CN210603270U - 一种太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，包括底座、测量架、方向测量器和角度测量器，方向测量器包括相匹配的方向盘和指示针，方向盘水平固定在主杆上，指示针固定在套杆上，角度测量器包括光强测定器、角度尺、第二驱动装置和至少两对LDR传感器，角度尺固定在支杆上，光强测定器的一端均布至少两对LDR传感器，光强测定器的中部与角度尺转动连接，光强测定器的另一端与第二驱动装置传动连接，第二驱动装置能够带动光强测定器在竖直平面内转动，至少两对LDR传感器与控制系统均电连接。本实用新型使测量仪能够实时自动测量太阳的高度和方位角并能够自动定性分析辐射强度，装置简单、易操作，且准确度较高。

Description

一种太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪

技术领域

本实用新型涉及太阳角度测量设备技术领域，特别是涉及一种太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪。

背景技术

现有的太阳测量设备中，太阳的高度、方位角及辐射强度的测量仪分别被为独立装置，即高度、方位角及辐射强度分别利用不同的设备进行分别测量，测量复杂且操作不便，而且现有(如专利CN203310439U)的“太阳高度、方位角及辐射强度综合测量仪”只能手动校对，定时操作测量，数据不精确。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，以解决上述现有技术存在的问题，使测量仪能够实时自动测量太阳的高度和方位角并能够自动定性分析辐射强度，装置简单、易操作，且准确度较高。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，包括底座、测量架、方向测量器和角度测量器，所述测量架包括主杆、支杆和套杆，所述主杆竖直固定在所述底座上，所述套杆转动套设在所述主杆上，所述支杆与所述套杆垂直固定，所述支杆传动连接有第一驱动装置，所述第一驱动装置能够带动所述支杆在水平面内转动，所述方向测量器包括相匹配的方向盘和指示针，所述方向盘水平固定在所述主杆上，所述指示针固定在所述套杆上且与所述支杆平行，所述角度测量器包括光强测定器、角度尺、第二驱动装置和至少两对LDR传感器，所述角度尺固定在所述支杆上，所述第二驱动装置水平固定在所述支杆上，所述光强测定器的一端均布至少两对所述LDR传感器，每对所述LDR传感器在所述光强测定器两侧对称设置，所述光强测定器的中部与所述角度尺转动连接，所述光强测定器的另一端与所述第二驱动装置传动连接，所述第二驱动装置能够带动所述光强测定器在竖直平面内转动，至少两对所述LDR传感器与控制系统均电连接，所述控制系统能够向所述第一驱动装置和所述第二驱动装置发送控制信号，所述方向盘和所述角度尺均与所述控制系统电连接。

优选的，所述底座为三脚架，所述三脚架的每个支脚处分别螺纹连接有调节螺杆，所述三脚架上固定设有水平仪。

优选的，所述主杆为伸缩杆，所述伸缩杆的外杆上开设有螺纹孔，所述螺纹孔中螺纹连接有固定螺栓。

优选的，所述第一驱动装置为第一微型电机，所述主杆为中空结构，所述第一微型电机竖向固定在所述主杆内部，所述第一微型电机的输出轴与所述支杆的端部固定连接，所述第一微型电机与所述控制系统电连接。

优选的，所述第二驱动装置为第二微型电机，所述第二微型电机水平固定在所述支杆上，所述第二微型电机的输出轴与所述光强测定器固定连接，所述第二微型电机与所述控制系统电连接。

优选的，所述角度尺为扇形尺，所述角度尺上开设有弧形槽，所述弧形槽的圆心位于所述第二微型电机的所述输出轴的轴线上，所述光强测定器上固定连接有滑动指针，所述滑动指针能够在所述弧形槽中滑动。

