CN214173560U - 一种感光传感器、采样电路及槽式集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提出一种感光传感器、采样电路及槽式集热器，涉及太阳能技术领域。该感光传感器包括底座、遮光部件和采样电路，遮光部件设在底座上形成容纳空间；遮光部件上设置有感光口，遮光部件为曲面罩状结构，感光口设置为弧形。采样电路包括第一感光元件和第二感光元件第一感光元件和所第二感光元件安装在底座上，并位于容纳空间内；第一感光元件和第二感光元件分别位于感光口的两侧。感光传感器的感光口设置为弧形，使得接收太阳光线的角度范围加大，保证了槽式集热器全天候高精度的跟踪太阳。

Description

一种感光传感器、采样电路及槽式集热器

技术领域

本实用新型涉及太阳能技术领域，具体而言，涉及一种感光传感器、采样电路及槽式集热器。

背景技术

槽式集热系统是利用槽式抛物面聚光反射器聚集得到高热流密度的太阳辐射能来实现系统的光热转换过程，上述反射器为横截面为抛物线形状的条形板。对于东西布置上下跟踪的反射器，太阳光线相对于地面的夹角会随时间而变化，其直接导致太阳光线与反射器的抛物面之间的入射角发生变化。为了提高太阳能利用效率，需要使得反射器的俯仰角随太阳移动。而为了感应入射角的变化，提供一种能够跟踪太阳的感光传感器具有比较重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种感光传感器、采样电路及槽式集热器，其可以增加接收太阳光线的角度范围，保证槽式集热器全天候高精度的跟踪太阳。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种感光传感器，包括底座、遮光部件和采样电路，所述遮光部件设在所述底座上形成容纳空间；

所述遮光部件上设置有感光口，所述遮光部件为曲面罩状结构，所述感光口设置为弧形；

所述采样电路包括第一感光元件和第二感光元件，所述第一感光元件和所述第二感光元件安装在所述底座上，并位于所述容纳空间内；所述第一感光元件和所述第二感光元件分别位于所述感光口的两侧。

进一步地，所述遮光部件包括第一遮光罩和第二遮光罩，所述第一遮光罩和所述第二遮光罩对称间隔形成所述感光口。

进一步地，所述感光传感器还包括采样电路，所述采样电路还包括放大器，所述第一感光元件和所述第二感光元件相互串联在电源的正极与负极之间，所述放大器的第一输入端电连接于所述第一感光元件和所述第二感光元件之间，所述放大器的第二输入端接地，所述放大器的输出端与所述第一输入端电连接。

进一步地，所述采样电路还包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻电连接于所述放大器的第一输入端与所述第二输入端之间，所述第二电阻电连接于所述放大器的第一输入端和所述输出端之间。

进一步地，所述感光传感器还包括电路板，所述采样电路集成在所述电路板上。

进一步地，所述电路板设置在所述容纳空间内，所述第一感光元件和所述第二感光元件对称设置在所述电路板上；

所述感光口在所述电路板上垂直投影形成参考线，所述第一感光元件和所述第二感光元件关于所述参考线对称，并临近所述参考线设置。

进一步地，所述感光传感器还包括防护壳，所述遮光部件设置在所述防护壳内；所述防护壳固定设置在所述底座上。

进一步地，所述遮光部件为球面状。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种采样电路，应用于如第一方面所述的感光传感器中，所述采样电路包括第一感光元件、第二感光元件和放大器；

所述第一感光元件和所述第二感光元件相互串联在电源的正极与负极之间，所述放大器的第一输入端电连接于所述第一感光元件和所述第二感光元件之间，所述放大器的第二输入端接地，所述放大器的输出端与所述第一输入端电连接。

第三方面，本实用新型实施例还提供了一种槽式集热器，包括如第一方面所述的感光传感器或如第二方面所述的采样电路。

本实用新型实施例提供的感光传感器、采样电路及槽式集热器的有益效果为：

使用时，感光口沿东西方向布置，由于遮光部件为曲面状，并且感光口为弧形；因此，当太阳东西移动时，太阳光始终能够通过条形感光口射入到第一感光元件及第二感光元件上。而当太阳升高或降低时，第一感光元件和第二感光元件接收到的光强不同，从而能够给控制器发送信号，使得反射器做对应的俯仰摆动，直至第一感光元件和第二感光元件接收到的光强大致相等。综上，采用上的感光传感器后，反射器能够随着太阳高度的不同做对应的俯仰运动，从而提高太阳能利用率。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种感光传感器的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例提供的一种采样电路的电路示意图。

