CN2138799Y - 固定式日照传感器 - Google Patents

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王炳忠
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Abstract

本实用新型固定式日照传感器由限角挡环、积分 球体及光探测器组成。限角挡环为一开有6个窗口 的圆环，其作用是保证不出现多孔进光；积分球体为 一有6个针孔的空心圆球体，针孔能阻挡散射光进 入。通过窗口并经针孔进入球体内的直射光，经内壁 多次漫反射后，而均匀分布。由光探测器测定其亮 度，并与日照阈值下的相应亮度比较确定有无日照。 该传感器具有结构简单，测定准确，使用简便，不需调 整，少维修等优点。

Description

本实用新型固定式日照传感器属日照测定装置。
日照传感器主要用于测定日照。目前国内外普遍使用的日照传感器有两种：一种靠步进电机驱动辐射探测器跟踪太阳；一种靠步进电机推动反射器，将直接日射反射进辐射探测器中。然后同日照阈值下的响应相比较，如大于阈值为有日照（WMO1981年通过以直接辐射120W／m2±20％做为日照阈值定义），否则为无日照。由于它们均有转动部件，需经常地进行人工调整，增加了出故障机会，并给使用人员带来不便。
本实用新型的目的在于提供一种使用简便，少维修的固定式日照传感器。
本实用新型固定式日照传感器主要由限角挡环、积分球体、光探测器三部分组成。限角挡环以同心圆的方式固定在积分球体外圆上，限角挡环上有6个窗口；积分球体为一空心圆环体，积分球体上有6个针孔与限角挡环的窗口相对应；积分球体内“极点”处设有带光阑的光探测器。当有太阳辐射时，限角挡环只允许太阳光经一个窗口通过（在两孔之间过渡时，会出现瞬间的两孔入射），通过窗口的太阳辐射到达积分球体上与该窗口相对应的针孔。由于针孔的直径很小，只允许太阳直射光通过，而把绝大部分的太阳散射光挡住，虽有极小部分的散射光进入，但其方向不一，只能起到提供背景亮度的作用。而通过针孔进入的直射光则投射在积分球体的一部分内壁上，由于球体内壁涂有无光白漆，将投射在球体内的直射光漫反射到其它部分内壁。经多次漫反射后，根据积分球原理，入射光会均匀地分布在积分球体内壁上。带有光阑的光探测器只测定球体内直射光不能到达的那部分内壁的亮度。然后经检测电路把测得的亮度与日照阈值下的相应亮度相比较，即可确定有无日照。
本实用新型固定式日照传感器，具有结构简单，测定准确，使用方便，少维修，不需调整等优点。
图1是固定式日照传感器构造图。其中：1为积分球体；2为限角挡环；3为窗口；4为光阑；5为光探测器；6为水准器；7为底盘；8为调水准螺丝；9为纬度架；10为针孔。
图2为积分球体上6个针孔的位置和窗口开口的宽度。
图3为针孔与光探测器之间的相对位置及光探测器的探测范围。
图4为光探测器的电路图。
下面给出固定式日照传感器的一个实施例：该传感器由限角挡环（2）、积分球体（1）、光探测器（5）三部分组成（图1）。限角挡环（2）以同心圆的方式固定在积分球体（1）外圆上，其直径为85mm，宽为10mm的铝制成。在限角挡环（2）上有6个窗口（3），其长为7.368mm，宽为6.658mm，它的作用是严格限制入射角，如有直射光时只允许一个窗口进光。积分球体（1）为一空心圆球体，其直径为70mm，由两个厚0.5mm的铝制半球合成。球体内壁涂有高反射比的无光白漆，积分球体上有6个针孔（10）与窗口（3）相对应，针孔（10）直径≤1mm，按42°夹角（图2）等距离地排列在积分球体（1）的“赤道”上。针孔（10）的作用是把到达的直射光和散射光分开，并使直射光进入积分球体（1）内。由于球体内壁涂有高反射比的无光白漆，投射在球体内的直射光经多次漫反射后，均匀地分布在积分球体内壁上。积分球体（1）内“极点”处设有带光阑的光探测器（5）（2CU80硅光电二极管），光阑（4）为一铝制圆环可形成30°圆锥角的视场，光探测器（5）设在其中（图3），光阑（4）的作用是保证光探测器（5）只能测定直射光不能达到的那部分球体内壁的亮度。测得的亮度经检测电路（图4）与日照阈值进行比较即可确定有无日照了。
该传感器固定在纬度架（9）上，纬度架（9）可调地装在底盘（7）上，底盘（7）上装有水准器（6）和调水准螺丝（8）。
若考虑更高纬度的使用，如南极长城站可在积分球体上酌情增加针孔数。

Claims (4)

1、一种固定式日照传感器，其特征在于该传感器由限角挡环、积分球体、光探测器三部分组成，限角挡环以同心圆的方式固定在积分球体外圆上，限角挡环上有6个窗口；积分球体为一空心圆球体，积分球体上有6个针孔与限角挡环的窗口相对应，积分球体内“极点”处设有带光阑的光探测器。
2、根据权利要求1所述固定式日照传感器，其特征在于该传感器是固定的。
3、根据权利要求1所述的固定式日照传感器，其特征在于该传感器的针孔按42°夹角等距离的排列在积分球体的“赤道”上。
4、根据权利要求3所述的固定式日照传感器，其特征在于该传感器积分球体上的针孔直径≤1mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108477140A (zh) * 2018-06-07 2018-09-04 江苏省无线电科学研究所有限公司 一种防鸟装置及日照检测系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108477140A (zh) * 2018-06-07 2018-09-04 江苏省无线电科学研究所有限公司 一种防鸟装置及日照检测系统
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