优选的，所述方向盘和所述角度尺上均圆周均匀刻设有刻度线，各所述刻度线处均粘贴有光敏贴片电阻，所述方向盘上的各所述光敏贴片电阻均沿所述方向盘的径向方向粘贴并相互并联连接，所述角度尺上的各所述光敏贴片电阻均沿所述弧形槽的径向方向粘贴并相互并联连接，所有的所述光敏贴片电阻均与所述控制系统电连接。

优选的，所述方向盘上设有指南针。

优选的，所述光强测定器包括圆管，所述LDR传感器沿所述圆管的圆周方向均匀分布，所述圆管内固定有硅光电池板，所述硅光电池板与所述圆管的轴线垂直，所述硅光电池板电连接有电流表，所述电流表与所述控制系统电连接。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型在光强测定器两侧对称设置的LDR传感器，且至少设置两对，利用每对LDR传感器测量光强测定器两侧的光线强度，并把感应的光线强度反馈至控制系统，控制系统将根据光线强度控制第一驱动装置和第二驱动装置的运动，具体的是光强测定器的哪侧光线弱，控制系统将控制第一驱动装置和第二驱动装置相应的带动光强测定器和支杆向光线较弱侧转动，直至两侧光线强度相等，此时光强测定器在角度尺的滑动位置即太阳高度角，与支杆平行的指示针在方向盘上的指示位置即太阳方位角，同时光强测定器能够自动定性分析太阳辐射强度，从而使测量仪能够实时自动测量太阳的高度和方位角并能够自动定性分析辐射强度，装置简单、易操作，且无需手动校对、定时测量，准确度较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为本实用新型太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪的结构示意图；

图2为本实用新型中底座的结构示意图；

图3为本实用新型中方向盘的结构示意图；

图4为本实用新型中光强测定器的结构示意图；

图5为本实用新型中角度尺的结构示意图；

其中：1-底座，101-调节螺杆，102-固定螺栓，2-测量架，201-主杆，202-套杆，203-支杆，204-第一微型电机，3-角度测量器，301-圆管，302-角度尺，303-弧形槽，304-滑动指针，305-第二微型电机，306-LDR传感器，307-电流表，308-硅光电池板，4-方向测量器，401-方向盘，402-指示针，5-水平仪，6-指南针，7-控制系统，001-光敏贴片电阻，002-刻度线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-图5所示：本实施例提供了一种太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，包括底座1、测量架2、方向测量器4和角度测量器3，底座1为三脚架，三脚架的每个支脚处分别螺纹连接有调节螺杆101，三脚架上固定设有水平仪5，测量架2包括主杆201、支杆203和套杆202，主杆201为伸缩杆，伸缩杆的外杆上开设有螺纹孔，螺纹孔中螺纹连接有固定螺栓102，主杆201竖直固定在底座1上，套杆202转动套设在主杆201上，支杆203与套杆202垂直固定，支杆203传动连接有第一驱动装置，第一驱动装置能够带动支杆203在水平面内转动，方向测量器4包括相匹配的方向盘401和指示针402，方向盘401上设有指南针6，方向盘401水平固定在主杆201上，指示针402固定在套杆202上且与支杆203平行，角度测量器3包括光强测定器、角度尺302、第二驱动装置和至少两对LDR传感器306，角度尺302固定在支杆203上，第二驱动装置水平固定在支杆203上，光强测定器的一端均布至少两对LDR传感器306，每对LDR传感器306在光强测定器两侧对称设置，光强测定器的中部与角度尺302转动连接，光强测定器的另一端与第二驱动装置传动连接，第二驱动装置能够带动光强测定器在竖直平面内转动，至少两对LDR传感器306与控制系统7均电连接，控制系统7能够向第一驱动装置和第二驱动装置发送控制信号，方向盘401和角度尺302均与控制系统7电连接。