附图标号：100-感光传感器；110-遮光部件；111-第一遮光罩；112-第二遮光罩；120-感光口；130-采样电路；140-电路板；150-防护壳；160-底座；200-电源；G1-第一感光元件；G2-第二感光元件；U1-放大器；R1-第一电阻；R2-第二电阻。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1和图2所示，为本实用新型实施例所示的感光传感器100的一种可实施的结构示意图和电路示意图。该感光传感器100包括底座160、遮光部件110和采样电路130，遮光部件110设在底座160上形成容纳空间；遮光部件110上设置有感光口120，遮光部件110为曲面罩状结构，感光口120设置为弧形。

采样电路130包括第一感光元件G1和第二感光元件G2，第一感光元件G1和第二感光元件G2安装在底座160上，并位于容纳空间内；第一感光元件G1和第二感光元件G2分别位于感光口120的两侧。

可见，感光传感器100的感光口120设置为弧形，当太阳东西移动时，太阳光始终能够通过东西方向布置的弧形感光口120，并射入到第一感光元件G1及第二感光元件G2上。当太阳升高或降低时，第一感光元件G1和第二感光元件G2接收到的光强不同，从而能够给控制器发送信号，使得反射器做对应的俯仰摆动，直至第一感光元件G1和第二感光元件G2接收到的光强大致相等。使得反射器能够随着太阳高度的不同做对应的俯仰运动，从而提高太阳能利用率，保证了槽式集热器全天候高精度的跟踪太阳。

进一步地，在本实施例中，遮光部件110包括第一遮光罩111和第二遮光罩112，第一遮光罩111和第二遮光罩112对称间隔形成感光口120。

可以理解，在进行加工制作时，可以沿着遮光部件110中间位置进行切割形成感光口120，且使得第一遮光罩111和第二遮光罩112为两个相同形状的部件，并对称间隔形成感光口120。其中，遮光部件110用于遮挡太阳光；而感光口120则用于接收太阳光。

进一步地，如图2所示，采样电路130还包括放大器U1，第一感光元件G1和第二感光元件G2相互串联在电源200的正极与负极之间，放大器U1的第一输入端电连接于第一感光元件G1和第二感光元件G2之间，放大器U1的第二输入端接地，放大器U1的输出端与第一输入端电连接。

可以理解，电源200的正极和负极提供的电压的绝对值是相同的。例如，电源200的正极可以提供+5V电压，电源200的负极可以提供-5V电压。放大器U1的第一输入端为反向输入端，放大器U1的第二输入端为正向输入端。当然，在另一种实施例中，放大器U1的第一输入端还可以为正向输入端，放大器U1的第二输入端还可以为反向输入端，在此并不作限制。

其中，第一感光元件G1用于产生第一光电信号，第二感光元件G2用于产生第二光电信号，放大器U1根据第一光电信号和第二光电信号之和与0V进行比较，得到比较结果。

第一感光元件G1产生的第一光电信号的大小跟其受光面积有关，第二感光元件G2产生的第二光电信号的大小跟其受光面积也有关。感光传感器100与太阳相对的角度不同，那么第一感光元件G1和第二感光元件G2的受光面积则会不一样。当太阳光垂直射入感光传感器100时，第一感光元件G1和第二感光元件G2的受光面积是相等的，对应的，第一感光元件G1产生的第一光电信号的大小与第二感光元件G2产生的第二光电信号的大小也是相等的。由于第一感光元件G1电连接于电源200正极，而第二感光元件G2电连接于电源200负极，所以第一感光元件G1产生的第一光电信号为正值，第二感光元件G2产生的第二光电信号为负值。

现以电源200的正极可以提供+5V电压，电源200的负极可以提供-5V电压。放大器U1的第一输入端为反向输入端，放大器U1的第二输入端为正向输入端。为例进行说明：在太阳光垂直射入感光传感器100时，第一光电信号和第二光电信号之和为0V，对应的，放大器U1输出为0V的比较结果。即比较结果为0V，则表示太阳光是垂直射入感光传感器100。

当太阳光出现偏差时，若第一感光元件G1的受光面积大于第二感光元件G2的受光面积，第一光电信号和第二光电信号之和为大于0V的值，放大器U1的输出端输出为小于0V的比较结果。即比较结果为小于0V的值，则表示第一感光元件G1的受光面积大于第二感光元件G2的受光面积，太阳光是偏向于第一感光元件G1。

若第一感光元件G1的受光面积小于第二感光元件G2的受光面积，第一光电信号和第二光电信号之和为小于0V的值，放大器U1的输出端输出为大于0V的比较结果。即比较结果为大于0V的值，则表示第一感光元件G1的受光面积小于第二感光元件G2的受光面积，太阳光是偏向于第二感光元件G2。

进一步地，如图2所示，采样电路130还包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1电连接于放大器U1的第一输入端与第二输入端之间，第二电阻R2电连接于放大器U1的第一输入端和输出端之间。

