專利名稱：一種太陽(yáng)光線角度測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量裝置，特別涉及一種太陽(yáng)角度測(cè)量裝置，屬于計(jì)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中確定太陽(yáng)位置一般通過確定太陽(yáng)的高度角和方位角即可，對(duì)于地球上的某個(gè)地點(diǎn)，太陽(yáng)高度角是指太陽(yáng)光的入射方向和地平面之間的夾角，專業(yè)上講太陽(yáng)高度角是指某地太陽(yáng)光線與該地作垂直于地心的地表切線的夾角。太陽(yáng)高度角與地面的太陽(yáng)光強(qiáng)弱密切相關(guān)。早晚與中午的光強(qiáng)有很大的差異，原因就在于太陽(yáng)高度角的不同。在晴天條件下，太陽(yáng)光的強(qiáng)弱與太陽(yáng)高度角的正弦成正比。因此了解太陽(yáng)高度角對(duì)分析地面的太陽(yáng)光強(qiáng)、紫外線的強(qiáng)弱有重要的意義。太陽(yáng)方位角即太陽(yáng)所在的方位，指太陽(yáng)光線在地平面上的投影與當(dāng)?shù)刈游缇€的夾 角，可近似地看作是豎立在地面上的直線在陽(yáng)光下的陰影與正南方的夾角。太陽(yáng)方位角決定了陽(yáng)光的入射方向，決定了各個(gè)方向的山坡或不同朝向建筑物的米光狀況。目前國(guó)內(nèi)外采用的跟蹤太陽(yáng)的方法主要有三種方式視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤、光電跟蹤、視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤和光電跟蹤相結(jié)合。視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤需描述太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，公式復(fù)雜，計(jì)算量大；光電跟蹤通常在特殊結(jié)構(gòu)上布置一定數(shù)量的光敏元件，如傳感器四象限布置法、圖像法、光敏器件傾斜布置法和小孔布置法等。檢測(cè)方式分為開關(guān)量檢測(cè)和模擬量檢測(cè)方式兩種。采用開關(guān)量檢測(cè)方式時(shí)，不同的太陽(yáng)入射角會(huì)導(dǎo)通不同的光敏元件組合，通過這種組合來確定光線角度，但這種方式測(cè)量精度差，需要較多的光敏元件；模擬量檢測(cè)方式測(cè)量通過在不同位置的光伏電池的輸出短路電流來計(jì)算太陽(yáng)光角度，這種方式雖然可減少光敏元件的數(shù)量，但因光伏電池特性不一致會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。為減少周圍環(huán)境發(fā)射光線的影響，通常將光敏元件放置在特殊的暗盒中，利用透鏡等光學(xué)元件聚光，基本消除了發(fā)射光的影響。但采用上述方法測(cè)量角度范圍較小。采用無遮擋方式測(cè)量雖可以擴(kuò)大測(cè)量范圍，必須解決光敏元件的不一致和反射光的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種太陽(yáng)光線角度測(cè)量裝置，使得測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，測(cè)量太陽(yáng)光線角度方便，精度高。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種太陽(yáng)光線角度測(cè)量裝置，包括安裝在底座上的可旋轉(zhuǎn)的中空?qǐng)A柱體，所述圓柱體上開有互不相交且可透光的軸向矩形槽和斜槽，所述圓柱體內(nèi)底部安裝有光伏電池，所述光伏電池與控制電路相連，所述控制電路包括光伏電池探測(cè)器，所述光伏電池的信號(hào)輸出端與光伏電池探測(cè)器的信號(hào)輸入端相連，所述光伏電池探測(cè)器的信號(hào)輸出端經(jīng)轉(zhuǎn)換電路與數(shù)字信號(hào)處理器的信號(hào)輸入端相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器的信號(hào)輸入端還經(jīng)光耦隔離電路與行程開關(guān)相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器的信號(hào)輸出端分別連接有電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和液晶顯示單元，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與步進(jìn)電機(jī)相連，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)圓柱體繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。[0007]本裝置測(cè)量過程包括以下步驟I)測(cè)量太陽(yáng)方位角時(shí)a)將本裝置放置在戶外水平面上，使其暴露在太陽(yáng)下；b)將圓柱體上的矩形槽朝向調(diào)整，使其對(duì)準(zhǔn)正南方向；c)通過數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)送信號(hào)控制電機(jī)工作，電機(jī)驅(qū)動(dòng)圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)；d)光伏電池將檢測(cè)到的短路電流信號(hào)發(fā) 送給數(shù)字信
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)光線角度測(cè)量裝置，其特征在于，包括安裝在底座上的可旋轉(zhuǎn)的中空?qǐng)A柱體，所述圓柱體上開有互不相交且可透光的軸向矩形槽和斜槽，所述圓柱體內(nèi)底部安裝有光伏電池，所述光伏電池與控制電路相連，所述控制電路包括光伏電池探測(cè)器，所述光伏電池的信號(hào)輸出端與光伏電池探測(cè)器的信號(hào)輸入端相連，所述光伏電池探測(cè)器的信號(hào)輸出端經(jīng)轉(zhuǎn)換電路與數(shù)字信號(hào)處理器的信號(hào)輸入端相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器的信號(hào)輸入端還經(jīng)光耦隔離電路與行程開關(guān)相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器的信號(hào)輸出端分別連接有電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和液晶顯示單元，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與步進(jìn)電機(jī)相連，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)圓柱體繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽(yáng)光線角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述控制電路包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路和電壓放大電路，所述光伏電池探測(cè)器的信號(hào)輸出 端與電流電壓轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端相連，所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端與電壓放大電路的信號(hào)輸入端相連，所述電壓放大電路的信號(hào)輸出端與數(shù)字信號(hào)處理器的信號(hào)輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種太陽(yáng)光線角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述用于測(cè)量光照面積的光伏電池為小型圓形光伏電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項(xiàng)所述的一種太陽(yáng)光線角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器采用MC56F8037芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項(xiàng)所述的一種太陽(yáng)光線角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述行程開關(guān)為開關(guān)型霍爾傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項(xiàng)所述的一種太陽(yáng)光線角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用ULN2003電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項(xiàng)所述的一種太陽(yáng)光線角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述斜槽的頂端、底端及圓柱體的中心軸線共面，所述矩形槽的頂端與斜槽頂端相位相差90°，所述矩形槽的底端與斜槽的底端相位相差90°。
專利摘要本實(shí)用新型公開了屬于計(jì)量領(lǐng)域內(nèi)的一種太陽(yáng)光線角度測(cè)試裝置，包括安裝在底座上的可旋轉(zhuǎn)的中空?qǐng)A柱體，所述圓柱體上開有互不相交且可透光的軸向矩形槽和斜槽，所述圓柱體內(nèi)底部安裝有光伏電池，所述光伏電池與控制電路相連，本實(shí)用新型利用在光照強(qiáng)度一定的條件下，光伏電池的短路電流與太陽(yáng)光線照到電池的面積成正比的原理，通過控制電路控制圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)，從而檢測(cè)光伏電池的短路電流最大時(shí)圓柱體轉(zhuǎn)過的角度，計(jì)算得到太陽(yáng)光線角度，對(duì)太陽(yáng)光線角度的及時(shí)掌握，對(duì)分析地面的太陽(yáng)光強(qiáng)、紫外線的強(qiáng)弱有著極大的意義，可用于測(cè)量太陽(yáng)光線的高度角和方位角。
文檔編號(hào)G01C1/00GK202452969SQ201220084328
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者史旺旺, 徐愛斌, 楊鵬, 陳國(guó)林 申請(qǐng)人:揚(yáng)州貝爾斯通科技有限公司