具体的，第一驱动装置为第一微型电机204，主杆201为中空结构，第一微型电机204竖向固定在主杆201内部，第一微型电机204的输出轴与支杆203的端部固定连接，第一微型电机204与控制系统7电连接。第二驱动装置为第二微型电机305，第二微型电机305水平固定在支杆203上，第二微型电机305的输出轴与光强测定器固定连接，第二微型电机305与控制系统7电连接。利用每对LDR传感器306测量光强测定器两侧的光线强度，并把感应的光线强度反馈至控制系统7，测得光强测定器的哪侧光线弱，控制系统7将控制第一微型电机204和第二微型电机305相应的驱动光强测定器和支杆203向光线较弱侧转动，直至两侧光线强度相等，此时光强测定器在角度尺302的滑动位置即太阳高度角，与支杆203平行的指示针402在方向盘401上的指示位置即太阳方位角，同时光强测定器能够自动定性分析太阳辐射强度，从而使测量仪能够实时自动测量太阳的高度和方位角并能够自动定性分析辐射强度，装置简单、易操作，且无需手动校对、定时测量，准确度较高。

具体的，角度尺302为扇形尺，角度尺302上开设有弧形槽303，弧形槽303的圆心位于第二微型电机305的输出轴的轴线上，光强测定器上固定连接有滑动指针304，滑动指针304能够在弧形槽303中滑动。方向盘401和角度尺302上均圆周均匀刻设有刻度线002，各刻度线002处均粘贴有光敏贴片电阻001，方向盘401上的各光敏贴片电阻001均沿方向盘401的径向方向粘贴并相互并联连接，角度尺302上的各光敏贴片电阻001均沿弧形槽303的径向方向粘贴并相互并联连接，所有的光敏贴片电阻001均与控制系统7电连接。

具体的，光强测定器包括圆管301，LDR传感器306沿圆管301的圆周方向均匀分布，圆管301内固定有硅光电池板308，硅光电池板308与圆管301的轴线垂直，硅光电池板308电连接有电流表307，电流表307与控制系统7电连接。本实施例中LDR传感器306选用两对，如图4所示分布。

具体应用步骤如下：

1)根据水平仪5调节调节螺杆101，调平整个测量仪，再调节固定螺栓102，伸长或缩短主杆201，将测量仪调节到合适的高度；

2)当圆管301接收太阳光照射时，圆管301上下左右四个方位的LDR传感器306也会感受到光强，并于每两分钟检测一次，其中如图1所示，圆管301上方为上，圆管301下方为下，垂直纸面向内为左，垂直纸面向外为右；

3)圆管301左右的两个LDR传感器306(如图4中的b)同时检测光线强度，并将检测结果反馈给控制系统7，若左侧LDR传感器306感受到的光强大于右侧LDR传感器306，则控制系统7控制第一微型电机204并驱动支杆203向左转动偏移，校对阳光直射方向；若右侧LDR传感器306感受到的光强大于左侧LDR传感器306，则控制系统7控制第一微型电机204并驱动支杆203向右转动偏移，校对阳光直射方向；当圆管301左右的两个LDR传感器306检测光线强度相同时，第一微型电机204不工作；

4)圆管301左右的两个LDR传感器306检测光线强度相同时，控制系统7再根据圆管301上下的两个LDR传感器306(如图4中的b')检测到的光线强度去控制第二微型电机305，若上侧LDR传感器306感受到的光强大于下侧LDR传感器306，则控制系统7控制第二微型电机305并带动圆管301向上偏移，校对阳光直射方向；若下侧LDR传感器306感受到的光强大于上侧LDR传感器306，则控制系统7控制第二微型电机305并带动圆管301向下偏移，校对阳光直射方向；当圆管301上下的两个LDR传感器306检测到的光线强度相同时，第二微型电机305不工作；

5)在角度尺302和方向盘401中加入光敏贴片电阻001，当调节好第一微型电机204和第二微型电机305都不工作时，滑动指针304所处弧形槽303位置的光线则会被滑动指针304遮挡，此时的角度尺302的方向角刻度线002则会传输给控制系统7被实时记录，同时，指示针402所处方向盘401位置的光线被指示针402遮挡，此时方向盘401的方向角刻度线002则会传输给控制系统7被实时记录；

