主机柜4上方安装有微型摄像头18、蜂鸣器20、GPS定位装置19，微型摄像头18实时监控太阳能光照度辐射检测系统是否处于正常工作位置和状态，若发现有异常情况或者传感器丢失时，反馈给控制主机系统26，控制主机系统26发送报警信号和位置信息给触摸显示器28和工作人员的同时，蜂鸣器20发出报警声。控制主机柜4左侧安装的散热风扇25可用于给控制主机柜4内的控制主机系统26散热，控制主机柜门10上设置有启动按键22、停止按键23、复位开关24，用来控制整个检测装置的启停和复位。

如图4所示，为本发明的控制主机柜4内部结构示意图，触摸显示器28安装在控制主机柜门10内侧，可方便工作人员操作和查看工作状态，控制主机柜4内通过防潮隔板27将内部分为两层，防潮隔板27可有效防止因潮湿、腐蚀导致的控制主机系统26老化的问题，控制主机系统26安装在控制主机柜4内部靠左侧，方便拆卸、安装、通风。

如图5所示，为本发明的便携式仪器箱6的内部结构示意图，当实验结束时，可将控制主机柜4、可升降三脚架5和可拆卸式转台基座3分别拆卸下来，安放于便携式仪器箱6内，并且便携式仪器箱6外部设有可伸缩拉杆7、把手8以及万向轮9，可方便移动。

如图6所示，为本发明的控制主机系统结构示意图，单片机30连接有第一步进电机驱动器31、第二步进电机驱动器32、触摸屏显示器28、数据采集模块33、俯仰角度传感器17、方位角传感器16、启动按键22、停止按键23、复位开关24、AD转换器34、微型摄像头18、蜂鸣器20和GPS定位装置19，第一步进电机驱动器31连接第一步进电机21，第一步进电机21驱使俯仰转动臂1运动，第二步进电机驱动器32连接第二步进电机15，第二步进电机15驱使水平转动台2运动，光照度传感器11和太阳辐射传感器12通过数据采集模块与AD转换器34相连接，AD转换器34把采集到的数据处理完毕以后传输给单片机30。

如图7、图8所示，本发明提供一种自校正可移动式光热一体化检测装置的检测方法，通过触摸显示器28对检测装置进行模式、转动角度、检测周期进行选择，可以根据不同的检测方法来满足不同的研究目的。同时，俯仰角度传感器17和方位角传感器16检测每次转动完毕俯仰转动臂1和水平转动台2的角度误差，上传给控制主机系统26来对误差大小进行分析，若误差小于设定值的5％，则忽略该误差，反之，则启用模糊控制算法模块对误差进行校正。误差校正完毕，进行采集数据，最后一并把检测到的数据以及误差反馈报告上传给控制主机系统26，为以模糊控制算法模块为核心的误差校正方法，通过获取到的俯仰角度值、方位角度值和变化速度值，来计算出当前的角度误差值以及变化速度等级，从而计算出当前的转动校正量，并驱动第一步进电机21、第二步进电机15进行误差校正转动。

包括如下步骤：

步骤S1、采集数据，

步骤S2、数据校正，

所述采集数据具体包括以下步骤：

S101、系统初始化，

S102、俯仰转动臂、水平转动台复位，

S103、选择检测模式，

S104、选择定点检测模式，

S109、设定仰角转动角度，

S110、设定方位角转动角度，

S111、设定检测周期，

S112、第一、第二步进电机转动，

S113、俯仰角度传感器检测俯仰转动臂与设定值之间的误差，

S114、方位角传感器检测水平转动台与设定值之间的误差，

S115、误差角度值<设定值的5％，

S116、模糊控制算法模块，

S117、光照度传感器、辐射传感器开始采集数据，

S118、完成采样周期，保存实验数据、误差反馈报告，

S119、结束；

当步骤S104不是定点检测模式时，依次进入步骤S105启动半球天空自动扫描模式、步骤S106设定每次仰角转动角度、步骤S107设定每次方位角转动角度、步骤S108设定检测周期后再进入步骤S112。

