專利名稱：一種五級自動測光的太陽追蹤傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測定太陽準確方位的裝置，尤其是在陽光下能向太陽能采集器械提 供東西及南北方向對準太陽的控制信號。
技術背景目前，公知的太陽能采集方法，其構造或是固定安放在地面上被動地接受陽光(常見的 太陽能熱水器、太陽能電池板)；或是由人工調節方向接受陽光(常見的太陽灶)；這些采集 太陽能的器械，沒有東西及南北方向太陽追蹤裝置和驅動機構，無法時刻準確地對準太陽， 人工操作麻煩，接受光效率低，所獲得的太陽光能、熱能也低。 發明內容為了克服現有的太陽能采集器械無法時刻準確地對準太陽，操作麻煩，光熱效率低，所 獲得的太陽能低的不足，本實用新型提供一種五級自動測光的太陽追蹤傳感器，無論陽光強 弱都使得太陽能采集器械獲取本實用新型的太陽方位信號在驅動機構的控制下自動跟蹤對準 太陽，能獲得較高的太陽光能、熱能。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是在留有弧形透光孔的圓形暗盒內，設 置有與弧形透光孔同弧長的扇形格板、阻光孔板、電磁調光片、光敏管組成的東西方向測辨 部件，水平地安裝在暗盒內緣左側；設置有由長方形暗格、阻光格板、阻光孔、光敏管組成 的南北方向測辨部件，垂直地安裝在圓形暗盒中底板上；設置有由錐形暗格、測光凸透鏡、 阻光孔板、光敏管組成的陽光強弱測辨部件，垂直地安裝在圓形暗盒邊緣上；設置有由集成 電路、插座、電子元件、信號引出電纜組成的信號處理電路板，水平地安裝在底板上。電路 板控制電磁調光片及輸出本實用新型測定太陽方位的信號。本實用新型安裝固定在太陽能采 集器械調節轉動的軸心上，太陽能采集器械的東西方向驅動機構根據本實用新型測辨東西方 向的信號驅動太陽能采集器械自東向西轉動對準太陽-，太陽能采集器械的南北方向驅動機構 根據本實用新型測辨南北的方向信號驅動太陽能采集器械南北方向調節轉動對準太陽。天黑 后，本實用新型的白天黑夜測辨光敏管提供的信號,通過電路板使驅動機構驅動太陽能采集器 械自西向東返回東面停下，關閉了東西和南北轉動的驅動信道。次日天亮后，本實用新型白天 黑夜測辨光敏管的信號啟動了東西和南北轉動的驅動信道，通過電路板使驅動機構驅動太陽 能采集器械再次調節轉動對準太陽。每天如此周而復始。本實用新型的有益效果是，可以在有太陽光的情況下無論陽光強弱均能向太陽能采集器 械提供東西方向和南北方向太陽方位信號，通過電路板使得驅動機構驅動太陽能采集器械始 終準確對準太陽，能獲得最大效率的太陽光能、熱能。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖l是本實用新型的平面構造圖。圖2是本實用新型實施例的I一I剖面構造圖。圖3是圖1的B部件的平面圖及剖視圖。圖4是圖1的C部件的平面圖及剖視圖。圖5是圖1的G部件的平面圖及剖視圖。圖6是本實用新型實施例安裝在太陽能采集器械上的構造圖。圖7是本實用新型實施例安裝在太陽能采集器械上運行的早午晚、春秋方位構造圖。 圖1及圖2中A.殼體，B.東西方向測辨部件，C.南北方向測辨部件，D.信號引出電纜，E. 電路板，F.白天黑夜測辨感光光敏管，H.軸柄(安裝在太陽能采集器械上固定用)，G.太陽光強弱測辨部件，K.底板，L.蓋板。圖3是圖1中B部件(東西方向測辨部件)的平面圖及剖視圖，圖3中l.B部件殼體，2.扇形透光格板，3.弧形透光孔板，4.阻光孔板，5.電磁鐵，6.弧形減光片，7.減光片操作桿，8.東西方向感光光敏管。圖4是圖1中C部件(南北方向測辨部件)的平面圖及剖視圖，圖4中9.減光片，10.固定座 腳，ll.C部件殼體，12.阻光格板，13.北向透光孔，14.南向透光孔，15.北向感光光敏管， 16.南向感光光敏管。圖5是圖1中G部件(太陽光強弱測辨部件)的平面圖及剖視圖，圖5中17.透光凸透鏡，18. 減光片，19.G部件殼體，20.四種不同直徑阻光孔板，21.四位感光光敏管。