进一步地，如图1所示，感光传感器100还包括电路板140，采样电路130集成在电路板140上。

在本实施例中，电路板140设置在容纳空间内，第一感光元件G1和第二感光元件G2对称设置在电路板140上；感光口120在电路板140上垂直投影形成参考线，第一感光元件G1和第二感光元件G2关于参考线对称，并临近参考线设置。

可以理解，第一感光元件G1和第二感光元件G2关于参考线对称，并临近参考线设置。在太阳光垂直射入感光传感器100时，使得第一感光元件G1和第二感光元件G2的受光面积是相等的。

为了增加感光传感器100的防护性，如图1所示，感光传感器100还包括防护壳150，遮光部件110设置在防护壳150内；防护壳150固定设置在底座160上。

可以理解，防护壳150可以保护遮光部件110和其内部的电路板140不受应力伤害；且该防护壳150为透明材质。

在本实施例中，防护壳150和遮光部件110可以采用螺钉固定的方式，固定设置在底座160上。且该底座160可以设置为圆形，也可以设置为多边形。

另外，在其它实施例中，遮光部件110不限制为半球状，还可以是球面的一部分；或者为其它凸起的曲面状结构，上述曲面状结构，既可以是一个平滑的曲面，也可以是多个平面组合成的罩状结构。

在本实施例中，上述的感光传感器100可以应用于槽式集热器中，或上述的采样电路130应用于槽式集热器中。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种感光传感器、采样电路及槽式集热器。该感光传感器包括底座、遮光部件和采样电路，遮光部件设在底座上形成容纳空间；述遮光部件上设置有感光口，遮光部件为曲面罩状结构，感光口设置为弧形；采样电路包括第一感光元件和第二感光元件，第一感光元件和第二感光元件安装在底座上，并位于容纳空间内；第一感光元件和第二感光元件分别位于感光口的两侧。

可见，使用时，感光口沿东西方向布置，由于遮光部件为曲面状，并且感光口为弧形；因此，当太阳东西移动时，太阳光始终能够通过条形感光口射入到第一感光元件及第二感光元件上。而当太阳升高或降低时，第一感光元件和第二感光元件接收到的光强不同，从而能够给控制器发送信号，使得反射器做对应的俯仰摆动，直至第一感光元件和第二感光元件接收到的光强大致相等。使得反射器能够随着太阳高度的不同做对应的俯仰运动，从而提高太阳能利用率，保证了太阳能槽式集热器全天候高精度的跟踪太阳。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种感光传感器，其特征在于，包括底座、遮光部件和采样电路，所述遮光部件设在所述底座上形成容纳空间；

所述遮光部件上设置有感光口，所述遮光部件为曲面罩状结构，所述感光口设置为弧形；

所述采样电路包括第一感光元件和第二感光元件，所述第一感光元件和所述第二感光元件安装在所述底座上，并位于所述容纳空间内；所述第一感光元件和所述第二感光元件分别位于所述感光口的两侧。

2.如权利要求1所述的感光传感器，其特征在于，所述遮光部件包括第一遮光罩和第二遮光罩，所述第一遮光罩和所述第二遮光罩对称间隔形成所述感光口。

3.如权利要求2所述的感光传感器，其特征在于，所述采样电路还包括放大器；

所述第一感光元件和所述第二感光元件相互串联在电源的正极与负极之间，所述放大器的第一输入端电连接于所述第一感光元件和所述第二感光元件之间，所述放大器的第二输入端接地，所述放大器的输出端与所述第一输入端电连接。

4.如权利要求3所述的感光传感器，其特征在于，所述采样电路还包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻电连接于所述放大器的第一输入端与所述第二输入端之间，所述第二电阻电连接于所述放大器的第一输入端和所述输出端之间。

5.如权利要求3或4所述的感光传感器，其特征在于，所述感光传感器还包括电路板，所述采样电路集成在所述电路板上。

6.如权利要求5所述的感光传感器，其特征在于，所述电路板设置在所述容纳空间内，所述第一感光元件和所述第二感光元件对称设置在所述电路板上；

所述感光口在所述电路板上垂直投影形成参考线，所述第一感光元件和所述第二感光元件关于所述参考线对称，并临近所述参考线设置。

7.如权利要求1所述的感光传感器，其特征在于，所述感光传感器还包括防护壳，所述遮光部件设置在所述防护壳内；所述防护壳固定设置在所述底座上。

8.如权利要求1所述的感光传感器，其特征在于，所述遮光部件为球面状。

9.一种采样电路，其特征在于，应用于权利要求1-8任意一项所述的感光传感器中，所述采样电路包括第一感光元件、第二感光元件和放大器；

所述第一感光元件和所述第二感光元件相互串联在电源的正极与负极之间，所述放大器的第一输入端电连接于所述第一感光元件和所述第二感光元件之间，所述放大器的第二输入端接地，所述放大器的输出端与所述第一输入端电连接。

10.一种槽式集热器，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的感光传感器或权利要求9所述的采样电路。

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