当步骤S114的误差角度值不小于设定值的5％时，进入步骤S115模糊控制算法模块后再进入步骤S116。

所述数据校正具体包括以下步骤：

S201、算法初始化，

S202、获取当前俯仰角度传感器、方位角传感器角度值和变化速度值，

S203、计算当前角度误差值、变化速度值隶属度，

S204、根据规则控制表利用最大隶属度法解模糊确定误差值、变化速度等级，

S205、根据误差值、变化速度等级利用控制规则表计算当前转动校正量，

S206、单片机下发命令至第一、第二电机驱动器，

S207、第一、第二电机驱动器驱动第一、第二步进电机进行误差校正转动，

S208、结束。

实施例1

检测装置可根据不同的研究目的，对太阳光照度和太阳辐射两个测量对象进行选择。若只需对其中一个测量对象进行检测，则可通过触摸显示器28单独对测量对象进行选择；若需要对太阳光照度和太阳辐射两个测量对象同时检测，则可通过触摸显示器28同时对其选择；其他部分同上述实施方式。

实施例2

检测装置可以根据不同的实验要求，对半球天空自动扫描模式和定点电机21、第二步进电机15转至待测量点，随后完成误差校正之后进行数据采集；若需要对整个天空进行检测，则可通过触摸显示器28选择半球天空自动扫描模式，选择完成以后，触摸显示器28传输命令至单片机30，单片机30下发命令至第一步进电机驱动器31、第二步进电机驱动器32，第一步进电机驱动器31、第二步进电机驱动器32分别驱动第一步进电机21、第二步进电机15依次从起始角度值对整个天空进行扫描，并在每次转动之后需要进行误差校正，才可进行数据采集；其他部分同上述实施方式。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自校正可移动式光热一体化检测装置，其特征是：其包括太阳能光照度辐射检测系统、实时误差校正系统、防盗报警系统、控制主机系统(26)、可伸缩三角支架(5)和便携式仪器箱(6)，所述太阳能光照度辐射检测系统包括光照度传感器(11)、太阳辐射传感器(12)、俯仰转动臂(1)、水平转动台(2)、第一步进电机(21)、第二步进电机(15)、仰角转轴(14)、方位角转轴(29)、可拆卸式转台基座(3)，所述俯仰转动臂(1)安装在水平转动台(2)中心位置，所述水平转动台(2)安装在可拆卸式转台基座(3)上，所述可拆卸式转台基座(3)通过螺栓固定于控制主机柜(4)上方，所述光照度传感器(11)、太阳辐射传感器(12)固定在俯仰转动臂(1)前上方，所述第一步进电机(21)通过仰角转轴(14)内设于俯仰转动臂(1)底端，所述第二步进电机(15)通过方位角转轴(29)内设于水平转动台(2)上。

2.根据权利要求1所述的一种自校正可移动式光热一体化检测装置，其特征是：所述实时误差校正系统包括方位角传感器(16)、俯仰角度传感器(17)、水平校准泡(13)，所述方位角传感器(16)与方位角转轴(29)相连接，所述俯仰角度传感器(17)与仰角转轴(14)相连接，所述水平校准泡(13)设于可拆卸式转台基座(3)上。

3.根据权利要求1所述的一种自校正可移动式光热一体化检测装置，其特征是：所述防盗报警系统包括微型摄像头(18)、蜂鸣器(20)、GPS定位装置(19)，所述微型摄像头(18)安装在控制主机柜(4)上方，所述蜂鸣器(20)安装在微型摄像头(18，4)左侧，所述GPS定位装置(19)安装在微型摄像头右侧。

4.根据权利要求1所述的一种自校正可移动式光热一体化检测装置，其特征是：所述控制主机系统包括单片机(30)、触摸屏显示器(28)、第一步进电机驱动器(31)、第二步进电机驱动器(32)、数据采集模块(33)、启动按键(22)、停止按键(23)、复位开关(24)、防腐集成线槽(35)、AD转换器(34)、散热风扇(25)，所述单片机(30)电连接有第一步进电机驱动器(31)、第二步进电机驱动器(32)、触摸屏显示器(28)、数据采集模块(33)、俯仰角度传感器(17)、方位角传感器(16)、启动按键(22)、停止按键(23)、复位开关(24)、AD转换器(34)、微型摄像头(18)、蜂鸣器(20)和GPS定位装置(19)，所述第一步进电机驱动器(31)连接第一步进电机(21)，所述第二步进电机驱动器(32)连接第二步进电机(15)，所述触摸显示器(28)通过螺栓安装于控制主机柜门(10)内壁，所述数据采集模块(33)连接光照度传感器(11)、太阳辐射传感器(12)，所述防腐集成线槽(35)设于控制主机柜(4)内且通电线、信号线、数据线和接地线均共用同一个线槽，所述AD转换器(34)连接方位角传感器(16)、俯仰角度传感器(17)，所述散热风扇(25)安装于控制主机柜(4)壁外侧，与内侧控制主机系统(26)相连接，所述复位开关(24)在每次开始和结束以及实验时驱动第一步进电机(21)、第二步进电机(15)恢复到初始状态。