具體實施方式
在圖1中，由設有弧形透光玻璃和透光口的殼體(A)、底板(K)、蓋板(L)組成圓形的容器 中，扇狀的東西方向測辨部件(B)安裝在殼體(A)內左側；南北方向測辨部件(C)安裝在底板(K) 內中側,受光口垂直向上；白天黑夜測辨感光光敏管(F)固定在殼體(A)中部的內壁，通過透光 孔白天獲得光線；太陽光強弱測辨部件(G)安裝在殼體(A)內壁右部，受光口垂直向上；安裝 有電子元件的電路板(E)安放在底板(K)的內下方；連接電路板(E)的信號輸出電纜(D)通過固 定在底板(K)中心的軸柄(H)把所測到的太陽方位信號引至太陽光采集器械驅動機構電路系統 中，由所測到的信號通過電路板(E)控制太陽光采集器械的驅動機構，從而達到太陽光采集器 械自動調向太陽的目的。在實施例中，東西方向辨別部件(B)是這樣工作的圖1及圖3所示是本實用新型使用時因陰天(沒有陽光)停留在的任意位置。無論過了多久當陽光出現時(假如太陽出現在a點方 位)這時直射光線從a點通過殼體(A)的弧形透光玻璃、兩隔板(2)之間、透光孔板(3)、阻光孔板(4)、弧形減光片(6)、使東西方向感光光敏管(8)導通獲得信號，此信號使太陽光采集器 械驅動機構帶著本實用新型以軸柄(H)為圓心自東向西(圖為逆時針)轉動。轉動期間陽光繼 續通過b點、c點的其它格板(2)之間、透光孔板(3)、阻光孔板(4)的通道射進東西感光光敏管 (8)，使得繼續自東向西轉動。直轉動到太陽方位到e時，這時直射陽光因被殼體(A)、 B部件的 透光孔板(3)所遮閉，東西方向感光光敏管(8)因無直射光照射而截止失去信號，通過電路板 (E)驅動機構使到太陽光采集裝置帶著本實用新型停止轉動(太陽光采集器械此時已正對準太 陽，e點就是直射光的垂直照射點。這時南北方向測辨部件(C)及太陽光強弱測辨部件(G)進 入了最佳工作狀態)。當太陽繼續向西行走(圖l為逆時針)方位到d點時，直射光線又從d點 通過殼體(A)的弧形透光玻璃、兩隔板(2)之間、透光孔板(3)、阻光孔板(4)、弧形減光片(6)、 又使東西方向感光光敏管(8)導通獲得信號，通過電路板(E)驅動機構驅動太陽能采集器械帶 著本實用新型又自東向西(圖l為逆時針)轉動，直到直射光的又垂直照射到e點時，驅動機 構使得太陽能采集器械又停止轉達，這就又重新調整太陽光采集器械對準太陽。每次如此周 而復始反復自動調整。只要出現直射陽光，東西方向辨別部件(B)均能使太陽光采集器械對 準太陽。日落后，白天黑夜測辨感光光敏管(F)因天黑而截止，關閉了自東向西的轉動信道， 其截止信號使得驅動機構驅動太陽能采集器械自西向東返回東面停下。此時e點已停在東面的 水平線上，等待明天的太陽的出現。次閂太陽出來后，陽光已照在e點上，白天黑夜測辨感光 光敏管(F)因天亮有光線而導通，通過電路板(E)啟動了驅動機構驅動太陽能采集器械自東向 西轉動的信道。當太陽繼續向西行走(圖l為逆時針)方位到d點時，這就又重復昨天的動作 調整太陽光采集器械重新對準太陽。每天如此周而復始。