一種太陽高度角和方位角測量儀的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種太陽高度角和方位角測量儀，包括方位角測量單元、高度角測量單元、校準單元、圓形底座、環形外殼和扣蓋在外殼上的示值圓盤；所述底座為圓形，所述外殼為環形，所述方位角測量單元包括方位角角度指針、安裝在外殼的外壁上的光電傳感器、與所述光電傳感器相接的放大電路、與所述放大電路相接的驅動電路、與所述驅動電路相接的微型電機以及安裝在外殼內壁上的電池；所述高度角測量單元包括標準指示標桿，且所述標準指示標桿垂直安裝在示值圓盤的圓心位置；所述校準單元包括水平校準單元和方向校準單元。本發明不僅結構簡單，加工制作方便，而且使用操作方便，能方便快捷讀出太陽的方位角和高度角，并且精度和可靠性高。
【專利說明】一種太陽高度角和方位角測量儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測量裝置，尤其是涉及一種太陽高度角和方位角測量儀。
【背景技術】
[0002]隨著近代科學技術的突飛猛進、社會經濟的發展以及世界常規資源額枯竭，太陽能資源被越來越多的開始應用，太陽能是一種清潔能源，無污染，取之不盡用之不竭，因此太陽能被廣泛的應用在發電、照明、取暖、集熱領域，應用十分的廣泛。但是由于地球的公轉和自轉，太陽能照射方位角和高度角時時刻刻都在變化，而太陽方位角和高度角的測量十分麻煩，傳統的太陽方位角與高度角測量儀要么結構過于簡單，導致測量精度不高，要么控制過程繁瑣，使用操作不便。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種太陽高度角和方位角測量儀，其結構簡單且使用操作方便，工作能夠實時測量太陽的方位角和高度角。
[0004]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種太陽高度角和方位角測量儀，其特征在于:包括方位角測量單元、高度角測量單元、校準單元、底座、外殼和扣蓋在外殼上的示值圓盤；所述底座為圓形，所述外殼為環形，所述方位角測量單元包括方位角角度指針、安裝在外殼的外壁上的光電傳感器、與所述光電傳感器相接的放大電路、與所述放大電路相接的驅動電路、與所述驅動電路相接的微型電機以及安裝在外殼內壁上的電池；所述高度角測量單元包括標準指示標桿，且所述標準指示標桿垂直安裝在示值圓盤的圓心位置；所述校準單元包括水平校準單元和方向校準單元，所述水平校準單元包括安裝在底座底部且其高度可上下調節的伸縮底腿和安裝在示值圓盤內的水平儀，所述方向校準單元包括指南針機械指針、指南針磁極裝置、調節蝸桿和安裝在調節蝸桿末端的調節手柄；所述放大電路和所述驅動電路均安裝在所述外殼的內壁上，所述微型電機固定在底座上且其靠近外殼的內壁，所述放大電路、驅動電路和微型電機均與所述電池相接，所述指南針磁極裝置安裝在底座的圓心處，所述指南針磁極裝置上方安裝有減速器和蝸輪蝸桿裝置，所述減速器的輸入軸和輸出軸分別連接微型電機和蝸輪蝸桿裝置，所述調節蝸桿的前端穿過外殼并從蝸輪蝸桿裝置的側面插接入蝸輪蝸桿裝置中，所述蝸輪蝸桿裝置的頂部安裝動力輸出軸，所述標準指示標桿與動力輸出軸同軸固定相接，所述指南針機械指針和方位角角度指針由下至上安裝在標準指示標桿與動力輸出軸的連接處且二者均位于示值圓盤上方；所述示值圓盤上刻有方位角指示刻度和高度角指示圓環，所述方位角指示刻度的刻度值按照逆時針方向由小到大排列，所述高度角指示圓環的數量為多個，多個所述高度角指示圓環以示值圓盤的中心為圓心呈同心圓排列，且每個所述高度角指示圓環上均刻有相應刻度值。
[0005]上述一種太陽高度角和方位角測量儀，其特征是:所述光電傳感器包括與微型電機正轉相對應的正向光敏元件區、與微型電機反轉相對應的反向光敏元件區和與步進電機停止相對應的靜止光敏元件區，所述正向光敏元件區和所述反向光敏元件區分別位于所述靜止光敏元件區的左右兩側。