6)根据控制系统7每两分钟实时记录的弧形槽303的位置角度、方向盘401的位置角度可得出所需要的太阳高度角、方位角，并根据该时刻电流表307所产生的电流大小定性分析辐射强度，且电流与辐射强度呈正比例关系。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，其特征在于：包括底座、测量架、方向测量器和角度测量器，所述测量架包括主杆、支杆和套杆，所述主杆竖直固定在所述底座上，所述套杆转动套设在所述主杆上，所述支杆与所述套杆垂直固定，所述支杆传动连接有第一驱动装置，所述第一驱动装置能够带动所述支杆在水平面内转动，所述方向测量器包括相匹配的方向盘和指示针，所述方向盘水平固定在所述主杆上，所述指示针固定在所述套杆上且与所述支杆平行，所述角度测量器包括光强测定器、角度尺、第二驱动装置和至少两对LDR传感器，所述角度尺固定在所述支杆上，所述第二驱动装置水平固定在所述支杆上，所述光强测定器的一端均布至少两对所述LDR传感器，每对所述LDR传感器在所述光强测定器两侧对称设置，所述光强测定器的中部与所述角度尺转动连接，所述光强测定器的另一端与所述第二驱动装置传动连接，所述第二驱动装置能够带动所述光强测定器在竖直平面内转动，至少两对所述LDR传感器与控制系统均电连接，所述控制系统能够向所述第一驱动装置和所述第二驱动装置发送控制信号，所述方向盘和所述角度尺均与所述控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，其特征在于：所述底座为三脚架，所述三脚架的每个支脚处分别螺纹连接有调节螺杆，所述三脚架上固定设有水平仪。

3.根据权利要求1所述的太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，其特征在于：所述主杆为伸缩杆，所述伸缩杆的外杆上开设有螺纹孔，所述螺纹孔中螺纹连接有固定螺栓。

4.根据权利要求1所述的太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，其特征在于：所述第一驱动装置为第一微型电机，所述主杆为中空结构，所述第一微型电机竖向固定在所述主杆内部，所述第一微型电机的输出轴与所述支杆的端部固定连接，所述第一微型电机与所述控制系统电连接。

5.根据权利要求1所述的太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，其特征在于：所述第二驱动装置为第二微型电机，所述第二微型电机水平固定在所述支杆上，所述第二微型电机的输出轴与所述光强测定器固定连接，所述第二微型电机与所述控制系统电连接。

6.根据权利要求5所述的太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，其特征在于：所述角度尺为扇形尺，所述角度尺上开设有弧形槽，所述弧形槽的圆心位于所述第二微型电机的所述输出轴的轴线上，所述光强测定器上固定连接有滑动指针，所述滑动指针能够在所述弧形槽中滑动。

7.根据权利要求6所述的太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，其特征在于：所述方向盘和所述角度尺上均圆周均匀刻设有刻度线，各所述刻度线处均粘贴有光敏贴片电阻，所述方向盘上的各所述光敏贴片电阻均沿所述方向盘的径向方向粘贴并相互并联连接，所述角度尺上的各所述光敏贴片电阻均沿所述弧形槽的径向方向粘贴并相互并联连接，所有的所述光敏贴片电阻均与所述控制系统电连接。

8.根据权利要求1所述的太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，其特征在于：所述方向盘上设有指南针。

9.根据权利要求1所述的太阳高度、方位角及辐射强度综合自动测量仪，其特征在于：所述光强测定器包括圆管，所述LDR传感器沿所述圆管的圆周方向均匀分布，所述圆管内固定有硅光电池板，所述硅光电池板与所述圆管的轴线垂直，所述硅光电池板电连接有电流表，所述电流表与所述控制系统电连接。

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