太陽光采集器械在調整對準太陽的運行中，因天氣原因每天每時的陽光強弱不盡相同而 使得東西方向感光光敏管(8)導通-截止時間也不同，這就引起太陽光采集器械在陽光強弱不 同時對準太陽的準確度有偏差。為了克服因陽光強弱不同時太陽光采集器械對準太陽的偏差， 結合圖3及圖5進一步說明，東西方向測辨部件(B)及太陽光強弱測辨部件(G)是這樣配合工作 的圖3的(a)(b)中，在東西方向感光光敏管(8)的前面設有由四組由電磁鐵(5)分別操動的四 塊弧形減光片(6)。圖5中，在一個漏斗狀外殼(19)上部設置一塊長方形凸透鏡(17)及減光片 (18)，下部設置四個由小至大不同直徑透光孔(20)的擋光板，擋光板下設置四個相互隔開的感光光敏管(21)。在本實施例中，我們把陽光分為弱、中、中強、強、特強五個等級。如當 太陽光采集器械在對準太陽運行中的陽光是弱光時，弱光透過凸透鏡(17)、減光片(18)在擋 光板k-k處形成光斑照著四個不同直徑透光孔(20)。這時,由于光線弱，擋光板下的四個感光 光敏管(21)均不導通而截止，圖3中的四組電磁鐵(5)操動的四塊弧形減光片(6)不動作，東西 方向感光光敏管(8)的光量不變化(如圖3中的(b)圖所示)。而當太陽光采集器械在對準太陽運 行中的陽光是中光時，中光透過凸透鏡(17)、減光片(18)在擋光板k-k光斑處其中最大直徑的 透光孔(20)下的感光光敏管(21)導通(其余三個直徑較小的透光孔下的感光光敏管仍在截止 狀況)，這時這個感光光敏管(21)導通的信號送至電路板(E)，經電路板(E)的電子線路處理， 使得圖3中的四組電磁鐵(5)中的一組操動一塊弧形減光片(6)動作，拉起弧形減光片下半截減 光膜，減少了透過阻光孔板(4)的光(如圖3中的(c)圖所示)。這樣一來，既使陽光增強由弱光 變成了中光，由于電磁鐵(5)操動弧形減光片(6)動作減弱了部分光，保持了東西方向感光光 敏管(8)的光量不變化，東西方向感光光敏管(8)導通-截止時間也不變化，這就使得太陽光采 集器械在陽光由弱光變至中光時對準太陽的準確度保持沒有變化。同此原理，當陽光的強度 再由中光變至中強(或強或特強)時，四組電磁鐵(5)中會操動的二(或三或四)弧形減光片(6) 動作，相應地拉起弧形減光片下半截減光膜減少了透過阻光孔板(4)的光。由此而來，當陽光 的強度變化時，通過電路板(E)四組電磁鐵(5)中會自動根據陽光的變化相應地操動或釋放弧 形減光片減少或增加透過阻光孔板(4)的光。這就使得東西方向感光光敏管(8)所受的光量也 不變化，最終對準太陽的準確度保持沒有變化，保證了太陽光采集器械在陽光強弱變化時對 準太陽的準確度能始終如一。
在實施例中，圖4所示是本實用新型的南北方向測辨部件(C)的平面圖和剖面圖，南北方 向測辨部件(C)結構是這樣在一個長方形狀外殼(11)上部設置一窄長進光口及減光片(9), 中間設置有光進入斜度與感光光敏管(15)、 (16)的光進入斜度相一致的擋光格板(12),下部 設置有有透光孔(13)、 (14)的左右擋光板，擋光板下設置左右2個感光光敏管(15)、 (16),左 右透光孔(13)、 (14)之間的距離稍大于上部進光口的寬度。當驅動機構驅動太陽能采集器械 帶著本實用新型轉動至直射光垂直照到e點停止時(圖l所示)，在垂直安裝于底板(K)的長方形 南北方向測辨部件(C)中，直射光線經進光口減光片(9)進入當不垂直進光口的光線g自北向 南方向斜照時(如圖4中(b)所示)，光線通過擋光格板(12)之間間隔進入，透過透光孔(14)使 南向感光光敏管(16)感光導通，此導通的信號送至電路板(E)，使驅動機構驅動太陽能采集器 械帶著本實用新型以軸柄(H)中軸線為圓心自南向北轉動，直轉至進光口兩邊遮擋光線呈f-f 垂直狀態，此時透光孔(14)無光通過南向感光光敏管(16)截止使得驅動機構停止轉動，這時 太陽能采集器械就已對準太陽。