[0006]上述一種太陽高度角和方位角測量儀，其特征是:所述示值圓盤上覆有一個用于與標準指示標桿的黑色陰影形成鮮明對比從而使示值更加清晰的乳白色噴漆層。
[0007]上述一種太陽高度角和方位角測量儀，其特征是:所述伸縮底腿的數量為多個。
[0008]上述一種太陽高度角和方位角測量儀，其特征是:所述微型電機為步進電機。
[0009]本發明與現有技術相比具有以下優點，不僅結構簡單，加工制作方便，而且使用操作方便，可以方便快捷讀出太陽的方位角和高度角，并且精度高，可靠性高。
[0010]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的整體結構示意圖。
[0012]圖2為本發明的裝配示意圖。
[0013]附圖標記說明:
[0014]I一底座； 2—外殼；3—示值圓盤；
[0015]4 一指南針機械指針； 5—高度角指示圓環；6—方位角指示刻度；
[0016]7一標準指不標桿`； 9一方位角角度指針；10—7jC平儀；
[0017]11一調節手柄； 12—伸縮底腿；13—調節蝸桿；
[0018]14一指南針磁極裝置； 15—微型電機；16—蝸輪蝸桿裝置；
[0019]17—動力輸出軸。
【具體實施方式】
[0020]如圖1、圖2所示，本發明包括方位角測量單元、高度角測量單元、校準單元、底座1、環形外殼2和扣蓋在外殼2上的示值圓盤3 ;所述底座I為圓形，所述外殼2為環形，所述方位角測量單元包括方位角角度指針9、安裝在外殼2的外壁上的光電傳感器、與所述光電傳感器相接的放大電路、與所述放大電路相接的驅動電路、與所述驅動電路相接的微型電機15以及安裝在外殼2內壁上的電池；所述高度角測量單元包括標準指示標桿7,且所述標準指示標桿7垂直安裝在示值圓盤3的圓心位置；所述校準單元包括水平校準單元和方向校準單元，所述水平校準單元包括安裝在底座I底部且其高度可上下調節的伸縮底腿12和安裝在示值圓盤3內的水平儀10，所述方向校準單元包括指南針機械指針4、指南針磁極裝置14、調節蝸桿13和安裝在調節蝸桿13末端的調節手柄11 ;所述放大電路和所述驅動電路均安裝在所述外殼2的內壁上，所述微型電機15固定在底座I上且其靠近外殼2的內壁，所述放大電路、驅動電路和微型電機15均與所述電池相接，所述指南針磁極裝置14安裝在底座I的圓心處，所述指南針磁極裝置14上方安裝有減速器和蝸輪蝸桿裝置16，所述減速器的輸入軸和輸出軸分別連接微型電機15和蝸輪蝸桿裝置16，所述調節蝸桿13的前端穿過外殼2并從蝸輪蝸桿裝置16的側面插接入蝸輪蝸桿裝置16中，所述蝸輪蝸桿裝置16的頂部安裝動力輸出軸17，所述標準指示標桿7與動力輸出軸17同軸固定相接，所述指南針機械指針4和方位角角度指針9由下至上安裝在標準指示標桿7與動力輸出軸17的連接處且二者均位于示值圓盤3上方；所述示值圓盤3上刻有方位角指示刻度6和高度角指示圓環5，所述方位角指示刻度6的刻度值按照逆時針方向由小到大排列，所述高度角指示圓環5的數量為多個，多個所述高度角指示圓環5以示值圓盤3的中心為圓心呈同心圓排列，且每個所述高度角指示圓環5上均刻有相應刻度值。
[0021]本實施例中，所述光電傳感器包括與微型電機15正轉相對應的正向光敏元件區、與微型電機15反轉相對應的反向光敏元件區和與步進電機15停止相對應的靜止光敏元件區，所述正向光敏元件區和所述反向光敏元件區分別位于所述靜止光敏元件區的左右兩側。
[0022]本實施例中，所述示值圓盤3上覆有一個用于與標準指示標桿7的黑色陰影形成鮮明對比從而使示值更加清晰的乳白色噴漆層。
[0023]本實施例中，所述伸縮底腿12的數量為多個。
[0024]本實施例中，所述微型電機15為步進電機。