5.根据权利要求4所述的一种自校正可移动式光热一体化检测装置，其特征是：所述控制系统中的触摸显示器(28)通过螺栓安装于控制主机柜门(10)内壁，所述触摸显示器(28)作为上位机用于在程序引导下下发命令给单片机(30)以及接收由单片机(30)上传的数据，所述触摸显示器(28)接收俯仰角度传感器(17)、方位角传感器(16)传输的信息或接收GPS定位装置(19)的位置信息。

6.根据权利要求1所述的一种自校正可移动式光热一体化检测装置，其特征是：所述便携式仪器箱(6)包括把手(8)、可伸缩拉杆(7)、万向轮(9)，所述四个万向轮(9)安装于便携式仪器箱(6)底部，可伸缩拉杆(7)安装于便携式仪器箱(6)背部，所述可伸缩三脚架(5)与控制主机柜(4)底部连接且与太阳能光照度辐射检测系统置于便携式仪器箱(6)内。

7.根据权利要求1所述的一种自校正可移动式光热一体化检测装置，其特征是：所述俯仰转动臂(1)顶端装有光照度传感器(11)、太阳辐射传感器(12)，底部通过仰角转轴(14)连接水平转动台(2)，所述俯仰转动臂(1)通过第一步进电机(21)驱动，所述水平转动台(2)底部通过螺栓连接可拆卸式转台基座(3)，所述水平转动台(2)通过第二步进电机(15)驱动，所述第一步进电机(21)、第二步进电机(15)接收单片机(30)下发命令在任意角度转动。

8.一种根据权利要求1所述的自校正可移动式光热一体化检测装置的检测方法，其特征是包括如下步骤：

步骤S1、采集数据，

步骤S2、数据校正，

所述采集数据具体包括以下步骤：

S101、系统初始化，

S102、俯仰转动臂、水平转动台复位，

S103、选择检测模式，

S104、选择定点检测模式，

S109、设定仰角转动角度，

S110、设定方位角转动角度，

S111、设定检测周期，

S112、第一、第二步进电机转动，

S113、俯仰角度传感器检测俯仰转动臂与设定值之间的误差，

S114、方位角传感器检测水平转动台与设定值之间的误差，

S115、误差角度值<设定值的5％，

S116、模糊控制算法模块，

S117、光照度传感器、辐射传感器开始采集数据，

S118、完成采样周期，保存实验数据、误差反馈报告，

S119、结束；

所述数据校正具体包括以下步骤：

S201、算法初始化，

S202、获取当前俯仰角度传感器、方位角传感器角度值和变化速度值，

S203、计算当前角度误差值、变化速度值隶属度，

S204、根据规则控制表利用最大隶属度法解模糊确定误差值、变化速度等级，

S205、根据误差值、变化速度等级利用控制规则表计算当前转动校正量，

S206、单片机下发命令至第一、第二电机驱动器，

S207、第一、第二电机驱动器驱动第一、第二步进电机进行误差校正转动，

S208、结束。

9.根据权利要求8所述的一种自校正可移动式光热一体化检测装置的检测方法，其特征是：所述步骤S1，当步骤S104不是定点检测模式时，依次进入步骤S105启动半球天空自动扫描模式、步骤S106设定每次仰角转动角度、步骤S107设定每次方位角转动角度、步骤S108设定检测周期后再进入步骤S112。

10.根据权利要求8所述的一种自校正可移动式光热一体化检测装置的检测方法，其特征是：当步骤S114的误差角度值不小于设定值的5％时，进入步骤S115模糊控制算法模块后再进入步骤S116。

Images