同理，當不垂直進光口的光線h自南向北方向斜照時(如圖4 中(b)所示)，光線通過擋光格板(12)之間間隔進入，透過透光孔(13)使北向感光光敏管(15) 感光導通，此導通的信號送至電路板(E)，使驅動機構驅動太陽能采集器械帶著本實用新型以 軸柄(H)中軸線為圓心自北向南轉動，直轉至進光口兩邊遮擋光線呈f-f狀態，此時透光孔(13) 無光通過南向感光光敏管(15)截止使得驅動機構停止轉動，這時太陽能采集器械就又對準太 陽。總而言之，無論斜照的陽光是來自g方向還是h方向，南北方向測辨部件(C)都使驅動機 構驅動太陽能采集器械帶著本實用新型以軸柄(H)中軸線為圓心朝陽光來的方向轉動，直轉至 進光口兩邊遮擋光線呈f-f狀態，使之太陽能采集器械對準太陽，此時的透光孔(13)、 (14) 均無光通過使得感光光敏管(15)、 (16)均截止。無論什么季節，無論陰天(無太陽)停頓多長時 間，當太陽直射光重現時，本實用新型東西方向自動找準對準太陽后的同時，南北方向隨之 自動找準對準太陽。
圖6是本實用新型實施例安裝在太陽能采集器械球面聚光板上的構造圖。本實用新型的外 殼(A)、軸柄(H)固定安裝在太陽能采集器械球面聚光板外緣南北方向的中軸線上。
圖7(a)、 (b)、 (c)是本實用新型實施例安裝在太陽能采集器械球面聚光板上運行的早、 午、晚狀態圖，圖7中(d)、 (e)是本實用新型實施例安裝在太陽能采集器械球面聚光板上運行 的春、秋方位狀態圖。
權利要求1. 安裝在太陽能采集器械轉動軸線上的一種五級自動測光的太陽追蹤傳感器，在留有透光孔 的圓形暗盒中，設置有東西方向測辨部件、南北方向測辨部件、陽光強弱測辨部件及信號處理電路板，其特征是東西方向測辨部件水平地安裝在暗盒中，南北方向測辨部件及陽光強 弱測辨部件垂直地安裝在暗盒中，信號處理電路板安裝在底板上。
2. 根據權利要求1所述的太陽追蹤傳感器，其特征是東西方向測辨部件由扇形格板、阻光 孔板、電磁調光片及1個光敏管組成，南北方向測辨部件由長方形暗格、阻光格板、阻光孔 及2個光敏管組成，陽光強弱測辨部件由錐形暗格、測光凸透鏡、阻光孔板及4個光敏管組 成。
3. 根據權利要求l所述的太陽追蹤傳感器，其特征是東西方向測辨部件、南北方向測辨部件及 陽光強弱測辨部件所測的信號經信號處理電路板處理，自動操作四組電磁弧形減光片增減進 光量，最終使得電路板輸出信號控制太陽能采集器械轉動對準太陽。
專利摘要一種五級自動測光的太陽追蹤傳感器。它是在留有透光孔的圓形暗盒中，設置有由扇形格板、阻光孔板、光敏管組成的東西方向光辨別部件；設置有太陽光強弱辨別部件、四組電磁操動的弧形減光片自動測光及調光；設置有由長方形暗格、阻光格板、阻光孔、光敏管組成的南北方向辨別部件。本傳感器安裝固定在太陽能采集器械旋轉軸線上，驅動機構根據本傳感器測辨的東西方向和南北的方向信號驅動太陽能采集器械轉動準確對準太陽，使太陽能采集器械能獲得最大效率的太陽光能、熱能。
文檔編號G01J1/04GK201155992SQ20072014752
公開日2008年11月26日 申請日期2007年4月25日 優先權日2007年4月25日
發明者盧劍超 申請人:盧劍超