[0025]本發明的工作過程為:首先通過校準單元對測量儀進行基準調校，其中水平調校是通過調節可伸縮底腿12，并且同時觀察水平儀10，看整個儀器是否位于水平位置；方向調校是通過轉動調節手柄11，使得連接在調節蝸桿13上的蝸輪蝸桿裝置16帶動動力輸出軸17旋轉運動，從而帶動示值圓盤3的旋轉，使示值圓盤3的起始零位與指南針4重合即可。正式測量時，當光線照射在所述光電傳感器的正向光敏元件區時，所述光電傳感器發出電信號控制微型電機15正向運動；當光線照射在所述光電傳感器的反向光敏元件區時，所述光電傳感器發出電信號控制微型電機15反向運動。微型電機15驅動方位角角度指針9轉動，此時只需在示值圓盤3上讀出方位角角度指針9的指示刻度即為太陽方位角；而標準指示標桿7在太陽光照射下的陰影對應于示值圓盤3上高度角指示圓環5的刻度即為當前太陽高度角。
[0026]以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種太陽高度角和方位角測量儀，其特征在于:包括方位角測量單元、高度角測量單元、校準單元、底座(I)、外殼(2)和扣蓋在外殼(2)上的示值圓盤(3);所述底座(I)為圓形，所述外殼(2)為環形，所述方位角測量單元包括方位角角度指針(9)、安裝在外殼(2)的外壁上的光電傳感器、與所述光電傳感器相接的放大電路、與所述放大電路相接的驅動電路、與所述驅動電路相接的微型電機(15)以及安裝在外殼(2)內壁上的電池；所述高度角測量單元包括標準指示標桿(7)，且所述標準指示標桿(7)垂直安裝在示值圓盤(3)的圓心位置；所述校準單元包括水平校準單元和方向校準單元，所述水平校準單元包括安裝在底座(I)底部且其高度可上下調節的伸縮底腿(12)和安裝在示值圓盤(3)內的水平儀(10)，所述方向校準單元包括指南針機械指針(4)、指南針磁極裝置(14)、調節蝸桿(13)和安裝在調節蝸桿(13)末端的調節手柄(11);所述放大電路和所述驅動電路均安裝在所述外殼(2)的內壁上，所述微型電機(15)固定在底座(I)上且其靠近外殼(2)的內壁，所述放大電路、驅動電路和微型電機(15)均與所述電池相接，所述指南針磁極裝置(14)安裝在底座(I)的圓心處，所述指南針磁極裝置(14)上方安裝有減速器和蝸輪蝸桿裝置(16)，所述減速器的輸入軸和輸出軸分別連接微型電機(15)和蝸輪蝸桿裝置(16)，所述調節蝸桿(13)的前端穿過外殼(2)并從蝸輪蝸桿裝置(16)的側面插接入蝸輪蝸桿裝置(16)中，所述蝸輪蝸桿裝置(16)的頂部安裝動力輸出軸(17)，所述標準指示標桿(7)與動力輸出軸(17)同軸固定相接，所述指南針機械指針(4)和方位角角度指針(9)由下至上安裝在標準指示標桿(7)與動力輸出軸(17)的連接處且二者均位于示值圓盤(3)上方；所述示值圓盤(3)上刻有方位角指示刻度(6)和高度角指示圓環(5)，所述方位角指示刻度(6)的刻度值按照逆時針方向由小到大排列，所述高度角指示圓環(5)的數量為多個，多個所述高度角指示圓環(5)以示值圓盤(3)的中心為圓心呈同心圓排列，且每個所述高度角指示圓環(5)上均刻有相應刻度值。
2.按照權利要求1所述的一種太陽高度角和方位角測量儀，其特征在于:所述光電傳感器包括與微型電機(15)正轉相對應的正向光敏元件區、與微型電機(15)反轉相對應的反向光敏元件區和與步進電機(15)停止相對應的靜止光敏元件區，所述正向光敏元件區和所述反向光敏元件區分別位于所述靜止光敏元件區的左右兩側。
3.按照權利要求1或2所述的一種太陽高度角和方位角測量儀，其特征在于:所述示值圓盤(3)上覆有一個用于與標準指示標桿(7)的黑色陰影形成鮮明對比從而使示值更加清晰的乳白色噴漆層。
4.按照權利要求1或2所述的一種太陽高度角和方位角測量儀，其特征在于:所述伸縮底腿(12)的數量為多個。
5.按照權利要求1或2所述的一種太陽高度角和方位角測量儀，其特征在于:所述微型電機(15)為步進電機。
【文檔編號】G01C1/00GK103822607SQ201210467015
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月16日 優先權日:2012年11月16日
【發明者】張國琦 申請人:飛秒光電科技(西安)有限公司